понедельник, 17 февраля 2014 г.

Периодическое автоматическое включение/выключение приборов.

Схема для периодического автоматического включение/выключение приборов (в частности вентилятора для проветривания автомобиля в гараже) уже приводилась в статье АВТОпроветриватель, однако работало устройство не совсем правильно. Более простой и надёжный АВТОпроветриватель можно сделать на таймере 555 (NE555, LM555, КР1006ВИ и т.д.). Схема приведена на рисунке:
Рисунок 1 - Устройство периодической автоматической коммутации нагрузки

Разводить плату удобнее по схеме:
Рисунок 2 - Устройство периодической автоматической коммутации нагрузки

Источником питания (для силовой части со стороны реле) может быть например сеть 220В но не обязательно можно и аккумулятор и много чего. Нагрузкой может быть прибор (вентилятор, лампа и др.) подробнее о нагрузке ниже.
Реле включается и замыкает источник питания на нагрузку только тогда когда на выходе микросхемы будет низкий уровень напряжения, вытекающий ток из базы транзистора VT1 станет достаточным для того чтобы этот транзистор вошел в насыщение этот транзистор не перегорит так как у обмотки реле достаточное активное сопротивление для того чтобы ток через транзистор был меньше предельно допустимого для КТ209К:
Если использовать схему выше то длительность работы прибора, подключенного через реле к питания, нельзя сделать больше времени когда прибор не работает. Если нужно чтобы прибор дольше работал то можно использовать схему:
Рисунок 3 - Устройство периодической автоматической коммутации нагрузки

В этой схеме транзистор открывается тогда когда на выходе микросхемы присутствует высокий уровень напряжения, максимальный ток коллектора транзистора КТ315 меньше чем транзистора КТ209К но он всё равно не перегорит так как ток через обмотку реле К1 при напряжениях указанных на схеме не должен быть больше 100мА. Для того чтобы определить какой ток потечёт через обмотку реле можно замерить сопротивление этой обмотки и напряжение питания поделить на это сопротивление или можно соединить последовательно источник питания, обмотку реле, амперметр (или мультиметр в режиме миллиамперметра) и посмотреть ток, если он меньше 100мА то транзистор кт315 можно использовать если нет то тогда надо поставить транзистор с большим током. Также необходимо смотреть на то какой ток может коммутировать реле и на какое напряжение оно рассчитано, если подключить слишком мощный прибор или несколько параллельно то контакты реле могут не выдержать. Для того чтобы определить подходит ли прибор или нет можно поделить его мощность на напряжение питания (для сети 220) и посмотреть если получившееся число меньше тока реле (обычно 5...20 А) то это реле подходит если нет то надо реле с большим током. Это же и относится ко всем предыдущим схемам с реле. Пример работы с вентилятором (вентилятор без лопастей) на видео:

Рассчитать длительности можно в программе приведённой ниже. Для схемы на рисунке 3 длительность работы равна длительности импульса, для схемы на рисунках 1 и 2 длительность работы равна длительности паузы. Для схем на рисунках 1 и 2 сопротивлением R2 является сумма сопротивлений резисторов R2 и R3:


R1=
R2=
C=

Длительность импульса tи=
Длительность паузы tп=
Период T=
Частота f=
Скважность=
Коэффициент заполнения=%

12 комментариев:

  1. а как можно "инвертировать" сигнал с 3-й ножки без использования реле

    чтобы было вот так: http://i57.fastpic.ru/big/2015/0127/24/473c48d7b2408499588672aedc4ab924.jpg

    в смысле, когда на верхнем, например +5 - на нижнем 0, и на верхнем 0 - на нижнем +5

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Можно поставить на выход таймера элемент "НЕ", например на микросхеме CD4049 тогда "верхним" будет вывод 3 таймера а "нижним" выход элемента "НЕ".

      Удалить
    2. да, на эту микросхему тоже смотрел, но её у меня нет :(
      а транзисторами никак не обойтись?

      Удалить
    3. Можно! Например если в схеме на рисунке 3 вместо диода с реле поставить резистор (подбирается в зависимости от требуемого коэффициента усиления и нагрузочной способности (м.б. напр.10кОм, 4.7кОм и т.д. (для кт315 не менее Uп/0.1))) то на его коллекторе будет инвертированное напряжение. На выводе 3, при этом, по прежнему останется не инвертированное.

      Удалить
  2. да, спасибо :)
    я на макетке уже опытным путем подобное сделал :)
    только совсем не понял как правильно посчитать резистор..

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Для того чтобы посчитать резистор нужно знать на какую нагрузку будет работать усилитель на транзисторе. Немного об этом написано в статье выбор сопротивления резистора в цепи коллектора. Например если нужен большой ток на выходе то сопротивление нужно поменьше, если нужен большой коэффициент усиления то побольше. Также ещё нужно учитывать то что чем меньше сопротивление тем больше потребление энергии следовательно чем больше сопротивление тем экономичнее будет усилитель. В общем для правильного подбора резистора нужно знать какая нагрузка.

      Удалить
  3. Анонимный27 июня 2015 г., 13:09

    Все сделал по схеме на рисунке 3. Но резистор R3 очень сильно греется, в чем проблема может быть?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Если схема 3 то R3 греется от того что у него низкое сопротивление, можно поставить 1кОм вместо 100Ом.

      Удалить
    2. Анонимный28 июня 2015 г., 2:31

      Да уже поставил, спасибо. Не подскажите какие номиналы резисторов поставить? Я планировал таймер на 5 минут. У меня есть электролит. кондеры на 1000 мкФ и 300 мкФ. Я ставил 1000 мкФ, рассчитывал по калькулятору резисторы, подавал питание и ждал 15-20 минут, ничего не происходит. Если поставить оба по 4.7 кОм, то работает (10 сек импульс, 4 сек пауза, примерно так). Мне хотя бы 2-3 минуты работы сделать и примерно столько же время паузы(плюс минус 30-60 сек)

      Удалить
    3. Первая задержка в этих схемах самая длинная (т.к. заряжается конденсатор) возможно поэтому 15-20 минут не хватило. Калькулятор считает по формуле из документации на таймер поэтому точнее расчёта я сделать не смогу. Ёмкость конденсатора и сопротивления резисторов могут отличатся -это может влиять на длительности. Для того чтобы длительность импульса была близка к длительности нужно чтобы R1 был намного меньше R2 (но не сильно низким) например если R1=100Ом, R2=470кОм, C1=1000мкф то, по расчётам по формуле из домументации, длительность задержки и паузы будет близкой к 5минут. Если R2=220кОм, остальные элементы те же, то 2.5минут ,по той же формуле. Можно поставить вместо R2 подстроечный резистор на 470кОм и выставить нужные задержки (но при этом очень не желательно выкручивать его в крайние положения иначе можно что нибудь спалить).

      Удалить
    4. Ясно, большое Вам спасибо за ответ. А нет никакой хитрости, чтоб избавиться от этой первой задержки?

      Удалить
    5. Для этого можно сделать так чтобы конденсатор уже был заряжен до трети питания к моменту запуска. Самый простой способ это подключить переключатель или переключатели так чтобы конденсатор был подключен через делитель до момента запуска а после нажатием переключателя делитель отключался бы от конденсатора и подавалось питания на схему. в этой схеме https://yadi.sk/i/TNjy1PkdhVLdp надо сделать так чтобы когда SB1 замкнут то S1 разомкнут и наоборот это легко можно сделать на одном переключателе с двумя группами контактов.

      Удалить