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:

Связь между кофе, жиром и половыми гормонами 12.09.2026

Кофе давно стал привычной частью повседневной жизни миллионов людей. Его чаще всего связывают с повышением бодрости и улучшением концентрации, однако воздействие этого напитка на организм значительно сложнее. В последние годы специалисты все чаще изучают возможные связи между употреблением кофе, обменом веществ и гормональной регуляцией. Новое исследование ученых из Финляндии позволило обнаружить несколько любопытных закономерностей, касающихся жировой ткани, мышечной массы и половых гормонов. Исследователи из Университета Оулу проанализировали данные 2264 человек в возрасте 46 лет. Участники отличались по привычному количеству потребляемого кофе, и ученые сопоставили эти сведения с показателями состава тела, обмена глюкозы и инсулина, а также концентрациями половых гормонов. Полученные результаты указывают на связь между более высоким употреблением кофе и некоторыми особенностями метаболического профиля. При этом специалисты подчеркивают, что обнаруженные закономерности еще не дока ...>>

Умные паруса для торгового флота 12.09.2026

Морское судоходство остается одной из важнейших составляющих мировой экономики, но его зависимость от ископаемого топлива создает серьезные экологические и экономические проблемы. Поэтому разработчики судовых технологий ищут способы использовать возобновляемые источники энергии непосредственно во время плавания. Одним из наиболее перспективных направлений считается применение ветра, однако для его широкого внедрения недостаточно просто установить на судне парус или роторный движитель. Норвежская компания Kongsberg Maritime и консорциум морских предприятий и научно-исследовательских организаций решили объединить ветровую тягу с интеллектуальными системами управления судном в рамках проекта WINTEGRATE. Главная задача новой инициативы заключается в ускорении внедрения ветровых движительных систем, известных как WAPS, в коммерческое судоходство. Участники проекта рассчитывают добиться заметного сокращения расхода топлива и связанных с ним выбросов, сделав энергию ветра практичным дополн ...>>

Картофель фри и риск диабета 11.09.2026

Картофель давно стал одним из наиболее распространенных продуктов питания в мире, однако отношение к нему со стороны специалистов по питанию остается неоднозначным. Сам овощ содержит полезные питательные вещества, но его воздействие на организм во многом определяется тем, что происходит с ним во время приготовления. Новое крупное исследование Гарвардской школы общественного здоровья им. Т.Х. Чана показывает, что особенно заметную роль в этом вопросе может играть способ термической обработки. Картофель занимает важное место и в рационе жителей США: в среднем один американец съедает около 22 килограммов этого овоща в год. Исследователи решили выяснить, одинаково ли различные блюда из картофеля связаны с риском развития заболеваний. Результаты работы были опубликованы в научном журнале BMJ и показали существенную разницу между привычными способами приготовления одного и того же продукта. Наиболее неблагоприятный результат специалисты обнаружили для картофеля фри. У людей, которые уп ...>>

Случайная новость из Архива Суточные ритмы мозга меняются с возрастом 03.01.2016 Множество молекулярных и клеточных процессов, биохимических реакций подчиняются биологическим часам, из которых самые известные - циркадные, или суточные. День и ночь сменяют друг друга в 24-часовом цикле, и многие живые существа адаптировались к такому положению дел. Как они работают, мы все хорошо знаем: утром мы просыпаемся, а вечером нас клонит в сон - вот самое очевидное проявление циркадных ритмов. Похожие вещи происходят и с другими высшими функциями мозга, и с гормональной системой, и с пищеварительной, и с обменом веществ, и т. д. Считается, что во всех клетках и органах есть свои биологические часы, которые обладают известной самостоятельностью, однако все они так или иначе сверяют свою работу с часами в мозге. Однако, как и прочие системы организма, биологические часы меняются со временем, то есть, проще говоря, стареют. Например, с возрастом человек начинает меньше спать, начинает раньше просыпаться по утрам, а температура его тела, которая тоже подчиняется суточным ритмам, уже не меняется днем и ночью так же сильно, как в молодости. Очевидно, какие-то возрастные изменения касаются генов, контролирующих биологические часы, но что это за изменения, что именно происходит с циркадными генами - особенно с теми, которые работают в мозге - до сих пор мало что известно. Исследователи из Питтсбургского университета сравнили образцы мозга у почти полутора сотен человек, которые были либо не старше 40 лет, либо старше 60. Образцы брали лишь у тех, у кого было известно время смерти и у кого не было психоневрологических болезней - ни у них самих, ни у членов семей. Нейробиологов интересовали изменения в активности генов, работающих в префронтальной коре (которая, как известно, отвечает за высшие когнитивные функции) и демонстрирующих суточные изменения в активности. Таких набралось целых 245; соотнеся уровень РНК, считанной с конкретного гена, или белка, который он кодирует, с временем смерти, можно было определить его активность, а потом, сравнив образцы у разновозрастных людей, можно было понять, как активность этого гена изменилась с возрастом. У людей помоложе все классические циркадные гены работали с четко выраженным ритмом, однако со временем у многих из них ритм сглаживался, то есть в разное время суток они начинали работать одинаково. Но при том в функционировании у некоторых генов, которые раньше не зависели от времени суток, вдруг появлялись суточные изменения. Иными словами, не стоит говорить о том, что генетическая активность в мозге меняется только в одну сторону, что все суточно-циклические гены постепенно утрачивают цикличность - действительная картина на самом деле сложнее. Конечно, можно было предположить, что и проблемы со сном, и приступы плохого настроения, и быстрая усталость от умственной работы у пожилых людей связаны с разрегулированной системой суточных ритмов, и что все сводится к возрастным изменениям в активности тех или иных генов. Однако хорошо бы знать, что это за гены и что и именно с ними происходит, и важный шаг здесь, как видим, уже сделан. Возможно, в будущем можно будет продлить здоровую жизнь мозга до самой глубокой старости, просто восстанавливая правильную работу его биологических часов.

Другие интересные новости:

▪ Энергию можно хранить в воздухе

▪ Солнечный ветер создает электрический заряд на Фобосе

▪ Один укол избавит от никотиновой зависимости

▪ Спектрометр в кармане

▪ Новая система швартовки судов с помощью мощных электромагнитов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Как об стенку (стену) горох. Крылатое выражение

▪ статья Являются ли крысы вредителями? Подробный ответ

▪ статья Машинист дорожного катка. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Дежурный режим в СВ радиостанции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Звуковой пробник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026