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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Новые стандарты Ethernet 17.01.2014 Организация IEEE заявила о запуске трёх новых проектов, которые помогут стандартам Ethernet адекватно отвечать на современные вызовы. Все три спецификации будут разрабатываться под эгидой известного комитета IEEE 802.3. Суть работы состоит в добавлении в базовый стандарт Ethernet целого ряда поправок и усовершенствований, что позволит использовать его в различных приложениях. Кроме того, IEEE будет активно обговаривать перспективы разворачивания сети следующего поколения Ethernet Passive Optical Network (NG-EPON). Несмотря на появление разнообразных сетевых технологий, Ethernet остаётся ведущим стандартом. В одном только 2012 году было использовано более 1,2 млрд Ethernet-портов для установки сетевых соединений (400 млн проводных и 800 млн беспроводных), согласно данным IDC. Изначально Ethernet был нацелен на традиционные настольные компьютеры, принтеры, серверные системы, другие устройства локальной сети, но позже этот популярный стандарт нашел гораздо более широкое применение, в том числе в сетях дата-центров, планшетах, смартфонах, инфраструктуре энергоснабжения, "умных" счетчиках, персональных медицинских приборах, "интеллектуальных" автомобилях. Черновой стандарт IEEE P802.3br будет разрабатываться с учетом особых требований для аудио и видео приложений, автомобильной отрасли, промышленной автоматизации, транспортной сферы. Эта версия будет нацелена на обеспечение минимальных задержек и эффективное управление потоками трафика на одном и том же физическом соединении (тогда как другие решения требуют параллельного использования нескольких соединений). Проект IEEE P802.3bt запущен с целью предложить более эффективное решение для приложений Power-over-Ethernet (PoE, подача электропитания по сети Ethernet). Этот стандарт будет использоваться в камерах систем безопасности, видеофонах, цифровых киосках и POS-терминалах, тонких клиентах, точках доступа, ноутбуках и других. Развитие PoE также выбрано для версии IEEE P802.3bu. В данном случае речь идёт о добавлении поддержки технологии PoE в терминальное оборудование (DTE, Data Terminal Equipment) с использованием всего одной витой пары Ethernet. Также IEEE заявила о разворачивании Ad Hoc-сети NG-EPON, которая будет тестироваться на скоростях свыше 10 Гбит/с. NG-EPON придёт на смену текущей версии EPON.

Другие интересные новости:

▪ Употребление сыра может помочь сбросить вес

▪ Компьютер, работающий на воде

▪ Голограмму можно потрогать

▪ Электрорюкзаки для солдат

▪ Новая электроника выдержит радиацию и нагрев

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструменты и механизмы для сельского хозяйства. Подборка статей

▪ статья Земля, как есть, обильна, порядка только нет. Крылатое выражение

▪ Каковы были итоги борьбы за независимость британских колоний? Подробный ответ

▪ статья Оператор на КПП. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Солнечная жаровня. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ антенна с вертикальной поляризацией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026