Thể loại: Bài viết nổi bật » Điện tử thực hành
Số lượt xem: 51598
Bình luận về bài viết: 6
Mạch điều khiển đèn chùm hai dây sử dụng chất bán dẫn
Phần đầu tiên của bài viết: Làm thế nào để điều khiển một đèn chùm trong hai dây. Mạch chuyển tiếp.
Một kỹ sư giỏi, một kỹ sư điện tử, nói rằng, nếu, được cho là có một rơle trong mạch, thì nó cần phải được cải thiện. Và người ta không thể không đồng ý với điều này: tài nguyên truyền động tiếp xúc của các tiếp điểm rơle chỉ vài trăm, có thể hàng ngàn lần, trong khi một bóng bán dẫn hoạt động ở tần số ít nhất 1 KHz tạo ra 1000 công tắc mỗi giây.
Mạch Transitor hiệu ứng trường
Đề án này đã được đề xuất trong tạp chí "Radio" số 9 năm 2006. Nó được thể hiện trong Hình 1.
Thuật toán của mạch giống như trong hai phần trước: với mỗi lần nhấp ngắn hạn của công tắc, một nhóm đèn mới được kết nối. Chỉ trong các chương trình đó có một nhóm, và trong cả hai.
Dễ dàng thấy rằng cơ sở của mạch là một bộ đếm hai chữ số được tạo ra trên chip K561TM2, chứa 2 D - flip-flop trong một vỏ. Các trình kích hoạt này chứa bộ đếm nhị phân hai chữ số thông thường, có thể được tính theo thuật toán 00b, 01b, 10b, 11b và một lần nữa theo cùng thứ tự 00b, 01b, 10b, 11b ... đánh số Bit nhỏ nhất trong các số này tương ứng với đầu ra trực tiếp của kích hoạt DD2.1 và bit cao cấp hơn với đầu ra trực tiếp DD2.2. Mỗi đơn vị trong những con số này chỉ ra rằng bóng bán dẫn tương ứng đang mở và nhóm đèn tương ứng được kết nối.
Do đó, thuật toán sau đây để bật đèn được thu được. Đèn EL1 tỏa sáng ngay khi công tắc SA1 đóng lại. Khi nhấn công tắc nhanh, đèn sẽ sáng trong các kết hợp sau: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL3 & EL4); (EL1 & EL2 & EL3 & EL4).
Để thực hiện chuyển đổi theo thuật toán đã chỉ định, cần áp dụng các xung đếm cho đầu vào C của bit có trọng số thấp nhất của bộ đếm DD2.1 tại thời điểm mỗi lần nhấp của công tắc SA1.
Hình 1. Mạch điều khiển của đèn chùm trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường
Quản lý quầy
Nó được thực hiện bởi hai xung. Đầu tiên trong số chúng là xung đặt lại bộ đếm và thứ hai là xung đếm chuyển đổi đèn.
Bộ đếm xung đặt lại
Khi bạn bật thiết bị sau khi tắt máy lâu (ít nhất 15 giây) tụ điện điện phân C1 xả hoàn toàn. Khi đóng công tắc SA1, điện áp dao động từ cầu chỉnh lưu VD2 có tần số 100 Hz qua điện trở R1 tạo ra các xung điện áp giới hạn bởi diode Zener VD1 ở mức 12 V. Với các xung này, một tụ điện điện phân C1 bắt đầu sạc qua diode tách rời VD4. Tại thời điểm này, chuỗi vi sai C3, R4 tạo ra xung mức cao tại R - đầu vào của bộ kích hoạt DD2.1, DD2.2 và bộ đếm được đặt lại về trạng thái 00. Transitor VT1, VT2 bị đóng, vì vậy khi bạn bật đèn chùm lần đầu tiên, đèn EL2 ... EL4 không sáng. Chỉ đèn EL vẫn bật, vì nó được bật trực tiếp bằng công tắc.
Đếm xung
Thông qua diode VD3, các xung được tạo ra bởi diode zener VD1 sạc cho tụ điện C2 và duy trì nó ở trạng thái tích điện. Do đó, đầu ra yếu tố logic DD1.3 mức logic thấp.
Khi bộ ngắt mạch SA1 được mở trong một thời gian ngắn, điện áp gợn từ bộ chỉnh lưu dừng lại. Do đó, tụ điện C2 có thể phóng điện, sẽ mất khoảng 30ms và mức logic cao được thiết lập ở đầu ra của phần tử DD1.3 - sự sụt giảm điện áp được hình thành từ mức thấp đến mức cao hoặc thường được gọi là cạnh tăng của xung. Chính mặt trước đang lên này đặt bộ kích hoạt DD2.1 về một trạng thái duy nhất, chuẩn bị bật đèn.
Nếu bạn nhìn kỹ vào hình ảnh trong sơ đồ D, một bộ kích hoạt, bạn có thể nhận thấy rằng đầu vào đồng hồ C của nó bắt đầu bằng một phân đoạn nghiêng đi từ trái sang phải - sang phải.Đoạn này chỉ ra rằng kích hoạt được kích hoạt ở đầu vào C dọc theo cạnh tăng của xung.
Đây là thời gian để gọi lại tụ điện điện phân C1. Được kết nối thông qua một diode tách rời VD4, nó chỉ có thể được thải qua các vi mạch DD1 và DD2, nói cách khác, để duy trì chúng trong tình trạng hoạt động trong một thời gian. Câu hỏi là bao lâu?
Chip của dòng K561 có thể hoạt động trong phạm vi điện áp cung cấp 3 ... 15V và ở chế độ tĩnh, dòng điện tiêu thụ của chúng được tính theo đơn vị microamp. Do đó, trong thiết kế này, sự phóng điện hoàn toàn của tụ điện xảy ra không sớm hơn sau 15 giây và sau đó, nhờ vào điện trở R3.
Do tụ C1 gần như không được xả, khi công tắc SA1 đóng lại, xung đặt lại không được tạo ra bởi chuỗi C3, R4, do đó bộ đếm vẫn ở trạng thái mà nó nhận được sau xung đếm tiếp theo. Đổi lại, một xung đếm được tạo ra tại thời điểm mở SA1, mỗi lần tăng trạng thái của bộ đếm lên một. Sau khi đóng SA1, điện áp lưới được đặt vào mạch và đèn EL1 và đèn EL2 ... EL4 sáng lên theo trạng thái bộ đếm.
Với sự phát triển hiện đại của các công nghệ bán dẫn, các tầng chính (chuyển mạch) thực hiện trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường (MOSFET). Làm các khóa như vậy trên các bóng bán dẫn lưỡng cực hiện được coi là không đơn giản. Trong mạch này, đây là các bóng bán dẫn loại BUZ90A, cho phép bạn điều khiển đèn sợi đốt có công suất lên tới 60 W và khi sử dụng đèn tiết kiệm năng lượng, công suất này là quá đủ.
Một lược đồ tùy chọn khác
Hình 2 cho thấy một biến thể có thể có của lược đồ vừa xem xét.
Hình 2. Mạch điều khiển của đèn chùm 5 (3) -x
Thay vì bộ đếm trên D-flip-flop, thanh ghi thay đổi K561IR2 được sử dụng trong mạch. Trong một vỏ của microcircuit chứa 2 thanh ghi như vậy. Chỉ có một được sử dụng trong mạch, kết luận của nó trong mạch được hiển thị trong ngoặc. Việc thay thế như vậy được phép giảm nhẹ số lượng dây dẫn được in trên bảng hoặc đơn giản là tác giả không có chip khác. Nhưng nói chung, bên ngoài, không có gì thay đổi trong hoạt động của mạch.
Logic của thanh ghi ca rất đơn giản. Mỗi xung đến đầu vào C chuyển nội dung của đầu vào D sang đầu ra 1 và cũng thực hiện dịch chuyển thông tin theo thuật toán 1-2-4-8.
Vì trong mạch này, đầu vào D được hàn đơn giản vào nguồn cung cấp + của vi mạch (nhật ký không đổi. Đơn vị), các đơn vị sẽ xuất hiện ở đầu ra ở mỗi xung cắt ở đầu vào C. Do đó, việc đánh lửa của đèn xảy ra theo trình tự: 0000, 0001, 0011, 0000. Nếu bạn không quên đèn EL1, thì với nó, trình tự chuyển đổi sẽ như sau: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL2 & EL3).
Tổ hợp 0000 đầu tiên sẽ xuất hiện khi đèn chùm ban đầu được bật dưới ảnh hưởng của xung đặt lại được tạo bởi chuỗi vi sai C3, R4, như trong sơ đồ trước. Tổ hợp số 0 cuối cùng cũng sẽ xuất hiện do thiết lập lại thanh ghi, nhưng chỉ lần này tín hiệu đặt lại sẽ đi qua diode VD4, ngay khi đầu ra 4 xuất hiện tín hiệu logic 1, tức là ở lần nhấp thứ tư của công tắc.
Các phần tử còn lại của mạch đã quen thuộc với chúng ta từ mô tả của phần trước. Một máy tạo xung cắt được lắp ráp trên chip K561LA7 (trước đó là LA9 ba đầu vào, cũng được bật bằng biến tần) và tụ điện điện phân C1 hoạt động như một nguồn năng lượng cho các chip trong một cú nhấp chuột ngắn của công tắc. Các khóa đầu ra là tất cả các MOSFET giống nhau, mặc dù là một loại IRF740 khác, thường không thay đổi gì cả.
Mạch điều khiển thyristor
Vì một số lý do, các mạch trước đã chuyển đổi đèn bằng cách sử dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường, mặc dù thyristor và triacs. Một mạch sử dụng thyristor được hiển thị trong Hình 3.
Hình 3. Mạch điều khiển của đèn chùm trên thyristors
Như trong các sơ đồ trước, một đèn EL3 bật đơn giản khi đóng công tắc SA1. Nhóm đèn EL1, EL2 bật khi bật công tắc SA1. Đề án hoạt động như sau.
Khi SA1 được đóng lần đầu tiên, đèn EL3 sẽ sáng lên, đồng thời, điện áp dao động từ cầu chỉnh lưu qua điện trở R4 được cung cấp cho bộ ổn áp được tạo ra trên diode Zener VD1 và tụ C1, được nạp nhanh vào điện áp ổn định của diode zener. Điện áp này được sử dụng để cấp nguồn cho chip DD1.
Đồng thời, tụ điện điện phân C2 bắt đầu sạc qua điện trở R2, và không nhanh lắm. Tại thời điểm này, đầu ra của phần tử DD1.1 là mức cao, sạc cho tụ điện C3, do đó có một điểm cộng ở phía bên phải của nó theo sơ đồ.
Ngay khi điện tích của tụ điện C3 đạt đến mức của một đơn vị logic, mức thấp sẽ xuất hiện ở đầu ra của phần tử DD1.1, nhưng tại các đầu vào của các phần tử DD1.2 DD1.3, do tụ điện C3 và diode tách rời VD4, mức cao sẽ vẫn còn. Do đó, ở đầu ra 4 và 10 của phần tử DD1, mức thấp được giữ, giữ cho bóng bán dẫn VT1 đóng. Thyristor VS1 cũng được đóng lại, vì vậy đèn không sáng.
Với một cú nhấp chuột ngắn vào công tắc SA1, tụ điện C1 phóng điện đủ nhanh, do đó ngắt kết nối vi mạch. Hằng số phóng điện của tụ C2 cao hơn nhiều, với các chỉ số được chỉ định trên mạch trong ít nhất 1 giây. Do đó, tụ điện C3 sẽ nhanh chóng sạc lại theo hướng ngược lại - cộng sẽ nằm trên lớp lót bên trái của nó theo sơ đồ.
Nếu trong thời gian chưa đến một giây, đã đến lúc bật lại đèn chùm, thì ở đầu vào của phần tử DD1.1 do tụ C1 không có thời gian để phóng điện, mức điện áp cao sẽ xuất hiện và ở đầu vào của các phần tử DD1.2, DD1.3 thấp, được đặt theo hướng của điện tích. Ở đầu ra 4 và 10 của phần tử DD1, một mức cao được thiết lập, mở bóng bán dẫn VT1, và đến lượt nó là thyristor VS1, đốt cháy đèn EL1, EL2. Trong tương lai, trạng thái này của phần tử DD1 được duy trì bằng phản hồi thông qua điện trở R3.
Điều khiển vi điều khiển của đèn chùm
Đề án trên vi điều khiển Không phải không có lý do được coi là khá đơn giản trong thiết kế mạch. Bằng cách thêm một số lượng nhỏ tệp đính kèm, bạn có thể có được một thiết bị rất chức năng. Thật vậy, cái giá phải trả cho sự đơn giản của mạch như vậy là viết các chương trình mà không có vi điều khiển, thậm chí là rất mạnh, chỉ là một miếng sắt. Nhưng với một chương trình tốt, mảnh sắt này trong một số trường hợp trở thành một tác phẩm nghệ thuật.
Mạch điều khiển của đèn chùm trên vi điều khiển được hiển thị trong Hình 4.
Hình 4. Mạch điều khiển đèn chùm trên vi điều khiển
Giống như tất cả các lần trước, mạch chỉ được điều khiển bởi một công tắc mạng SW1. Các lần nhấp của công tắc không chỉ cho phép bạn chọn số lượng đèn được bật, mà để bật chúng một cách trơn tru, hãy đặt độ sáng mong muốn của ánh sáng. Ngoài ra, nó cho phép bạn mô phỏng sự hiện diện của mọi người trong nhà - bật và tắt ánh sáng theo một thuật toán nhất định. Như một thiết bị bảo mật đơn giản.
Ngoài ra bài viết: Cách sửa chữa đèn chùm Trung Quốc - câu chuyện về một lần sửa chữa.
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: