3 схемы ПРОСТОГО ТРИГГЕРА на РЕЛЕ | Дмитрий Компанец

Три простых схемы управляющего триггера на реле

Три простых схемы управляющего триггера на реле

Хотя твердотельные реле применяются часто, во многих случаях проще, лаконичнее и надежнее использовать реле для управления включением / выключением мощных нагрузок (тенов, котлов, электромоторов).

Предлагаю рассмотреть три простые и надежные схемы управления базирующиеся на релейных триггерах.

Первая схема триггера на реле

Первая схема триггера на реле

Первая схема триггера на реле представляет собой пускатель для вентилятора или кулера. С помощью кнопок Кнр и Кнз можно включать и выключать нагрузку питающуюся от той же цепи питания что и схема управления. Но использование реле с двумя и более группами независимых контактов, позволяет этой схеме управлять и более мощными нагрузками любого тока (переменного/постоянного).

Вторая схема триггера на реле

Вторая схема триггера на реле

Эта схема еще более упрощена — в ней кнопка используется как «взвод» системы в дежурное рабочее состояние.
Такие схемы часто используются в системах сигнализации на размыкание.
Любой разрыв цепи питания заставит реле перейти в положение при котором замыкаемые (нормально замкнутые) контакты включают ревун или сигнализацию любого типа.

Триггер для управления дежурным освещением

Триггер для управления дежурным освещением

Это полная схема реализующая функционал автоматического включения дежурного освещения при отключении сети 220 вольт.

Пока напряжение в сети присутствует, схема удерживает контакты через которые подается питание на лампы от сети 220 вольт замкнутыми. Как только напряжение пропадает, реле автоматически перекидывает контакты питания на резерв (аккумуляторы или батареи).

Все три схемы легко исполнимы требуют минимум деталей и навыков для их построения. В качестве реле могут использоваться любые доступные , ограничение может быть только в мощности коммутируемых нагрузок.

Подписывайтесь на канал Яндекс.Дзен и узнавайте первыми о новых материалах, опубликованных на сайте.

ЕСЛИ СЧИТАЕТЕ СТАТЬЮ ПОЛЕЗНОЙ,
НЕ ЛЕНИТЕСЬ СТАВИТЬ ЛАЙКИ И ДЕЛИТЬСЯ С ДРУЗЬЯМИ.

Глава 14 Обратная связь и триггеры . Код. Тайный язык информатики

Известно, что электричество приводит предметы в движение. Оглядевшись по сторонам в обычном доме, можно увидеть электрические двигатели в различных устройствах, например в часах, вентиляторах, кухонных комбайнах, проигрывателях компакт-дисков. Электричество также заставляет вибрировать конусы в динамиках, благодаря чему стереосистемы и телевизоры воспроизводят звуки, речь и музыку. Однако самый простой и изящный пример того, как электричество приводит предметы в движение, вероятно, иллюстрируется классом устройств, которые быстро исчезают по мере их замены электронными аналогами. Я имею в виду уже ставшие раритетом электрические зуммеры и звонки.

Рассмотрим реле, соединенное с переключателем и батарейкой следующим образом.

Неудивительно, если эта схема кажется немного странной. Мы еще не встречались с таким способом подключения. Обычно реле подключается так, что вход отделен от выхода. Здесь все закольцовано. Замыкание переключателя делает цепь непрерывной.

Ток в замкнутой цепи заставляет электромагнит притягивать гибкую полоску.

Когда полоска меняет свое положение, цепь размыкается, поэтому электромагнит теряет свои магнитные свойства, а полоска возвращается на свое место.

А это, конечно же, снова замыкает схему. Происходит следующее: до тех пор, пока переключатель замкнут, металлическая полоска двигается назад и вперед, поочередно замыкая и размыкая цепь, что, скорее всего, сопровождается звуком. Устройство, издающее дребезжащий звук, называется зуммером. Если вы присоедините к нему молоточек и разместите рядом чашечку, появится электрический звонок.

Чтобы сделать зуммер, можно выбрать один из двух способов подключения этого реле. Вот еще одна схема подключения с общепринятыми символами для обозначения источника питания и земли.

Возможно, в этой схеме вы узнали инвертор, описанный в главе 11, поэтому ее можно изобразить проще.

Как вы помните, выход инвертора — 1, если вход — 0, и выход — 0, если вход — 1. Замыкание переключателя в этой цепи приводит к поочередному размыканию и замыканию реле в инверторе. Постоянную работу инвертора может обеспечить и схема без переключателя.

Может показаться, что эта иллюстрация противоречит логике, поскольку выход инвертора должен располагаться напротив входа, однако в данном случае выход является входом! Имейте в виду, что инвертор на самом деле просто реле, которому требуется немного времени для перехода из одного состояния в другое. Так что даже если вход равен выходу, вскоре выход станет противоположен входу (что, конечно, приведет к изменению входного сигнала и т.  д.).

Чему равен выход этой цепи? Его значение быстро меняется между наличием и отсутствием напряжения. Можно сказать, 

значение выхода быстро чередуется между 0 и 1.

Такая цепь называется осциллятором. По сути она отличается от всех устройств, которые мы рассматривали ранее. Все виденные нами схемы изменяли свое состояние только при вмешательстве человека, который замыкал и размыкал переключатель. Однако осциллятор не нуждается в человеке, он работает сам по себе.

Разумеется, в отрыве от окружения осциллятор не очень полезен. Далее в этой и последующих главах мы увидим, что такая схема, подключенная к другим схемам, является важной частью автоматизации. Во всех компьютерах присутствует некий осциллятор, обеспечивающий синхронную работу остальных частей.

Значение выхода осциллятора чередуется между 0 и 1. Часто этот факт изображается с помощью диаграммы.

Эту диаграмму можно воспринимать как график, по горизонтальной оси которого отложено время, а по вертикальной — выходные значения 0 и 1.

Все это говорит о том, что с течением времени выходное значение осциллятора регулярно изменяется с 0 на 1. По этой причине осциллятор иногда называют часами, поскольку он позволяет определить время: достаточно подсчитывать количество колебаний.

Как быстро будет работать осциллятор? Насколько быстро будет вибрировать металлический контакт реле? Сколько раз в секунду? Очевидно, это зависит от конструкции реле. Легко представить большое, неуклюжее реле, которое медленно замыкает и размыкает контакт, и небольшое легкое реле с быстро вибрирующим контактом.

Цикл осциллятора — интервал, в течение которого его выход изменяется, после чего возвращается к исходному значению.

Время, которое занимает один цикл, называется периодом осциллятора. Предположим, период нашего осциллятора равен 0,05 секунды. Вдоль горизонтальной оси мы можем отложить время в секундах начиная с некоторого произвольно выбранного нулевого момента.

Частота осциллятора равна единице, поделенной на период. В данном примере, если период осциллятора составляет 0,05 секунды, его частота 1 / 0,05 = 20 колебаний в секунду. Выход осциллятора изменяется и возвращается к исходному значению 20 раз в секунду.

Количество колебаний в секунду — такой же логичный термин, как количество километров в час, килограммов на квадратный метр или калорий на порцию, однако он больше не используется. В память о Генрихе Рудольфе Герце (1857–1894), который первым передал и принял радиоволны, говорят «герц». Сначала это слово начали применять в Германии в 1920-х годах, а затем за несколько десятилетий термин прижился и в других странах.

Таким образом, можно сказать, что наш осциллятор имеет частоту 20 герц, или 20 Гц (сокращенно).

Конечно, мы произвольно указали частоту одного конкретного осциллятора. В конце этой главы мы сможем соорудить то, что позволит фактически измерить данный параметр.

Чтобы начать работу над этим устройством, давайте рассмотрим пару вентилей ИЛИ-НЕ, соединенных определенным образом. Вероятно, вы помните, что на выходе вентиля ИЛИ-НЕ есть напряжение, только если напряжения нет ни на одном из его входов.

Вот схема с двумя вентилями ИЛИ-НЕ, двумя переключателями и лампочкой.

Обратите внимание на необычную схему проводки: выход левого вентиля ИЛИ-НЕ — это вход правого вентиля ИЛИ-НЕ, а выход правого вентиля ИЛИ-НЕ — вход левого вентиля ИЛИ-НЕ. Такое соединение называется обратной связью. Действительно, как и в случае с осциллятором, выход становится входом. Эта особенность будет характерна для большинства схем, приведенных в данной главе.

Сначала ток в этой цепи будет течь только от выхода левого вентиля ИЛИ-НЕ. Это связано с тем, что оба входа данного вентиля равны 0. Теперь замкните верхний переключатель. Выход левого вентиля ИЛИ-НЕ становится равным 0, а это значит, что выход правого вентиля ИЛИ-НЕ равен 1, и лампочка загорается.

Волшебство наблюдается, когда вы размыкаете верхний переключатель. Поскольку выход вентиля ИЛИ-НЕ — 0, если один из входов — 1, выход левого вентиля ИЛИ-НЕ не изменяется, и лампочка не гаснет.

Не кажется ли вам это странным? Оба переключателя разомкнуты, как и на первом рисунке, однако теперь лампочка горит. Эта ситуация, безусловно, отличается от тех, что мы видели ранее. Обычно выход цепи зависит только от ее входов. Похоже, в данном случае это не так. Более того, на этом этапе вы можете замкнуть и разомкнуть верхний переключатель, и лампочка не погаснет. Этот переключатель больше не влияет на цепь, поскольку выход левого вентиля ИЛИ-НЕ остается равным 0.

Теперь замкните нижний переключатель. Поскольку один из входов правого вентиля ИЛИ-НЕ равен 1, выход становится равным 0, лампочка гаснет. При этом выход левого вентиля ИЛИ-НЕ — 1.

Если вы разомкнете нижний переключатель, лампочка останется выключенной.

Мы вернулись туда, откуда начали. Теперь вы можете замкнуть и разомкнуть нижний переключатель, не повлияв на лампочку. Подытожим:

при замыкании верхнего переключателя лампочка загорается и остается гореть при размыкании верхнего переключателя;

при замыкании нижнего переключателя лампочка гаснет и не загорается при размыкании нижнего переключателя.

Странность этой схемы заключается в том, что, когда оба переключателя разомкнуты, иногда лампочка горит, иногда — нет. Можно сказать, что эта схема имеет два устойчивых состояния, когда оба переключателя разомкнуты. Называется такая схема триггером, и его история началась в 1918 году с работы английского радиофизика Уильяма Генри Эклза (1875–1966) и Фрэнка Джордана (о котором мало что известно).

Триггер 

сохраняет информацию, «помнит». В частности, показанный ранее триггер помнит, какой переключатель был замкнут последним. Если вы столкнулись с таким триггером и видите, что лампочка горит, можете предположить, что последним был замкнут верхний переключатель; если лампочка не горит — нижний.

Триггер похож на качели, которые имеют два устойчивых состояния, никогда подолгу не задерживаются в неустойчивом среднем положении. Глядя на качели, вы всегда можете сказать, в какую сторону они качнулись в последний раз.

Возможно, это не является очевидным, однако триггеры весьма полезны. Они обеспечивают память схемы, сохраняющую историю того, что произошло ранее. Представьте, что значит считать, не обладая памятью. В этом случае вы не знаете, какое число задумали, какое число следует к нему прибавить! Точно так же схема, которая производит подсчет (описанная далее), требует наличия триггеров.

Существуют два различных типа триггеров. Тот, что я показал выше, является самым простым и называется RS-триггером (Reset/Set, сброс/установка). Два вентиля ИЛИ-НЕ чаще всего изображаются и обозначаются так, как показано на диаграмме, для придания им симметричного вида.

Выход, который мы использовали для лампочки, традиционно называется Q (от английского quit — «выход»). Кроме того, существует второй выход , который является электрически противоположным выходу Q, то есть инверсией Q. Если Q равен 0, то Q равен 1, и наоборот. Два входа, S и R, используются для установки (set) и сброса (reset). Вы можете думать об этих действиях так: «установить значение Q на 1» и «сбросить значение Q на 0». Когда S равно 1 (что соответствует замыканию верхнего переключателя на приведенной раннее диаграмме), выход Q становится равным 1, а выход — 0. Когда R равен 1 (что соответствует замыканию нижнего переключателя на приведенной ранее диаграмме), выход Q становится равным 0, а выход — 1. Когда оба входа равны 0, выход указывает на то, являлось ли последним действием установка или сброс значения Q. Результаты работы этой схемы приведены в следующей таблице.

Эта схема называется функциональной таблицей, или таблицей логики, или таблицей истинности. В ней показаны значения выходов, которые являются результатом определенных комбинаций входов. Поскольку у RS-триггера есть только два входа, существует всего четыре комбинации входов. Они соответствуют четырем строкам таблицы.

Обратите внимание на вторую строку снизу, когда значения входов S и R равны 0: выходы обозначены символами Q и , следовательно, значения выходов Q и остаются такими, какими они были до того, как значения обоих входов S и R стали равны 0. Последняя строка таблицы говорит о том, что ситуация, при которой значения входов S и R равны 1, запрещена. Это не означает, что вас могут за это арестовать, однако если в этой схеме оба входа будут 1, то оба выхода — 0, что нарушает условие, согласно которому выход Q противоположен выходу. Так что при создании схемы, в которой используется RS-триггер, избегайте ситуаций, когда входы S и R равны 1.

От себя добавлю: обычно таблицы истинности триггеров изображают с учетом предыдущего состояния Q(t ? 1), соответственно, актуальное состояние на выходе триггера — Q(t). Таким образом, для RS-триггера можно составить следующую таблицу.

RS-триггер часто изображается в виде небольшого прямоугольника с двумя входами и двумя выходами, обозначенными, как показано ниже.

RS-триггер, безусловно, интересный пример схемы, которая, по всей видимости, «помнит», какой из двух входов последним был под напряжением. Тем не менее намного более полезным является то, что эта схема запоминает, был ли определенный сигнал равен 0 или 1 в конкретный момент времени.

Давайте подумаем, как должна работать такая схема, прежде чем приступить к ее конструированию. Она будет иметь два входа. Назовем один из них «Данные». Как и все цифровые сигналы, вход «Данные» может иметь значение 0 или 1. Второй вход назовем «Запомнить этот бит», что является цифровым эквивалентом призыва «Запомните эту мысль». Обычно значение сигнала «Запомнить этот бит» равно 0, в случае чего сигнал «Данные» не влияет на схему. Когда значение сигнала «Запомнить этот бит» равно 1, выход схемы совпадает со значением сигнала «Данные». Затем сигнал «Запомнить этот бит» может вернуться к значению 0, и в это время схема запоминает последнее значение сигнала «Данные». Любые дальнейшие изменения в сигнале «Данные» не влияют на схему.

Другими словами, нам нужна схема со следующей функциональной таблицей.

В первых двух случаях, когда сигнал «Запомнить этот бит» равен 1, выход Q имеет то же значение, что и вход «Данные». В остальных двух случаях, когда сигнал «Запомнить этот бит» равен 0, значение выхода Q остается прежним. Обратите внимание: в этих двух случаях, когда сигнал «Запомнить этот бит» равен 0, выход Q является тем же самым, независимо от значения входа «Данные». Эту функциональную таблицу можно упростить.

X означает «неважно». Значение входа «Данные» неважно, поскольку в случае, когда значение входа «Запомнить этот бит» равно 0, выход Q остается прежним.

Реализация сигнала «Запомнить этот бит» на основе существующего RS-триггера требует добавления на вход двух вентилей И.

Напомним, что выход вентиля И равен 1, только если оба входа равны 1. На этой диаграмме выход Q — 0, а выход — 1.

Пока сигнал «Запомнить этот бит» равен 0, сигнал S не влияет на значения выходов.

Не влияет и сигнал R.

Только в случае, когда сигнал «Запомнить этот бит» равен 1, эта схема будет работать так же, как показанный ранее обычный RS-триггер.

Схема ведет себя как обычный RS-триггер, поскольку теперь выход верхнего вентиля И совпадает с сигналом R, а выход нижнего вентиля И — с сигналом S.

Однако мы еще не достигли своей цели. Нам нужны только два входа, а не три. Как их уменьшить? Согласно исходной функциональной таблице RS-триггера, случай, когда сигналы S и R равны 1, запрещен, поэтому нужно его избежать. Кроме того, не имеет смысла и равенство этих сигналов 0, поскольку это просто говорит о неизменности выходного сигнала. В случае с этой схемой мы можем добиться того же результата, установив значение сигнала «Запомнить этот бит» равным 0.

Имеет смысл, чтобы при значении сигнала S, равном 1, сигнал R становился равным 0, а при значении сигнала S, равном 0, сигнал R был равен 1. Сигнал под названием «Данные» может быть эквивалентен сигналу S, а инвертированный сигнал «Данные» — соответствовать сигналу R.

В данном случае оба входа равны 0, и выход Q равен 0 (выход — 1). Пока сигнал «Запомнить этот бит» равен 0, вход «Данные» не влияет на схему.

Когда сигнал «Запомнить этот бит» — 1, выход схемы равен значению входа «Данные».

Сейчас значение выхода Q равно значению входа «Данные», а значение выходапротивоположно ему. Теперь сигнал «Запомнить этот бит» может вернуться к значению 0.

Схема запомнила значение сигнала «Данные» в момент, когда значение сигнала «Запомнить этот бит» последний раз было равно 1, независимо от изменения сигнала «Данные». Например, сигнал «Данные» мог бы вернуться к значению 0, не повлияв на выход.

Такая схема называется D-триггером со срабатыванием по уровню. Буква D означает «данные» (Data). Срабатывание по уровню указывает на то, что триггер сохраняет значение входа «Данные» в тот момент, когда сигнал на входе «Запомнить этот бит» достигает определенного уровня, в данном случае 1. (Далее мы рассмотрим альтернативу триггерам со срабатыванием по уровню.)

Обычно, когда такая схема фигурирует в специальной литературе, для входа используется обозначение не «Запомнить этот бит», а «Синхронизация» (Clock). Иногда этот сигнал может обладать свойствами метронома, который с определенной регулярностью колеблется между значениями 0 и 1. Однако в нашем случае вход «Синхронизация» просто определяет момент, когда необходимо сохранить входной сигнал «Данные».

Как правило, в функциональной таблице вход «Данные» (Data) обозначается буквой D, а вход «Синхронизация» (Clock) — буквами Clk.

Эта схема также называется защелкой D-типа со срабатыванием по уровню; термин означает, что схема «запирает» один бит данных и удерживает его для дальнейшего использования. Эту схему также можно рассматривать в качестве ячейки памяти емкостью один бит. В главе 16 я продемонстрирую способ соединения большого количества таких триггеров для обеспечения памяти большего объема.

Часто в защелках полезно сохранять многобитное значение. Предположим, вы хотите использовать сумматор из главы 12 для сложения трех 8-битных чисел. Как обычно, вы вводите первое число с помощью первого набора переключателей, а второе — с помощью второго набора, затем потребуется записать результат на бумаге. После этого нужно будет ввести этот результат с помощью одного набора переключателей, а с помощью второго — ввести третье число. На самом деле вводить промежуточный результат нет необходимости. Вы можете использовать его, взяв непосредственно из первого расчета.

Давайте решим эту задачу, применяя защелки. Объединим восемь защелок, каждая из которых использует два вентиля ИЛИ-НЕ, два вентиля И и один инвертор, как было показано ранее. Все входы «Синхронизация» соединены между собой. Вот что у нас получилось.

Эта защелка способна одновременно хранить восемь бит информации. Восемь входов сверху обозначены от D0 до D7, а восемь выходов внизу — от Q0 до Q7. Слева расположен вход «Синхронизация» (Clk). Сигнал Clk обычно равен 0. Когда сигнал Clk — 1, то 8-битное значение на входах D передается на выходы Q. Когда сигнал Clk возвращается к 0, тогда 8-битное значение сохраняется там, пока сигнал Clk снова не станет равен 1.

Восьмибитную защелку также можно изобразить с восемью входами «Данные» и восемью выходами Q, сгруппированными вместе.

Вот схема 8-битного сумматора.

Обычно (если проигнорировать то, что мы делали с вычитанием в предыдущей главе), восемь входов A и восемь входов B подключены к переключателям, вход для переноса CI — к земле, а восемь выходов S и CO — к лампочкам.

В этой пересмотренной версии восемь выходов S 8-разрядного сумматора могут быть подключены как к лампочкам, так и ко входам D 8-битной защелки. Для сохранения результата работы сумматора можно подключить переключатель «Сохранить» ко входу Clk защелки.

Селектор двух линий на одну позволяет выбрать с помощью переключателя, откуда должны поступать данные на входы B: из второго ряда переключателей или из выходов Q защелки. Замыкание переключателя означает выбор выходов 8-битной защелки. В селекторе «2 на 1» используется восемь следующих схем.

Если вход «Выборка» (или Sel — сокращение от английского Select) равен 1, то значение сигнала на выходе вентиля ИЛИ равно значению сигнала на входе B. Это связано с тем, что выход верхнего вентиля И равен входу B, а выход нижнего вентиля И — 0. Если вход «Выборка» равен 0, выход будет совпадать со входом A. Эти правила представлены в следующей функциональной таблице.

Селектор, являющийся частью модифицированного сумматора, включает восемь таких однобитных селекторов. Все входы «Выборка» соединены между собой.

Этот модифицированный сумматор не вполне корректно обрабатывает сигнал CO (выход для переноса). Если при сложении двух чисел этот сигнал CO становится равным 1, то этот сигнал игнорируется при добавлении к сумме следующего числа. Одно из возможных решений заключается в том, чтобы создать сумматор, защелку и селектор, разрядность которых составляет 16 бит или, по крайней мере, превышает разрядность наибольшей суммы, которая может получиться. Мы не будем приступать к решению этой задачи вплоть до главы 17. Более интересный подход к созданию сумматора позволяет обойтись без ряда из восьми переключателей. Однако сначала нужно немного изменить триггер типа D, добавив вентиль ИЛИ и входной сигнал «Очистка» (Clear, или Clr). Вход Clr обычно равен 0. Когда он равен 1, выход Q — 0.

Сигнал Q становится равным 0 вне зависимости от других входных сигналов, что приводит к стиранию информации, сохраненной в триггере.

Вы можете спросить: зачем это нужно? Почему мы не можем очистить триггер, подав на вход «Данные» 0, а на вход Clk — 1? Может быть, мы не можем точно контролировать то, что подается на вход «Данные»? Возможно, у нас есть набор из восьми таких защелок, подключенных к выходам 8-битного сумматора, как показано ниже.

Обратите внимание: переключатель с меткой «Сложить» теперь управляет входом защелки Clk.

Может показаться, что этот сумматор использовать проще, чем предыдущий, особенно если требуется сложить множество чисел. Сначала вы нажимаете кнопку «Очистка». В результате выходы защелок становятся равными 0, все лампочки отключаются, а на второй набор входов 8-битного сумматора подаются значения 0. Вы вводите первое число и нажимаете кнопку «Сложить». Это число отображается в виде комбинации горящих лампочек. Затем вводите второе число и снова нажимаете кнопку «Сложить». Число, введенное с помощью переключателей, добавляется к предыдущей сумме, и результат снова отображается с помощью лампочек. Вы можете продолжать вводить новые числа и нажимать кнопку «Сложить». Я уже говорил, что сконструированный нами D-триггер срабатывает по уровню, то есть уровень сигнала на входе Clk должен измениться с 0 на 1, чтобы в защелке сохранилось значение на входе «Данные». Пока сигнал на входе Clk равен 1, значение входа «Данные» может меняться; любые изменения входа «Данные», пока сигнал Clk равен 1, будут отражаться в значениях выходов Q и .

Для решения некоторых задач бывает достаточно входа Clk со срабатыванием по уровню. Для решения других более предпочтительным является вход Clk со срабатыванием по фронту. В этом случае выходы изменяются только во время перехода значения сигнала Clk от 0 к 1. Как и при использовании триггера со срабатыванием по уровню, когда вход Clk равен 0, любые изменения входного сигнала «Данные» не влияют на выходы. Отличие триггера со срабатыванием по фронту заключаются в том, что изменения входного сигнала «Данные» не воздействуют на выходы даже тогда, когда вход Clk равен 1. Входной сигнал «Данные» влияет на выходы только в тот момент, когда значение входного сигнала Clk меняется с 0 на 1. D-триггер со срабатыванием по фронту состоит из двух блоков RS-триггера, соединенных следующим образом.

В данном случае идея в том, что вход Clk управляет как первым, так и вторым блоком. Однако в первом блоке сигнал Clk инвертируется, или первый блок работает так же, как D-триггер, за исключением того, что входной сигнал «Данные» сохраняется, когда сигнал Clk равен 0. Выходы второго блока — входы первого, и их сигналы сохраняются, когда вход Clk равен 1. В итоге входной сигнал «Данные» сохраняется в момент изменения сигнала Clk с 0 на 1.

Давайте рассмотрим эту схему подробно. На следующем изображении показан триггер в состоянии покоя, когда входы «Данные» и Clk, а также выход Q равны 0.

Теперь измените значение входного сигнала «Данные» на 1.

Это изменит состояние первого триггера, поскольку инвертированный входной сигнал Clk равен 1. Однако второй блок остается неизменным, так как неинвертированный входной сигнал Clk равен 0. Теперь измените входной сигнал Clk на 1.

Это приведет к изменению второго блока, при этом значение выхода Q поменяется на 1. Разница заключается в том, что входной сигнал «Данные» теперь может меняться (например, обратно на 0), не влияя на значение выхода Q.

Выходы Q и могут меняться только в тот момент, когда входной сигнал Clk изменяется с 0 на 1.

В функциональную таблицу D-триггера со срабатыванием по фронту требуется добавить новый символ — стрелку вверх (?), которая обозначает изменение значения сигнала с 0 на 1.

Стрелка указывает на то, что значение выходного сигнала Q становится равным входному сигналу «Данные» в момент изменения значения сигнала Clk с 0 на 1. Этот процесс называется положительным переходом сигнала Clk (отрицательный переход с 1 к 0). Схема триггера выглядит следующим образом.

Маленькая угловая скобка указывает на то, что триггер срабатывает по фронту.

Теперь хочу показать вам схему, использующую D-триггер, срабатывающий по фронту, которую нельзя продублировать с помощью триггера, срабатывающего по уровню. Вспомните осциллятор, который мы создали в начале этой главы. Значение выходного сигнала этого осциллятора чередуется между 0 и 1.

Давайте подключим выход осциллятора ко входу Clk D-триггера, срабатывающего по фронту, а выход — ко входу D.

Выход триггера одновременно является его же входом. Это обратная связь с обратной связью! На практике это может привести к проблеме. Осциллятор сконструирован из реле, которое вибрирует с максимально возможной скоростью. Выход осциллятора подключен к реле, из которых сконструирован триггер. Эти другие реле могут не поспевать за скоростью осциллятора. Чтобы избежать этого, предположим, что реле, используемое в осцилляторе, работает медленнее, чем реле, применяемые в других местах этой схемы.

Чтобы понять, что происходит в этой схеме, давайте посмотрим на функциональную таблицу, иллюстрирующую различные изменения. Допустим, что вход Clk и выход Q равны 0. Значит, выход Q, подключенный к входу D, равен 1.

Когда значение входного сигнала Clk изменяется с 0 на 1, выходной сигнал Q становится равным входному сигналу D.

Поскольку выходной сигнализменяется на 0, входной сигнал D также поменяется на 0. Теперь входной сигнал Clk станет равен 1.

Входной сигнал Clk возвращается к 0, не влияя на значения выходных сигналов.

Теперь значение входного сигнала Clk снова изменяется на 1. Поскольку входной сигнал D равен 0, выходной сигнал Q становится равным 0, а выходной сигнал — 1.

Таким образом, входной сигнал D также становится равным 1.

То, что здесь происходит, можно описать очень просто: каждый раз, когда значение входного сигнала изменяется с 0 на 1, значение выходного сигнала Q меняется либо с 0 на 1, либо с 1 на 0. Ситуацию может прояснить следующий график.

Когда входной сигнал Clk изменяется с 0 на 1, значение на входе D (которое совпадает со значением на выходе Q) передается на выход Q, при этом также изменяется значение Q и D до следующего перехода значения входного сигнала Clk от 0 к 1.

Если частота осциллятора равна 20 герц (20 циклов в секунду), частота выхода Q в два раза меньше — 10 герц. По этой причине такая схема, в которой выход Q соединен со входом триггера «Данные», также называется делителем частоты.

Разумеется, выход делителя частоты может являться входом Clk другого делителя частоты для повторного деления частоты. На следующем изображении показана схема, состоящая из трех делителей частоты.

Давайте рассмотрим четыре сигнала, которые я обозначил в верхней части схемы.

Признаю, что я выбрал самые подходящие точки начала и окончания этой диаграммы, однако ничего нечестного в этом нет: этот шаблон повторяется в данной схеме снова и снова. Не кажется ли она знакомой?

Подскажу: обозначим эти сигналы нулями и единицами.

Не догадались? Попробуйте повернуть диаграмму на 90 градусов по часовой стрелке и прочитать 4-битные числа по горизонтали. Каждое из них соответствует десятичному числу от 0 до 15.

Двоичное число

Десятичное число

0000

0

0001

1

0010

2

0011

3

0100

4

0101

5

0110

6

0111

7

1000

8

1001

9

1010

10

1011

11

1100

12

1101

13

1110

14

1111

15

Эта схема производит подсчет в двоичном формате, и чем больше триггеров добавляем в схему, тем большую сумму можно получить с ее помощью. В главе 8 я указал, что в последовательности возрастающих двоичных чисел каждый столбец цифр чередуется между 0 и 1 с частотой вдвое меньшей, чем столбец справа от него. Этот счетчик имитирует эту закономерность. При каждом положительном переходе сигнала Clk значения выходных сигналов счетчика увеличиваются на 1, это и называется приращением или инкрементом.

Давайте объединим восемь триггеров и поместим их в общий корпус.

Схема называется сквозным счетчиком, потому что выход каждого триггера становится входом Clk следующего. Изменения сигнала проходят последовательно через все триггеры, а изменения триггеров, находящихся в конце, могут происходить с небольшой задержкой. Более сложные счетчики — синхронные, в них все выходные сигналы изменяются одновременно.

Я обозначил выходы буквами от Q0 до Q7. Они расположены так, что выход первого триггера в цепочке (Q0) является крайним справа. Если вы подключите к этим выходам лампочки, сможете прочитать 8-битное число. Временная диаграмма такого счетчика может отображать все восемь выходов отдельно или вместе следующим образом.

При каждом положительном переходе сигнала Clk некоторые выходы Q могут измениться, некоторые — нет, однако вместе они отражают последовательность возрастающих двоичных чисел.

Ранее в этой главе я говорил, что мы найдем способ определения частоты осциллятора. Итак, если вы подключите осциллятор к входу Clk 8-битного счетчика, последний покажет, сколько колебаний совершил осциллятор. Когда общее число достигнет 11111111 (255 в десятичной системе счисления), счетчик вернется к 00000000. Вероятно, самый простой способ определения частоты осциллятора заключается в том, чтобы подключить восемь лампочек к выходам 8-битного счетчика. Теперь подождите, пока значения всех выходов не станут равны 0, то есть пока не погаснут все лампочки, и запустите секундомер. Остановите секундомер, когда все лампочки погаснут снова. Это время, необходимое для 256 колебаний. Скажем, для этого требуется десять секунд. Таким образом, частота осциллятора составляет 256 / 10 = 25,6 герца.

С появлением в триггерах дополнительных функций они становятся более сложными. На следующем рисунке изображен D-триггер с предустановкой и очисткой, срабатывающий по фронту.

Входы Pre (от «рreset» — «предустановка») и Clr обладают более высоким приоритетом, чем входы Clk и «Данные». Обычно эти два входа равны 0. Когда вход Pre равен 1, выход Q становится равным 1, а выход — 0. Когда вход Clr равен 1, выход Q — 0, а выход — 1. Как и в случае со входами S и R RS-триггера, входы Pre и Clr не должны одновременно быть равными 1. В остальном этот триггер ведет себя как обычный D-триггер со срабатыванием по фронту.

D-триггер с предустановкой и очисткой, срабатывающий по фронту, обозначается следующим образом.

Теперь наши телеграфные реле умеют складывать, вычитать и производить подсчет в двоичном формате. Это значительное достижение, особенно учитывая то, что используемое оборудование было доступно более ста лет назад. Впереди у нас еще множество открытий. Однако давайте немного отдохнем от конструирования схем и вернемся к системам счисления.

Помимо упомянутых RS- и D-триггеров, существуют еще два основных вида: JK-триггеры (Jerk/Kill, внезапное включение / внезапное отключение) и Т-триггеры (Toggle, переключатель; он же счетный триггер). Таблица истинности JK-триггера отличается от таковой для RS-триггера наличием перехода при J = K = 1, где ввод J аналогичен вводу S, а ввод K — вводу R. Таким образом, это отличие можно записать следующим образом.

Получается, J = K = 1 инвертирует предыдущее состояние триггера. Во всем остальном принцип работы аналогичен RS-триггеру.

Принцип действия Т-триггера заключается в том, что он инвертирует входной сигнал.

Триггерные схемы — Энциклопедия по машиностроению XXL

Следует заметить, что в качестве счетчика тактов можно использовать также, например, триггерную схему.  [c.28]

Электронные реле (триггерные схемы)  [c.590]

При автоматической развертке сетка левого триода лампы Лз при помощи переключателя Я, присоединяется к эталонному сопротивлению R, на котором ток магнита создает определенное падение напряжения. По мере разряда конденсатора С5 уменьшается ток магнита, а следовательно, и напряжение, подаваемое на сетку левого триода лампы Лз. Когда это напряжение достигает пускового значения, триггерная схема переходит в другое устойчивое состояние и реле Pi срабатывает. В результате этого управляющая сетка левого триода лампы Л через контакты реле Pi подключается к заряженному до —100 в (от делителя R23—R24 конденсатору Се, который начинает перезаряжаться через сопротивления Rs, Re до напряжения + 300 в. Реле Р находится под током до тех пор, пока напряжение на конденсаторе Св не достигнет пускового значения (после чего триггер вернется в исходное состояние). Все это время происходит так называемая нулевая выдержка , при которой заряжается через замкнутые контакты реле Pi конденсатор С5, в результате чего ток магнита снова достигает максимального значения. Длительность нулевой выдержки регулируется сопротивлением Re. После окончания нулевой выдержки, т. е. когда напряжение на конденсаторе Се достигнет пускового значения, триггер переходит в первоначальное состояние, реле Р обесточивается и начинается новый цикл развертки.  [c.181]

Переход к режиму декадного счета в цифровых спектрометрах первого типа может осуществляться наиболее очевидным способом пересчетные устройства канальных регистраторов должны быть собраны по декадной схеме. Если в качестве регистраторов используются не триггерные схемы, а, например, декатроны, то система счисления задается свойствами декатрона и может быть только линейно-декадной.  [c.103]

Для триггерной схемы на электронных лампах (рис. 103, г) характерно наличие анодно-сеточных связей между лампами. Анод первой лампы через сопротивление Ri соединен с сеткой второй лампы Л2, а анод второй лампы через сопротивление R2 — с сеткой первой лампы. Таким образом, напряжение с анода одной лампы подается на сетку другой лампы.  [c.234]

Если на сетку открытой лампы Лх подать извне достаточной величины отрицательное напряжение (импульс), то лампа Лх окажется закрытой , а лампа Лч, — открытой , т. е. они как бы поменяются местами по сравнению с рассмотренным (первым) устойчивым состоянием равновесия триггера. В этом случае получим новое (второе) устойчивое состояние равновесия триггерной схемы, при котором все сказанное выше в отношении лампы Лх будет относиться к лампе Л2 и наоборот. Следовательно, на выход подается высокий уровень напряжения, соответствующий 1 .  [c.234]

Итак, триггерная схема благодаря связи между лампами через сопротивления Rx и R2 сколь угодно долго (до получения очередного сигнала) запоминает импульсы напряжений, поданные на входы I или II. Подача импульса на триггер, как говорят, опрокидывает его, т. е. меняет состояние на обратное либо первая лампа открыта и проводит ток, а вторая — закрыта , либо наоборот. Емкости конденсаторов j и Сз для импульса представляют небольшие со-  [c.234]

В настоящее время проблему автоматического счета интерференционных полос во встречных направлениях можпо считать решенной благодаря построению счетчика по счетно-триггерной схеме, которая производит автоматически операции сложения и вычитания. Это осуществляется измерением интенсивности интерференционной картины в двух точках, смещенных друг относительно друга примерно на четверть ширины полосы.  [c.696]

Для получения дискретных сигналов (команд), с помощью которых осуществляется управление технологическим процессом обработки деталей или процессом сортировки деталей на заданное количество групп, прибор должен иметь специальное устройство, обладающее дискретной (релейной) характеристикой. Наибольшее распространение в существующих конструкциях приборов нашли следующие схемы формирования команд электроконтактные устройства с электронным реле, бесконтактные триггерные схемы, фотоэлектрические устройства, схемы с реле на тиратронах, устройства с так называемой падающей рамкой и др.  [c.210]

Довольно сложный для исследования в математическом плане вопрос о существовании и единственности решения системы (1.9) просто решается исходя из физических соображений. Действительно, решение (1.9) может отсутствовать только для автоколебательных схем, а неоднозначность решения возможна в случае схем с более чем двумя устойчивыми состояниями. Для получения нужного решения из числа возможных в триггерных схемах достаточно перед началом итерационного процесса вычислений выбрать неодинаковые исходные приближения для переменных состояния симметричных ветвей. Для автоколебательных схем задача статического анализа схемы, очевидно, не имеет смысла.  [c.102]

Блоки выполнены на однотипных шасси, на которых произведен монтаж плат с избирательными ячейками и триггерными схемами, позволяющими максимально использовать всю монтажную площадь и иметь при этом свободный доступ ко всем элементам схемы. Стальной кожух надежно защищает схему каждого блока от влияния магнитных полей, которым в особенности могут быть подвержены выходные герконовые реле. Крепление кожуха осуществляется одним винтом сзади.  [c.31]

В первом случае это может быть связано с поломкой средств управления механизмом или коротким замыканием в цепях управления, во втором случае это связано с возникшими неисправностями в системе питания блоков управления, при которых вместа стабилизированного напряжения 12 В на блоки управления будет подаваться значительно больше нестабилизированное напряжение (например, при обрыве в цепи стабилитрона). В этом случае включенные в работу блоки управления сигналами подаваемых команд при прекращении их подачи не будут выключены, так как триггерные схемы блоков управления при повышенном напряжении питания не возвратятся в исходное положение. Следовательно, все работающие механизмы крана в это время не будут выключены, так как герконовые реле блоков управления останутся включенными. Для остановки работающего механизма в таких случаях крановщик может выключить контактор защитной панели или общий рубильник силовой сети крана, находящийся в кабине.  [c.125]

Несмотря на то что разнообразие электронных счетных схем, описанных в технической литературе, весьма велико, принцип всех их одинаков. Все эти схемы представляют собой, как правило, разновидности и комбинации спусковых (триггерных) схем с двумя или больше устойчивыми положениями Спусковые схемы характеризуются тем, что при воздействии внешней  [c.170]

На рис. 24. 22 показаны триггерные схемы на лампах и транзисторах. Принцип работы обеих схем одинаков поэтому ниже рассматривается только схема на транзисторах.  [c.758]

Трехмерная аналитическая геометрия 552 Триггер (определение) 758 Триггерные схемы 758 Тригонометрические функции угла 424 Тригонометрия 424  [c.782]

Излучатель звука [375] состоит из неподвижно закрепленной плоской спиральной катушки, против которой располагается медная мембрана. Сильный импульс тока получается при разряде конденсатора. В качестве выключателя используется устойчивый в двух положениях воздушный искровой промежуток (триггерная схема). На рис. 8.12 это показано схематически однако на практике такая схема может быть видоизменена для формирования импульсов.  [c.176]

Нередко в схемах предусматриваются запоминающие устройства как с целью контроля за выполнением заданных функций, так и с целью продолжения цикла после отключения схемы. Релейные схемы запоминающих устройств довольно сложные и ненадежны в работе. Триггерные схемы запоминания используются при программном управлении с цифровой автоматикой, однако в схемах релейно-контакторного управления распространения не получили. В настоящее время все чаще и чаще применяются шаговые искатели в сочетании со слаботочной аппаратурой. В схемах электроавтоматики они выполняют две функции электрического комадноаппарата и запоминающего устройства.  [c.60]

Тогда для цифровых дистрибуторов рассматриваемого типа характерно то, что они требуют введения программы памяти Ф ) с большой пространственной кратностью, колеблющейся в пределах от 4—5 на канал в случае декатронных схем до величины С=К-Р (где С — общее число ячеек памяти регистратора, К — число каналов, Р — число разрядов в канале) в случае триггерных запоминающих ячеек. Пространственная кратность программы счета (Фг) равна К, а программа вывода (Ф4) может быть равной С в случае триггерных схем и нулю — в случае декатронных. Пространственная кратность программы сброса (Ф5) — от 1 до К-  [c.60]

Кроме логических электронных схем, одним из основных элементов счетной машины является триггер (trigger — защелка) или электронное реле. Триггерная схема может быть собрана, например, на полупроводниковых или кристаллических триодах или из двух электронных ламп — триодов (двух половин одного двойного триода). Схема триггера на полупроводниковых триодах в принципе работает так же, как и схема электронного реле с ламповыми триодами.  [c.234]

Триггерная схема создана в 1918 г. советским ученым М. А. Бонч-Бруевичем и широко используется в цифровых машинах. Ряд последовательно соединенных триггеров может образовать электронный счетчик количества импульсов, поступающих на первый триггер. Такие счетчики служат для запоминания исходных данных и чисел, получаемых при промежуточных вычислениях, используются для счета импульсов команд, управления последовательностью операций. Электронное реле может являться основным элементом сумматора чисел, применяться для переключения цепей управления, для запоминания импульсов нри переносе единиц в высшие разряды и т. д.  [c.235]

Возможна также система электронной установки диафрагмы с запоминающим устройством (рис. 41,6) значение яркости 7 объекта в момент перед съемкой, а также заранее установленные значения выдержки и чувствительности пленки 8 фиксируются в виде некоторого напряжения в электронном запоминающем блоке 9. Непосредственно перед спуском первой шторки затвора постепенно диафрагмируется объектив, при этом изменяется сила тока в цепи, так как с приводом диафрагмы 10 связано переменное сопротивление П. При достижении определенного порогового значения силы тока срабатывает через триггерную схему 12 электромагнит 13, останавливающий привод диафрагмы. При дальнейшем нажатии на спуск отрабатывается заранее выбранная  [c.94]

Сбъект съемки 2—фотоаппарат 3—синхроконтакт X 4—цепь поджига вспышки 5— газоразрядная трубка 6— сигнал готовности (неоновая лампа), 7—конденсатор 8—источник питания (батарея) 9—автоматическая экспонометрическая схема 10— фотоприемник II— блок измерения экспозиции /2—триггерная схема /3—дополнительная вспышка  [c.98]

ТРИГГЕРНЫЕ СХЕМЫ, МУЛЬТИВИБРАТОРЫ, БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ  [c.758]

Триггер — это двухламповая (или двухтрэнзисторная) электрическая схема с двумя устойчивыми состояниями равновесия. Переход от одного устойчивого состояния в другое происходит под воздействием внешних импульсов. После прихода запускающего импульса схема очень быстро (обычно за доли мксек) переходит из одного состояния в другое (перебрасывается) и остается в этом состоянии до прихода следующего запускающего импульса. Благодаря этому свойству триггерных схем они широко используются для создания электронных реле, счетных схем, делителей частоты и других устройств.  [c.758]

Пз м последовательного соединения триггерных схем можно создать счет-вую схему. По Положению открытых и закрытых ламп этой схемы можно су-цвть о котачестве запускающих импульсов, поданных на вход первого триггера. В качестве примера на рис. 24.23 показано положение триодов в цепочке вз четырех триггеров, соединенных последовательно после подачи на вход первого триггера тринадцати пускающих импульсов. В исходном положении первый триод каждого триггера был открыт.  [c.759]

К категории триггерных схем относят также триггер Шмитта, являющийся электронным аналогом электромеханического реле с одной парой контактов. Схема одного из вариантов триггера Шмитта на транзисторах локазана на рис. 24.24. . I  [c.760]

В логических схемах часто встречаются операции, когда сигнал на выходе схемы должен появляться при подаче сигнала на входе и сохраняться на выходе осле исчезновения входного сигнала. На рис. 24. 32 символически показана такая операция и ее релейно-контактное исполнение. В схеме шмл имеется обратааЯ связь выхода со входом, благодаря чему сигнал X сохраняется на выходе неопределенно долгое время после исчезновения входного сигнала А. Для снятия сигнала X необходимо кратковременно разорвать цепь обратной связя. На бесконтактных элементах самоудерживание осуществляется нри помощи триггерных схем.  [c.765]

Радикальным путем миниатюризации и повышения надежности РЭА, имею, щих. механизмы, является зэ1мена, где это возможно, узлов с механическими пе, ремещениями деталей узлами, в которых эти перемещения отсутствуют. Напри-мер, замена переключателя программ барабанного типа в телевизоре сенсорными устройствами потенциометрических датчиков со скользящими токосъемника-.ми датчиками бесконтактными индуктивными, емкостными и другими контактного реле триггерной схемой и силовыми трансформаторами электродвигателей пьезодвигателями введение йесконденсаторной настройки колебательного контура с применением кремниевых полупроводниковых диодов, не требующих системы механических передач для плавной настройки контура, и т. д.  [c.42]

---

Схема реле с управлением одной кнопкой

Схема на рис. 22.3 по выполняемым функциям представляет собой в сущно­сти кнопку с фиксацией. Однако сами по себе кнопки с фиксацией употреб­ляют нечасто, так как они менее надежны и удобны, чем обычные подпружи­ненные. Реализовать такую функцию можно, если объединить схему антидребезга, например, на RS-триггере (см. рис. 16.10) и счетный триггер.

Решается это на одной микросхеме 561ТМ2, но, во-первых, требуется переключающая кнопка (с тремя выводами), и во-вторых, выход такой схемы для управления мощной нагрузкой все равно требуется умощнять— как минимум ставить ключевой транзистор, включающий реле. В результате получается довольно громоздкая схема.

А приведенная на рис. 22.3 конструкция, как видите, очень проста и реализо­вана на самом реле и одном транзисторе. При первом нажатии на кнопку транзистор открывается током разряда конденсатора, реле замыкается и бло­кируется по базовой цепи транзистора своими же контактами. Конденсатор при этом отключается от питания и, если отпустить кнопку, быстро разряжа­ется через диод и резистор 1,6 кОм. Если теперь нажать на кнопку вторично, то транзистор запрется и отключит реле. Естественно, чтобы делать еще что-то полезное, реле должно иметь вторую пару контактов.

Рис. 22.3. Управление реле одной кнопкой

Если вы хотите таким образом управлять включением сетевого питания, то возникает проблема, заключающаяся в том, что в начале схема обесточена. В телевизорах при включении их от пульта или в компьютерах с корпусами АТХ это решается тем, что при подключении шнура питания подобная схема сразу получает питание, а уж включать основное питание или нет— ваше дело. Однако это не очень корректный метод и с точки зрения пожарной безопасности, и с точки зрения экономичности: в Европе подсчитали, что до 10% всей потребляемой бытовыми устройствами энергии уходит именно на поддержку «сторожевого» режима.

Решить эту пробл<ему можно гораздо изящнее: надо использовать кнопку с двумя парами контактов, такую, у которой есть ощутимый дополнительный ход между замыканием одной пары контактов и другой. Подойдут сдвоенные отечественные кнопки на микропереключателях МП-1. Через ту пару, кото­рая замыкается раньше, нужно завести напряжение сети и подать его на блок питания, а вторую включить в приведенную схему. Тогда процедура включе­ния становится такой: вы слегка нажимаете на кнопку, питание при этом включается, но чтобы зафиксировать его, надо кнопку дожать до конца, ина­че при отпускании питание опять выключится. Необходимая пауза зависит от мощности трансформатора и емкости конденсаторов фильтров. Если вам ка­жется, что такая процедура слишком сложна в освоении, то вы ошибаетесь: во-первых, вы гарантированы от случайного включения устройства (напри­мер, детьми), во-вторых, как показывает опыт обращения с цифровыми фо­токамерами, привыкнуть к двухступенчатому нажатию довольно просто.

Заметки для мастера — Включение электроприбора «на хлопок»

 

 

           Cхема электронного звукового реле              

Звуковой сигнал, принятый микрофоном, усиливается микрофонным усилителем на ОУ 741, рисунок 1. С выхода ОУ сигнал поступает на вход десятичного счетчика К561ИЕ8

Рис.1
C помощью резистора R3 регулируют чувствительность ОУ 741. Резистор R1 устанавливает чувствительность микрофона. Резистор R4 предназначен для исключения ложных срабатываний счетчика К561ИЕ8. Свечение светодиода HL1 указывает на выключенное состояние нагрузки.

 

           Акустическое реле с питанием от 5В

Простое самодельное акустическое реле для управления различными нагрузками, принципиальная схема и описание блока. Этот выключатель управляется хлопками в ладоши или аналогичным громким ирезким коротким звуком. Каждый хлопок изменяет состояние выключателя на противоположное, — раз хлопнули — включено, еще раз хлопнули — выключено.
Принципиальная схема

Органом управления служит электретный микрофон М1, — практически любой, самый обычный с двумя выводами и встроенным усилительным каскадом. Сигнал на выходе электретного микрофона слишком мал для управления логическим элементом, поэтому он сначала подается на усилительный каскад на транзисторе VT1. Коллектор транзистора непосредственно соединен с входом «С» триггера D1.

Работа акустического датчика и устройства в целом сильно зависит от режима этого транзистора по постоянному току, поэтому, для облегчения налаживания базовый резистор R2 этого каскада сделан подстроечным.

При налаживании им выставляют такой режим работы транзистора, чтобы напряжение на его коллекторе было где-то у порога логической единице, но еще воспринималось входом микросхемы D1 как логический ноль. Это нужно делать экспериментальным путем, так чтобы чувствительность и стабильность работы схемы были оптимальными.

Принципиальная схема самодельного акустического реле на микросхеме К561ТМ2

Рис. 2.

При хлопке в ладоши или другом звуке напряжение на коллекторе транзистора VT1 будет постоянным + переменным. И это может быть «понято» логическим входом микросхемы D1 как множество импульсов.

Если на триггере D1 сделать обычный делитель на два, то есть вход «D» соединить с инверсным выходом, то потому что число входных импульсов нестабильное, он может оказаться после каждого хлопка в ладоши, многократно переключившись, в любом произвольном состоянии. Чтобы этого не происходило в схеме имеется цепь задержки прохождения логического уровня с инверсного выхода на вход «D», сделанная на элементах С4 и R4. Эта цепь делает так, что триггер за один раз переключается только от первого импульса, поступившего на вход «С», а на последующие не реагирует.

И так, после каждого хлопка в ладоши триггер D1 меняет свое состояние на противоположное. А логический уровень с его инверсного выхода через резистор R5 поступает на транзистор VT2. Если это логическая единица, транзистор открывается и через его коллектор ток поступает на светодиод оптопары U1.

Оптопара открывается и открывает симистор VS1, через который ток поступает на нагрузку. В противном случае, VT2 закрывается и оптопара закрывает оптосимистор VS1.

Сысоев В. РК-2017-02.

 

             Универсальное акустическое реле

  

        Акустическое реле может работать от любого стабилизированного источника питания 5…12В, схема на рис. 3

Рис.3

        Система срабатывает от любого громкого звука (хлопка), содержит минимальное кол-во элементов, коммутирует нагрузку в зависимости от типа выбранного реле.

R1 определяет чувствительность акустического реле. В качестве датчика выбран электретный микрофон.

 

         Акустический выключатель освещения

 

        Не очень удобно в темной комнате «на ощупь» искать выключатель. Но можно избавится от трудностей, если сделать его акустическим. Хлопнул в ладоши, и зажегся свет. Схема устройства на рисунке 4.

 

Рис.4

        Вот как он работает. В исходном состоянии на выходе 5 триггера DD1.1 и выходе 9 триггера DD1.2 присутствуют уровни логического 0. Транзистор VT2 закрыт, и реле К1 обесточено.

        Если подать звуковой сигнал (хлопнуть в ладоши), звук преобразуется микрофоном ВМ1 в электрический импульс, который усиливается транзистором VT1.

        С коллектора транзистора VT1 усиленный сигнал поступает на вход 4Д – триггера DD1. 1, включенного по схеме одновибратора.

        Положительный импульс с выхода 5 триггера DD1.1 поступает на тактовый вход триггера DD1.2, который включен по схеме Т – триггера, и переключает его. При этом транзистор VT2 открывается и выключает реле К1, коммутируя своими контактами (на схеме условно не показаны) нагрузку.

        После каждого звукового сигнала триггер DD1.2 изменяет свое состояние, и на его прямом выходе 9 чередуются уровни логического 0 и логической 1. Вслед за этим синхронно закрывается или открывается транзистор VT2. После второго звукового сигнала реле К1 выключится и обесточит нагрузку.

        Наладка схемы проста и сводится при необходимости к подбору сопротивления резистора R1. Но следует учесть, что микрофон ВМ1 должен быть только угольным.

 

Алгинин Б.   

 

          Простая схема акустического реле

 

        Неплохой чувствительностью обладает устройство представлено на рис.5. Прибор реагирует с расстояния 5. ..7 метров.

Рис.5

        Сигнал с хлопка поступает на угольный микрофон, затем усиливается транзистором VT1. Через согласующий трансформатор поступает на усилительный каскад транзистора VT2. Затем оконченный каскад на ключе VT3 включает обмотку реле. Дополнив данную схему электронным реле с двумя устойчивыми состояниями, получим автомат который будет включать и выключать нагрузку на любую продолжительность по времени.

 

Из журнала:

Mez

elektronik 02

 

          Схема акустического реле на микросхеме К155ЛА3

 

        Акустический выключатель, несмотря на простоту схемы (рис.6), отличается высокой надежностью. Он реагирует на хлопки в ладоши с расстояния до 5м. Основу конструкции составляют два симметричных RS – триггера на логических элементах И-НЕ. Один из них путем добавления цепочек C4R7 и C5R8 превращен в триггер со счетным входом, другой же совместно с каскадом задержки (VT3, C3, R5 и R6) выполняют функцию одновибратора.

Рис.6

        Микрофонный усилитель на транзисторах VT1 и VT2 имеет коэффициент усиления 1250 на частоте 1кГц. При указанных на схеме номиналах С1 и С2 его частотная характеристика имеет спад в области низких частот, достигающий 20 дБ на частоте 60Гц. Этим снижается чувствительность устройства к низкочастотным помехам и шумам. Подбором номиналов резисторов R1 и R4 устанавливают режим транзисторов, при котором напряжение на коллекторе VT2 находится в пределах +2,6…3В.

        Для коммутации нагрузки используется реле К1, подключаемое к одному из выходов триггера через усилитель мощности VT4. Аналогично можно задействовать и второй выход триггера, превратив данную конструкцию в переключатель двух нагрузок.

        На рис.7 печатной платы показано подключение дополнительного усилителя мощности VT5 с соответствующим резистором R10 в цепи базы.

Рис.7

        Рассмотренная схема потребляет ток не более 20 – 30 мА. Поэтому в источнике питания можно использовать общий выпрямитель с напряжением около 10 – 20 В (в зависимости от применяемых реле). При выборе типа регулирующего транзистора для такого стабилизатора важно не забывать, что на нем рассеивается мощность около 0,2 – 0,3 Вт.

        Вывод 14 микросхемы DD1 соединяется во всех случаях с шиной «+5 В», а вывод 7 – с общим проводом.

        Описанное устройство на логических элементах во время испытаний сохраняло работоспособность при снижении напряжения до величины 4 В.

 

Попов А.

г. Одесса 

МНОГОПРЕДЕЛЬНОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Рис. 1. Принципиальная схема реле времени:

К1 — РЭС-10 (паспорт РС4.525.301), К2 — РМУ (паспорт РС4.523.303), h2 — CMH-10-55.

Один выход RS-трнггера подключен через транзистор V6 к индикаторной лампе h2, а второй — через транзисторы V7 и V8 к реле К2.

Запускающее переменное напряжение величиной 220 В поступает через гасящие резисторы R1 и R2, диоды V3 и V4 и конденсатор C3 на реле К1. В исходном состоянии, когда запускающее напряжение отсутствует, контакт К1. 1 замыкает генератор, и он не работает. Триггеры делителя частоты также находятся в исходном положении: сигнальная лампа Н1 не горит. Реле К2 обесточено, хотя на базу транзистора V7 подан высокий уровень напряжения (эмиттер V8 отключен от «общего» провода).

Когда поступает входной сигнал, реле К1 срабатывает и его контакты К1.1 переключаются. В этот момент RS-триггер меняет свое состояние на противоположное — на выводе 11 элемента D1.3 становится высокий уровень напряжения, а на выводе 8 D1.4 — низкий. Сигнальная лампа h2 зажигается, однако реле К2 остается обесточенным, поскольку на базе V7 появился низкий уровень напряжения. Генератор вырабатывает импульсы, которые поступают на делитель частоты. С появлением низкого уровня на выходе последнего элемента делителя частоты RS-триггер переходит в первоначальное состояние — на выводе 11 элемента D1.3 становится низкий уровень, а на выводе 8 D1.4 — высокий. Генератор затормаживается, лампа Н1 гаснет, а реле К2 срабатывает (контакты К1. 1 остаются замкнутыми до исчезновения запускающего напряжения).

Устройство осуществляет задержку поступления исполнительного напряжения относительно запускающего на время установленной выдержки. Оно задается частотой генератора с помощью резистора R4, а также масштабного выключателя S1. Ясно, что чем она выше, тем короче время выдержки, и чем больше коэффициент деления делителя частоты, тем оно длиннее. Частоту генератора можно перестраивать плавно в широких пределах, а коэффициент деления — скачком в 4 раза. Шкала реле соответствует 6 мин, а при замыкании S1 становится равной 1,5 мин.

Чтобы построить реле времени с выдержкой на 24 мин, достаточно добавить еще одну микросхему К155ТМ2. Таким образом, добавление одной микросхемы увеличивает время выдержки в 4 раза. При этом повышать емкость конденсаторов C1, С2 или сопротивление резистора R4 не следует, поскольку ухудшается стабильность первого импульса генератора.

Правильно собранное устройство начинает работать сразу. Наладка сводится к градуировке шкалы, которая практически равномерна при применении линейного резистора (R4). Градуировку легко выполнить, если после первого элемента делителя частоты измерить длительность импульса и умножить на коэффициент деления оставшейся части делителя.

При измерениях вывод 9 элемента D1.4 отключают и запускают генератор. Такой метод градуировки существенно снижает время на проведение этой операции, поскольку не нужно ждать, пока окончится период максимальной выдержки.

Окончив градуировку, схему реле восстанавливают. К выводу 11 элемента D1.3 подключают электронный секундомер и дополнительно проверяют правильность градуировки шкалы.

Реле времени, собранное на микросхемах серии K155, чувствительно к помехам, проникающим по цепям питания. Поэтому их необходимо блокировать конденсаторами.

Рис. 2. Принципиальная схема блока питания.

Блок питания, схема которого приведена на рисунке 2, предназначен для комплекта, состоящего из шести реле. Такой комплект демонстрировался на 29-й Всесоюзной радиовыставке. Он удостоен бронзовой медали ВДНХ.

Т1 выполнен на сердечнике от телевизионного трансформатора ТВК-110. Первичная обмотка (выводы 1—2) намотана проводом ПЭВ-2 0,12 и содержит 1760 витков, вторичная (выводы 3—4) имеет 90 витков провода ПЭВ-2 0,71, третья (выводы 5—6) — 200 витков провода ПЭВ-2 0,21.

О. ЛАЗАРЕНКО, г. Баланово, Саратовская обл.

Рекомендуем почитать

• НОЧНАЯ ОХОТА «КРАБА»
  Самонаводящаяся авиабомба СНАБ-3000 Зимой 1945 года, когда Великая Отечественная война близилась к завершению, Красная Армия вела бои на территории фашистской Германии. Вслед за…
• ПОДСТАВКИ ИЗ ОСТАТКОВ
  Рачительный хозяин, прежде чем приступить к изготовлению какой-либо вещи, сначала подумает, как рациональнее распорядиться имеющимся материалом, чтобы в отход его ушло как можно меньше. …

Навигация записи

Простые «совершенные» реле времени — Конструкции средней сложности — Схемы для начинающих

                                                                   Простые «совершенные» реле времени

Реле времени повсеместно при­меняются в различных устройствах автоматики и телемеханики. По­этому совершенно неудивительно, что схем реле времени в различной радиолюбительской литературе опубликовано огромное множе­ство. Жаль только, что количество этих схем редко переходит в каче­ство — то слишком мудреная и сложная схема, то с недостаточной выдержкой времени, а иной раз с явными или скрытыми ошибками (особенно часто эти ошибки случа­ются в вопросах установки реле времени в исходное состояние, не­редко такая установка не предус­мотрена автоматической).

Учитывая все вышесказанное, я уделил немало времени для разра­ботки своих личных схем реле вре­мени, которые опубликованы в раз­личных радиолюбительских журна­лах. В данной статье все эти схе­мы систематизированы, упорядо­чены, естественно, добавлено не­мало нового. Без хвастовства могу утверждать, что эти схемы совер­шенны, просты, надежны в работе и пригодятся радиолюбителю-конструктору на все случаи жизни.

Схема реле времени с выдерж­кой около 30 мин. изображена на рис. 1. На логических элементах DD1.1 и DD1.2 построен генератор прямоугольных импульсов, часто­та следования которых около 7 Гц (f = 0.52/R1 *С1). На выходе 13 дво­ичного счетчика DD2 (вывод 3) уро­вень лог.1, включающий реле К1, появляется примерно через 30 мин. после включения реле РП электро­магнитного пускателя, включаю­щего в работу исполнительный механизм. При срабатывании реле РП счетчик DD2 обнуляется поло­жительным перепадом напряжения на входе R за счет тока заряда кон­денсатора С2. Контакт К1.1 выклю­чает исполнительный механизм (в данном случае исполнительный механизм управляется электромаг­нитным пускателем, которым, в свою очередь, управляет аппарату­ра автоматического управления конвейером АУК.1М) через 30 мин. после его включения.

Реле времени запитано только тогда, когда включен электромаг­нитный пускатель, т. е. исполни­тельный механизм находится в ра­бочем состоянии.

В качестве реле К1 можно при­менить любое реле с напряжением срабатывания 6… 11 В.

Конденсатор С5 — керамичес­кий, например, КМ-5 или КМ-6. Электролитический конденсатор С2 должен быть с малыми токами утечки (предпочтительно примене­ние импортного конденсатора).

При увеличении емкости конден­сатора С1 до 1,5 мкФ выдержка вре­мени реле увеличится до 300 мин. (5 часов). При необходимости приме­нения реле с еще большим временем срабатывания необходимо к выходу счетчика DD2 подключить еще один счетчик — делитель частоты.

Если исполнительный механизм управляется, скажем, реле или кон­тактором с катушкой на рабочее напряжение -36 В, и его необходимо

выключить через 30 мин. после включения (если до этого времени не была нажата кнопка «Стоп»), то управлять таким механизмом необ­ходимо при помощи схем, изобра­женных на рис. 1а и рис. 16.

На рис. 2а показана схема «ав­томатического» реле времени, по­строенная на одновибраторе.

 Пос­ле подачи питания переключате­лем SA1 реле К1 включится при­близительно через 30 с. Времен­ные диаграммы напряжений в ха­рактерных точках этой схемы изоб­ражены на рис. 26.

При выключении питания схемы нормально замкнутыми контакта­ми SA1.2 конденсатор С1 разряжа­ется через резистор R1. При вклю­чении питания конденсатор С1 за­ряжается через резистор R2 и на запускающий вход одновибратора (вывод 3 DD1) поступает положи­тельный перепад напряжения. Од- новибратор формирует импульс, который включает реле К1 прибли­зительно через 30 с (Ти = R3*C4).

Применение транзистора КТ829Г позволяет схеме управлять работой автомобильного реле =12 В.

Требования к конденсаторам схе­мы такие же, как к конденсаторам схемы, изображенной на рис. 1а.

На рис. За приведена схема «ручного» реле времени.

 Если включено питание схемы, реле К1 сработает приблизительно через 30 с после нажатия кнопки SB1. Чтобы выключить реле К1, необхо­димо нажать кнопку SB2 «Уст. О».

При включении питания за счет зарядного тока конденсатора С2 на установочном входе R триггера DD1.2 кратковременно появляется положительный перепад напряже­ния, который устанавливает этот триггер в «нулевое» состояние. При этом транзисторы VT1, VT2 закры­ты, реле К1 обесточено.

При нажатии на кнопку SB1 «Пуск» открывается транзистор VT1. Поло­жительным перепадом напряжения по входу С триггера DD1.1, постро­енный на этом триггере одновибра- тор вырабатывает положительный импульс продолжительностью около 30 с. По окончанию воздействия импульса одновибратора, т.е через 30 с, на счетной входе С триггера DD1.2 появляется уровень лог.1, ко­торый устанавливает данный триг­гер в «единичное» состояние. Откры­ваются транзисторы VT1, VT2, сра­батывает реле К1, включающее в работу исполнительный механизм.

Для того, чтобы выключить реле К1 и, соответственно, исполнитель­ный механизм, необходимо нажать кнопку SB2 «Стоп». При этом на вход R триггера подается уровень лог.1 и данный триггер устанавли­вается в»нулевое»состояние.

Требования к конденсаторам схе­мы такие же, как к конденсаторам схемы, изображенной на рис. 1а.

На рис. 4 изображена схема ге­нератора прямоугольных импуль­сов инфранизкой частоты, который через равные промежутки време­ни (в данном случае через 30 с) включает и выключает исполни­тельный механизм.

На инверторах DD1.1, DD1.2, DD1.3 по­строен генератор прямо­угольных импульсов с частотой следования около 10 кГц (период следования импульсов равен 0,1 мс, длитель­ность импульса равна 0,05 мс). На D-триггере DD2.1 выполнен одновибратор. Продолжи­тельность импульса на его выходе около 30 с. Одновибратор запуска­ется первым же положи­тельным фронтом им­пульса задающего гене­ратора и вырабатывает импульс длительностью 30 с на выходе. После этого одновибратор недо­лго находится в исходном «нулевом» состоянии. Первым же положительным фронтом импульса задающего генератора одновибра­тор снова запускается и вырабаты­вает импульс длительностью 30 с и т.д. Промежуток между выходными импульсами одновибратора нахо­дится в пределах 0,1 мкс . .. 0,1 мс. Положительный фронт импульсов такой длительности через 30 с ме­няет состояние D-триггера DD2.2. Генератор импульсов инфранизкой частоты также легко можно выпол­нить, используя схему реле време­ни, изображенную на рис. 1а.

Требования к конденсаторам схе­мы такие же, как к конденсаторам схемы, изображенной на рис. 1а.

Нередко в устройствах автома­тики и телемеханики нужны реле времени для периодического вклю­чения и выключения исполнитель­ного механизма с разными интер­валами времени во включенном и выключенном состояниях. Принци­пиальная электрическая схема та­кого реле времени показана на рис. 5а.

 Работу реле времени по­ясняют временные диаграммы на­пряжений в характерных точках (рис. 56).

При включении питания триггер DD4 устанавливается в»нулевое» состояние вследствие появления уровня лог.1 на его установочном входе R при заряде конденсатора С5 через резистор R8. При этом запрещается работа счетчика DD2 (уровень лог.1 на его входе R). Счетчик DD3 считает импульсы за­дающего генератора, выполнен­ного на логических элементах DD1.3 и DD1.4. Через 45 минут (время выставляется подстроечным резистором R4) на выходе счетчика DD3 появляется уровень лог.1. За счет зарядного тока кон­денсатора С4 через резистор R6 и логическую схему ИЛИ, построен­ную на диодах VD1, VD2 и резис­торе R7, уровень лог.1 появляется на счетном входе С триггера DD4 и он устанавливается в «единич­ное» состояние. При этом запреща­ется работа счетчика DD3 и разре­шается работа счетчика DD2. Уро­вень лог.1 появляется на выходе счетчика DD2 через 10 мин. (вре­мя выставляется подстроечным ре­зистором R1). Положительный пе­репад напряжения через логи­ческую схему ИЛИ (VD1, VD2 R7) устанавливает триггер DD4 в «нулевое» состояние. И все начинается сначала.

На диодах VD3, VD4 и рези­сторе R9 выполнена логичес­кая схема ИЛИ. Уровень лог.1 на установочном входе R счетчика DD3 появляется или при включении питания, или при переходе тригге­ра DD4 в «единичное» состояние.

Требования к конденсаторам схе­мы такие же, как к конденсаторам схемы, изображенной на рис. 1а.

Если время включенного состо­яния исполнительного механизма отличается от времени выключенно­го в равное число раз (2,3,4…), реле времени для управления таким ме­ханизмом удобно строить с приме­нением кольцевого счетчика. При­мер такой схемы показан на рис. 6а. На рис. 66 изображены временные диаграммы напряжений в характер­ных точках реле времени.

На логических элементах DD1.1 и DD1.2 построен генератор прямо­угольных импульсов с периодом ко­лебаний 0,44 с. На выводе 3 счетчи­ка DD2 период колебаний импульсов равен 1 час. На D-триггерах DD3.1, DD3.2 и логических элементах

DD1.3, DD4 выполнен кольцевой счетчик на 3 с автоматической кор­рекцией исходного состояния.

При включении питания устрой­ства или при пропадании и после­дующем включении электроэнергии питающей сети дифференцирую­щая цепочка С2, R3 вырабатывает положительный импульс, который устанавливает в исходное состоя­ние (100) кольцевой счетчик на 3 и в «нулевое» состояние счетчик D2.

Требования к конденсаторам схе­мы такие же, как к конденсаторам схем ft, изображенной на рис. 1а.

Литература

1.   Маньковский А.Н. Простые реле времени. — Радиаматор, №2, 2003 г.

2. Маньковский А.Н. Генераторы прямоугольных импульсов инфранизкой частоты. — Радиосхема, №4, 2007 г.

3. Маньковский А.Н. Автоматизация управления освещением помеще­ния для содержания перепелов. — Мастер-конструктор, №1, 2007 г.

*

Александр Маньковский

пос. Шевченко Донецкой обл.

Amazon.com: Реле триггерного переключателя цепи постоянного тока 12 В, одноканальный бистабильный модуль реле управления: Industrial & Scientific

---

Купон: Сэкономьте дополнительно 7%, применив этот купон.Условия

Текущий рейтинг	10 ампер
Марка	Hilitand
Напряжение катушки	12 Вольт
Максимальный ток переключения	10 ампер

---

• Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
• 【Винтовые клеммы】 Разработаны с винтовыми клеммами, удобны для подключения и просты в использовании.
• 【Бистабильное】 Это реле представляет собой бистабильную печатную плату, нажмите триггерный переключатель, чтобы включить реле, и нажмите еще раз, чтобы отключить реле.
• 【Триггерный переключатель】 триггерный переключатель подключается к сигналу триггера, сигнал триггера низкий.
• 【Расширить область применения】 Если используется в условиях сильного интерфейса, рекомендуется последовательно подключить диод к входной клемме, а конденсатор емкостью 470 мкФ к GND параллельно.
• 【12 В постоянного тока】 Источник питания должен быть 12 В постоянного тока, но его нельзя использовать для автомобилей, поскольку мгновенное напряжение на автомобилях может превышать 12 В. или превышать 12 В.

› См. Дополнительные сведения о продукте Цепь электронного релейного переключателя

— канал NPN, PNP, N&P

Цепь электронного релейного переключателя

и его работа

Существует множество электрических и электронных устройств, которые классифицируются как выход Устройства , такие устройства используются для управления или управлять некоторым внешним физическим процессом машины или устройства.Эти устройства вывода обычно называются исполнительными механизмами.

Эти исполнительные механизмы преобразуют электрическую энергию в физические единицы, называемые силой, скоростью и т. Д. Реле в основном представляет собой двоичный исполнительный механизм с двумя стабильными состояниями. В этой статье мы обсудим детали схемы релейного переключателя , ее конструкции и особенности.

Что такое электрические реле?

Это переключатели с электрическим управлением, которые бывают различных форм, размеров и номинальной мощности. Электрические реле подходят практически для всех типов приложений.Реле могут иметь один или несколько контактов в одном корпусе. Реле питания большего размера в основном используются для коммутации сетевого напряжения или высокого тока, называемых «контакторами». Давайте посмотрим на классификации реле.

Электрические реле в основном делятся на две подкатегории, а именно:

Электромеханические реле:

Как следует из названия, электромеханические реле — это электромагнитные устройства . По сути, он преобразует магнитный поток, генерируемый приложением электрического управляющего сигнала, в тянущую механическую силу, которая приводит в действие электрические контакты внутри релейного переключателя.Самая простая и наиболее распространенная форма электрохимических реле состоит из катушки возбуждения, намотанной на проницаемый железный сердечник. Эта возбуждающая катушка также называется первичной цепью.

Электрохимические реле используются в основном в электрическом и электронном управлении или в цепях переключения . Они либо монтируются непосредственно на печатные платы, либо подключаются отдельно. В автономной конфигурации токи нагрузки обычно равны амперам.

Конструкция электромеханического реле

Реле настраиваются в двух режимах, а именно «нормально разомкнутый» или «нормально замкнутый».Одна пара контактов называется нормально разомкнутыми (NO) или замыкающими контактами, а другая группа — нормально замкнутыми (NC) или размыкающими контактами.

Теперь в нормально «открытом» положении контакты замыкаются только тогда, когда ток возбуждения «ВКЛ». В нормальном положении «ВКЛ» контакты переключателя подтянуты к индуктивной катушке. Одна из наиболее важных частей любого электрического реле — это катушка. Эта катушка преобразует электрический ток в электромагнитный поток. Эти магнитные потоки используются для механического управления контактами реле.Самая большая проблема с катушками реле заключается в том, что они представляют собой «высокоиндуктивные нагрузки». Катушка реле обычно изготавливается из катушек проволоки.

Когда ток течет через катушку, вокруг нее создается самоиндуцированное магнитное поле. Когда ток в катушке выключен, создается большое напряжение обратной ЭДС. Это происходит из-за столкновения магнитного потока с катушкой. Значение индуцированного обратного напряжения очень велико по сравнению с напряжением переключения. Этого напряжения достаточно, чтобы повредить любое полупроводниковое устройство, такое как транзистор, полевой транзистор или микроконтроллер, используемый для управления реле.

Примечание: Эти термины « нормально разомкнутый» и «нормально замкнутый » или замыкающие и размыкающие контакты относятся к состоянию электрических контактов, когда катушка реле «обесточена», т. Е. Отсутствует напряжение питания. подключен к катушке реле.

При использовании электрических реле следует помнить один важный момент: «Не рекомендуется подключать контакты реле параллельно, чтобы выдерживать более высокие токи нагрузки». Пример: Никогда не пытайтесь запитать нагрузку 10 А с двумя параллельно включенными контактами реле, каждый из которых имеет номинальный ток 5 А.

Контакты реле состоят из токопроводящих деталей, которые позволяют току проходить через них при контакте. Они сконструированы так же, как выключатель. Как только контакты размыкаются, сопротивление между контактами становится очень высоким. Это приводит к разомкнутой цепи, и ток цепи не течет через реле.

Через некоторое время движущиеся части электрохимического реле изнашиваются и выходят из строя, или постоянное искрение и эрозия могут сделать реле непригодным для использования.Кроме того, они создают электрические помехи, поскольку контакты страдают от дребезга контактов, что может повлиять на электрическую цепь, к которой они подключены. Чтобы преодолеть сложность этого реле, был разработан другой тип реле, названный твердотельным реле.

Твердотельное реле:

Твердотельное реле не имеет движущихся частей. Это чисто электронное устройство. В этом типе реле нет движущихся частей, поскольку механические контакты заменены силовыми транзисторами, тиристорами или симисторами.

Отсутствие подвижных частей делает реле высоконадежным, долговечным и снижает электромагнитные помехи. Это делает твердотельное реле намного более быстрым и точным по сравнению с обычным электромеханическим реле. Требования к входной мощности твердотельного реле для управления обычно достаточно низки, чтобы сделать их совместимыми с большинством семейств ИС.

Поскольку выходное переключающее устройство твердотельного реле представляет собой полупроводниковое устройство, падение напряжения на выходных клеммах твердотельного реле в состоянии «ВКЛ» намного выше, чем у электромеханического реле.Обычно оно составляет от 1,5 до 2,0 вольт. Для коммутации больших токов в течение длительного периода времени потребуется дополнительный радиатор.

Вы можете использовать их без необходимости добавления драйверов или усилителей. Однако они должны быть установлены на подходящую пластину радиатора или материал, чтобы предотвратить перегрев полупроводникового устройства переключения выхода, поскольку это полупроводниковое устройство. Конструкция и тип схемы переключения реле довольно огромны. Говорят, что реле переключает один или несколько полюсов так же, как простая схема переключателя.Каждый полюс реле имеет контакты, которые можно переключить тремя разными способами:

Различные способы переключения реле:

• Нормально открытый контакт (NO): Это также называется замыкающим контактом. Этот контакт замыкает цепь при срабатывании реле. Он отключает цепь, когда реле находится в неактивном состоянии.
• Нормально замкнутый контакт (NC): это называется размыкающим контактом. Функция противоположна замыкающему контакту. Когда реле срабатывает, цепь отключается.Когда реле деактивировано, цепь начинает подключаться.
• Переключающие (CO) / двухходовые (DT) контакты: они используются для управления нормально разомкнутым контактом и нормально замкнутым контактом с общей клеммой. Это означает, что они используются для управления двумя типами цепей. По своему типу они называются именами контактов «размыкание перед замыканием» и «замыкание перед размыканием».

Важно:

Реле предназначены для двух основных операций. Один предназначен для применения с низким напряжением, а другой — для высокого напряжения.Для приложений с низким напряжением реле предназначено для снижения шума всей цепи. Для приложений с высоким напряжением они в основном предназначены для уменьшения возникновения дуги.

Некоторые из распространенных способов переключения реле:

Реле модуля интерфейса ввода-вывода: Модули ввода-вывода) — это еще один тип твердотельных реле, разработанных специально для сопрягать устройства, такие как компьютеры, микроконтроллеры или PIC, с нагрузками и переключателями. В основном на рынке доступны четыре типа модулей ввода / вывода.

Это входное напряжение переменного или постоянного тока для выхода логического уровня TTL или CMOS, а также логический вход TTL или CMOS для выходного напряжения переменного или постоянного тока. Каждый из модулей содержит все необходимые схемы для обеспечения полного интерфейса и изоляции в одном устройстве. Они доступны как отдельные твердотельные модули или интегрированы в 4-, 8- или 16-канальные устройства на рынке.

Цепь релейного переключателя NPN:

Типичная схема релейного переключателя NPN имеет катушку, управляемую транзисторным переключателем NPN.Когда базовое напряжение транзистора равно нулю, транзистор будет в области отсечки и действует как разомкнутый переключатель. В этой ситуации ток коллектора не течет, и катушка реле обесточена.

Если ток не течет в базу, то через катушку реле также не будет протекать ток. Если теперь в базу подается большой положительный ток для насыщения области NPN-транзистора, ток начинает течь от базы к эмиттеру.

Цепь релейного переключателя PNP:

Цепь релейного переключателя PNP требует разной полярности рабочего напряжения.Это похоже на схему переключения реле NPN с точки зрения ее способности управлять катушкой реле. Например, для типа PNP напряжение коллектор-эмиттер должно быть отрицательным, чтобы ток протекал от эмиттера к коллектору.

N-канальные релейные переключатели Схема:

MOSFET переключение реле очень похоже на переключение биполярного транзистора (BJT). Основное различие между операциями заключается в том, что полевые МОП-транзисторы — это устройства, работающие от напряжения. Однако затвор электрически изолирован от канала сток-исток.N-канальные полевые МОП-транзисторы являются наиболее часто используемым типом полевых МОП-транзисторов. Положительное напряжение на выводе затвора включает полевой МОП-транзистор, а отрицательное напряжение на затворе делает его «выключенным». Это делает его идеальным для релейного переключателя MOSFET.

Р-канальные переключатели реле Схема:

В отличие от N-канального расширенного MOSFET, он работает только с отрицательными напряжениями затвора. В этой конфигурации клемма источника P-канала подключена к + Vdd, а клемма слива подключена к земле.Оба соединены через катушку реле. Когда на клемму затвора подается ВЫСОКИЙ уровень напряжения, то полевой МОП-транзистор с P-каналом будет соответственно отключен.

О чем следует помнить при выборе подходящего реле:

• Убедитесь, что они имеют хорошую защиту катушки и защиту от прикосновения
• Ищите стандартные реле с нормативными разрешениями
• Выбирайте высокоскоростные переключающие реле
• Разумно выберите тип контактов.
• Убедитесь, что между цепью катушки и контактами в вашем реле есть изоляция.

Давайте разберемся, как работает схема реле на примере:

Предположим, вам нужно включить лампу КЛЛ. с помощью релейного переключателя.В этой релейной схеме мы используем кнопку для срабатывания реле 5 В, которое, в свою очередь, замыкает вторую цепь и включает лампу.

Соберите следующие компоненты для разработки схемы:

• Реле 5 В
• Держатель лампы
• CFL
• Кнопка включения / выключения
• Perf-Board
• Батарея 9 В
• Источник питания переменного тока

Типичное включение / выключение Переключатель ВЫКЛ добавлен с целью переключения релейного устройства. В приведенной выше схеме реле 5 В питается от батареи 9 В.Первоначально, когда переключатель разомкнут, через катушку не будет протекать ток. В результате общий порт реле подключается к нормально разомкнутому контакту. Следовательно, ЛАМПА останется выключенной.

Когда переключатель замкнут, ток начинает течь через катушку. Здесь в катушке создается магнитное поле, которое притягивает подвижный якорь из-за электромагнитной индукции, и Com-порт подключается к нормально замкнутому контакту реле. В результате CFL включится.

Основным недостатком твердотельных реле по сравнению с электромеханическими реле эквивалентной мощности является их более высокая стоимость. Доступны только однополюсные однополюсные типы, токи утечки в состоянии «ВЫКЛ» протекают через коммутационное устройство, а высокое падение напряжения в состоянии «ВКЛ» и рассеиваемая мощность приводят к дополнительным требованиям к отводу тепла. Кроме того, стандартные реле состояния не могут переключать очень малые токи нагрузки или высокочастотные сигналы, такие как аудио или видеосигналы.Однако для этого типа приложений доступны специальные твердотельные переключатели.

И электрохимическое, и твердотельное реле имеют большое значение в повседневной жизни. Вы можете выбрать любой из них в зависимости от ваших требований к устройству. Твердотельные реле имеют довольно большую и, возможно, устрашающую начальную цену по сравнению с электромеханическими реле.

Однако движение этого контакта твердотельного реле создается за счет электромагнитных сил от входного сигнала малой мощности.Это позволяет завершить цепь, содержащую сигнал большой мощности. Следовательно, твердотельные реле лучше электромеханических. Электромеханические реле относятся к относительно старой технологии, в которой используется простой подход механической конструкции.

Приложения:

Существует широкий спектр приложений для реле. Вот некоторые из наиболее распространенных приложений:

• Релейная цепь может использоваться для реализации логических функций
• Они также обеспечивают критически важную логику безопасности
• Реле могут использоваться для обеспечения функций задержки времени
• Они используются для управления сильноточными цепями с помощью помощь слаботочных сигналов

В этой статье мы обсудили различные типы реле, их работу и области применения.Теперь вы хорошо знаете реле и их функции. Прочитав эту статью, вы сможете без каких-либо неудобств самостоятельно спроектировать реле.

Схемы связанных электронных проектов:

Как сделать схему релейного переключателя

Из этого туториала Вы узнаете, как сделать свою собственную схему релейного переключателя для Arduino за несколько простых шагов. Мы часто видим, как любители электроники, особенно пользователи Arduino, покупают дорогой релейный модуль вместо того, чтобы создавать свои собственные.Общая цена релейного модуля, представленного на рынке, составляет около 2 долларов, но вы можете сделать свой собственный менее чем за 0,70 доллара.

В учебном руководстве по схеме релейного переключателя для Arduino вы изучите

1. Реле и принцип действия
2. Идентификация контактов реле
3. Расчет стоимости компонентов и выбор лучшего для вашего дизайна.
4. Создайте свою собственную схему релейного переключателя в соответствии с вашими требованиями

Итак, начнем с темы «Введение в реле и принцип его действия».

Что такое реле? | Как сделать цепь переключателя реле

Реле — это устройство, с помощью которого электрический ток, протекающий в одной цепи, может размыкать или замыкать вторую цепь, то есть включать или выключать ток во второй цепи.

Срабатывание электромагнитного реле:

Рабочий контур (контур 1), см. Рисунок 1, подключен к катушке соленоида, намотанной на круглый железный сердечник. Ток в катушке образует электромагнит, притягивающий якорь из мягкого железа.Это объединяет точки контакта, цепь 2 замыкается и течет ток. При выключении контура 1 стальная пружина возвращает якорь в разомкнутое положение, и ток в контуре 2 отключается.

Идентификация контактов реле

Обычно реле имеет 5 клемм, из которых две клеммы представляют собой катушки, общую клемму, нормально замкнутую клемму и нормально открытую клемму.

Следуйте инструкциям, чтобы определить контакты реле

• Возьмите мультиметр и установите его в режим измерения сопротивления (обычно в режиме 2K).
• Если вы видите, пять контактов расположены в два столбца. Один столбец состоит из 3 контактов, а другой — из 2 контактов. Штырь с двумя катушками и общий штифт расположены с одной стороны, как показано на рисунке ниже. Штифт, который находится в центре, — это общий штифт, а два боковых штифта — штифты катушки.

• Вы также можете определить контакт катушки с помощью мультиметра. Проволока, используемая в катушках, имеет фиксированное сопротивление в пределах нескольких сотен Ом. Теперь просто проверьте сопротивление двух боковых клемм реле (сторона с тремя клеммами), сопротивление находится в пределах от 100 до 500 Ом.Поскольку мы знаем, что у катушки нет полярности, нет необходимости идентифицировать выводы Vcc и GND.

• На этом этапе мы определим общий и нормально замкнутый (NC) контакт реле. Как правило, клемма между клеммой катушки называется общим контактом, поэтому нам просто нужно идентифицировать контакт NC. Оставьте мультиметр в режиме проверки целостности и проверьте целостность цепи между общим контактом и другим контактом, кроме катушки. Если мультиметр издает звуковой сигнал (т. Е. Провод подключен), это означает, что другой контакт является нормально-замкнутым контактом.

• Пятый контакт — NO клемма

Теперь пора спроектировать схему переключения

Перед тем, как приступить к проектированию схемы переключения реле, давайте вычислим такой параметр цепи, как сопротивление току и т. Д.

Как правило, вы найдете различные параметры реле, такие как напряжение катушки, сопротивление катушки и т. Д., На самом реле. Но иногда сопротивление катушки не указывается (как показано на рисунке 1), в этом случае мы должны измерить сопротивление между двумя выводами катушки.

В моем случае мультиметр показывает сопротивление 102 Ом (рисунок 4), но для простоты мы берем для расчета 100 Ом.

Сопротивление катушки

Номинальное напряжение катушки

Используя закон Ома, мы можем рассчитать ток, необходимый для включения катушки реле.

Поскольку мы знаем, что вывод Arduino или любого микроконтроллера не может обрабатывать ток более 40 мА, поэтому мы должны разработать простую схему переключения.

Цепь переключения:

Схема релейного переключателя показана на рисунке 6.В схеме переключения используется транзистор с током коллектора (I _C ), превышающим вычисленное выше значение (60 мА).

Теперь, прежде чем обсуждать работу схемы переключения, давайте сначала рассчитаем номинал базового резистора.

Я решил использовать транзистор BC548, но вы можете использовать любой транзистор общего назначения, например BC47, 2N2222 и т. Д., В зависимости от наличия.

Hfe транзистора BC 548 составляет 75 (согласно даташиту).

Ток коллектора (I _C ) = 60 мА (рассчитано ранее)

Мы знаем, что

Итак, базовый ток (I _b ) можно рассчитать как:

Минимальный ток 0,8 мА на базе транзистора необходим для управления транзистором в проводящей стадии.

База транзистора подключена к источнику сигнала (цифровому выводу Arduino), выходное напряжение которого составляет около +5 В, а ток около 40 мА. Ток 40 мА достаточно, чтобы пережечь транзистор, поэтому мы должны использовать резистор ограничения тока.

Опять же, используя закон Ома, мы можем рассчитать сопротивление, которое должно поддерживаться между источником сигнала и базой транзистора.

(с платы Arduino)

(базовый ток (I _b ))

Мы знаем, что

Итак, примерно мы можем использовать резистор от 5 до 6 кОм

Работа цепи переключения реле

Когда входное напряжение на базе заземлено (т. Е. Вход 0 вольт). Транзистор смещен в обратном направлении, и ток не течет.Коллекторный ток равен нулю, т.е. на коллекторе не падает напряжение. Напряжение на выводе обмотки 1 реле такое же, как напряжение на выводе обмотки 2 реле, т.е. нет разности потенциалов, что реле обесточено.

Если задано входное напряжение (+ 5 В с платы Arduino), то на базу подается положительное напряжение. Если оно достаточно высокое (скажем, +5 В), транзистор находится на дне, а напряжение коллектора фактически равно нулю. Следовательно, реле запитывается.

Защитный диод, также называемый обратным диодом, должен быть подключен между двумя клеммами катушек реле в режиме обратного смещения, поскольку резкое изменение напряжения на катушке индуктивности вызывает генерацию высокого напряжения.Чтобы протекать ток до тех пор, пока он не станет равным нулю, мы используем этот диод в обратном направлении, как показано на рисунке.

Компонент, необходимый для цепи переключения реле

R1 = резистор 5 кОм

T1 = BC548 (кремниевый транзистор общего назначения NPN)

D1 = 1N4007 (выпрямительный диод)

RL1 = 6 В, реле SPDT 100 Ом

Создайте релейную схему для включения и выключения точек питания, освещения и других устройств переменного тока.

Многие функции домашней автоматизации AAIMI требуют возможности включения и выключения приборов и освещения. Для этого требуются две схемы: схема реле и схема релейного драйвера.

Схема релейного драйвера использует 3,3 В с контактов GPIO Raspberry Pi (всего несколько мА) для обеспечения 12 В (около 70 мА) для реле. Затем реле использует это 12 В для включения или выключения питания устройства (до 10 А).

Сегодня строим релейную схему. Позже на этой неделе мы построим схему релейного драйвера, и я предоставлю некоторый код Python для ее тестирования.

Примечание. Примеры в этой статье активируют питание переменного тока. Вместо этого мы рекомендуем использовать его для ламп и приборов на 12 В. Будьте осторожны при работе от сети переменного тока.

Компоненты

Как обычно, я использую запасные части, где это возможно. Вам понадобятся следующие компоненты.

Реле

Эти реле используют электромагнитную катушку для запуска узла, который замыкает другую цепь для активации приборов с более высоким напряжением / током.

Я получаю их от старых ЭЛТ-телевизоров и мониторов.Они бывают модели на 12 В или 5 В. Изображенный выше — блок 5V.

На самом деле я использую более распространенные реле на 12 В. Блок питания для моей базовой станции уже имеет силовые шины 5 В и 12 В, что делает реле на 12 В подходящим выбором для меня. Если у вас есть только мощность 5 В, которую вы используете для питания Raspberry Pi, вам может быть лучше использовать реле 5 В с питанием от того же источника питания.

Вы должны выбрать одинаковые единицы напряжения для всех ваших реле, чтобы все они могли управляться одним и тем же драйвером реле.

Печатная плата

Вы можете купить их менее чем за доллар в Интернете и разрезать их пополам, чтобы сделать несколько релейных плат.

А Светодиод и резистор

Вам не обязательно использовать светодиодный индикатор на вашей плате, но он удобен для тестирования и устранения неполадок без подключенных устройств.

Вам потребуется добавить ограничивающий ток резистор, встроенный в светодиод (около 600 Ом).

Клеммы для кабелей переменного тока

Реле устанавливается на одном проводе светильника или прибора, который вы запитываете.Оптимальным вариантом будет установка винтовых клемм прямо на плату. В моем первоначальном прототипе мои реле монтируются непосредственно над точками питания и выключателями света, поэтому я прикрепил пару коротких кабелей с винтовыми клеммами на концах. Они незаметно скрываются в стене за переключателем или розеткой, чтобы перехватить активный кабель переменного тока.

Штифты заголовка

Вы можете использовать винтовые клеммы для входа 12 В, но я решил использовать контакты для этого прототипа. У меня есть много двухконтактных кабелей изнутри телевизора, которые можно использовать для аккуратного подключения релейной платы к плате релейного драйвера.Для более удаленных устройств я буду использовать винтовые клеммы.

Схема

Ниже приведена принципиальная схема нашей релейной платы.

Питание 12 В для нижних контактов будет поступать от драйвера реле, который мы построим на следующей неделе. Верхние штыри подключатся к прибору.

Сборка

Реле легко понять. У них есть четыре штифта внизу, два из них равномерно расположены на одном конце, а два других расположены в шахматном порядке на другом конце.

Распиновка для подключения реле. Картина: Энтони Хартуп.

Два равномерно совмещенных контакта — это разъемы 12 В для активации катушки реле. Они работают независимо от полярности, поэтому подключите положительный провод к той стороне, на которой вы планируете установить светодиод, а GND — к другому контакту.

Два расположенных в шахматном порядке штифта на другом конце предназначены для питания вашего устройства. Они будут перехватывать активный провод в шнуре питания вашего устройства.

Чтобы установить реле, совместите контакты с отверстиями в печатной плате.Расположенный в шахматном порядке штифт не совсем совпадает с соответствующим отверстием на плате, поэтому сначала наклоните его, затем совместите остальные три контакта и нажмите реле вниз. Согните четыре штыря, чтобы удерживать устройство на месте, пока паяете провода или клеммы.

Припаяйте один конец резистора R1 к плюсовому выводу 12 В реле, а другой конец подключите к плюсовому выводу светодиода. Припаяйте провод от контакта GND светодиода к контакту заземления на печатной плате.

Тестирование установки

Вы можете проверить цепь реле, не подключая ничего к разъемам прибора.

Простая схема для проверки реле на 12 В. Изображение: Anthony Hartup

Просто подключите разъемы 12 В к источнику питания 12 В и включите его. Вы должны щелкнуть здесь, когда реле сработает, и ваш светодиод должен загореться.

Теперь вы можете подключить устройство и попробовать еще раз.

.

На этот раз, когда вы подключаете питание 12 В, реле должно щелкнуть, и ваше устройство должно включиться.

Строим ящик

Чтобы безопасно использовать питание 240 В с вашим реле, вам понадобится прочный корпус.Меньше всего вам нужно, чтобы кто-то ухватился за одну из этих связей.

Для своего прототипа я собрал коробку для быстрой установки и покрасил ее в черный цвет, чтобы он соответствовал базовой станции.

Релейный блок для включения устройств на 240 В от Raspberry Pi или Arduino.

Это немного громоздко для того, что он делает, но я добавлю массив датчиков на передней панели позже, чтобы сделать его полноценным комнатным контроллером AAIMI, поэтому мне нужно было немного больше места спереди для дополнительных кабелей. Я решил использовать верхнюю часть из плексигласа, чтобы видеть светодиод для тестирования и устранения неполадок.

Задний сетевой штекер для релейной коробки, спасенный от ЖК-монитора.

Использование этой вилки делает вещи безопасными и удобными. Я всегда беру эти заглушки, когда нахожу их во время серии разборок, поскольку они позволяют использовать любой кабель настольного компьютера для подключения коробки к стене

Входная проводка для релейного блока.

Вилка имеет три провода подходящей длины для этого проекта. Цвета в этом случае здесь не соответствуют стандарту, но землю легко определить по желтой полосе.По распиновке я определил, что белый провод является проводом под напряжением, а черный — нейтральным.

Релейный блок с подключенным реле, готовый к подключению розетки.

Нейтральный и заземляющий провода подключаются непосредственно к розетке питания. Токоведущий провод подключается к розетке через цепь реле.

На изображении выше показано реле на месте и три провода, ожидающие подключения к розетке.

Релейный блок со светодиодным индикатором, вид сверху.

Я вырезал прозрачную крышку от разбитого плазменного экрана.Я думаю, это добавляет приятных ноток. После завинчивания проект готов.

Куда дальше?

Теперь у нас есть функциональная схема реле, но мы еще не готовы подключить ее к Raspberry Pi, потому что контакты GPIO Pi дают только 3,3 В, а нашей схеме реле требуется 12 В.

Следующая сборка в этой серии — схема драйвера реле, которая принимает 3,3 В от Pi и безопасно направляет 12 В на реле. Для этой схемы мы будем использовать массив транзисторов ULN2003, который может управлять семью реле.

После этого я покажу вам код Python для запуска системы с Raspberry Pi.

Ура

Anth

_____________________________________________

Комментарии

Добавить комментарий

Оставить комментарий к статье

Пожалуйста, будьте вежливы: критика полезна, а злоупотребления — нет! Не используйте ненормативную лексику в своих комментариях

Политические и религиозные комментарии не будут опубликованы.

Оставить комментарий к статье

Пожалуйста, будьте вежливы: критика полезна, а злоупотребления — нет! Не используйте ненормативную лексику в своих комментариях

Политические и религиозные комментарии не будут опубликованы.

Отмена

Применение реле в электронных схемах | Средства автоматизации | Промышленные устройства

Японский Английский Английский (Азиатско-Тихоокеанский регион) Китайский (упрощенный)

1.Релейное управление с помощью транзистора

1. Метод подключения

Если реле управляется транзисторами, мы рекомендуем использовать реле на стороне коллектора.
Напряжение, подаваемое на реле, всегда соответствует номинальному напряжению катушки, а во время выключения напряжение полностью равно нулю во избежание неполадок при использовании.

(Хорошо) Присоединение коллектора (Уход) Подключение эмиттера (Уход) Параллельное соединение При этом наиболее распространенном соединении работа стабильна. Когда обстоятельства делают использование этого соединения неизбежным, если напряжение не полностью подается на реле, транзистор не работает полностью, и работа ненадежна. Когда мощность, потребляемая всей схемой, становится большой, необходимо учитывать напряжение реле.

2. Контрмеры для импульсных перенапряжений транзистора управления реле

Если ток катушки внезапно прерывается, в катушке возникает внезапный импульс высокого напряжения.Если это напряжение превышает напряжение пробоя транзистора, транзистор выйдет из строя, и это приведет к повреждению. Абсолютно необходимо подключить диод в схему, чтобы предотвратить повреждение противоэдс. В качестве подходящих номиналов для этого диода ток должен быть эквивалентен среднему выпрямленному току в катушке, а обратное напряжение блокировки должно быть примерно в 3 раза больше значения напряжения источника питания. Подключение диода — отличный способ предотвратить скачки напряжения, но при размыкании реле будет значительная задержка по времени.Если вам нужно уменьшить эту временную задержку, вы можете подключить между коллектором транзистора и эмиттером стабилитрон, который сделает напряжение стабилитрона несколько выше, чем напряжение питания.

Позаботьтесь о «Зоне безопасной эксплуатации (ASO)».

3. мгновенное действие (характеристика реле при повышении и падении напряжения)

В отличие от характеристики, когда напряжение медленно подается на катушку реле, это тот случай, когда необходимо достичь номинального напряжения за короткое время, а также за короткое время понизить напряжение.

Неимпульсный сигнал (не работает) Без мгновенного действия

Импульсный сигнал (прямоугольная волна) (Хорошо) Мгновенное действие

4.Цепь Шмитта (Цепь мгновенного действия)

(схема выпрямления волны)
Когда входной сигнал не вызывает мгновенного действия, обычно используется триггерная схема Шмитта для обеспечения безопасного мгновенного действия.

Очки характеристик

• 1. Резистор с общим эмиттером R _E должен иметь достаточно маленькое значение по сравнению с сопротивлением катушки реле.
• 2. Из-за тока обмотки реле разница в напряжении в точке P, когда T ₂ проводит, и в точке P, когда T ₁ проводит, создает гистерезис в способности обнаружения цепи Шмитта, и необходимо соблюдать осторожность. взятые при установке значений.
• 3. Когда во входном сигнале присутствует дребезг из-за колебаний формы волны, RC-цепочка постоянной времени должна быть вставлена ​​в каскад перед цепью триггера Шмитта. (Однако скорость отклика падает.)

5. Избегайте подключений к цепи Дарлингтона.

(высокое усиление)
Эта схема представляет собой ловушку, в которую легко попасть при работе с высокотехнологичными схемами.Это не означает, что это напрямую связано с дефектом, но это связано с проблемами, которые возникают после длительных периодов использования и при работе многих устройств.

(Плохо) Соединение Дарлингтона • Из-за чрезмерного потребления энергии выделяется тепло. • Необходим сильный Tr1.

(Хорошее) Подключение эмиттера Tr2 проводит полностью. Tr1 достаточно для использования сигнала.

6. Остаточное напряжение катушки

В коммутационных приложениях, где полупроводник (транзистор, UJT и т. Д.) Подключен к катушке, на катушке реле сохраняется остаточное напряжение, что может вызвать неполное восстановление и неправильную работу. Использование катушек постоянного тока может снизить; опасность неполного восстановления, контактное давление и вибростойкость.Это связано с тем, что падение напряжения составляет 10% или более от номинального напряжения, что является низким значением по сравнению со значением для катушки переменного тока, а также существует тенденция к увеличению срока службы за счет снижения напряжения падения. Когда сигнал с коллектора транзистора берется и используется для управления другой схемой, как показано на рисунке справа, через реле проходит минутный темновой ток, даже если транзистор выключен. Это может вызвать проблемы, описанные выше.

Подключение к следующей ступени через коллектор

Вернуться к началу

2.Релейный привод с помощью SCR

1. Метод обычного привода

Для привода SCR необходимо уделять особое внимание чувствительности затвора и ошибочной работе из-за шума.

Необходимо подключить

IGT	：	Нет проблем даже с током, превышающим номинальный ток более чем в 3 раза.
RGK	：	1 кОм.
RC	：	Это сделано для предотвращения ошибки зажигания из-за внезапного повышения мощности источника или шума. (Противодействие dv / dt)

2. Меры предосторожности в отношении цепей управления ВКЛ / ВЫКЛ

(при использовании для цепей управления температурой или аналогичных)

Когда контакты реле замыкаются одновременно с однофазным источником питания переменного тока, необходимо соблюдать осторожность, поскольку электрический срок службы контактов сильно сокращается.

• 1. Когда реле включается и выключается с помощью тиристора, тиристор сам по себе служит полуволновым источником питания, и во многих случаях тиристор легко восстанавливается.
• 2. Таким образом, срабатывание реле и время восстановления легко синхронизируются с частотой источника питания, а время переключения нагрузки также легко синхронизируется.
• 3. Когда нагрузка для регулирования температуры представляет собой сильноточную нагрузку, такую ​​как нагреватель, переключение может происходить только при пиковых значениях, и это может происходить только при нулевых значениях фазы, как явление этого типа управления.(В зависимости от чувствительности и скорости срабатывания реле)
• 4. Соответственно, результатом является либо чрезвычайно долгий, либо чрезвычайно короткий срок службы с широкими вариациями, и необходимо позаботиться о первоначальной проверке качества устройства.

Вернуться к началу

3. Релейный привод от внешних контактов

Реле

для использования на печатных платах обладают высокой чувствительностью и быстродействием, и, поскольку они в достаточной степени реагируют на дребезжание и дребезжание, необходимо проявлять осторожность при их приводе.
Когда частота использования низкая, с задержкой во времени отклика, вызванной конденсатором, можно поглотить дребезжание и подпрыгивание.
(Однако нельзя использовать только конденсатор. С конденсатором также следует использовать резистор.)

Вернуться к началу

4. Последовательное и параллельное подключение светодиодов

1) Последовательно с реле Потребляемая мощность: Совместно с реле (Хорошо) Неисправный светодиод: Реле не работает (Плохо) Цепь низкого напряжения: Со светодиодом, 1.5 В ниже (не работает) Количество деталей: (хорошо)

2) R параллельно со светодиодом Потребляемая мощность: Вместе с реле (Хорошо) Неисправный светодиод: Реле работает (Хорошо) Низковольтная цепь: Со светодиодом, 1,5 V вниз (Плохо) Количество деталей: R 1 (Уход)

3) В параллельном соединении с реле Потребляемая мощность: Токоограничивающий резистор R 2 (Осторожно) Хорошо) No.частей: R 2 (Уход)

Вернуться к началу

5. Электронное управление цепями с помощью реле

1. Бесшаттерная электронная схема

Несмотря на то, что бесшумная характеристика является особенностью реле, это в полной мере бесшумная электрическая цепь, почти такая же, как ртутное реле. Для удовлетворения требований, предъявляемых к таким схемам, как вход двоичного счетчика, существует электронный метод без вибрации, в котором дребезжание абсолютно недопустимо.Даже если болтовня развивается с одной стороны, либо N.O. боковые контакты или нормально замкнутые боковые контакты, триггер не реверсируется, и цепь счетчика может быть запитана в импульсном режиме без промаха. (Однако следует категорически избегать прыжков со стороны N.O. на сторону N.C.)

Примечания:

1. Линии A, B и C должны быть как можно короче. 2. Необходимо, чтобы в контактной части не было шума от секции катушки.

2.Triac Drive

Когда в электронной схеме используется прямой привод от симистора, электронная схема не будет изолирована от силовой цепи, и из-за этого могут легко развиться проблемы из-за неправильной работы и повреждения. Внедрение релейного привода — наиболее экономичное и эффективное решение. (Схемы фотоэлемента и импульсного трансформатора сложны.)
Если необходима характеристика переключения через нуль, следует использовать твердотельное реле (SSR).

Вернуться к началу

6. Цепь источника питания

1. Цепь постоянного напряжения

В целом электронные схемы чрезвычайно уязвимы для таких явлений, как пульсации источника питания и колебания напряжения.Хотя источники питания реле не так уязвимы, как электронные схемы, пожалуйста, сохраняйте пульсации и регулировку в пределах спецификации.
Если колебания напряжения источника питания велики, подключите стабилизированную схему или схему постоянного напряжения, как показано на рис. 1.
Если потребляемая мощность реле велика, удовлетворительные результаты могут быть достигнуты путем реализации конфигурации схемы, показанной на рис. 2.

2.Предотвращение падения напряжения из-за броскового тока

В схеме, показанной на рис. 3, от лампы или конденсатора протекает бросок тока. Как только контакты замыкаются, напряжение падает, и реле срабатывает или дребезжит. В этом случае необходимо увеличить мощность трансформатора или добавить сглаживающий контур.

На рис. 4 показан пример модифицированной схемы.
На рис. 5 показан вариант с батарейным питанием.

Вернуться к началу

7. Рекомендации по проектированию печатной платы

1. Схема расположения реле

• Поскольку реле влияют на электронные схемы, создавая шум, следует отметить следующие моменты.
• Держите реле подальше от полупроводниковых приборов.
• Нарисуйте следы узора для наименьшей длины.
• Поместите поглотитель перенапряжения (диод и т. Д.) Рядом с катушкой реле.
• Избегайте следов трассировки, чувствительных к шуму (например, для аудиосигналов) под секцией катушки реле.
• Избегайте сквозных отверстий в местах, которые не видны сверху (например, в основании реле).
• Припой, протекающий через такое отверстие, может вызвать повреждение, например, разрыв уплотнения.
• Даже для одной и той же схемы необходимо учитывать дизайн шаблона, который сводит к минимуму влияние операций включения / выключения катушки реле и лампы на другие электронные схемы.

(Плохо) Токи катушек реле и токи электронных схем протекают вместе через A и B.

(хорошо) • Токи катушки реле состоят только из A 1 и B 1 . • Токи электронных схем состоят только из A 2 и B 2 . Простое рассмотрение конструкции может изменить безопасность операции.

Диаметр отверстия и площадки

Диаметр отверстия и контактная площадка сделаны так, чтобы отверстие было немного больше, чем выводной провод, чтобы компонент можно было легко вставить. Кроме того, при пайке припой будет образовывать проушины, увеличивая прочность крепления.Стандартные размеры диаметра отверстия и фаски показаны в таблице ниже.

Стандартные размеры для диаметра отверстия и площадки

мм дюйм

Стандартный диаметр отверстия	Допуск	Диаметр земли
0,8 0,031	± 0,1 ± 0,039	от 2,0 до 3,0 .079 до .118
1.0 .039
1.2 .047		от 3,5 до 4,5 от 0,138 до 0,177
1,6 0,063

Замечания

• 1. Диаметр отверстия делается на 0,2-0,5 мм. От 0,008 до 0,020 дюйма больше, чем диаметр шага. Однако, если используется струйный метод пайки (волновой, струйный), из-за опасения, что припой попадет на сторону компонентов, Лучше сделать диаметр отверстия равным диаметру вывода + 0,2 мм.
• 2.Диаметр площадки должен быть в 2–3 раза больше диаметра отверстия.
• 3. Не вставляйте более 1 грифеля в одно отверстие.

Расширение и усадка ламинатов с медной оболочкой

Поскольку плакированные медью ламинаты имеют продольное и поперечное направление, необходимо с осторожностью соблюдать способ изготовления и компоновки перфорации. Расширение и усадка в продольном направлении из-за нагрева составляет от 1/15 до 1/2, что в поперечном направлении, и, соответственно, после изготовления штамповки деформация в продольном направлении будет составлять от 1/15 до 1/2 деформации в поперечном направлении.Механическая прочность в продольном направлении на 10-15% больше, чем в поперечном направлении. Из-за этой разницы между продольным и поперечным направлениями, когда должны изготавливаться изделия, имеющие длинные конфигурации, продольное направление конфигурации должно быть выполнено в продольном направлении, а печатные платы, имеющие секцию соединителя, должны быть выполнены с соединителем вдоль продольной стороны.

Пример: как показано на рисунке ниже, 150 мм 5.За продольное направление принимается направление 906 дюймов. Кроме того, как показано на рисунке ниже, когда узор имеет секцию соединителя, направление выбирается, как показано стрелкой, в продольном направлении

2.Если необходимо использовать ручную пайку для одной части компонента после пайки погружением

Обеспечивая узкую прорезь в круглой части рисунка фольги, прорезь предотвращает закупорку отверстия припоем.

3.При использовании самой печатной платы в качестве разъема

• 1. Кромка должна быть скошена. (Это предотвращает отслоение фольги, когда плата вставляется в гнездо.)
• 2. Когда только одна сторона используется в качестве лезвия соединителя, если на печатной плате есть перекос, контакт будет дефектным.Следует соблюдать осторожность.

4. Справочные данные платы ПК

Эти данные получены на основе образцов продукции этой компании. Используйте эти данные в качестве справочной информации при проектировании печатных плат.

Ширина проводника

Допустимый ток для проводника был определен с точки зрения безопасности и влияния на характеристики проводника из-за повышения температуры насыщения при протекании тока.(Чем уже ширина проводника и тоньше медная фольга, тем больше повышение температуры.) Например, слишком сильное повышение температуры вызывает ухудшение характеристик и изменение цвета ламината. Обычно допустимый ток проводника определяется таким образом, чтобы превышение температуры было менее 10 ° C. Необходимо рассчитать ширину проводника исходя из этого допустимого тока проводника.
На рис. 1, 2 и 3 показано соотношение между током и шириной проводника для каждого повышения температуры для различных медных фольг.Также необходимо принять во внимание предотвращение превышения аномальными токами тока разрушения проводника.
На рис. 4 показано соотношение между шириной проводника и током разрушения.

Пространство между проводниками

На рис. 6 показано соотношение между расстоянием между проводниками и разрушающим напряжением. Это напряжение разрушения не является напряжением разрушения печатной платы; это импульсное перенапряжение (напряжение пробоя изоляции пространства между цепями.) Покрытие поверхности проводника изолирующей смолой, такой как припой, увеличивает импульсное перенапряжение, но из-за штыревых отверстий в припойном резисте, необходимо учитывать напряжение разрушения проводника без припоя резиста. Фактически, необходимо добавить достаточный запас прочности при определении расстояния между проводниками. В таблице 1 показан пример расчета расстояния между проводниками. (Взято из стандартов JIS C5010.) Однако, когда продукт подпадает под действие закона о контроле за электротехнической продукцией, Стандарты UL или другие стандарты безопасности, необходимо соблюдать правила.

Пример расчета расстояния между проводниками Максимальное напряжение постоянного и переменного тока между проводниками (В) Минимальное расстояние между проводниками (мм-дюйм) от 0 до 50 0,381 .015 от 51 до 150 0,635 0,025 от 151 до 300 1.27 0,050 301 до 500 2,54. 100 500 или более Рассчитано при 0,00508 мм / В

Вернуться к началу

Скачать каталог

	Название	Язык	Размер файла	Обновление
	子 回路 に お け る リ 上 の 注意 事項 各種 リ レ ー 共通 (パ ワ ー, 安全, シ グ ナ ル, 高周波, 制 御 盤,, イ タ 9)	JP	1.5 МБ	31 января 2019 г.
	Применение реле в электронных схемах Реле питания (более 2 А), реле безопасности, сигнальные реле (2 А или меньше), микроволновые устройства, реле панели управления, реле отключения постоянного тока большой емкости и интерфейсный терминал.	EN	96.0 КБ	28 февраля 2014 г.
	子 线路 中 使用 继电器 的 注意 事项	CN-упрощенный	718.4 КБ	9 августа 2019

Вернуться к началу

Что такое электрическое реле? | Основы работы с реле 1-1 | OMRON

Определение электрического реле

Реле

— это переключатели с электрическим приводом, которые размыкают и замыкают цепи, получая электрические сигналы от внешних источников.Некоторые люди могут ассоциировать «эстафету» с гоночными соревнованиями, когда члены команды по очереди передают дубинки, чтобы завершить гонку.
«Реле», встроенные в электрические изделия, работают аналогичным образом; они получают электрический сигнал и отправляют сигнал другому оборудованию, включая и выключая выключатель.

Например, когда вы нажимаете кнопку на пульте дистанционного управления для просмотра телевизора, он посылает электрический сигнал на «реле» внутри телевизора, включая основное питание. Существуют различные типы реле, которые используются во многих приложениях для управления разным количеством токов и количеством цепей.

Типы и классификация электрических реле

Релейную технологию

можно разделить на две основные категории: подвижные контакты (механическое реле) и неподвижные контакты (реле MOS FET, твердотельное реле).

Подвижные контакты

(механическое реле)

Этот тип реле имеет контакты, которые механически приводятся в действие для размыкания / замыкания под действием магнитной силы для переключения сигналов, токов и напряжений в положение ВКЛ или ВЫКЛ.

Без подвижных контактов

(реле MOS FET, твердотельное реле)

В отличие от механических реле, этот тип реле не имеет подвижных контактов, а вместо этого использует полупроводниковые и электрические переключающие элементы, такие как симистор и МОП-транзистор.При работе этих электронных схем сигналы, токи и напряжения включаются или выключаются электронным способом.

Устройство электрического реле и принципы работы

1. Механическое реле

Базовая конструкция механических реле

Реле состоит из катушки, которая принимает электрический сигнал и преобразует его в механическое действие, и контактов, размыкающих и замыкающих электрическую цепь.

Принцип действия механических реле

Рассмотрим подробнее, как включается лампа с помощью переключателя и реле.

Для перехода к следующему слайду: Щелкните мышью.

2. Реле MOS FET

Базовая структура реле MOS FET

Реле

MOS FET — это полупроводниковое реле, в выходных элементах которого используются силовые MOS FET. Реле
MOS FET состоит из следующих трех компонентов:

1. LED (светодиод) микросхема
Микросхема КПК
2. (фотодиодная матрица)

   * Фотодиодная матрица (солнечная батарея + цепь управления)

Микросхема
3. MOS FET

   * Металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор (металл, оксид, полупроводник, полевой, эффектный, транзистор)

Принцип работы реле MOS FET

Реле

MOS FET работают в соответствии со следующими принципами.

Для перехода к следующему слайду: Щелкните мышью.

Электрическое реле Характеристики и механизм

1. Характеристики электрического реле

Механическое реле

Одной из основных характеристик механического реле является физическое расстояние между катушкой и контактным элементом для достижения соответствующего уровня изоляции (изоляционного расстояния) как на входе, так и на выходе.

Катушка

Электромагнит притягивает якорь.

MOS FET реле

Одной из основных характеристик реле MOS FET является то, что в нем используется полупроводник, поэтому контакты не размыкаются / закрываются механически. В результате преимущества включают уменьшение занимаемой площади, бесшумную работу, более длительный срок службы и устранение необходимости в дополнительном обслуживании.

Реле

Сверхмалый и вес	В дополнение к SSOP и USOP, наш новый сверхкомпактный пакет VSON обеспечивает значительную экономию места для всей системы.
Низкий управляющий ток	Стандартный управляющий ток должен составлять 2-15 мА. Также доступны сверхчувствительные модели с приводными токами от 0,2 мА (макс.), Что позволяет экономить энергию всей системы.
Увеличенный срок службы	В конструкции используется световой сигнал, следовательно, нет контактов; предотвращает сокращение срока службы из-за износа контактов и продлевает срок службы.
Малый ток утечки	MOS FET может выдерживать внешний импульсный ток без добавления демпфирующей цепи.В нормальных условиях ток утечки составляет около 1 нА или ниже, а в закрытом состоянии утечка очень мала. (Модель: G3VM- □ GR □, — □ LR □, — □ PR □, — □ UR □)
Отличная ударопрочность	Все внутренние части изготовлены методом литья, подвижные части не используются; повышает устойчивость к ударам и вибрации.
Бесшумная работа	В отличие от электромеханического реле, реле MOS FET не использует механические контакты; следовательно, отсутствует шум переключения, что способствует бесшумной работе системы.
Высокая изоляция	Обеспечивает электрическую изоляцию входов / выходов путем преобразования сигнала напряжения в световой сигнал для передачи. Стандартные модели выдерживают напряжение 2500 В переменного тока между входом и выходом. Также доступны превосходные продукты, предлагающие 5000 В переменного тока, обеспечивающие высокий уровень изоляции.
Высокоскоростное переключение	Достигает 0,2 мс (SSOP, USOP, VSON) времени переключения; намного более высокая скорость по сравнению с механическим реле (от 3 до 5 мс), что обеспечивает быстрое срабатывание.
Точный контроль аналогового микро-сигнала	По сравнению с симистором, МОП-транзистор значительно уменьшает мертвую зону, позволяя очень мало искажений формы входного сигнала микроаналогового сигнала для правильного преобразования в форму выходного сигнала.

2. Три действия электрических реле

1. Реле пропускает небольшое количество электрического тока для управления сильноточной нагрузкой.

Когда на катушку подается напряжение, через катушку проходит небольшой ток, в результате чего через контакты проходит большее количество тока для управления электрической нагрузкой.

2. Реле посылает различные типы электрических сигналов.

Нагрузки переменного тока также могут электрически управляться (переключаться) от источника постоянного тока.

3. Реле управляет несколькими выходами только с одним входом.

Один входной сигнал катушки может одновременно управлять несколькими независимыми цепями (переключаемыми).

Как работают реле — Инженерное мышление

Изучите основы реле, чтобы понять основные части, различные типы, а также то, как они работают.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть руководство YouTube.

Для всех ваших потребностей в реле ознакомьтесь с Tele Controls, которые любезно спонсировали это видео. Tele Controls — один из ведущих производителей в области автоматизации с 1963 года. Они предлагают одни из лучших решений, когда речь идет о надежных переключающих реле, и гарантируют максимальный срок службы вашего оборудования.

Ознакомьтесь с их ассортиментом переключающих реле, а также подходящими релейными базами и аксессуарами.Вы можете связаться с ними по электронной почте [адрес электронной почты защищен] или через linkedin, чтобы получить бесплатную памятку по настройке реле.

Для получения дополнительной информации нажмите ЗДЕСЬ

Что такое реле и почему мы их используем?

Реле — это переключатель с электрическим управлением. Реле, как правило, используют электромагнит для механического управления переключателем. Однако в более новых версиях будет использоваться электроника, такая как твердотельные реле.

Реле

Реле используются там, где необходимо управлять цепью с использованием сигнала малой мощности или когда несколько цепей должны управляться одним сигналом.Реле обеспечивают полную гальваническую развязку между управляющими и управляемыми цепями.

Реле

часто используются в цепях для уменьшения тока, протекающего через первичный переключатель управления. Выключатель, таймер или датчик относительно низкой силы тока можно использовать для включения и выключения нагрузки с гораздо большей мощностью. Примеры этого мы увидим чуть позже в статье.

Основные части реле

В реле две главные цепи. Первичная и вторичная стороны.

Первичный и вторичный

Первичный контур обеспечивает управляющий сигнал для работы реле. Этим можно управлять с помощью ручного переключателя, термостата или какого-либо датчика. Первичная цепь обычно подключается к источнику постоянного тока низкого напряжения.

Вторичная цепь — это цепь, которая содержит нагрузку, которую необходимо переключать и контролировать. Когда мы говорим о нагрузке, мы имеем в виду любое устройство, потребляющее электричество, например вентилятор, насос, компрессор или даже лампочку.

Объяснение первичной и вторичной обмоток

На первичной стороне мы находим электромагнитную катушку. Это катушка из проволоки, которая создает магнитное поле, когда через нее проходит ток.

Когда электричество проходит по проводу, оно создает электромагнитное поле, мы можем видеть, что, поместив некоторые компасы вокруг провода, когда мы пропускаем ток через провод, компасы меняют направление, чтобы выровняться с электромагнитным полем. Когда мы наматываем провод в катушку, магнитное поле каждого провода объединяется, образуя большее и сильное магнитное поле.Мы можем контролировать это магнитное поле, просто контролируя ток.

Кстати, о том, как работают соленоиды, и даже о том, как сделать соленоид своими руками, мы рассказали в нашей предыдущей статье. Убедитесь, что ЗДЕСЬ .

На конце электромагнита находим якорь. Это небольшой компонент, который поворачивается. Когда электромагнит возбуждается, он притягивает якорь. При обесточивании электромагнита якорь возвращается в исходное положение. Обычно для этого используется небольшая пружина.

К якорю подсоединен подвижный контактор. Когда якорь притягивается к электромагниту, он замыкается и замыкает цепь на вторичной стороне.

Якорь

Как работает электромеханическое реле

У нас есть два типа основных реле: нормально разомкнутые и нормально замкнутые. Существуют и другие типы реле, о которых мы поговорим позже в этой статье.

В нормально разомкнутом типе электричество во вторичной цепи не течет, поэтому нагрузка отключена.Однако, когда ток проходит через первичную цепь, в электромагните индуцируется магнитное поле. Это магнитное поле притягивает якорь и тянет подвижный контактор, пока он не коснется клемм вторичной цепи. Это замыкает цепь и подает электричество на нагрузку.

С нормально закрытым типом. Вторичный контур обычно замкнут, поэтому нагрузка включена. Когда ток проходит через первичную цепь, электромагнитное поле заставляет якорь отталкиваться, что отключает контактор и разрывает цепь, что прекращает подачу электричества на нагрузку.

Как работают твердотельные реле (SSR)

Принцип работы твердотельных реле или SSR аналогичен, но, в отличие от электромеханических реле, у них нет движущихся частей. Твердотельное реле использует электрические и оптические свойства твердотельных полупроводников для выполнения изоляции входа и выхода, а также функций переключения.

В устройствах этого типа мы находим светодиод на первичной стороне вместо электромагнита. Светодиод обеспечивает оптическую связь, направляя луч света через зазор в приемник соседнего фоточувствительного транзистора.Мы контролируем работу этого типа простым включением и выключением светодиода.

SSR

Фототранзистор действует как изолятор и не пропускает ток, если он не подвергается воздействию света. Внутри фототранзистора находятся разные слои полупроводниковых материалов. Есть N-тип и P-тип, которые зажаты вместе. И N-тип, и P-тип изготовлены из кремния, но каждый из них был смешан с другими материалами, чтобы изменить их электрические свойства. N-тип был смешан с материалом, который дает ему много лишних и ненужных электронов, которые могут свободно перемещаться к другим атомам.P-тип был смешан с материалом, в котором меньше электронов, поэтому на этой стороне много пустого пространства, в которое могут перемещаться электроны.

Когда материалы соединяются вместе, возникает электрический барьер, препятствующий течению электронов.

Фототранзистор

Однако, когда светодиод включен, он испускает другую частицу, известную как фотон. Фотон попадает в материал P-типа и сбивает электроны, толкая их через барьер в материал N-типа. Электроны на первом барьере теперь также могут совершать прыжок, и поэтому возникает ток.После выключения светодиода фотоны перестают сталкивать электроны через барьер, и ток на вторичной стороне прекращается.

Итак, мы можем управлять вторичной цепью, просто используя луч света.

Типы реле

Существует множество типов реле, мы рассмотрим несколько основных, а также несколько простых примеров их использования.

Нормально разомкнутые реле

Как мы видели ранее в этой статье, у нас есть простое нормально разомкнутое реле.Это означает, что нагрузка вторичной стороны отключена до тех пор, пока не будет замкнута цепь первичной обмотки. Мы можем использовать это, например, для управления вентилятором, используя биметаллическую полосу в качестве переключателя на первичной стороне. Биметаллическая полоса изгибается при повышении температуры, при определенной температуре замыкает цепь и включает вентилятор, чтобы обеспечить некоторое охлаждение.

Нормально разомкнутые реле

Нормально замкнутые реле

Еще у нас есть нормально замкнутое реле. Это означает, что нагрузка на вторичной стороне обычно включена.Например, мы могли бы управлять простой насосной системой для поддержания определенного уровня воды в резервуаре для хранения. Когда уровень воды низкий, насос включен. Но как только он достигает необходимого предела, он замыкает первичную цепь и отводит контактор, что отключает питание насоса.

Нормально закрытый простой пример

Блокировочное реле

В стандартном нормально разомкнутом реле после обесточивания первичной цепи электромагнитное поле исчезает, и пружина возвращает контактор в исходное положение.Иногда мы хотим, чтобы вторичная цепь оставалась под напряжением после размыкания первичной цепи. Для этого мы можем использовать реле с фиксацией.

Например, когда мы нажимаем кнопку вызова на лифте, мы хотим, чтобы свет на кнопке оставался включенным, чтобы пользователь знал, что лифт идет. Итак, для этого мы можем использовать фиксирующие реле. Есть много различных конструкций для этого типа реле, но в этом упрощенном примере у нас есть 3 отдельные цепи и поршень, который находится между ними. Первый контур — это кнопка вызова.Второй — лампа, а третий — схема сброса.

Блокировочное реле

Когда кнопка вызова нажата, оно замыкает цепь и приводит в действие электромагнит, это подтягивает поршень и замыкает цепь, чтобы включить лампу. Контроллеру лифта также посылается сигнал, чтобы лифт опускался. Кнопка отпускается, это отключает питание исходной цепи, но, поскольку поршень не подпружинен, он остается на месте, а лампа остается включенной.

Когда кабина лифта достигает нижнего этажа, она контактирует с выключателем.Это приводит в действие второй электромагнит и отталкивает поршень, отключая питание лампы.

Таким образом, реле с защелкой

предлагают преимущество наличия «памяти» положения. После активации они останутся в своем последнем положении без необходимости в дальнейшем вводе или токе.

Двухполюсный или однополюсный

Реле могут быть однополюсными или двухполюсными. Термин «полюс» относится к количеству контактов, переключаемых при включении реле. Это позволяет запитать более одной вторичной цепи от одной первичной цепи.

Мы могли бы, например, использовать двухполюсное реле для управления охлаждающим вентилятором, а также сигнальную лампу. И вентилятор, и лампа обычно выключены, но когда биметаллическая полоса в первичной цепи становится слишком горячей, она изгибается, замыкая цепь. Это создает электромагнитное поле и замыкает оба контактора на вторичной стороне, это обеспечивает питание охлаждающего вентилятора, а также сигнальную лампу.

Двухполюсные

Двух- или одинарные реле

Говоря о реле, вы часто будете слышать термин «бросает».Имеется в виду количество контактов или точек подключения. Реле двойного хода объединяет нормально разомкнутую и нормально замкнутую цепи. Реле двойного действия также называется реле переключения, поскольку оно переключает или переключает между двумя вторичными цепями.

В этом примере, когда первичная цепь разомкнута, пружина на вторичной стороне подтягивает контактор к клемме B, запитывая лампу. Вентилятор остается выключенным, потому что цепь не замкнута.

Двойной бросок

Когда первичная сторона находится под напряжением, электромагнит подтягивает контактор к клемме A и отводит электричество, на этот раз запитывая вентилятор и выключая лампу.Таким образом, мы можем использовать этот тип реле для управления различными цепями в зависимости от события.

Двухполюсное реле двойного выброса

Двухполюсное, двухпозиционное реле или DPDT используется для управления 2 состояниями в 2 отдельных цепях.

Здесь мы видим реле DPDT. когда первичная цепь не завершена, клеммы T1 и T2 подключаются к клеммам B и D соответственно. Красный светодиод и световой индикатор горят.

Double Pole Double Throw

Когда первичная цепь замкнута, то T1 и T2 подключаются к клеммам A и C, вентилятор включается и загорается зеленый светодиод.

Глушители (диоды с маховиком)

При работе с электромагнитами необходимо учитывать обратную ЭДС или электродвижущую силу. Когда мы запитываем катушку, электромагнитное поле нарастает до максимальной точки, магнитное поле накапливает энергию. Когда мы отключаем питание, электромагнитное поле коллапсирует и очень быстро высвобождает эту накопленную энергию, это коллапсирующее поле продолжает толкать электроны, поэтому мы получаем обратную ЭДС. Это нехорошо, потому что это может вызвать очень большие всплески напряжения, которые повредят наши цепи.

Супрессорный диод

Чтобы преодолеть это, мы можем использовать что-то вроде диода, чтобы подавить это. Диод пропускает ток только в одном направлении, поэтому при нормальной работе ток течет к катушке. Но когда мы отключаем питание, обратная ЭДС будет выталкивать электроны, и поэтому диод теперь будет обеспечивать катушкой путь для безопасного рассеивания энергии, чтобы не повредить наши цепи.

---

---

.

No related posts.