Urządzenie do zdalnego blokowania odbiorców energii elektrycznej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zegary, timery, przekaźniki, przełączniki obciążenia

 Komentarze do artykułu

Nowoczesne domowe urządzenia elektryczne o dużej mocy (czajniki elektryczne, kuchenki mikrofalowe, pralki, grzejniki, odkurzacze), zwłaszcza importowane, charakteryzują się dużym poborem prądu. W wyniku jednoczesnego zadziałania kilku takich urządzeń może dojść do przeciążenia instalacji elektrycznej z nieprzyjemnymi konsekwencjami.

Proponowane urządzenie wyklucza możliwość podłączenia dwóch najpotężniejszych odbiorców energii elektrycznej wybranych przez użytkownika (lub dwóch ich grup). Jeden z nich ma większy priorytet – przywódca, drugi – niewolnik. Konsument nadrzędny można włączyć w dowolnym momencie, ale odbiorca podrzędny można włączyć tylko wtedy, gdy odbiornik nadrzędny jest wyłączony. Na przykład czajnik elektryczny jest wiodącym konsumentem, a kuchenka mikrofalowa jest niewolnikiem. W takim przypadku nie można włączyć kuchenki mikrofalowej, gdy czajnik elektryczny podgrzewa wodę.

Ryż. 1 (kliknij, aby powiększyć)

Zasada działania urządzenia polega na dostarczeniu sygnału radiowego w celu wyłączenia obwodu zasilania odbiornika podrzędnego, gdy pobór prądu przez odbiornik nadrzędny przekracza określony poziom progowy. Podstawą urządzenia jest szeroko stosowany zdalny dzwonek do drzwi w paśmie 433 MHz. Obecnie takie wywołania są szeroko stosowane w konstrukcjach radioamatorskich [1-3], w tym do zarządzania energią [4]. Radiotelefon został zmodyfikowany i wyposażony w jednostkę sterującą. Aby znacznie zmniejszyć „zanieczyszczenie” eteru, zastosowano promieniowanie pulsacyjne. Zasięg połączenia radiowego wynosi kilkadziesiąt metrów, w zależności od konkretnego modelu i warunków umieszczenia, co jest wystarczające do wskazanych celów. Autor wykorzystał połączenie radiowe „CONSTA NS-9688C”.

Proponowane urządzenie składa się z części nadawczej i odbiornika radiowego. Pierwszy jest używany po stronie prowadzącego ładunku, drugi - po stronie niewolnika. na ryc. 1 przedstawia schemat jednostki sterującej nadajnika dzwonka. Przekładnik prądowy T1 jest czujnikiem prądu w obwodzie zasilania obciążenia wiodącego. Zastosowanie tego transformatora ułatwia realizację izolacji galwanicznej czujnika [5-8].

Napięcie z uzwojenia wtórnego przekładnika prądowego (około 50 mV przy prądzie obciążenia 10 A) przechodzi przez kondensator izolujący C1 do pierwszego stopnia wzmacniającego na elemencie DD1.1. Kondensator C2 tłumi zakłócenia o wysokiej częstotliwości i szum impulsowy na wejściu (styk 1) elementu DD1.1. Zastosowanie elementu logicznego jako wzmacniacza liniowego spowodowane jest chęcią pełnego wykorzystania elementów układu DD1 [9].

Element „XOR” mikroukładu K564LP2, podobnie jak elementy innych mikroukładów o strukturze CMOS, może pracować w trybie liniowym jako wzmacniacz. Ale w tym celu konieczne jest zastosowanie wysokiego poziomu na jednym z jego wejść, przekształcając go w ten sposób w falownik, i włączenie drugiego wejścia do obwodu OOS. Wzmocnienie elementów tego typu bez sprzężenia zwrotnego jest niewielkie - tylko 25 ... 30 przy częstotliwości 50 Hz. Jednak to wystarczy.

Sygnał wzmocniony przez element DD1.1 przez kondensator C3 jest podawany do elementu DD1.2. Oba elementy są objęte lokalnymi obwodami OOS i przy częstotliwości 50 Hz mają wzmocnienie 10...12 każdy. Sygnał z wyjścia elementu DD1.2 przez kondensator C4 jest dostarczany do kształtownika prostokątnych impulsów, zebranych na elemencie DD1.3. Wewnętrzna dioda, podłączona katodą do zacisku 8, a anoda do wspólnego przewodu mikroukładu DD1, otwiera się podczas impulsów o ujemnej polaryzacji i zamyka się podczas impulsów o dodatniej polaryzacji, wykrywając w ten sposób wzmocniony sygnał.

Jeśli sygnał na wejściu (pin 8) elementu DD1.3 jest poniżej progu przełączania, wyjście tego elementu jest wysokie, tranzystor VT1 jest zamknięty, w przeciwnym razie tranzystor VT1 otwiera się z częstotliwością sieci 50 Hz. Rezystor R8 ogranicza prąd impulsowy kolektora tranzystora VT1 do bezpiecznego poziomu. Kondensator C5 jest naładowany, co powoduje, że generuje wysokie napięcie prądu stałego tak długo, jak długo włączone jest obciążenie sterujące.

Napięcie to jest dostarczane do pojedynczego wibratora na elemencie DD1.4, na wyjściu którego powstaje impuls wysokiego poziomu o czasie trwania 0,7R10C6 (około 1 s), co wystarcza do stabilnej pracy przełączania część. Drugi impuls o tym samym czasie trwania jest tworzony, gdy wiodące obciążenie jest wyłączone. Tranzystor VT2 otwiera się podczas tych impulsów, w wyniku czego napięcie zasilania jest dostarczane do nadajnika dzwonka, który zużywa prąd o wartości kilku miliamperów. Dioda VD1 ogranicza napięcie wsteczne na złączu emiterowym tranzystora VT2 do bezpiecznego poziomu.

Nadajnikowa jednostka sterująca zasilana jest baterią GB1 o rozmiarze 23A o napięciu 12 V radiowej jednostki nadawczej wywołania. Zamiast akumulatora lepiej zastosować zasilacz sieciowy o stabilizowanym napięciu wyjściowym 12 V.

Wyjście centrali jest podłączone do obwodów zasilania nadajnika radiowego dzwonka, który nie był modyfikowany. SB1 - przycisk wywołania - pozostawiony dla możliwości ręcznego zdalnego sterowania podrzędnym odbiornikiem energii elektrycznej. Kondensatory C7 i C8 są zainstalowane w jednostce nadawczej wywołania radiowego. Wygładzają impulsy prądu pobieranego przez nadajnik, zapobiegając ich oddziaływaniu na centralę.

Część odbiorcza urządzenia składa się ze zmodyfikowanego odbiornika wywołania radiowego oraz zespołu przełączającego, którego schemat pokazano na ryc. 2. Jednostka składa się z generatora impulsów opartego na tranzystorze VT1, wyzwalacza D DD1.1, przełączających tranzystorów VT2 i VT3, optoelektronicznego przełącznika prądu przemiennego na transoptorze triakowym U1, potężnego triaka VS1, rezystorów

Ryż. 2 (kliknij, aby powiększyć)

R3-R5 i kondensator C3. Odbiornik radiowy jest finalizowany w ten sposób. Elementy zasilacza beztransformatorowego są usuwane z płytki drukowanej, z wyjątkiem VD5-VD8, HL3, C6, C7. W zwolnionej przestrzeni zainstalowano nowy zasilacz: transformator T1, mostek diodowy VD1-VD4, kondensator wygładzający C5, rezystory R8 i R9. Następnie przecina się drukowany przewód, odpowiedni dla zacisku 9 mikroukładu TS4069, między tym zaciskiem a wspólnym przewodem instaluje się kondensator C8, aw przecięty przewód (oznaczony znakiem „x”) wlutowuje się rezystor R10. Wyjście odbiornika radiowego - pin 8 układu TC4069 jest podłączone do wejścia jednostki przełączającej. Pomimo faktu, że układ TC4069 jest produkowany w różnych obudowach, liczba pinów i ich numeracja są takie same.

Napięcie wyjściowe nowego zasilacza 12 ... 15 V jest dostarczane do diod LED HL1 i HL2 przez rezystor ograniczający prąd R8. Chip DD1 i tranzystor VT1 są zasilane przez parametryczny regulator napięcia, składający się z rezystora R9 i elementów VD5-VD8HL3 pozostałych po zdemontowanym beztransformatorowym zasilaczu sieciowym radiotelefonu. Dioda HL3 służy również jako wskaźnik obecności napięcia sieciowego i stanu zasilacza. Zastosowane przez autora wywołanie radiowe wykorzystuje diodę LED RD314S (HL3 na ryc. 2), a obwód VD5-VD8 zawiera cztery diody. W niektórych innych połączeniach radiowych może występować obwód dwóch lub trzech diod połączonych szeregowo, w którym to przypadku napięcie stabilizatora parametrycznego może mieścić się w zakresie 3,3 ... 4,5 V. Napięcie to zasila tranzystor VT1 i Mikroukład DD1. Jego nieużywane wejścia są podłączone do wspólnego przewodu.

Po przyłożeniu napięcia zasilania elementy C4, R6, R7 generują impuls, który ustawia wyzwalacz DD1.1 w stan niski na pinie 1. Tranzystor VT2 jest zamknięty, dioda HL1 jest wyłączona. Tranzystor VT3 jest otwarty, jego prąd spustowy przepływa przez diodę emitującą transoptor U1.2, w wyniku czego optosimistor U1.1 i triak VS1 są otwarte. Napędzane obciążenie podłączone do wyjścia urządzenia można podłączyć do sieci, co sygnalizowane jest palącą się diodą LED HL2.

Gdy obciążenie sterujące jest włączone, impuls niskiego poziomu z wyjścia odbiornika radiowego przez obwód R1C1 wchodzi do bramki tranzystora VT1, w wyniku czego ten tranzystor zamyka się. Obwód R1C1 i podobny obwód dodany do odbiornika, jak wspomniano powyżej, zapobiegają fałszywym alarmom przed zakłóceniami. Impuls wysokiego poziomu z drenu VT1 jest podawany na wejście C wyzwalacza DD1.1 i przełącza go. Tranzystor VT2 otwiera się, a VT3 zamyka. Dioda LED HL2 gaśnie. Zamknięte optotriak U1.1 i triak VS1. W takim przypadku napędzane obciążenie jest odłączone od zasilania, na co wskazuje zapalona dioda LED HL1. W razie potrzeby stan urządzenia można odwrócić, ręcznie naciskając radiowy przycisk wywołania SB1.

Przekładnik prądowy T1 (patrz rys. 1) wykonany jest na bazie cewki przekaźnika RES10 (wersja RS4.529.031-05), która pełni rolę uzwojenia wtórnego (II). Można również skorzystać z wersji przekaźnika RS4.529.031-12 i RS4.529.031-20. Rozmiar cewki pozwala umieścić ją bezpośrednio w gnieździe zasilającym potężnego odbiornika energii elektrycznej. Uzwojenie zawiera 1100 zwojów, jego rezystancja wynosi 45 omów. Uzwojenie pierwotne (I) jest nawinięte na nim z dwóch zwojów izolowanego drutu o przekroju 2,5 mm2. Taki przekładnik prądowy zapewnia napięcie 50 mV przy rezystancji 47 omów przy prądzie obciążenia 10 A. Jeśli prąd obciążenia przekracza 25 A, liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego można zmniejszyć do jednego.

W urządzeniu można zastosować transformatory na ferromagnetycznych pierścieniowych obwodach magnetycznych, których konstrukcje opisano w [5-7]. Podczas produkcji należy przyjąć przełożenie prądu w granicach 1:300 ... 1:1000. Możliwe jest również zastosowanie komercyjnie produkowanych przekładników prądowych, np. do liczników energii elektrycznej [8].

Rys.. 3

Czujnik prądu transformatora można zastąpić rezystorem, jak pokazano na schemacie na rys. 3. Transoptor U1 zapewnia izolację galwaniczną centrali nadajnika dzwonka od napięcia sieciowego. W przerwaniu przewodu fazowego obciążenia znajduje się czujnik prądu - mocny rezystor R1, którego napięcie proporcjonalne do prądu obciążenia jest podłączone przez rezystor ograniczający prąd R2 do diody elektroluminescencyjnej U1.

Dioda VD1 ogranicza napięcie wsteczne na diodzie emitującej transoptora. Fototranzystor transoptora U1 jest włączany zamiast tranzystora VT1 (patrz ryc. 1), biorąc pod uwagę fakt, że tranzystory te mają różne struktury. Kolektor fototranzystora transoptora U1 jest podłączony do plusa źródła zasilania, a emiter jest podłączony do górnego (zgodnie ze schematem) zacisku rezystora R8. Tranzystor VT1, rezystor R7 i wszystkie elementy znajdujące się na ryc. 1 w lewo, nie używać. Zaletą rezystorowego czujnika prądu jest mniejsza liczba części i brak elementów uzwojenia, wadą jest obecność silnego rezystora wytwarzającego ciepło.

Rys.. 4

Jednostka sterująca znajduje się w korpusie nadajnika dzwonka nad jego płytką drukowaną, jak pokazano na rys. 4. Tranzystor VT1 może mieć dowolny indeks literowy z serii KT361 lub KT3107. Tranzystory VT2 - dowolny z serii KT3102. Dioda VD1 - dowolna z serii KD509, KD510, KD521, KD522. Kondensatory C2, C4, C8 - dowolna folia lub ceramika, reszta - importowany tlenek.

Rys.. 5

Jednostka odbiorcza i przełączająca urządzenia (patrz rys. 2) jest umieszczona w zunifikowanej obudowie z tworzywa sztucznego dla urządzeń zasilających o wymiarach zewnętrznych 120x120x75 mm, jak pokazano na ryc. 5. Płytki odbiornika radiowego i zespołu przełączającego są przymocowane do obudowy śrubami M1 i połączone ze sobą przewodami. Wywiercone są otwory pod diody HL3-HL1. Potężny triak VSXNUMX jest zainstalowany na radiatorze z procesora Pentium I.

W jednostce odbiorczej i przełączającej (patrz ryc. 2) mikroukład K561TM2 (DD1) można zastąpić KR1561TM2, wszystkie tranzystory z serii KP501 z dowolnym indeksem literowym. Transoptor triakowy MOS3083M (U1) można zastąpić MOS3081M, MOS3082M, MOS3051, MOS3052. Triak BTA139-800 (VS1) o maksymalnym prądzie obciążenia 16 A można zastąpić BTA139-600, a jeśli prąd obciążenia jest większy niż 16 A, ale mniejszy niż 25 A, BTA140-800 lub BTA140-600. Kondensator C3 - K73-17 o napięciu znamionowym 630 V. Żółtą diodę LED AL307EM (HL1) można wymienić na AL307ZhM. Dioda ta sygnalizuje zakaz załączania napędzanego obciążenia, może więc świecić na czerwono AL307BM lub AL307KM. Dioda LED AL307GM (HL2) świecąca na zielono sygnalizuje możliwość załączenia napędzanego obciążenia, można ją zastąpić AL307VM. Obwód VD5-VD8HL3 można zastąpić diodą Zenera z serii KS133-KS147 o dowolnym indeksie literowym, której katoda jest podłączona do prawego (zgodnie ze schematem) wyjścia rezystora R9, a anoda do ujemnego linia napięciowa.

Transformator sieciowy zasilacza T1 to dowolny o mocy znamionowej 3 ... 4 W i napięciu uzwojenia wtórnego 9 ... 11 V. Takie transformatory są często stosowane w domowych urządzeniach radiowych. Samodzielny zasilacz T1VD1-VD4C5 można zastąpić gotową kartą sieciową o napięciu wyjściowym 12 ... 15 V i prądzie co najmniej 30 mA.

Ustawienie urządzenia sprowadza się do ustawienia progu zadziałania centrali nadajnika (patrz rys. 1) od prądu pobieranego przez obciążenie wiodące. W procesie ustalania dobiera się liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego (I) przekładnika prądowego T1, a także ustawia się niezbędne wzmocnienie elementów DD1.1 i DD1.2 poprzez dobór rezystorów R3 i R5 w granicach 300 ... 1000 kOhm. Jednostka przełączająca (patrz rys. 2) nie wymaga regulacji.

literatura

1. Nechaev I. Urządzenie zabezpieczające oparte na połączeniu bezprzewodowym. - Radio, 2011, nr 9, s. 53, 54.
2. Nieczajew I. Wykrywacz nieszczelności oparty na wywołaniu radiowym. - Radio, 2011, nr 3, s. 53, 54.
3. Nechaev I. Urządzenie zabezpieczające oparte na wywołaniu radiowym. - Radio, 2007, nr 9, s. 59, 60.
4. Nechaev I. Zdalny włącznik zasilania. - Radio, 2011, nr 7, s. 42, 43.
5. Nieczajew I. Wskaźnik zużycia energii. - Radio, 1986, nr 2, s. 49, 50.
6. Nieczajew I. Wskaźnik zużycia energii. - Radio, 2000, nr 11, s. 59.
7. Evseev A. Zastosowanie przetwornicy częstotliwości serii KR1095PP1 w urządzeniach elektronicznych. - Radio, 2008, nr 10, s. 28-31.
8. Kosenko S. Miernik mocy czynnej oparty na chipie ADE7755. - Radio, 2010, nr 8, s. 19, 20.
9. Voskoboynikov M. Cyfrowe mikroukłady w urządzeniach LF. - Radio, 1981, nr 7/8, s. 37.

Autor: D. Pankratiev

Zobacz inne artykuły Sekcja Zegary, timery, przekaźniki, przełączniki obciążenia.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Oczyszczanie wody z uranu za pomocą bakterii magnetycznych 20.05.2023 Niemieccy naukowcy z Centrum Helmholtza Dresden-Rossendorf opracowali technologię oczyszczania wody z wykorzystaniem bakterii magnetotaktycznych. Mikroorganizmy gromadzą rozpuszczone metale ciężkie w ścianach komórkowych, a do usuwania ich z wody wykorzystuje się pole magnetyczne. Nanoskopowe kryształy magnetyczne powstają wewnątrz komórek drobnoustrojów magnetotaktycznych. Każdy pojedynczy kryształ magnetyczny jest zamknięty w membranie ochronnej. Razem tworzą magnetosom, organelle, których bakterie używają do poruszania się w polu magnetycznym Ziemi. We własnych eksperymentach naukowcy wykazali, że bakterie magnetotaktyczne mogą przetrwać w obojętnym pH nawet w roztworach wodnych zawierających stosunkowo wysokie stężenia uranu. Jednocześnie wiążą ten metal ciężki w ścianach komórkowych i nie wnika on do wnętrza komórki oraz nie oddziałuje z magnetosomem. To doskonała podstawa do oczyszczania wody związanego z wydobyciem - mówią autorzy badania. Ściany komórkowe bakterii magnetotaktycznych są utworzone przez warstwę peptydoglikanu, makrocząsteczki składającej się z cukrów i aminokwasów. To w nim zatrzymywane są cząsteczki metali ciężkich, przy jednoczesnym zachowaniu właściwości magnetycznych bakterii. Ze względu na swoje właściwości magnetyczne bakterie te można łatwo oddzielić od wody za pomocą magnesów. Metoda ta może stać się alternatywą dla kosztownych tradycyjnych zabiegów chemicznych. Ponieważ bakterie te wymagają niewielkiej konserwacji, czyszczenie można przeprowadzić bezpośrednio w wodach powierzchniowych lub poprzez pompowanie wody z podziemnych kopalń, w których wydobywa się minerały, i kierowanie jej do oczyszczalni.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Karta graficzna Radeon RX 6900 XT NITRO+

▪ Autobus na drodze

▪ Samochód elektryczny Polestar 2

▪ Nowy układ ustawiania czasu

▪ Ulepszone wytwarzanie energii z rozproszonego ciepła

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Aforyzmy znanych osób. Wybór artykułu

▪ artykuł Wylej piękno i harmonię świata. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Co to jest kolaż? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Operator na automatycznych i półautomatycznych liniach w obróbce drewna, zajmujący się operacjami kalibracji i szlifowania. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Uziemienie instalacji odgromowych i elektrycznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Winda podwójna (dwie strony). Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024