- Komponente potrebne za prekidač:
- Kružni dijagram:
- Objašnjenje sklopa:
- Odjeljak snage:
- Op-Amp odjeljak:
- Relejni odjeljak:
Kolebanja napona uvijek su predstavljale problem i odgovorne su za većinu kvarova na izmjeničnim uređajima. Bio to uobičajeni kućanski aparat poput tostera ili industrijski stroj visokih performansi poput CNC-a, sve ima nazivni napon samo na kojem će raditi bez ikakvih problema uz maksimalnu učinkovitost. Nažalost, naši domaći / industrijski vodovi iz različitih razloga ne uspijevaju nam pružiti taj nazivni napon, stoga ćemo u ovom projektu izraditi jednostavni elektronički prekidač koji bi mogao pokrenuti relej za odvajanje tereta kada se detektira visoki / niski napon.
Ovaj projekt osmišljen je oko poznatog oppojačala LM358. Učinit ćemo da opcijsko pojačalo radi u diferencijalnom načinu, čime ćemo usporediti trenutni napon s unaprijed postavljenim naponom. Čitav projekt može se sagraditi na ploči za kruh (osim dalekovoda) i u kratkom roku može raditi. Pa krenimo…..
Komponente potrebne za prekidač:
- LM358 (dvostruki paket optičkih pojačala)
- 7805 (+ 5V regulator)
- 12V silazni transformator
- Relej od 5V
- BC547 (2Nos)
- 10K varijabilni lonac
- Otpornici 1K, 2K, 2,2K, 10K, 5,1K
- Kondenzatori 100uF, 10uF, 0,1uF
- Diodni most
- Spajanje žica
- Daska za kruh
Kružni dijagram:
Kompletni shematski dijagram elektroničkog prekidača dat je na donjoj slici. Pročitajte dalje za objašnjenje istog.
Objašnjenje sklopa:
Kao što je gore prikazano u shemi prekidača, to je doista jednostavno i samo hrpa otpornika, kondenzatora i ostalih stvari. Ali što se zapravo događa iza svih ovih. Kako se odabiru vrijednosti komponenata i koja je njihova uloga ovdje?
Pokušao sam odgovoriti na ovo pitanje raščlanjujući ih na svaki segment i objašnjavajući ih u nastavku.
Odjeljak snage:
Op-amp je srce ovog dijagrama elektroničkog prekidača. Potrebno nam je regulirano napajanje od 5 V za napajanje ovog op-pojačala. Također moramo napajati strujni napon (napon u bilo kojem određenom trenutku) na op-pojačalo. Opcijsko pojačalo može podnijeti samo do 5V jer se napaja od 5V. Stoga moramo pretvoriti ulazni izmjenični napon (220V AC) u 0-5V DC.
Dakle, gornji sklop rješava dvije svrhe.
- Osigurajte konstantnih 5 V za napajanje sklopa
- Mapira ulazni izmjenični napon na 0-5V za opcijsko pojačalo
Da bismo to postigli, koristili smo 12V Step Down transformator koji pretvara 220V izmjeničnog u 12V izmjeničnog napona, zatim ga ispravljamo diodnim mostom na 12V DC (približno), a zatim reguliramo napon na 5V pomoću regulatora napona 7805. Sve promjene ulaznog napona utjecati će na vrijednost napona na izlaznoj strani diodnog mosta. Stoga se ovaj napon može smatrati "trenutnim naponom" izmjenične mreže. Korištenjem otpornika od 5.1K i POT-a od 10K (koji čine djelitelj potencijala) mapirali smo napon između 0-5V.
Op-Amp odjeljak:
Ovaj je odjeljak dio u kojem se vrši usporedba. U odjeljku op-amp imamo dvije pododjeljke. Jedna se koristi za usporedbu "trenutnog napona" s vrijednošću visokog napona, a druga se koristi za usporedbu s vrijednošću niskog napona. Oba su odjeljka prikazana na donjoj slici.
Gore prikazan sklop op-pojačala je diferencijalni način rada op-pojačala. Op-pojačala su stvarno radni konj za većinu elektroničkih sklopova, ima mnogo načina rada i aplikacije poput zbrajanja, oduzimanja, pojačanja itd. Ovdje smo ga koristili kao usporednik napona.
Pa, što je usporednik napona i zašto su nam ovdje potrebni?
Usporednik napona u našem slučaju uspoređuje napon između pinova 3 i 2, a ako je napon na pinu 3 veći od pina 2, izlaz na pinu 1 postaje visok (3,6 V), u suprotnom će izlaz biti 0 V. Usporedimo "trenutni napon" s unaprijed postavljenim visokim i niskim naponom kako bismo dobili okidač visokog / niskog napona.
U krugu prikazanom iznad praga niskog napona postavljen je na pin 2 pomoću otpornika 1K i 2K. Prag visokog napona postavlja se na pinove 5 pomoću otpornika 1K i 2,2K.
Korištenje ovih otpornika tvori potencijalni razdjelnik i daje 3,33 V niskonaponske granične vrijednosti i 3,43 V kao visokonaponsku graničnu vrijednost. To znači da će samo opcijska pojačala biti visoka ako su "trenutni naponi" između 3,33 V i 3,43 V.
Napomena: Postavio sam prag napona na 3,33 V i 3,43 Volta, budući da je moj gornji odsjek bio 230 V, a ljubavni odsjek 220 V. Možete ih postaviti u skladu s tim, a zatim kalibrirati krug pomoću 10K lonca za kontrolu "trenutnog napona".
Relejni odjeljak:
Ovo je mjesto na kojem pričvršćujemo izmjenično opterećenje. Relej služi za UKLJUČIVANJE / ISKLJUČIVANJE izmjeničnog opterećenja.
Kao što je raspravljeno u odjeljku op-amp. Oba optička pojačala postat će visoka samo ako je napon između graničnih vrijednosti visokog i niskog napona. Dakle, moramo uključiti izmjenično opterećenje samo ako su oba izlaza op-pojačala velika. Ovdje su „ niskonaponski okidač “ i „ visokonaponski okidač “ izlaz pina 1, odnosno pina 7.
Samo ako su obje visoke, relej će se naći na svom terenu i pokrenut će se. ID izmjeničnog opterećenja (ovdje žarulje) povezan je preko releja. Otpor od 1K koristi se za ograničavanje struje.
Jednom kad shvatite kako krug funkcionira, to neće raditi problem. Jednostavno ožičite krugove i pomoću 10K lonca postavite naš "trenutni napon" između vašeg "visokonaponskog okidača" i "niskonaponskog okidača". Ako se promijeni glavni napon izmjenične struje, bilo koji od vaših opcijskih pojačala će se smanjiti i vaš će se relej isključiti, čime će se isključiti opterećenje povezano s njim.
Ovdje možete koristiti i simulacijsku datoteku koja je ovdje priložena kako biste provjerili / modificirali svoj krug na temelju vaših pragova visokog ili niskog napona.
Simulacija koristi potenciometar za promjenu ulaznog napona i zelenu LED kao opterećenje. Također možete pratiti vrijednosti napona na svakom priključku što će vam pomoći da puno bolje razumijete strujni krug.
Nadam se da vam se svidio ovaj projekt prekidača i da ste razumjeli rad iza njega. Kompletni rad projekta može se vidjeti na video ispod.
Ovaj projekt pati od sljedećih nedostataka koje biste možda trebali razmotriti za svaki slučaj ako vam to znači.
- Ovdje izmjereni napon nije Vrmsov napon. Vrijednost je također izložena vrhovima i valovanjima
- Vaše opterećenje može imati efekt prebacivanja ako napon postupno pada / raste (u većini slučajeva neće).
- Ne spajajte opterećenja koja troše struju veću od 5A. To će najvjerojatnije ubiti vaš relej i njegov vozač.
Također možete provjeriti ovaj sličan projekt da biste saznali više: Otkrivanje visokog / niskog napona pomoću PIC mikrokontrolera