Управление нагрузкой одним нажатием

Электроника для всех

Блог о электронике

Включить-выключить. Схемы управления питанием

С батарейным питанием все замечательно, кроме того, что оно кончается, а энергию надо тщательно экономить. Хорошо когда устройство состоит из одного микроконтроллера — отправил его в спячку и все. Собственное потребление в спящем режиме у современных МК ничтожное, сравнимое с саморазрядом батареи, так что о заряде можно не беспокоиться. Но вот засада, не одним контроллером живо устройство. Часто могут использоваться разные сторонние периферийные модули которые тоже любят кушать, а еще не желают спать. Прям как дети малые. Приходится всем прописывать успокоительное. О нем и поговорим.

▌Механическая кнопка
Что может быть проще и надежней сухого контакта, разомкнул и спи спокойно, дорогой друг. Вряд ли батарейку раскачает до того, чтобы пробить миллиметровый воздушный зазор. Урания в них для этого не докладывают. Какой нибудь PSW переключатель то что доктор прописал. Нажал-отжал.

Вот только беда, ток он маленький держит. По паспорту 100мА, а если запараллелить группы, то до 500-800мА без особой потери работоспособности, если конечно не клацать каждые пять секунд на реактивную нагрузку (катушки-кондеры). Но девайс может кушать и поболее и что тогда? Приматывать синей изолентой к своему хипстерскому поделию здоровенный тумблер? Нормальный метод, мой дед всю жизнь так делал и прожил до преклонных лет.

▌Кнопка плюс
Но есть способ лучше. Рубильник можно оставить слабеньким, но усилить его полевым транзистором. Например вот так.

Тут переключатель просто берет и поджимает затвор транзистора к земле. И он открывается. А пропускаемый ток у современных транзисторов очень высокий. Так, например, IRLML5203 имея корпус sot23 легко тащит через себя 3А и не потеет. А что-нибудь в DPACK корпусе может и десяток-два ампер рвануть и не вскипеть. Резистор на 100кОм подтягивает затвор к питанию, обеспечивая строго определенный уровень потенциала на нем, что позволяет держать транзистор закрытым и не давать ему открываться от всяких там наводок.

▌Плюс мозги
Можно развить тему управляемого самовыключения, таким вот образом. Т.е. устройство включается кнопкой, которая коротит закрытый транзистор, пуская ток в контроллер, он перехватывает управление и, прижав ногой затвор к земле, шунтирует кнопку. А выключится уже тогда, когда сам захочет. Подтяжка затвора тоже лишней не будет. Но тут надо исходить из схемотехники вывода контроллера, чтобы через нее не было утечки в землю через ногу контроллера. Обычно там стоит такой же полевик и подтяжка до питания через защитные диоды, так что утечки не будет, но мало ли бывает…

Или чуть более сложный вариант. Тут нажатие кнопки пускает ток через диод на питание, контроллер заводится и сам себя включает. После чего диод, подпертый сверху, уже не играет никакой роли, а резистор R2 эту линию прижимает к земле. Давая там 0 на порту если кнопка не нажата. Нажатие кнопки дает 1. Т.е. мы можем эту кнопку после включения использовать как нам угодно. Хоть для выключения, хоть как. Правда при выключении девайс обесточится только на отпускании кнопки. А если будет дребезг, то он может и снова включиться. Контроллер штука быстрая. Поэтому я бы делал алгоритм таким — ждем отпускания, выбираем дребезг и после этого выключаемся. Всего один диод на любой кнопке и нам не нужен спящий режим 🙂 Кстати, в контроллер обычно уже встроен этот диод в каждом порту, но он очень слабенький и его можно ненароком убить если вся ваша нагрузка запитается через него. Поэтому и стоит внешний диод. Резистор R2 тоже можно убрать если нога контроллера умеет делать Pull-down режим.

▌Отключая ненужное
Можно сделать и по другому. Оставить контроллер на «горячей» стороне, погружая его в спячку, а обесточивать только жрущую периферию.

Выделив для нее отдельную шину питания. Но тут надо учесть, что есть такая вещь как паразитное питание. Т.е. если вы отключите питание, например, у передатчика какого, то по шине SPI или чем он там может управляться пойдет питание, поднимется через защитные диоды и периферия оживет. Причем питания может не хватить для его корректной работы из-за потерь на защитных диодах и вы получите кучу глюков. Или же получите превышение тока через порты, как результат выгоревшие порты на контроллере или периферии. Так что сначала выводы данных в Hi-Z или в Low, а потом обесточивайте.

▌Выкидываем лишнее
Что-то мало потребляющее можно запитать прям с порта. Сколько дает одна линия? Десяток миллиампер? А две? Уже двадцать. А три? Параллелим ноги и вперед. Главное дергать их синхронно, лучше за один такт.

Правда тут надо учитывать то, что если нога может отдать 10мА ,то 100 ног не отдадут ампер — домен питания не выдержит. Тут надо справляться в даташите на контроллер и искать сколько он может отдать тока через все выводы суммарно. И от этого плясать. Но до 30мА с порта накормить на раз два.

Главное не забывайте про конденсаторы, точнее про их заряд. В момент заряда кондера он ведет себя как КЗ и если в вашей периферии есть хотя бы пара микрофарад емкостей висящих на питании, то от порта ее питать уже не следует, можно порты пожечь. Не самый красивый метод, но иногда ничего другого не остается.

▌Одна кнопка на все. Без мозгов
Ну и, напоследок, разберу одно красивое и простое решение. Его несколько лет назад набросил мне в комменты uSchema это результат коллективного творчества народа на его форуме.

Одна кнопка и включает и выключает питание.

При включении, конденсатор С1 разряжен. Транзистор Т1 закрыт, Т2 тоже закрыт, более того, резистор R1 дополнительно подтягивает затвор Т1 к питанию, чтобы случайно он не открылся.

Конденсатор С1 разряжен. А значит мы в данный момент времени можем считать его как КЗ. И если мы нажмем кнопку, то пока он заряжается через резистор R1 у нас затвор окажется брошен на землю.

Это будет одно мгновение, но этого хватит, чтобы транзистор Т1 распахнулся и на выходе появилось напряжение. Которое тут же попадет на затвор транзистора Т2, он тоже откроется и уже конкретно так придавит затвор Т1 к земле, фиксируясь в это положение. Через нажатую кнопку у нас С1 зарядится только до напряжения которое образует делитель R1 и R2, но его недостаточно для закрытия Т1.

Отпускаем кнопку. Делитель R1 R2 оказывается отрезан и теперь ничто не мешает конденсатору С1 дозарядиться через R3 до полного напряжения питания. Падение на Т1 ничтожно. Так что там будет входное напряжение.

Схема работает, питание подается. Конденсатор заряжен. Заряженный конденсатор это фактически идеальный источник напряжения с очень малым внутренним сопротивлением.

Жмем кнопку еще раз. Теперь уже заряженный на полную конденсатор С1 вбрасывает все свое напряжение (а оно равно напряжению питания) на затвор Т1. Открытый транзистор Т2 тут вообще не отсвечивает, ведь он отделен от этой точки резистором R2 аж на 10кОм. А почти нулевое внутреннее сопротивление конденсатора на пару с его полным зарядом легко перебивает низкий потенциал на затворе Т1. Там кратковременно получается напряжение питания. Транзистор Т1 закрывается.

Тут же теряет питание и затвор транзистора Т2, он тоже закрывается, отрезая возможность затвору Т1 дотянуться до живительного нуля. С1 тем временем даже не разряжается. Транзистор Т2 закрылся, а R1 действует на заряд конденсатора С1, набивая его до питания. Что только закрывает Т1.

Отпускаем кнопку. Конденсатор оказывается отрезан от R1. Но транзисторы все закрыты и заряд с С1 через R3 усосется в нагрузку. С1 разрядится. Схема готова к повторному включению.

Вот такая простая, но прикольная схема. Вот тут еще полно реализаций похожих схем. На сходном принципе действия.

Это видео недоступно.

Очередь просмотра

Очередь

  • Удалить все
  • Отключить

YouTube Premium

Включение Выключение нагрузки одной кнопкой без фиксации.

Хотите сохраните это видео?

  • Пожаловаться

Пожаловаться на видео?

Выполните вход, чтобы сообщить о неприемлемом контенте.

Понравилось видео?

Не понравилось?

Текст видео

Поддержать канал: 4038 9682 7483 9865

Схема включения выключения нагрузки при помощи одной кнопки на таймере 555
Принцип работы схемы очень простой, одно нажатие на кнопку прибор включается,еще одно нажатие прибор выключается.
Схема достаточно простая и работает сразу после включения, в основе схемы лежит таймер ne555, он регистрирует нажатие кнопки и устанавливает на выходе логическую 1, либо 0, в схеме применена обычная кнопка без фиксации, светодиод сообщает о состоянии нагрузки, если он горит – нагрузка включена, если не горит – нагрузка выключена. транзистор Т1 управляет обмоткой реле, параллельно обмотке реле установлен защитный диод. Схему можно встроить в прибор требующий управления при помощи одной кнопки без фиксации. Транзисторы в схеме можно применить любые маломощные структуры NPN
Схема: https://vk.com/club126145973?w=wall-1.

Читайте также:  Как быстро очистить медный провод от окисла

Включение Выключение нагрузки одной кнопкой без фиксации. кнопка, своими руками, реле, diy, как сделать, схема, кнопка без фиксации, включение, ne555, электроника, kit, своими, управление, обзор, транзистор, руками, включение и выключение нагрузки одной кнопкой, радиолюбитель, подключить, 555, сделай, сам, схема выключателя, управление нагрузкой одной кнопкой, включение выключение нагрузки одной кнопкой, button, сделай сам, сделать, китай, электронная кнопка, на транзисторах, радио, включение выключение нагрузки, kit-diy, одной кнопкой, включение выключение, управление нагрузкой, управление реле одной кнопкой, china, радиоэлектроника, самоделки, выключатель, включить, как, триггер, посылка, распаковка, mcu, вектроник, устройство, attiny2313, прибор, power mac g5, чпу, proteus, трансформатор, пайка, лучший, любитель, переделать, тактовая, фиксация, схема тригера, тест, бп, ключ на транзисторе, микроконтроллер, транзисторыный ключ, силовой ключ, усилитель, схема включения, выключение, конструктор, тригернаю защёлка, одна кнопка, микросхема, нагрузка, переключатель, кнопка для бор машинки, упровление нагрузкой одной кнопкой, how-to, everycircuit, управление двумя реле одной кнопкой, бор машинка, сенсорная кнопка, сенсорный выключатель, самоподвес, на одной кнопке, relay, control, конденсатор, электронные самоделки, touch switch, ардуино, включение нескольких устройств, кт315, включение реле кнопкой без фиксации., кнопка без блокировки, схемы, паяльник, 555 timer ic, digital electronics (industry), jakson, набор, linux cnc, отключение одной кнопкой, включение одной кнопкой, кит, do it yourself (hobby), нажать, управление нагрузками через usb, как включить компьютерный блок питания, load control by button without locking, управление нагрузкой кнопкой без блокировки, дистанционное управление нагрузкой, реле управления нагрузкой, тумблер, aka kasyan, включение выключение одной кнопкой без фиксации, управление нагрузкой кнопкой без фиксации, питание, почта, простая, на тиристоре, на транзисторе, для чайника, простой, не залипающей, запуск, одной, кнопкой, для новичка, автоматика, током, как собрать, реле включения и выключения одной кнопкой, нагрузкой, выключения, принцип действия, задержка, включения, схема включения реле, включение реле кнопкой без фиксации, выключатель на транзисторах, фиксированная кнопка, схема реле триггера своими руками, как сделать самому триггерное реле, схема эектронного выключателя, схема кнопочного выключателя, кнопка с фиксацией, электронный выключатель на транзисторах, кнопочный выключатель схема, электронная схема проходного выключетеля, как спаять устройство вкл/выкл одной кнопкой без фиксации, простая схема, радиосхема, управление мощной нагрузкой, как сделать выключатель, radio hobby, схема один раз нажал включилась второй раз нажал выключилась, управление реле кнопкой, включение одной кнопкой без фиксации, схема вкл/выклю одной кнопкой, проходной выключатель на реле и транзисторах, проверенная схема триггер реле, как собрать реле включения и выключения нагрузки, включение и отключение нагрузки одним выключателем, схема для переключения реле одной кнопкой без фиксации, хорошая электрическая схема реле триггера, рабочий вариант схемы реле вкл выкл одним переключателем, выключаетль, электронный ключ, электронный выключатель, алиэкспресс, кнопочный выключатель, #бистабильноереле, #включениеоднойкнопкой, интересно, бистабильное реле, умный дом, ali, aliexpress, бистабильное, кправление кнопкой без фиксации, триггер всего на одной детали, купить кнопку на замыкание алиэкспресс, управление на расстоянии, ремонт, диод, кнопка на замыкание купить, кнопка на заыкание из китая, электронный выключатель проходного типа, кнопки нормально замкнутые из китая, кнопка нормально замкнутая купить, светодиод, вкл, просто, рпс32б, реле рпс32б, умное реле, бесконтактное вкючение, выкл, бесконтактная кнопка, реле включения, разборка

Выключатель питания с нулевым потреблением мощности на основе нефиксируемой кнопки

Слаботочные выключатели без фиксации, подобные монтируемым на плату тактовым кнопкам, дешевы, доступны и отличаются большим разнообразием размеров и стилей. В то же время кнопки с фиксацией часто имеют бóльшие габариты, они дороже, а диапазон их конструктивных вариантов относительно ограничен. Это может оказаться проблемой, если вам потребуется миниатюрный недорогой выключатель для фиксации питания нагрузки. В статье предлагается схемное решение, позволяющее придать кнопке с самовозвратом функцию фиксации.

Ранее были предложены конструкции, схемы которых основывались на дискретных компонентах [1] и микросхемах [2], [3]. Однако ниже будет описана схема, которой для выполнения тех же функций потребуется всего пара транзисторов и горсть пассивных компонентов.

На Рисунке 1а приведен вариант схемы включения питания для случая нагрузки, подключенной к земле. Схема работает в режиме «переключателя»; это значит, что первое нажатие включает питание нагрузки, второе выключает, и так далее.

а)б)
Рисунок 1.Эта схема превращает кнопку без фиксации в выключатель питания.

Чтобы понять принцип работы схемы, представим, что источник питания +VS только что подключен, конденсатор C1 в исходном состоянии разряжен, и транзистор Q1 выключен. При этом резисторы R1 и R3 оказываются включенными последовательно и подтягивают затвор P-канального MOSFET Q2 к шине +VS, удерживая транзистор в закрытом состоянии. Сейчас схема находится в «деблокированном» состоянии, когда напряжение нагрузки VL на контакте OUT (+) равно нулю.

При кратковременном нажатии нормально разомкнутой кнопки затвор Q2 подключается к конденсатору C1, разряженному до 0 В, и MOSFET включается. Напряжение нагрузки на клемме OUT (+) немедленно увеличивается до +VS, через резистор R4 транзистор Q1 получает базовое смещение и открывается. Вследствие этого Q1 насыщается и через резистор R3 подключает затвор Q2 к земле, удерживая MOSFET открытым, когда контакты кнопки разомкнуты. Теперь схема находится в «зафиксированном» состоянии, когда оба транзистора открыты, нагрузка получает питание, а конденсатор C1 заряжается до напряжения +VS через резистор R2.

После повторного кратковременного замыкания переключателя напряжение на конденсаторе C1 (теперь равное +VS) окажется приложенным к затвору Q2. Поскольку напряжение затвор-исток Q2 теперь близко к нулю, MOSFET выключается, и напряжение нагрузки падает до нуля. Напряжение база-эмиттер Q1 также опускается до нуля, закрывая транзистор. В результате при отпущенной кнопке ничто не удерживает Q2 в открытом состоянии, и схема возвращается в «деблокированное» состояние, когда оба транзистора выключены, нагрузка обесточена, а C1 разряжается через резистор R2.

Шунтирующий выходные зажимы резистор R5 устанавливать необязательно. При отпущенной кнопке конденсатор C1 разряжается на нагрузку через резистор R2. Если импеданс нагрузки очень велик (то есть, соизмерим с величиной R2), или нагрузка содержит активные устройства, такие, скажем, как светодиоды, напряжение нагрузки во время выключения Q2 может оказаться достаточно большим, чтобы через резистор R4 открыть транзистор Q1 и не позволить схеме выключиться. Резистор R5 при выключении Q2 подтягивает клемму OUT (+) к шине 0 В, обеспечивая быстрое выключение Q1 и давая схеме возможность надлежащим образом перейти в закрытое состояние.

При правильном выборе транзисторов схема будет работать в широком диапазоне напряжений и может использоваться для управления такими нагрузками, как реле, соленоиды, светодиоды и т. д. Однако не забывайте, что некоторые работающие на постоянном токе вентиляторы и моторы продолжают вращаться и после выключения питания. Это вращение может создавать противоЭДС, достаточно большую, чтобы открыть транзистор Q1 и не позволить схеме выключиться. Решение проблемы показано на Рисунке 1б, где последовательно с выходом включен блокировочный диод. В этом случае также можно добавить в схему в резистор R5.

На Рисунке 2 изображена еще одна схема, предназначенная для нагрузок, подключенных к верхней шине питания, таких, например, как показанное в этом примере электромагнитное реле.

Обратите внимание, что Q1 был заменен p-n-p транзистором, а на месте Q2 теперь находится N-канальный MOSFET. Эта схема работает точно так же, как схема описанная выше. Здесь R5 выполняет функцию подтягивающего резистора, соединяющего выходной контакт OUT (-) с шиной +VS, когда транзистор Q2 выключается, и обеспечивающего быстрое закрывание Q1. Как и в предыдущей схеме, резистор R5 является необязательным компонентом, и устанавливается только при некоторых типах нагрузки, упомянутых выше.

Заметим, что в обеих схемах постоянная времени C1, R2 выбирается исходя из требуемого подавления дребезга контактов. Обычно нормальной считается величина от 0.25 с до 0.5 с. Меньшие постоянные времени могут привести к неустойчивой работе схемы, в то время как бóльшие увеличивают время ожидания между замыканиями контактов кнопки, за которое должен произойти достаточно полный заряд и разряд конденсатора C1. При указанных на схеме значениях C1 = 330 нФ и R2 = 1 МОм номинальная величина постоянной времени равна 0.33 с. Обычно этого бывает достаточно, чтобы устранить дребезг контактов и переключить нагрузку за время порядка пары секунд.

Читайте также:  Как идеально спаять провод без паяльника
Рисунок 2.Схема, видоизмененная для нагрузки, подключенной к
положительной шине питания.

Обе схемы предназначены для фиксации и отпускания ключа в ответ на кратковременные замыкания контактов. Однако каждая из них проектировалась таким образом, чтобы гарантировать правильную работу даже при сколь угодно длительном нажатии кнопки. Рассмотрим схему на Рисунке 2, когда транзистор Q2 закрыт. Если кнопка нажимается для выключения схемы, затвор подключается к потенциалу 0 В (поскольку конденсатор C1 разряжен), и MOSFET закрывается, давая возможность общей точке резисторов R1 и R2 подключиться к шине +VS через резистор R5 и импеданс нагрузки. Одновременно Q1 также выключается, в результате чего затвор Q2 оказывается соединенным с шиной GND через резисторы R3 и R4. Если кнопку сразу же отпустить, C1 просто зарядится через резистор R2 до напряжения +VS. Однако если оставить кнопку замкнутой, напряжение затвора Q2 будет определяться потенциалом делителя, образованного резисторами R2 и R3+R4. Считая, что при разблокированной схеме напряжение на контакте OUT (-) приблизительно равно +VS, для напряжения затвор-исток транзистора Q2 можно записать следующее выражение:

Даже если напряжение +VS будет равно 30 В, результирующего напряжения 0.6 В между затвором и истоком не хватит, чтобы открыть MOSFET вновь. Следовательно, при разомкнутых контактах кнопки оба транзистора будут оставаться выключенными.

Схема на Рисунке 2 фиксируется в открытом состоянии кратковременным замыканием контактов кнопки, когда конденсатор C1 заряжен до напряжения +VS, в результате чего Q2 быстро открывается и потенциал клеммы OUT (-) падает до нуля, а вслед за ним быстро включается Q1. Нажатие кнопки после размыкания контактов позволило бы конденсатору C1 разрядиться до нуля через резистор R2. Однако если кнопка останется нажатой, напряжение на затворе Q2 будет определяться потенциалом, задаваемым делителем R2 и R3. Поскольку Q1 открыт и насыщен, напряжение в точке соединения R3 и R4 на коллекторе Q1 будет близко к +VS, а общая точка резисторов R1 и R2 через транзистор Q2 будет подключена к шине GND. Поэтому при удержании кнопки в замкнутом состоянии напряжение затвор-исток транзистора Q2 равно

Следовательно, если напряжение питания равно, по крайней мере, пороговому напряжению затвор-исток Q2, оба транзистора Q2 и Q1 будут включены до тех пор, пока контакты кнопки остаются разомкнутыми.

Обе схемы служат примерами недорого способа фиксации питания нагрузки с помощью нефиксируемой кнопки. Как и у механического переключателя, мощность, рассеиваемая схемами при отключенной нагрузке, равна нулю.

Ссылки

  1. Smith, Anthony H., “Latching power switch uses momentary-action pushbutton”, EDN, October 28, 2004.
  2. Schelle, Donald, “Electronic circuit replaces mechanical push-push switch”, EDN, September 28, 2006.
  3. Bhandarkar, Santosh, “Single-IC-based electronic circuit replaces mechanical switch”, EDN, March 15, 2007.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Управление нагрузкой одним нажатием

В предыдущей статье я писал об организации индикации на светодиодах.

О работе с кнопками на Ардуино написано очень много. В этой статье я напишу свое видение, как удобно разрабатывать управление микроконтроллера с использованием тактовых кнопок, подключенных к цифровым входам.

Не буду вдаваться в подробности схем подключения кнопок к цифровым (и не только) входам микроконтроллера. В данной статье рассматривается кнопка, подтянутая резистором к плюсу и замыкающая вход на землю. Поэтому состояния нажатой кнопки LOW, а отпущенной HIGH.

Тип кнопки не имеет значения, например может быть таким

Самый простой скетч работы с кнопкой выглядит так

Оператор delay(1000) задает задержку между нажатиями кнопки. Если время нажатия превысит 1000 мс, то происходит автоматическое повторное нажатие кнопки. Такой метод может разве что сгодиться для отладки, но в реальной жизни мало применим, так как delay не дает выполнятся остальным операторам скетча (если только не используются прерывания) и ограничивает минимальное время между нажатиями кнопки.

В следующем скетче попробую запоминать состояния кнопки

Все вроде бы работает, но иногда проскакивает два или более срабатывания. В чем же дело? Дело в дребезге контактов механической кнопки.

Обычное срабатывание кнопки выглядит так. Казалось бы все правильно.

Но иногда срабатывание может выглядеть и так

Особенно это заметно у изношенных или просто некачественных кнопок. Есть разные способы борьбы с этим эффектом, от установки конденсатора на цифровой вывод до целых электрических схем. Но у нас ведь есть целый микроконтроллер! Проанализировав работу кнопок, можно сделать вывод, что нажатие кнопки обычно длится более 150 мс, а дребезг контактов порождает импульсы длительностью 50 мс, ну очень редко чуть больше. Поэтому установив минимальное время между нажатиями кнопки в 50-100мс можно побороть эффект дребезга контактов «программным путем».

Иногда для уменьшения числа кнопок в устройстве применяют короткое и длинное нажатие на кнопку. В этом случае короткое нажатие фиксируется при отпускания кнопки А длинное нажатие при достижении заданного интервала. код получается такой.

Иногда, например в часах для установки времени, применяется режим, когда длинное нажатие кнопки вызывает срабатывание с заданным интервалом. Для реализации этой функции будет такой код.

Все это хорошо и функционально, но очень уж громоздко. Поэтому я убрал работу с кнопками в класс.

В конструкторе класса указывается цифровой вход кнопки. А также четыре необязательных параметра:

  • Таймаут для игнорирования дребезга контактов (По умолчанию 50 мс )
  • Время длинного нажатия кнопки, мс. Если 0, то длинное нажатие не фиксируется. (По умолчанию отключено)
  • Время удержания кнопки, после которого происходит автонажатие кнопки. Если 0, то не происходит. (По умолчанию отключено)
  • Интервал срабатывания кнопки при автонажатии (По умолчанию 500 мс)

Функция begin() производит инициализацию цифрового входа.

Функция loop() вызывается в основном цикле или по таймеру, но достаточно часто и возвращает следующие значения:

  • SB_NONE — ничего не произошло
  • SB_CLICK — событие срабатывания кнопки
  • SB_AUTO_CLICK — событие автонажатия кнопки при длинном удержании
  • SB_LONG_CLICK — событие длинного нажатия кнопки

Скачать класс для работы с кнопками с примером

Пример работы с данным классом выглядит так:

Тиристорные коммутаторы нагрузки (10 схем)

Для включения и отключения нагрузки (ламп накаливания, обмоток реле, электродвигателей и т.п.) зачастую используют тиристоры. Особенность этого вида полупроводниковых приборов и основное их отличие от транзисторов заключается в том, что они обладают двумя устойчивыми состояниями, без каких-либо промежуточных. Это состояние «включено», когда сопротивление полупроводникового прибора минимально, и состояние «выключено», когда сопротивление тиристора максимально. В идеале эти сопротивления приближаются к нулю или бесконечности.

Для включения тиристора на его управляющий электрод достаточно хотя бы кратковременно подать управляющее напряжение. Отключить тиристор (запереть) можно кратковременным выключением питания тиристора, сменой полярности питающего напряжения либо уменьшением тока в нагрузке ниже тока удержания тиристора.

Обычно включают и отключают тиристорные коммутаторы двумя кнопками. Значительно меньшее распространение получили однокнопочные схемы управления тиристорами. В этой главе достаточно подробно рассмотрены методы однокнопочно-го управления тиристорными коммутаторами. Принцип работы тиристорных однокнопочных управляющих устройств основан на динамических зарядно-разрядных процессах в цепи управления тиристора [EW 4/01-299].

На рис. 17.1 показана одна из простейших схем однокно-почного управления тиристорным коммутатором. В схеме (здесь и далее) используют кнопки без фиксации положения. В исходном состоянии нормально замкнутые контакты кнопки шунтируют цепь управления тиристором. Сопротивление тиристора максимально, ток через нагрузку не протекает. Диаграммы основных процессов, протекающих в схеме на рис. 17.1, рассмотрены на рис. 17.2.

Для включения тиристора (ON) нажимают на кнопку SB1. При этом нагрузка оказывается подключенной к источнику питания через контакты кнопки SB1, а конденсатор С1 заряжается через резистор R1 от источника питания. Скорость заряда конденсатора определяется постоянной времени цепи R1C1 (см.

диаграмму). После того как кнопку отпустят, конденсатор С1 разряжается на управляющий электрод тиристора. Если напряжение на нем равно или превышает напряжение включения тиристора, тиристор отпирается.

Читайте также:  Простой регулируемый блок питания на трех микросхемах LM317

Отключить нагрузку (OFF) можно кратковременным нажатием на кнопку SB1. При этом конденсатор С1 не успевает зарядиться. Поскольку контакты кнопки шунтируют электроды тиристора (анод — катод), это равноценно отключению источника питания тиристора. В результате нагрузка будет отключена.

Следовательно, для включения нагрузки необходимо с большей продолжительностью нажать на управляющую кнопку, для отключения — еще раз кратковременно нажать ту же кнопку.

На рис. 17.3 и 17.4 показаны варианты схемной идеи, представленной на рис. 17.1. На рис. 17.3 использована цепочка последовательно соединенных диодов VD1 и VD2 для ограничения максимального напряжения заряда конденсатора. Это позволило заметно снизить рабочее напряжение (до 1,5. 3 В) и емкость конденсатора С1. В следующей схеме (рис. 17.4) резистор R1 включен последовательно с нагрузкой, что позволяет создать двухполюсный коммутатор нагрузки. Сопротивление нагрузки должно быть намного ниже, чем сопротивление R1.

Тиристорное устройство управления нагрузкой (рис. 17.5) может быть использовано для включения и выключения нагрузки любой из нескольких последовательно включенных кнопок, работающих на разрыв цепи. Принцип действия тири-сторного коммутатора заключается в следующем. При включении устройства напряжение, подаваемое на управляющий электрод тиристора, недостаточно для его включения. Тиристор, и, соответственно, нагрузка отключены. При нажатии на любую из кнопок SB1 — SBn (и удержании ее нажатой) конденсатор С1 заряжается через резистор R1 от источника питания. Цепь управления тиристора и сам тиристор при этом отключены.

После отпускания кнопки и восстановления цепи питания тиристора накопленная конденсатором С1 энергия оказывается приложенной к управляющему электроду тиристора. В результате разряда конденсатора через управляющий электрод тиристор включается, подсоединяя тем самым нагрузку к цепи питания.

Для отключения тиристора (и нагрузки) кратковременно нажимают на любую из кнопок SB1 — SBn. При этом конденсатор С1 не успевает зарядиться. В то же время цепь питания тиристора размыкается, тиристор запирается. Величина резистора R2 зависит от напряжения питания устройства: при напряжении 15 В его сопротивление — 10 кОм при 9 В — 3,3 кОм при 5 6-1,2 кОм.

При использовании вместо тиристора его транзисторного аналога (рис. 17.6) величина этого резистора меняется, соответственно, от 240 кОм (15 В) до 16 кОм (9 В) и до 4,7 кОм (5 В).

Тиристорное устройство, позволяющее создать аналог многокнопочного переключателя с зависимой фиксацией положения и использующее для управления кнопочные элементы, работающие без фиксации, показано на рис. 17.7. В схеме может быть использовано несколько тиристоров, однако, для упрощения схемы, на рисунке показано лишь два канала. Другие каналы коммутации могут быть подключены аналогично предыдущим.

В исходном состоянии тиристоры заперты. При нажатии на кнопку управления, например, кнопку SB1, конденсатор С1 относительно большой емкости оказывается подключенным к источнику питания через диоды VD1 — VDm и сопротивления нагрузки всех каналов. В результате заряда конденсатора возникает импульс тока, приводящий к кратковременному замыканию анодов всех тиристоров через соответствующие диоды VD1 — VDm на общую шину. Любой из тиристоров, если он был включен, отключается. В то же время конденсатор накапливает энергию. После отпускания кнопки конденсатор разряжается на управляющий электрод тиристора, отпирая его. Для включения любого другого канала нажимают соответствующую кнопку. Происходит отключение (сброс) ранее задействованной нагрузки и включение новой нагрузки. В схеме предусмотрена кнопка SB0 общего отключения всех нагрузок.

Вариант схемы, выполненный на транзисторных аналогах тиристоров и диодно-емкостных зарядных цепочках с использованием малогабаритных конденсаторов, показан на рис. 17.8, 17.9. В схеме предусмотрена светодиодная индикация включенного канала. В этой связи максимальный ток нагрузки каждого из каналов ограничен значением 20 мА.

Устройства, аналогичные представленным на рис. 17.7 — 17.9, а также на рис. 17.10 — 17.12, можно использовать для систем выбора программ радио- и телеприемников. Недостатком схемных решений (рис. 17.7 — 17.9) является то, что в момент нажатия на любую из кнопок все нагрузки оказываются хотя бы на мгновение подключенными к источнику питания.

На рис. 17.10 и 17.11 показан тиристорный коммутатор разрывного типа с неограниченным количеством последовательно включенных элементов. При нажатии на одну из кнопок управления цепь питания аналогов тиристоров размыкается по постоянному току. Конденсатор С1 оказывается включенным последовательно с аналогом тиристора. Одновременно управляющее напряжение (нулевого уровня) через задействованную кнопку и резистор R2 (рис. 17.10) подается на управляющий электрод аналога тиристора.

Поскольку в первые мгновения при нажатии кнопки последовательно с аналогом тиристора оказывается включенным полностью разряженный конденсатор, такое включение равносильно короткому замыканию в цепи питания соответствующего тиристора. Следовательно, тиристор отпирается, включая тем самым соответствующую нагрузку.

При нажатии на любую другую кнопку ранее задействованный канал отключается, и включается другой канал. При длительном (порядка 2 сек) нажатии на любую из кнопок конденсатор С1 заряжается, что равнозначно размыканию цепи и приводит к запиранию всех тиристоров.

В ряду тиристорных коммутаторов наиболее совершенной представляется схема, показанная на рис. 17.12. При нажатии кнопки управления возникает бросок тока, эквивалентный короткому замыканию. Происходит отключение ранее задействованных тиристоров и включение тиристора, соответствующего нажатой кнопке. В схеме предусмотрена светодиодная индикация задействованного канала, а также кнопка общего сброса. Вместо конденсаторов большой емкости могут быть использованы диодно-конденсаторные цепочки (рис. 17.12). Принцип действия схемы сохраняется. В качестве нагрузки можно использовать низковольтные реле, например, РМК 11105 сопротивлением 350 Ом на рабочее напряжение 5 В.

Резистор R1 ограничивает ток короткого замыкания и ток максимального потребления величиной 10. 12 мА. Количество каналов коммутации не ограничено.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

KOMITART – развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Осциллографы

Мультиметры

Купить паяльник

Купить Микшер

Купить Караоке

Статистика

IR управление нагрузкой ON/OFF одной кнопкой.

IR управление нагрузкой ON/OFF одной кнопкой.

IR управление нагрузкой ON-OFF одной кнопкой

В этой статье делюсь с вами проектом инфракрасного приемника-передатчика для управления включением /выключением нагрузки дистанционно. Передатчик собран на микросхеме NE555N, приемник на CD4017. Устройство собрано на двух платах. Принципиальные схемы ниже:

Схема IR приемника на NE555

Коротко о работе устройства: При первом нажатии кнопки схемы передатчика инфракрасный светодиод посылает световой импульс на частоте 38 кГц. Приемник, получив этот сигнал, управляет реле, исполнительные контакты которого могут участвовать в разного рода цепях управления электронными устройствами, устройство включается, или производит коммутацию каких-либо цепей. Когда мы снова нажимаем кнопку на передатчике, приемник отпускает контакты реле и управляемое устройство отключается, или коммутация переходит в первоначальное состояние.

Когда транзистор Q1 открыт, реле притянуто, горит зеленый светодиод. В отключенном состоянии горит красный светодиод. Инфракрасный светодиод передатчика при нажатой кнопке работает на частоте 38 кГц, для регулировки установлен подстроечный резистор.

Как пишет автор, IR-приемник так же может срабатывать от пультов дистанционного управления телевизоров, DVD-плееров и других устройств. В качестве нагрузки можно использовать любой светильник, вентилятор, нагреватель или другое устройство, мощность которого будет допустимой для максимальной пропускной способности контактов реле. Вместо TSOP1738 автор применил TSOP32238, потому что последний был в наличии. В архиве найдете видеоролик от автора, демонстрирующий работу данного устройства от собственного передатчика, и от пульта дистанционного управления телевизором.

Плата IR передатчика в формате LAY6:

IR OUTPUT LAY6

IR OUTPUT LAY6 Foto

Плата IR приемника в формате LAY6:

IR INPUT LAY6

IR INPUT LAY6 Foto

По сравнению с исходниками в платах LAY6 имеются небольшие отличия.

• IC1 – CD4017 – 1 шт.
• NE555N – 1 шт.

• T1 — BC558 — 1 шт.
• T2 — BC548 — 1 шт.

• R1 – 220k – 1 шт.
• R2, R4 – 330R – 2 шт.
• R3 – 1k – 1 шт.
• R5 – 47R – 1 шт.
• 1k5 – 1 шт.
• 220R – 1 шт.
• Подстроечный резистор 1k — 1 шт.

• C1 – 100mF/16V электролит — 1 шт.
• C2 – 0,1mF (100n) – 1 шт.
• 10n – 1 шт.

• IRX1 – TSOP32238 (TSOP1738) – 1 шт.
• IR LED – инфракрасный светодиод — 1 шт.
• Реле с катушкой на 5 Вольт — 1 шт.

Конструкция устройства IR Select ON/OFF в сборе выглядит так:

Ссылка на основную публикацию