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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Танкер на поводке у змея 02.08.2003 Гамбургский предприниматель Штефан Враге предлагает использовать для судовождения тягу воздушного змея. Еще сто лет назад, в 1903 году, один французский спортсмен пересек Ла-Манш на лодке, которую тянул змей, а в наши дни змей может быть высокотехнологичным. Враге намерен сделать надувной змей размером с футбольное поле, наполненный гелием. На высоте 500 метров при подходящем ветре он разовьет тягу до 30 тонн, что позволит тянуть на прочном синтетическом канате танкер, контейнеровоз или лайнер. Управлять змеем будет компьютер. Такой воздушный змей обойдется примерно в миллион евро, но за счет экономии топлива ежедневно сбережет до 14 тысяч евро. Система должна быть готова к 2005 году.

Другие интересные новости:

▪ Оптоэлектронное реле серии FTR-SL

▪ ЦРУ рассматривает использование микроволновок и утюгов для шпионажа

▪ Новый способ отталкивать лед

▪ Воспоминания заставляют нас забывать

▪ Телевидение и школьные оценки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы. Подборка статей

▪ статья Каждый воин должен понимать свой маневр. Крылатое выражение

▪ статья Что представляет собой водка? Подробный ответ

▪ статья Река Амазонка. Чудо природы

▪ статья 7-канальное СДУ на светодиодах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны. Допустимые длительные токи для неизолированных проводов и шин. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025