|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Dotykowy przełącznik cofania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów Często podczas produkcji konkretnego obwodu, ucieleśnionego przynajmniej na prototypie, oceniając zgodność jego rzeczywistego działania i opisu, pojawiają się co najmniej trzy logiczne opcje: 1. Schemat nie zadziałał i został odrzucony z tego czy innego powodu jako niewykonalny. 2. Schemat zadziałał natychmiast, a badanie nie zostało przeprowadzone. Z. Obwód nie działał, ale po dokładnym przestudiowaniu projektu obwodu na ten temat, konstruktywnym przestudiowaniu, dokładnym pomiarze trybów, racjonalnym doborze elementów radiowych i dokonaniu niezbędnych regulacji, zaczął działać. Pierwsza opcja nie jest warta analizy. Opcja druga, choć dała pozytywny wynik, może mieć pułapki. Zastanówmy się nad trzecią opcją, początkowo najbardziej pracochłonną, ale jak pokazuje praktyka [7, 11], która skutkuje niezawodną pracą obwodu w przyszłości. Jako przykład rozważmy opracowanie prostego (ryc. 1) i dobrej koncepcji schematu [8].
Obwód „szpilkowy” (od razu przykuwał uwagę swoją prostotą, co wiązało się z dobrą powtarzalnością), więc wykonano trzy płytki drukowane, na których zgodnie z opisem zamontowano nowe elementy radiowe. Jednak „goździk” nie chciał pracować stabilnie. Wymagało to albo długiego początkowego (po dwóch lub trzech dniach stanu beznapięciowego) zatrzymania czujnika, albo z niejasnych (na pierwszy rzut oka) powodów zaczęły szwankować tranzystory VT1-VT4 i były one różne na różnych płytkach . Na płytkach montowano inne rodzaje tranzystorów, SCR, płytki nawet odkładano na jakiś czas, aby „dojrzały”, ale nie dało to pozytywnego rezultatu. Ponieważ okresowo pojawiała się potrzeba tego typu włącznika dotykowego, zrodził się pomysł opracowania w oparciu o „kołek” układu ekonomicznego, zunifikowanego czujnika, który równie dobrze sprawdzałby się w obwodach zasilanych zarówno z akumulatorów, jak i zasilanych prądem przemiennym sieciowej, a także ze sprzężeniem galwanicznym z siecią lub bez niej. Po teoretycznym przestudiowaniu obwodu „goździka” zauważono, że ma on wystarczającą ilość niezrealizowanych zasobów. Jako elementy aktywne zdecydowano się zastosować tranzystory „ludowe” typu KT315, i to (dla lepszej powtarzalności) z dowolnym indeksem literowym i bez wstępnej selekcji. Zasób czułości (rys. 2) zwiększono poprzez zmniejszenie rezystancji rezystora R1 do 1 MOhm i zwiększenie do 1 MOhm (a w niektórych przypadkach z wyłączeniem tej wartości) rezystancji rezystora R2, gdyż w [8] on wraz z R1, tworzy (patrz rys. 1) dzielnik napięcia wychodzący z płytki sensorycznej, zmniejszający poziom napięcia wejściowego około 10-krotnie. Aby to skompensować, obwód [8] wykorzystuje elementy wzmacniające (KT3102) o dużym wzmocnieniu prądowym, co jest niepraktyczne.
Aby zminimalizować wpływ zakłóceń indukowanych w przewodach łączących (jak wyjaśniono w [8] wprowadzenie R2) w rzeczywistych konstrukcjach, zaleca się podłączenie czujnika czujnika do obwodu za pomocą przewodów o minimalnej długości i przewodu ekranowanego. Tryby statyczne Ponieważ w [10] dla KT315 nie podano maksymalnego napięcia e-b, b-c, w celu zwiększenia niezawodności działania w obwodzie czujnika zdecydowano się zamiast diody VD1 (swoją drogą, jej typ, a także typ VD2, nie jest określone w [8] ) zainstalować diodę Zenera typu KS168, podłączoną w tym samym kierunku. Powinien już spełniać dwie funkcje: w kierunku do przodu, dla ujemnej półfali sygnału, powinien działać jak zwykła dioda, chroniąc złącze jednostki VT1 przed wpływem napięcia wstecznego przez obwód sterujący, oraz dla dodatniej półfali, powinien pełnić funkcję ogranicznika (tłumika), normalizującego maksymalną wartość półfali napięcia sterującego na poziomie napięcia jego stabilizacji. Ta sama wada stopnia wejściowego występuje w obwodzie czujnika [5]. W procesie opracowywania obwodu (patrz ryc. 1) zauważono, że po wyłączeniu obwodu (3-4 dni) z jakiegoś powodu nie działa nawet przy długim dotknięciu czujnika , ale gdy palce zamkną zaciski akumulatora VT1 na płytce prototypowej, płytka (co wskazuje wystarczające wzmocnienie elementów aktywnych) zostaje wyzwolona. Następnie obwód działa normalnie przez jeden lub dwa dni, po czym po tym samym okresie przebywania w stanie beznapięciowym zjawisko to pojawia się ponownie i jest eliminowane w ten sam sposób. Powstało założenie, że przyczyną tego zjawiska jest elektryczne formowanie się C2: gdy tylko C2 zostanie po raz pierwszy wystarczająco naładowany (i tym samym uformowany), obwód działa stabilnie nawet po krótkotrwałym rozładowaniu (poprzez zwarcie zacisków ) z C2. Aby wymusić początkowe ukształtowanie elektryczne C3 (patrz rys. 2) do poziomu 0,4 V po włączeniu napięcia zasilania, do obwodu czujnika wprowadza się dzielnik napięcia R2R3 i diodę kluczową VD3. Po osiągnięciu tego napięcia VD3 zamyka się i w przyszłości dzielnik nie ma wpływu na pracę czujnika. Rozwiązanie to w pewnym stopniu kompensuje prąd upływu C3 charakterystyczny dla kondensatorów tlenkowych o dużej pojemności, a także zwiększa czułość poprzez skrócenie czasu dotyku czujnika wymaganego do działania układu. W wyniku pomiarów przeprowadzonych za pomocą oscyloskopu C1-33 z otwartym wejściem (rezystancja wejściowa 1 MΩ) okazało się, że przy odpowiednio długim przytrzymywaniu czujnika napięcie na kondensatorze C3 wzrasta aż do 6.. 8 V, co może być przyczyną niesprawności wyjścia przejściowego b-k VT2. Dlatego do jego obwodu bazowego wprowadza się rezystor R4 w sposób podobny do konstrukcji obwodu, która dobrze sprawdziła się w regulatorze trinistorowym [4]. W rezultacie znacznie wzrosła stała czasowa obwodu rozładowania C3R4 (b-e) VT2, co pozwoliło uzyskać znacznie dłuższy czas otwarcia migawki przy mniejszej (w porównaniu z rys. 1) pojemności kondensatora tlenkowego C3. Aby wyeliminować przeciążenia, z tych samych powodów do obwodu podstawowego VT3 i VT4 wprowadzono rezystory ograniczające R5 i R7. Pomiary napięć przeprowadzone na C3 wykazały, że ich wprowadzenie nie miało wpływu na parametry załączenia i wyłączenia czujnika. W opisie [3] nie wskazano przeznaczenia kondensatora C1 (patrz rys. 8). Praktyczne pomiary na pracującym obwodzie wykazały, że jego obecność obniża próg załączenia o około 0,1 V i o tę samą wartość zwiększa napięcie wyłączenia, co zwiększa całkowity czas otwarcia migawki o 10...15 s. Na tej podstawie stwierdzono, że jego użycie jest niewłaściwe. Podczas pracy, gdy tyrystor jest wyłączony, a w sieci występują obciążenia indukcyjne, może wystąpić szeroki zakres zakłóceń. Dlatego, aby zmniejszyć wewnętrzną rezystancję wysokiej częstotliwości zasilacza czujnika, do obwodu wprowadzono kondensator C2 (patrz rys. 4), co zmniejszyło prawdopodobieństwo przedostania się zakłóceń o wysokiej częstotliwości do obwodu sygnałowego przez obwód mocy. Jako klucz do sterowania VS1 (patrz rys. 1) nie warto stosować wysokonapięciowego tranzystora dużej mocy (10 W!) typu KT940, dostarczającego prąd około 1 mA do obwodu sterującego VS55 w stan otwarty! Można całkowicie obejść się tym samym (patrz ryc. 2) KT315, podłączając go do stabilizowanego źródła stałego napięcia, z którego zasilane są pozostałe tranzystory obwodu czujnika. To, oprócz stabilizacji parametrów przełączania VS1, eliminuje możliwe przeciążenia w obwodzie jego elektrody sterującej, ponieważ prąd w jego obwodzie, gdy VT4 jest całkowicie otwarty, zależy od wartości rezystorów gaszących R10, R11. Ponieważ według [10] maksymalny prąd kolektora KT315 wynosi 100 mA, tryb ten jest dla niego całkiem bezpieczny. W procesie pomiaru prądu (nie napięcia) przez elektrodę sterującą VS1 (patrz rys. 2) za pomocą avometru Ts4342 zauważono, że w momencie załączenia następuje szarpnięcie igły miernika w stronę większej wartości, a wówczas prąd ustawia się na poziomie 4...5 mA (w zależności od przypadków VT4 i VS1). Nie spotkałem się w literaturze z informacją o zależności prądu płynącego przez elektrodę sterującą od zmian charakteru obciążenia, dlatego przyjęto, że przyczyną zjawiska było zastosowanie obciążenia nieliniowego – NL1, rezystancja których w stanie zimnym jest znacznie mniej niż w stanie gorącym. Wartość rezystora pomiędzy elektrodą sterującą a katodą (R5 - rys. 1, R9 - rys. 2, R7 - rys. 3, R10 - rys. 4, 5), zalecana w literaturze, w celu zminimalizowania wpływu czynników destabilizujących na parametrach załączenia tyrystora w elektrodzie sterującej obwodu nie powinna przekraczać 1 kOhm.
Zasilanie czujnika bezpośrednio z sieci jest niepraktyczne (patrz rys. 1), lepiej jest podłączyć jego zasilanie równolegle (do) np. tyrystora SCR, zgodnie z zaleceniami [6]. Zgodnie z jego charakterystyką prądowo-napięciową (rys. 8), po włączeniu VS1 można go przełączyć w stan zamknięty, zmniejszając przepływający przez niego prąd do wartości mniejszej niż Ioff. W urządzeniach prądu stałego stosuje się w tym celu albo kondensator przełączający, albo specjalne szeregowe obwody rezonansowe, których napięcie ładowania lub wsteczne pole elektromagnetyczne, krótko przyłożone do tyrystora SCR w przeciwnym kierunku, wyłącza go. W obwodach prądu przemiennego i pulsującego tyrystor zamyka się automatycznie, gdy wartość jego prądu anodowego automatycznie przekroczy zero. W tym schemacie zastosowano kluczową metodę sterowania amplitudą, która jest gorsza od metody sterowania impulsowego pod względem zużycia energii do sterowania. Dlatego optymalne jest obejście obwodu sterującego, gdy tyrystor jest w stanie otwartym, co ma miejsce w naszym przypadku. Oprócz zmniejszenia średniego poboru prądu obwodu sterującego, takie połączenie w naturalny sposób zmniejszy również wytwarzanie ciepła na R10, R11 (patrz rys. 2). W tym przypadku dioda VD5 nie służy już do prostowania, lecz do oddzielenia źródła prądu stałego czujnika (wygładzonego C2) od pulsującego źródła napięcia zasilającego VS1. Tryby dynamiczne Wygodne (i bezpieczne!) sprawdzenie działania elementów obwodu czujnika na płytce stykowej, wykorzystując źródło 9...10 V DC, w trybie dynamicznym, wyłączając element opóźniający (C2, rys. 3) , wykorzystując diodę LED jako wizualny wskaźnik działania obwodu VD3. Ponieważ w tym trybie obwód jest generatorem napięcia sterującego z napięcia pobierającego pochodzącego z płytki sensorycznej E1, do obserwacji zachodzących w nim procesów wykorzystuje się oscyloskop. Wartość amplitudy napięcia odbioru w miejscu czujnika wynosi 15 V (oczywiście w konkretnym miejscu, w którym dokonywano pomiarów). Napięcie u podstawy VT1 wynosi 6 V (służy jako wzmacniacz mocy sygnału zakłócającego), na emiterze - 6 V, u podstawy VT2 - około 6 V (służy jako wzmacniacz napięcia i ogranicznik sygnału na górze ), na kolektorze - 0,8 V, z wyraźnym ograniczeniem powyżej. Na kolektorze VT3 sygnał ma poziom 8 B, jest już utworzony (ograniczony i od dołu) i jest gotowy do przesłania do przełącznika wyjściowego (ryc. 3, 4) lub przełącznika sterującego VS1 (ryc. 2, 5) ), którego funkcję we wszystkich obwodach pełni VT4, na podstawie którego napięcie sygnału wynosi około 1,5 V. Po podłączeniu C2 (patrz ryc. 3) i zmierzeniu na nim napięcia za pomocą oscyloskopu C1- 33 przy otwartym wejściu (rezystancja wejściowa 1 MOhm) okazało się, że układ załącza się przy napięciu około 0,8 V, a wyłącza przy napięciu 0,7 V. Dodatkowo okazało się, że próba podłączenia do tego samego punkt z tym samym oscyloskopem, ale z zamkniętym wejściem, doprowadził do włączenia obwodu, ponieważ pojemność opóźnienia była pojemnością wejściową oscyloskopu. Aby przetestować działanie czujnika na prądzie przemiennym z izolacją galwaniczną od sieci, zastosowano transformator z elektrycznego zestawu lutowniczego 2.940.005 TU, wyprodukowanego przez fabrykę Vinnitsa Mayak. Obwód czujnika został podłączony do jego dolnego złącza, którego napięcie przemienne wynosiło około 24 V. Wszystkie elementy obwodu na ryc. 2 pozostały niezmienione, tylko rezystory R10, R11 do odbioru prądu 1 mA przez diodę Zenera VD20 bocznikowane były rezystorem typu MLT-0,5 o rezystancji 470 Ohm. Jako obciążenie zastosowano żarówkę o napięciu 28 V i mocy 20 W. Podczas sprawdzania działania układu, w osłonie izolacyjnej pękł przewód wspólny od sondy igłowej oscyloskopu, a sam fakt przeszedł niezauważony... Układ przestał działać. Dotknięcie czujnika albo powodowało błysk, albo lampa świeciła, mrugając z pełną intensywnością, a przy każdym dotknięciu wszystko działo się inaczej. Na rodzaj włączenia wpływała powierzchnia kontaktu, siła nacisku, sposób wykonywania dotyku – siedząc czy stojąc, lewą czy prawą ręką itp. Elementy obwodu nie uległy już awarii. Po sprawdzeniu kaskadowego przejścia przetwornika za pomocą oscyloskopu zauważyłem, że sygnał był wszędzie taki sam i zdałem sobie sprawę, że nie ma połączenia z obudową. Przylutowałem wspólny przewód i funkcjonalność obwodu została całkowicie przywrócona! Zacząłem szukać przyczyny dziwnego zachowania układu. Odłączyłem sondę wejściową C1-3Z od C2 - obwód zadziałał, odłączyłem przewód wspólny oscyloskopu - przestał działać, podłączyłem przewód wspólny - znowu zadziałało. Stało się jasne, że przez korpus oscyloskopu występowały zakłócenia na częstotliwości sieciowej, które oczywiście nie były uziemione w domowym warsztacie. Poziom zakłóceń na korpusie oscyloskopu sprawdziłem sondą fazową z lampą neonową - trochę się świeci, sprawdziłem chińską sondą „cudowną” z wyświetlaczem cyfrowym - 60 V! Sprawdziłem ilość zakłóceń na obudowie włączonego zasilacza - ten sam wynik! Stało się jasne, dlaczego podczas testowania obwodu czujnika na zasilaniu prądem stałym z tego źródła obwód działał poprawnie. Podłączyłem obwód (patrz rys. 2) zgodnie z fazowaniem określonym w [8]. Ulepszona „szpilka” działała dobrze. Z wyjątkiem specjalnego mikroukładu K145AP2 [9, 11], nigdzie, a zwłaszcza w poważnych urządzeniach przemysłowych, na przykład w selektorze programów SVP-3 [2], nie zastosowano przetwornika jako sygnału sterującego. Niezależnie od rodzaju zastosowanego czujnika – rezystancyjnego, pojemnościowego do przerywania lub generowania wzbudzenia – poziom sygnału sterującego (pomimo różnic w zasadach fizycznych i konstrukcji obwodu) jest zawsze stabilny, co nie jest łatwe do uzyskania za pomocą prostego obwodu z przetwornika sygnał o częstotliwości sieciowej. Na podstawie analizy postanowiłem nie komplikować obwodu, ale wykorzystać dostępne zasoby czujnika - wysokie wzmocnienie i ustabilizowane napięcie zasilania, stosując czujnik rezystancyjny, który łączy wejście wzmacniacza prądu stałego na VT4-VT5 z biegunem dodatnim źródło wykorzystujące rezystancję skóry palca i rezystory R1, R4 żywieniowe. Schemat ujednoliconych opcji czujnika pokazano na rys. 4-5. Czujnik działa równie dobrze z dowolnego (opisanego na początku artykułu) źródła zasilania, a przy zasilaniu z sieci 220 V jest całkiem bezpieczny, gdyż ciało ludzkie jest połączone po obu stronach styków rezystancją 1 MΩ . Przykładowo wartość rezystora ograniczającego prąd zawartego w stosowanym w przemyśle jednobiegunowym wskaźniku napięcia (z lampką neonową) typu INN1 wynosi 910 kOhm. W wyniku wprowadzonych zmian układ (patrz rys. 4), znajdujący się w trybie „standby”, pobiera tylko 9 mA z zasilacza 1 V! W trybie włączenia po dotknięciu czujnika pobór prądu wynosi 8 mA. Jedyną kontrolą, którą zaleca się przeprowadzić przy wyborze zainstalowanych tranzystorów VT1-VT4, jest „przetestowanie” złączy za pomocą omomierza przy wartości granicznej 100 kOhm. Sprawdzając rezystancję przejść w przeciwnym kierunku, wskazówka miernika nie powinna odchylać się nawet nieznacznie. Dostosowanie. W niektórych przypadkach, przy dużych wzmocnieniach VT1-VT4 (i braku R2), gdy czujnik jest podłączony do źródła zasilania, NL1 zapala się natychmiast, chociaż sprawdza się je ponownie za pomocą omomierza, nawet na granicy 1 MOhm, nie powoduje odchylenia igły miernika, co świadczy o ich przydatności do użytku. W takim przypadku należy postępować w następujący sposób. Równolegle z przejściem e-b VT1 podłącz avometr, włączany woltomierzem na granicy 5...10 V. Jeśli VT1 działa poprawnie, HL1 powinien zgasnąć. Przełącz avometr na wyższe granice pomiaru, aż HL1 zaświeci się ponownie. Następnie przełącz avometr na dolny limit, lampka powinna zgasnąć. Technika ta pozwala na wykorzystanie awometru jako magazynu rezystancji, gdyż awometry (w wersji autorskiej Ts4342) posiadają „otwarte” wejście i rezystancję wejściową rzędu 20...25 kOhm/V, co umożliwia oszacuj w przybliżeniu wymaganą wartość R2, która zmniejsza całkowite wzmocnienie obwodu w celu uzyskania precyzyjnego działania dla specjalnie zastosowanych tranzystorów. W razie potrzeby zamiast rezystorów ograniczających prąd R10, R11 (patrz ryc. 2) typu MLT-2, na których uwalniana jest moc cieplna około 4 W, można zainstalować statecznik reaktywny - kondensator K73-17 typ o pojemności 0,22 μFCH 630 V. Zmieni to nieco obwód prostownika (ryc. 6).
Zespół diody KTs5V jest wyłączony z obwodu pokazanego na ryc. 405. Dioda Zenera VD5 w obwodzie spełnia dwie funkcje: dla ujemnej półfali służy jako dioda prostownicza, a dla dodatniej półfali służy jako ogranicznik na poziomie napięcia stabilizacyjnego. Rezystor R11 służy do ograniczenia udaru prądu podczas ładowania C5. SCR VS1 działa jak prostownik półfalowy, co korzystnie wpływa na żywotność NL1.
Płytka jest zaprojektowana tak, aby pomieścić części obwodów z rys. 2 do rys. 6. W zależności od żądanej opcji instalowane są odpowiednie komponenty. Przestrzenie na części nieużywane w tym schemacie są albo zamknięte zworkami drutowymi, albo pozostawione wolne. To samo dotyczy wzajemnych połączeń pól stykowych do montażu zworek JP0, JP1, JP2 z obwodem. Literatura:
Autor: S.A. Elkin
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Roboty będą szyły ubrania dla wojska ▪ 3-fazowy moduł EconoPIM 150 3A ▪ Energooszczędna komunikacja optyczna
▪ sekcja witryny dla radioamatora-projektanta. Wybór artykułu ▪ artykuł Woda, jej zanieczyszczenie i konsekwencje. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Gdzie zniknęły kanały marsjańskie? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Drugie odkrycie kawitacji. Laboratorium naukowe dla dzieci ▪ artykuł Generator przemiatania do oscyloskopu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony