Квазисенсорные релейные переключатели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

При изготовлении одного из устройств мне понадобился трехпозиционный переключатель на три направления (3П3Н). Устройство это малогабаритное и легкое, поэтому одним из главных требований к переключателю было минимальное усилие переключения. Механические переключатели (галетные, кнопочные, движковые) этому требованию не отвечали. Выход из положения я нашел в изготовлении коммутационного узла с нужной схемой переключения на основе электромагнитных реле и микропереключателей.

Рис. 1

Схема релейного переключателя 3П3Н показана на рис. 1. Управляется он тремя кнопками (SB1-SB3), а коммутация осуществляется двумя реле (K1, K2) с четырьмя группами переключающих контактов каждое, причем одна из них используется для самоблокировки реле, а остальные три - для коммутации цепей основного устройства. Питается переключатель от бестрансформаторного узла, содержащего балластный конденсатор C1, выпрямительный мост VD1-VD4 и конденсатор фильтра C2. Резистор R1 ограничивает бросок тока через диоды моста в момент включения, выходное напряжение ограничено стабилитроном VD5.

При подаче питания выключателем SA1 основного устройства на выходе узла питания переключателя появляется напряжение примерно 50 В. Через нормально замкнутые контакты K1.1 и светодиод HL1 протекает ограниченный резистором R2 ток около 4 мА. Реле K1 и K2 обесточены. Светит светодиод HL1, индицируя положение "1" переключателя. При нажатии на кнопку SB2 срабатывает реле K1. Контактами K1.1 оно самоблокируется, т. е. остается включенным после отпускания кнопки. Через резистор R3 и зажегшийся светодиод HL2 протекает ток, превышающий ток отпускания реле. Контакты K1.2- K1.4 переключаются в положение "2".

При нажатии на кнопку SB3 реле K2 самоблокируется контактами K2.1 и зажигается светодиод HL3, контактами K2.2- K2.4 переключатель переводится в положение "3". Переход в положение "1" производится нажатием на кнопку SB1, обесточивающую обмотки реле K1 и K2. Схема коммутации переключателя изображена в левой нижней части рис. 1.

К деталям особых требований не предъявляется. Конденсатор С1 - пленочный помехоподавляющий. Его можно заменить двумя включенными последовательно конденсаторами К73-17 емкостью 0,47 мкФ с номинальным напряжением 630 В. Конденсатор C2 - оксидный К50-35 или импортный, резисторы - любого типа. Стабилитрон VD5 заменим цепью из нескольких включенных последовательно маломощных стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 45.50 В. Реле K1 и K2 - РЭС22 (паспорт РФ4.500.130 или исполнение РФ4.523.023-06). Их рабочее напряжение - 48 В, сопротивление обмотки - 2250... 2875 Ом, ток срабатывания и отпускания - соответственно 10,5 и 2,5 мА. В качестве кнопок SB1 - SB3 применены микропереключатели МП3-1. Светодиоды HL1-HL3 - любые диаметром 3 мм, желательно повышенной яркости свечения.

Детали переключателя смонтированы на той же универсальной макетной плате, что и основное устройство. К выводам реле припаяны отрезки медного луженого провода диаметром 0,5.0,6 мм. Эти новые выводы вставлены в отверстия макетной платы и после максимально возможного приближения реле к плате припаяны к ее контактным площадкам. В пространство между корпусом реле и платой посредством пистолета введено несколько крупных капель термоклея. После его остывания получилась жесткая и механически прочная конструкция. Такой способ монтажа реле позволил избежать изготовления кронштейна для его крепления и применения жгута из полутора десятков проводов для его подключения.

Рис. 2

Для экономии места на передней панели толкатели кнопок SB1-SB3 изготовлены с использованием светодиодов HL1-HL3. Подобная конструкция кнопок описана в заметке О. Шайды "Кнопка - из светодиода" ("Радио", 1995, № 9, с. 45). Примененные автором втулки найти не удалось, поэтому вместо них были использованы отрезки исписанного стержня диаметром 4,5 мм от гелевой авторучки. В одном конце отрезков 3 (рис. 2) сделаны диаметральные прорези глубиной 3 мм, с другой стороны внутрь вставлены выводы светодиода 2 до упора корпуса светодиода в торец отрезка. Выводы 5 светодиода выведены наружу через прорези, и отрезок заглушен каплей термоклея 4. После его застывания торец подравнен скальпелем. В завершение светодиоды вставлены в предусмотренные для этого отверстия в панели управления устройством 1, а их выводы соединены отрезками гибкого монтажного провода МГТФ 0,07 с соответствующими контактными площадками платы. Такое конструктивное исполнение весьма удобно - светящаяся после нажатия кнопка индицирует положение переключателя. Если корпус светодиода выполнен из бесцветной пластмассы, то для увеличения угла излучения светодиода его необходимо сделать матовым, обработав мелкозернистой ("микронной") наждачной бумагой.

Переключатель, как показала практика, получился удачным - эргономичным, надежным и удобным при монтаже, поэтому я широко применял его в своих конструкциях. При изготовлении одного из последующих устройств выявился запас мощности у блока питания, поэтому было решено изготовить переключатель с цифровой индикацией включенного положения.

Рис. 3

Схема этого варианта переключателя показана на рис. 3. Работает он так. После включения питания реле К1 и К2 остаются выключенными, так как ток через их обмотки, определяемый сопротивлением резисторов R2 и R9, равен примерно 3 мА, что меньше тока срабатывания, но больше тока отпускания. Это положение "1" переключателя, о чем свидетельствует цифра 1, высвечиваемая на индикаторе HG1 (напряжение на его элементы "b" и "c" поступает через токоограничивающие резисторы R3, R4). При нажатии на кнопку SB2 ее контакты замыкают резистор R2, ток через обмотку реле K1 возрастает, и оно срабатывает. После отпускания кнопки реле остается включенным, так как ток через обмотку превышает ток отпускания. Переключившиеся контакты K1.1 снимают напряжение с элемента "с" и подают его на элементы "e" и (через диод VD7) "a", "d", "g", поэтому индикатор HG1 высвечивает цифру 2. Аналогично при нажатии на кнопку SB3 срабатывает и остается во включенном состоянии реле K2, переводя переключатель в положение "3", в котором напряжение на соответствующие элементы индикатора подается через контакты K2.1 и диоды VD6, VD8. В исходное положение "1" переключатель возвращают, разорвав цепь питания реле K1 и K2 кнопкой SB1. Схема коммутации этого переключателя такая же, что и переключателя по схеме на рис. 1. Для управления переключателем использованы малогабаритные кнопки, демонтированные из старой оргтехники.

При повторном изготовлении этого устройства столкнулся с затруднением - не оказалось под рукой кнопки с размыкающим (нормально замкнутым) контактом, в то время как мембранных кнопок с замыкающим (нормально разомкнутым) контактом от старой видеотехники имелось в избытке. Под эти кнопки схема была изменена, как показано на рис. 4 (схема коммутации осталась прежней).

Рис. 4

В этом переключателе при включении питания током, протекающим через стабилитрон VD5, открывается транзистор VT1, но оба реле, как и в предыдущем варианте, остаются выключенными, так как протекающий через их обмотки ток лишь не намного превышает ток отпускания. В положение "2" переключатель переводят нажатием на кнопку SB2, в положение "3" - на кнопку SB3. Для перехода в положение "1" кнопкой SB1 замыкают эмиттерный переход транзистора VT1. При этом транзистор закрывается и реле возвращаются в исходное состояние "1". Для индикации положений переключателя можно использовать как цифровой индикатор, так и отдельные светодиоды, включив их последовательно с токоограничивающими резисторами в цепях обмоток реле, как показано на рис. 1.

Подбирая замену транзистору КТ815Г, необходимо учитывать, что для надежной работы переключателя допустимое напряжение U^ транзистора должно быть не менее 80 В.

Рис. 5

В некоторых случаях, например, при дистанционном управлении переключением желательно пользоваться одной кнопкой, последовательно (по кольцу) проходя все положения. Схема такого переключателя показана на рис. 5. На резисторах R2, R3 и конденсаторе С4 выполнен узел подавления "дребезга" контактов кнопки SB1, работающий следующим образом.

При включении питания на стабилитроне VD9 появляется напряжение около 9 В, используемое для питания микросхемы DD1. Конденсатор С4 остается разряженным. При нажатии на кнопку SB1 в момент первого касания контактов кнопки конденсатор С4 мгновенно заряжается через резистор R3. Дальнейший дребезг контактов кнопки не влияет на выходное напряжение, так как конденсатор С4 разряжается через резистор R2 значительно большего сопротивления. Триггер DD1.1 переключается в момент перепада напряжения на входе синхронизации (вывод 3). Транзистор VT2 переключается в два раза чаще, чем транзисторы VT1 и VT3. При нажатиях на кнопку SB1 коммутационный узел проходит поочередно все возможные состояния: реле обесточены, сработало реле K1, сработало реле K2, реле обесточены и т. д. Состояние устройства отображается цифровым индикатором, включенным в соответствии со схемой на рис. 2.

Как и в предыдущем варианте переключателя, допустимое напряжение U^ транзисторов VT1 и VT3 должно быть не менее 80 В.

Рис. 6

При необходимости, используя еще одно реле и дополнительную кнопку, можно собрать переключатель на четыре положения и три направления (рис. 6), который может найти применение, например, для переключения диапазонов в генераторе или частотомере. В него также можно ввести цифровую индикацию положения, внеся соответствующие изменения в схему включения элементов индикатора.

P.S. Описанным в статье переключателям 3П3Н свойствен недостаток, заключающийся в том, что после установки в положение "3", в котором оба реле включены, их можно переключить только в положение "1" (возврат в положение "2"невозможен). Аналогично после установки переключателя 4П3Н в положение "4", когда включены все три реле, вернуться в положение "2" или "3" можно, только предварительно "побывав " в положении "1".

Примененные автором реле РЭС22 (паспорт РФ4.500.130) заменимы реле этого типа исполнения РФ4.523.023-02, однако ток отпускания у них больше (3,5 вместо 2,5 мА), поэтому сопротивление включенных последовательно с их обмотками резисторов необходимо уменьшить с 13 до 9,1 кОм

Автор: К. Мороз

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Установлено новое значение верхнего предела массы нейтрино 23.12.2019 Международная группа исследователей при помощи нового высокочувствительного спектрометра нашла новое значение верхнего предела массы неуловимых частиц нейтрино. До недавнего времени считалось, что частицы нейтрино вообще не обладают массой, но результаты некоторых исследований указывают на ошибочность такого суждения. И, естественно, следующим логичным шагом должно стать определение этой массы, а делается это путем постепенного сужения диапазона между верхним и нижним пределом этого значения. Ученым уже достаточно давно удалось найти доказательства тому, что таинственные частицы нейтрино существуют в реальности, их количество, согласно предположениям, в миллиард раз превышает количество атомов во Вселенной. Однако, несмотря на такое изобилие этих частиц, ученым удалось добиться лишь незначительных успехов в изучении их свойств. А эти свойства должны заключать в себе очень многое для нашего понимания физики процессов, происходящих на самом маленьком уровне. Вернемся к измерению массы нейтрино. В настоящее время для этого существует три разных метода. В первом методе используется анализ космического сверхвысокочастотного фонового излучения, во втором методе ученые ищут очень редкие случаи безнейтринного двойного бета-распада определенных элементарных частиц, и третий метод заключается в попытках прямых измерений массы нейтрино экзотическими способами, не опирающимися ни на одну из существующих теоретических моделей. Именно этот третий метод измерения массы нейтрино был использован учеными, работающими в рамках эксперимента KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment), проводимого исследователями из Технологического института Карлсруэ в Германии. Ключевым инструментом этого эксперимента является огромный 200-тонный электронный спектрометр, который используется для изучения распада трития, радиоактивного изотопа водорода. Когда тритий распадается, он порождает единственный электрон и нейтрино в одно время. Знание начальной энергии трития и измерения энергии этого электрона с помощью высокочувствительного спектрометра позволяет вычислить массу нейтрино с достаточно высокой точностью, превышающей точность предыдущих подобных измерений. Собранные во время эксперимента данные указали на то, что значение верхнего предела массы нейтрино составляет 1.1 электронвольта, что равно приблизительно половине от значения, определенного ранее. И это, можно сказать, очень малая масса, которая в 500 тысяч раз меньше массы электрона, которого также нельзя назвать большой и тяжелой частицей.

Другие интересные новости:

▪ Модуль памяти для смартфонов UFS 4.0 1 ТБ

▪ Клыкач дальнего плавания

▪ Открыто новое экзотическое состояние материи

▪ Сверхбыстрые фотонные провода

▪ Системная плата Gigabyte Z590 Aorus Tachyon

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Переговорные устройства. Подборка статей

▪ статья Картошка для борьбы с накипью. Советы домашнему мастеру

▪ статья Кто сделал первый двигатель? Подробный ответ

▪ статья Промывание желудка. Медицинская помощь

▪ статья Электронная мигалка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Порванное - целое! Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025