Электронные выключатели и переключатели, реле времени (К561ТМ2, CD4060)

Рассмотрено 6 принципиальных схем самодельных электронных выключателей и реле времени, выполненных на основе микросхем К561ТМ2 и CD4060, описана их работа и возможности по применению. В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре, в основном, электронные выключатели, либо и электронный и механический.

Электронный выключатель управляется обычно одной кнопкой, — одно нажатие, и аппарат включен, при следующем нажатии -выключен. Реже бывают с двумя кнопками, — одна для включения, вторая для выключения.

Электронный выключатель в радиоэлектронной аппаратуре в подавляющем большинстве случаев входит в состав контроллера управления, управляющего и другими функциями аппарата.

Но, если нужно оборудовать электронным выключателем какое-то устройство, самодельное или у которого не предусмотрен электронный выключатель, это можно по одной из приводимых здесь схем, на основе микросхемы КМОП-логики и мощного полевого ключевого транзистора.

Выключатель управляемый одной кнопкой

Первая схема простого выключателя, управляемого одной кнопкой приведена на рисунке 1. Мощный полевой транзистор VТ1 выполняет функции электронного ключа, а управляет им D-триггер микросхемы К561ТМ2.

Данная схема, как и все последующие, потребляет минимальный ток, измеряемый единицами микроампер, и поэтому, практически не оказывает влияния на расход источника питания.

Рис. 1. Схема простого электронного выключателя, управляемого одной кнопкой.

Для того чтобы в момент подключения источника питания нагрузка не включилась сама здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние.

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку не поступает.

При этом, на инверсном выходе триггера будет напряжение логического нуля. Оно через резистор R3, с небольшой задержкой, поступает на вход «D» триггера.

Теперь, при нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в логический нуль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

Теперь на инверсном выходе триггера -единица. Эта единица, с небольшой задержкой, через резистор R3 поступает на вход «D» триггера.

Теперь, при следующем нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в единицу. Единица на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 падает до величины, недостаточной для открывания полевого транзистора VТ1. Нагрузка выключается.

Электронный переключатель двух нагрузок

Но не всегда требуется именно выключатель, бывает что нужен переключатель. На рисунке 2 показана схема электронного переключателя двух нагрузок. Главное отличие от схемы на рис.1 в том, что здесь два мощных полевых транзистора.

Для того чтобы в момент подключения источника питания схема устанавливалась в одно известное положение, то есть, в данном случае, нагрузка 1 выключена, нагрузка 2 включена, здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние. То есть, на его прямом выходе — единица, на инверсном — ноль.

При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, питание на нагрузку 1 не поступает. А напряжение между истоком и затвором транзистора VТ2 будет достаточным для его открывания, и транзистор откроется, поступит питание на нагрузку 2.

Рис. 2. Схема простого самодельного электронного переключателя двух нагрузок.

При этом, нуль с инверсного выхода триггера через резистор R3, с небольшой задержкой, поступает на вход «D» триггера. Теперь, при нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в логический нуль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ 1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку 1 поступает питание.

Но транзистор VТ2 при этом закрывается, и нагрузка 2 выключается. Таким образом, при каждом нажатии кнопки S1 происходит переключение нагрузок.

Несколько слов, о назначении цепи C2-R3 в схемах на рис.1 и рис.2. Дело в том, что кнопка -это механические контакты, которые соединяются механически, и здесь практически не возможно обойтись без дребезга контактов. И чем больше износ кнопки, тем сильнее проявляется дребезг её контактов.

Поэтому, как при нажатии кнопки, так и при её отпускании, может формировать не один импульс, а целая серия коротких импульсов. И это может привести к многократному переключению триггера, и в результате, установке его в произвольное состояние. Чтобы такого не происходило здесь есть цепь C2-R3.

Она несколько задерживает приход логического уровня с инверсного выхода триггера на его вход «D». Поэтому, пока длится дребезг контактов, напряжение на входе «D» не меняется, и импульсы дребезга на состояние триггера не влияют.

Выключатель с двумя кнопками

Как уже отмечено выше, электронные выключатели бывают как с одной кнопкой, так и с двумя, — одна для включения, другая для выключения. На рисунке 3 показана схема именно выключателя.

Рис. 3. Схема электронного выключателя нагрузки с двумя кнопками.

Здесь точно так же, мощный полевой транзистор VТ1 выполняет функции электронного ключа, а управляет им триггер микросхемы К561ТМ2. Только работает он не как D-триггер, а как RS-триггер. Для этого его входы «С» и «D» соединены с общим минусом питания (то есть, на них всегда логические нули).

Для того чтобы в момент подключения источника питания нагрузка не включилась сама здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние.

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VT1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку не поступает.

Для включения нагрузки служит кнопка S1. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT1.

На нагрузку поступает питание. Для того, чтобы выключить нагрузку нужно нажать кнопку S2. При её нажатии триггер переключается в положение «S», то есть, на его прямом выходе устанавливается логическая единица.

Единица на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 падает до величины, недостаточной для открывания полевого транзистора VT1. Нагрузка выключается.

Две кнопки и две нагрузки

Электронный переключатель с двумя кнопками работает логичнее однокнопочного, во всяком случае понятно, что одна кнопка включается одну нагрузку, а другая — другую нагрузку. На рисунке 4 показана схема двухкнопочного электронного переключателя двух нагрузок.

Рис. 4. Схема электронного переключателя с двумя кнопками для двух нагрузок.

Для того чтобы в момент подключения источника питания схема устанавливалась в одно известное положение, то есть, в данном случае, нагрузка 1 выключена, нагрузка 2 включена, здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние. То есть, на его прямом выходе — единица, на инверсном — ноль.

При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VT1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 1 не поступает.

А напряжение между истоком и затвором транзистора VT2 будет достаточным для его открывания, и транзистор откроется, поступит питание на нагрузку 2. Для включения нагрузки 1 служит кнопка 51. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT1. На нагрузку поступает питание.

При этом, на инверсном выходе триггера присутствует логическая единица. Напряжение между истоком и затвором транзистора VT2 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 2 не поступает.

Для включения нагрузки 2 служит кнопка 52. При её нажатии триггер переключается в положение «S», то есть, на его инверсном выходе устанавливается логический ноль. Логический нуль на затворе VT2 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT2 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT2.

На нагрузку 2 поступает питание. При этом, на прямом выходе триггера присутствует логическая единица. Напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 1 не поступает.

Электронное реле времени

Но понадобиться могут не только выключатели и переключатели, но реле времени. На рисунке 5 показана схема электронного реле времени, которое включает нагрузку при нажатии кнопки S1, а выключает её примерно через 30 секунд.

Рис. 5. Схема электронного реле времени для включения нагрузки при нажатии кнопки и выключения через 30 секунд.

Реле времени запускается кнопкой S1. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ 1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

В то же время, логическая единица с инверсного выхода начинает через резистор R2 медленно заряжать конденсатор С1. Время включенного состояния нагрузки истекает тогда, когда конденсатор С1 зарядится до напряжения, которое будет понято микросхемой как логическая единица. Тогда триггер установится в состояние «S».

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор закроется, -питание на нагрузку выключится. Время включенного состояния нагрузки зависит от цепи C1-R2.

Реле времени на 8 часов

Изменением составляющих этой цепи можно изменять это время в широких пределах, но очень большого времени выдержки достигнуть сложно. На рисунке 6 показана схема реле времени на цифровой микросхеме, время включенного состояния нагрузки в котором составляет около 8 часов.

Рис. 6. ЁПринципиальная схема реле времени на цифровой микросхеме, которое включает нагрузку на 8 часов.

Реле времени запускается кнопкой S1. При её нажатии счетчик микросхемы D1 переключается в нулевое состояние, то есть, на всех его выходах устанавливается логический ноль, в том числе и на самом старшем выходе D14. Откуда он поступает на затвор VТ1.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

Далее, счетчик начинает отсчитывать время, считая импульсы, которые вырабатывает его встроенный мультивибратор. Спустя заданное время на выводе 3 устанавливается логическая единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор закроется, — питание на нагрузку выключится.

В то же время, логическая единица через диод VD3 поступает на вывод 11 D1 и блокирует внутренний мультивибратор микросхемы. Генерация импульсов прекращается. Во всех схемах для подачи питания на нагрузку используются транзисторы IRFR5505. Это ключевой полевой транзистор с допустимым током коллектора 18А и сопротивлением в открытом состоянии 0,1 От.

Открывается транзистор при напряжении на затворе не ниже 4,25V. Поэтому и минимальное напряжение питания в схемах указано 5V, так сказать, чтобы точно хватило. Но, при напряжении питания схемы до 7V и при большом токе нагрузки транзистор все же открывается не полностью.

И сопротивление его канала существенно больше 0,1 Ом, поэтому, при питании ниже 7V ток нагрузки не должен превышать 5А. При питании же более высоким напряжением, ток может быть до 18А. Так же нужно учесть, что при токе нагрузки более 4А транзистору нужен будет радиатор для отвода тепла. Одно из свойств таких транзисторов, -это относительно большая емкость затвора.

И именно этого боятся микросхемы КМОП — относительно большой емкости на выходе. Потому что, хотя статическое сопротивление затвора и стремится к бесконечности, но при изменении напряжения на затворе возникает существенный бросок тока на заряд / разряд его емкости.

В очень редких случаях это повреждает микросхему, гораздо чаще это приводит к сбоям в работе микросхемы, особенно триггеров и счетчиков. Чтобы этих сбоев не происходило между выходами микросхем и затворами транзисторов в этих схемах включены токоограничивающие резисторы, например, R4 в схеме на рис.1. Плюс два диода, ускоряющих заряд / разряд емкости затвора.

Литовкин С. Н. РК-08-17.

Литература: И. Нечаев. — Электронный выключатель. Р-02-2004.

Выключатели на транзисторах — RadioRadar

Основное назначение транзисторных выключателей, схемы которых предлагаются вниманию читателей, — включение и выключение нагрузки постоянного тока. Кроме этого, он может выполнять ещё дополнительные функции, например, индицировать своё состояние, автоматически отключать нагрузку при разрядке аккумуляторной батареи до предельно допустимого значения или по сигналу датчиков температуры, освещённости и др. На базе нескольких выключателей можно сделать переключатель. Коммутация тока осуществляется транзистором, а управление осуществляется одной простой кнопкой с контактом на замыкание. Каждое нажатие на кнопку изменяет состояние выключателя на противоположное.

Описание аналогичного выключателя было приведено в [1], но там для управления применены две кнопки. К достоинствам предлагаемых выключателей можно отнести бесконтактное подключение нагрузки, практически отсутствие потребляемого тока в выключенном состоянии, доступные элементы и возможность применения малогабаритной кнопки, занимающей мало места на панели прибора. Недостатки — собственный потребляемый ток (несколько миллиампер) во включённом состоянии, падение напряжения на транзисторе (доли вольта), необходимость принятия мер для защиты от импульсных помех надёжного контакта во входной цепи (может самопроизвольно выключаться при кратковременном нарушении контакта).

Схема выключателя показана на рис. 1. Принцип его работы основан на том, что у открытого кремниевого транзистора напряжение на переходе база-эмиттер транзистора — 0,5…0,7 В, а напряжение насыщения коллектор-эмиттер может быть 0,2…0,3 В. По сути, это устройство представляет собой триггер на транзисторах с разной структурой, управляемый одной кнопкой. После подачи питающего напряжения оба транзистора закрыты, а конденсатор C1 разряжен. При нажатии на кнопку SB1 ток зарядки конденсатора С1 открывает транзистор VT1, и следом за ним откроется транзистор VT2. При отпускании кнопки транзисторы остаются во включённом состоянии, питающее напряжение (за вычетом падения напряжения на транзисторе VT1) поступает на нагрузку и продолжится зарядка конденсатора С1. Он зарядится до напряжения, немногим большем, чем напряжение на базе этого транзистора, поскольку напряжение насыщения коллектор-эмиттер меньше напряжения база-эмиттер.

Рис. 1. Схема выключателя

Поэтому при следующем нажатии на кнопку напряжение база-эмиттер на транзисторе VT1 будет недостаточным для поддержания его в открытом состоянии и он закроется. Следом закроется транзистор VT2, и нагрузка обесточится. Конденсатор С1 разрядится через нагрузку и резисторы R3-R5, и выключатель вернётся в исходное состояние. Максимальный коллекторный ток транзистора VT1 I_к зависит от коэффициента передачи тока h_21Э и базового тока I_б: I_к = I_б · h_21Э. Для указанных на схеме номиналов и типов элементов этот ток — 100…150 мА. Чтобы выключатель работал нормально, ток, потребляемый нагрузкой, должен быть меньше этого значения.

У этого выключателя есть две особенности. Если на выходе выключателя будет короткое замыкание, после кратковременного нажатия на кнопку SB1 транзисторы на короткое время откроются и затем, после зарядки конденсатора С1, закроются. При уменьшении выходного напряжения примерно до 1 В (зависит от сопротивлений резисторов R3 и R4) транзисторы также закроются, т. е. нагрузка будет обесточена.

Второе свойство выключателя можно использовать для построения разрядного устройства для отдельных Ni-Cd или Ni-Mh аккумуляторов до 1 В перед составлением их в батарею и дальнейшей общей зарядке. Схема устройства показана на рис. 2. Выключатель на транзисторах VT1, VT2 подключает к аккумулятору разрядный резистор R6, параллельно которому подключён преобразователь напряжения [2], собранный на транзисторах VT3, VT4, питающий светодиод HL1. Светодиод индицирует состояние процесса разрядки и является дополнительной нагрузкой аккумулятора. Резистором R8 можно изменять яркость свечения светодиода, вследствие этого изменяется потребляемый им ток. Так можно производить корректировку разрядного тока. По мере разрядки аккумулятора снижается напряжение на входе выключателя, а также на базе транзистора VT2. Резисторы делителя в цепи базы этого транзистора подобраны так, что при напряжении на входе 1 В напряжение на базе уменьшится настолько, что транзистор VT2 закроется, а вслед за ним и транзистор VT1 — разрядка прекратится. При указанных на схеме номиналах элементов интервал регулировки тока разрядки — 40…90 мА. Если резистор R6 исключить, разрядный ток можно менять в интервале от 10 до 50 мА. При использовании сверхъяркого светодиода это устройство можно применить для построения карманного фонаря с защитой аккумулятора от глубокой разрядки.

Рис. 2. Схема разрядного устройства

На рис. 3 показано ещё одно применение выключателя — таймер. Он был использован мною в портативном приборе — испытателе оксидных конденсаторов. В схему дополнительно введён светодиод HL1, который индицирует состояние устройства. После включения загорается светодиод и конденсатор C2 начинает заряжаться обратным током диода VD1. При определённом напряжении на нём откроется транзистор VT3, который закоротит эмиттерный переход транзистора VT2, что приведёт к выключению устройства (светодиод погаснет). Конденсатор C2 быстро разрядится через диод VD1, резисторы R3, R4 и выключатель вернётся в исходное состояние. Время выдержки зависит от ёмкости конденсатора С2 и обратного тока диода. При указанных на схеме элементах оно составляет около 2 мин. Если взамен конденсатора С2 установить фоторезистор, терморезистор (или другие датчики), а взамен диода — резистор, получим устройство, которое будет выключаться при изменении освещённости, температуры и т. п.

Рис. 3. Схема таймера

Если в нагрузке есть конденсаторы большой ёмкости, выключатель может не включиться (это зависит от их ёмкости). Схема устройства, лишённого этого недостатка, показана на рис. 4. Добавлен ещё один транзистор VT1, который выполняет функцию ключа, а два других транзистора управляют этим ключом, чем исключается влияние нагрузки на работу выключателя. Но при этом потеряется свойство не включаться при наличии в цепи нагрузки короткого замыкания. Светодиод выполняет аналогичную функцию. При указанных на схеме номиналах деталей ток базы транзистора VT1 — около 3 мА.

Рис. 4. Схема устройства

Были опробованы несколько транзисторов КТ209К и КТ209В в качестве ключа. Они имели коэффициенты передачи тока базы от 140 до 170.

При токе нагрузки 120 мА падение напряжения на транзисторах было 120…200 мВ. При токе 160 мА — 0,5…2,2 В. Использование в качестве ключа составного транзистора КТ973Б позволило значительно увеличить допустимый ток нагрузки, но падение напряжения на нём было 750…850 мВ, и при токе 300 мА транзистор слабо грелся. В выключенном состоянии потребляемый ток настолько мал, что измерить его с помощью мультиметра DT830B не удалось. При этом транзисторы предварительно не отбирались ни по каким параметрам.

На рис. 5 представлена схема трёхканального зависимого переключателя. В ней объединены три выключателя, но при необходимости их число может быть увеличено. Кратковременное нажатие на любую из кнопок вызовет включение соответствующего выключателя и подключение соответствующей нагрузки к источнику питания. Если нажать на какую-либо другую кнопку, включится соответствующий выключатель, а предыдущий выключится. Нажатие на следующую кнопку включит следующий выключатель, а предыдущий опять отключится. При повторном же нажатии на ту же кнопку последний работающий выключатель выключится, и устройство возвратится в исходное состояние — все нагрузки будут обесточены. Режим переключения обеспечивает резистор R5. При включении какого-либо выключателя напряжение на этом резисторе возрастает, что приводит к закрыванию включённого ранее выключателя. Сопротивление этого резистора зависит от тока, потребляемого самими выключателями, в данном случае его значение — около 3 мА. Элементы VD1, R3 и С2 обеспечивают прохождение разрядного тока конденсаторов С3, С5 и С7. Через резистор R3 конденсатор С2 разряжает в паузах между нажатиями на кнопку. Если эту цепь исключить, останутся только режимы включения и переключения. Заменив резистор R5 проволочной перемычкой, получим три независимо работающих устройства.

Рис. 5. Схема трёхканального зависимого переключателя

Переключатель предполагалось применить в коммутаторе телевизионных антенн с усилителями, но с появлением кабельного телевидения необходимость в нём отпала, и проект не был реализован на практике.

В выключателях могут быть применены транзисторы самых разных типов, но они должны соответствовать определённым требованиям. Во-первых, все они должны быть кремниевыми. Во-вторых, транзисторы, коммутирующие ток нагрузки, должны иметь напряжение насыщения U_{к-э нас} не более 0,2…0,3 В, максимальный  допустимый ток коллектора I_кмакс должен быть в несколько раз больше коммутируемого тока, а коэффициент передачи тока h_21э достаточный, чтобы при заданном токе базы транзистор находился в режиме насыщения. Из имеющихся у меня в наличии транзисторов хорошо зарекомендовали себя транзисторы серий КТ209 и КТ502, несколько хуже — серий КТ3107 и КТ361.

Сопротивления резисторов можно изменять в значительных пределах. Если требуется большая экономичность и не нужна индикация состояния выключателя, светодиод не устанавливают, а резистор в цепи коллектора VT3 (см. рис. 4) можно увеличить до 100 кОм и более, но надо учесть, что при этом уменьшится базовый ток транзистора VT2 и максимальный ток в нагрузке. Транзистор VT3 (см. рис. 3) должен иметь коэффициент передачи тока h_21э более 100. Сопротивление резистора R5 в зарядной цепи конденсатора С1 (см. рис. 1) и аналогичных ему в других схемах может быть в интервале 100…470 кОм. Конденсатор C1 (см. рис. 1) и аналогичные ему в других схемах должны быть с малым током утечки, желательно применить оксиднополупроводниковые серии К53, но можно применять и оксидные, при этом сопротивление резистора R5 должно быть не более 100 кОм. При увеличении ёмкости этого конденсатора уменьшится быстродействие (время, по истечении которого устройство можно выключить после включения), а если уменьшить — снизится чёткость в работе. Конденсатор C2 (см. рис. 3) — только оксидно-полупроводниковый. Кнопки — любые малогабаритные с самовозвратом. Катушка L1 преобразователя (см. рис. 2) применена от регулятора линейности строк чёрно-белого телевизора, хорошо работает преобразователь и с дросселем на Ш-образном магнитопроводе от КЛЛ. Можно также воспользоваться рекомендациями, приведёнными в [2]. Диод VD1 (см. рис. 5) может быть любым маломощным, как кремниевым, так и германиевым. Диод VD1 (см. рис. 3) должен быть обязательно германиевым.

Налаживания требуют устройства, схемы которых показаны на рис. 2 и рис. 5, остальные в налаживании не нуждаются, если нет особых требований и все детали исправны. Для налаживания разрядного устройства (см. рис. 2) потребуется источник питания с регулируемым напряжением на выходе. Прежде всего, взамен резистора R4 временно устанавливают переменный резистор сопротивлением 4,7 кОм (в максимум сопротивления). Подключают источник питания, предварительно установив на его выходе напряжение 1,25 В. Включают разрядное устройство нажатием на кнопку и устанавливают с помощью резистора R8 требуемый ток разрядки. После этого устанавливают на выходе источника питания напряжение 1 В, и с помощью добавочного переменного резистора добиваются выключения устройства. После этого надо несколько раз проверить напряжение выключения. Для этого необходимо увеличить напряжение на выходе источника питания до 1,25 В, включить устройство, затем необходимо плавно уменьшать напряжение до 1 В, наблюдая момент выключения. Затем измеряют введённую часть дополнительного переменного резистора и заменяют его постоянным с таким же сопротивлением.

Во всех других устройствах также можно реализовать аналогичную функцию выключения при снижении входного напряжения. Налаживание производится аналогично. При этом то обстоятельство, что вблизи точки выключения транзисторы начинают закрываться плавно и ток в нагрузке тоже будет плавно уменьшаться. Если в качестве нагрузки будет радиоприёмник, то это проявится как уменьшение громкости. Возможно, рекомендации, описанные в [1], помогут решить эту проблему.

Налаживание переключателя (см. рис. 5) сводится к временной замене постоянных резисторов R3 и R5 на переменные с сопротивлением в 2…3 раза больше. Последовательно нажимая на кнопки, с помощью резистора R5 добиваются надёжной работы. После этого повторными нажатиями на одну и ту же кнопку с помощью резистора R3 добиваются надёжного выключения. Затем переменные резисторы заменяют постоянными, как сказано выше. Для повышения помехоустойчивости параллельно резисторам R7, R13 и R19 надо установить керамические конденсаторы ёмкостью несколько нанофарад.

Литература

1. Поляков В. Электронный выключатель защищает аккумуляторную батарею. — Радио, 2002, № 8, с. 60.

2. Нечаев И. Электронная спичка. — Радио, 1992, № 1, с. 19-21.

Автор: В. Булатов, пгт Новый Свет, Донецкая обл., Украина

5 интересных схем триггеров — включение/выключение нагрузки с помощью кнопки

Пять простых, но эффективных схем электронных тумблеров-триггеров можно построить на основе IC 4017, IC 4093 и IC 4013. Мы увидим, как их можно реализовать. для попеременное включение реле , которое, в свою очередь, переключает электронную нагрузку, такую ​​как вентилятор, освещение или любое подобное устройство, одним нажатием кнопки.

Что такое триггерная схема

Триггерная релейная схема работает на основе концепции бистабильной схемы , в которой она имеет две стабильные ступени либо ВКЛ, либо ВЫКЛ. При использовании в схемах практических приложений он позволяет подключенной нагрузке попеременно переключаться из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ и наоборот в ответ на внешний триггер переключения ВКЛ/ВЫКЛ.

В наших следующих примерах мы научимся создавать триггерные релейные схемы на основе 4017 IC и 4093 IC. Они предназначены для реагирования на чередующиеся триггеры с помощью кнопки и, соответственно, переключения реле и нагрузки попеременно из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ и наоборот.

Добавив всего несколько других пассивных компонентов, можно настроить схему так, чтобы она точно переключалась между последующими входными триггерами вручную или электронным способом.

Им можно управлять с помощью внешних триггеров вручную или с помощью электронного столика.

1) Простая схема электронного триггерного переключателя с использованием IC 4017

Первая идея говорит о полезной схеме электронного триггерного переключателя, построенной на основе IC 4017. Количество компонентов здесь минимально, а получаемый результат всегда до отметка.

Обращаясь к рисунку, мы видим, что микросхема подключена в своей стандартной конфигурации, т.е. высокий логический уровень на ее выходе смещается с одного вывода на другой под влиянием приложенных часов на ее выводе № 14.

Альтернативное переключение на его тактовом входе распознается как тактовый импульс и преобразуется в требуемое переключение на его выходных контактах. Всю операцию можно понять по следующим пунктам:

• Список деталей
  • R4 = 10K,
  • R5 = 100K,
  • R6, R7 = 4K7,
  • C6, C7 = 10 мкФ/028 В, 908 1000 мкФ/25 В,
  • C10 = 0,1, ДИСК,
  • ВСЕ ДИОДЫ 1N4007,
  • IC = 4017,
  • T1 = BC 547, T2 = BC 557,
  • IC2 = 7812
  • ТРАНСФОРМАТОР = 0–12 В, 500 мА, ВХОД В СООТВЕТСТВИИ С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ОБЛАСТИ.

  Как это работает

  Мы знаем, что в ответ на каждый импульс высокого логического уровня на выводе № 14 выходные контакты IC 4017 последовательно переключаются с № 3 на № 11 в следующем порядке: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 и 11.

  Однако этот процесс можно остановить в любой момент и повторить, просто подключив любой из вышеуказанных контактов к контакту сброса № 15.

  Например (в В данном случае) вывод № 4 микросхемы подключен к выводу № 15, поэтому последовательность будет ограничена и будет возвращаться в исходное положение (вывод № 3) каждый раз, когда последовательность (логический высокий уровень) достигает контакта № 4 и цикл повторяется.

  Это просто означает, что теперь последовательность переключается с контакта № 3 на контакт № 2 в обратном и обратном порядке, что представляет собой типичное действие переключения. Работа этой схемы электронного тумблера может быть дополнительно понята следующим образом:

  Каждый раз, когда положительный триггер подается на базу T1, он проводит и притягивает контакт № 14 IC к земле. Это переводит IC в режим ожидания.

  В момент снятия триггера T1 перестает проводить ток, на контакт № 14 теперь мгновенно поступает положительный импульс от R1. Микросхема распознает это как тактовый сигнал и быстро переключает свой выход с исходного вывода №3 на вывод №2.

  Следующий импульс дает тот же результат, так что теперь выходной сигнал смещается с контакта №2 на контакт №4, но поскольку контакт №4 подключен к контакту сброса №15, как объяснялось, ситуация возвращается к контакту №3 (начальный точка).

  Таким образом, процедура повторяется каждый раз, когда T1 получает триггер либо вручную, либо через внешнюю цепь.

  Видеоклип:

  Модернизация схемы для управления более чем одной нагрузкой

  Теперь давайте посмотрим, как описанную выше концепцию IC 4017 можно модернизировать для управления 10 возможными электрическими нагрузками с помощью одной кнопки.

  Эту идею предложил г-н Дирадж.

  Цели и требования схемы

  Я Дхирадж Патхак из штата Ассам, Индия.

  В соответствии с приведенной ниже диаграммой должны выполняться следующие операции:

  • Переключатель переменного тока S1 при первом включении, нагрузка переменного тока 1 должна включиться и оставаться во включенном состоянии до тех пор, пока S1 не будет выключен. . Нагрузка переменного тока 2 должна оставаться отключенной во время этой операции
  • Во второй раз, когда S1 снова включается, нагрузка переменного тока 2 должна включиться и оставаться включенной до тех пор, пока S1 не будет выключен. Нагрузка переменного тока 1 должна оставаться выключенной во время этой операции
  • В третий раз, когда S1 снова включается, обе нагрузки переменного тока должны включиться и оставаться включенными до тех пор, пока S1 не будет выключен.4. В четвертый раз, когда S1 включен, рабочий цикл должен повториться, как указано в шагах 1, 2 и 3.

  Я намерен использовать этот дизайн в моей единственной гостиной моей съемной квартиры. В помещении скрытая проводка, вентилятор расположен в центре крыши.

  Светильник будет подключен параллельно вентилятору в качестве центрального светильника для комнаты. В центре крыши нет дополнительной розетки. Единственная доступная розетка предназначена для вентилятора.

  Я не хочу прокладывать отдельные провода от распределительного щита к центральному свету. Следовательно, я думаю о разработке логической схемы, которая может определять состояние (вкл./выкл.) источника питания и соответствующим образом переключать нагрузки.

  Для использования центральной подсветки я не хочу постоянно держать вентилятор включенным и наоборот.

  Каждый раз, когда схема включается, последнее известное состояние должно запускать следующую операцию схемы.

  Конструкция

  Ниже показана простая схема электронного переключателя, предназначенная для выполнения вышеупомянутых функций, без микроконтроллера. Выключатель кнопочного типа «звонок» используется для последовательного включения подключенного освещения и вентилятора.

  Конструкция не требует пояснений, если у вас есть какие-либо сомнения относительно описания схемы, пожалуйста, не стесняйтесь получить разъяснения в своих комментариях.

  Электронный переключатель без кнопки

  В соответствии с запросом и отзывами, полученными от г-на Дираджа, вышеуказанная конструкция может быть изменена для работы без кнопки… то есть с использованием существующего переключателя ВКЛ/ВЫКЛ на стороне входа сети для генерации указанных последовательностей переключения.

  Обновленный дизайн можно увидеть на приведенном ниже рисунке:

  Еще одно интересное реле ON OFF с одной кнопкой можно настроить с помощью одной IC 4093. Давайте изучим процедуры со следующим объяснением.

  2) Точная схема Flip Flop CMOS с использованием IC 4093

  IC4093 Подробная информация о динамике

  Список деталей

  • R3 = 10K,
  • R4, R5 = 2M2,
  • R6, R7 = 39K,
  • ,
  • ,
  • ,
  • ,
  • ,
  • ,
  • ,
  ,
  • ,
  • ,
  ,
  • ,
  • ,
  • ,
  • ,
  • ,
  ,
  • . C5 = 0,22, DISC,
  • C6 = 100 мкФ/25 В,
  • D4, D5 = 1N4148,
  • T1 = BC 547,
  • IC = 4093,

  Второй концепт вполне можно составить о второй схеме используя три вентиля IC 4093. Глядя на рисунок, мы видим, что входы N1 и N2 соединены вместе, образуя логические инверторы, как и вентили НЕ.

  Это означает, что любой логический уровень, поданный на их входы, будет инвертирован на их выходах. Кроме того, эти два затвора соединены последовательно, чтобы сформировать конфигурацию защелки с помощью петли обратной связи через R5.

  N1 и N2 мгновенно защелкнутся, как только обнаружат положительный триггер на своем входе. Еще один вентиль N3 введен в основном для того, чтобы поочередно ломать эту защелку после каждого последующего входного импульса.

  Функционирование схемы может быть понято со следующим пояснением:

  Как это работает

  При получении импульса на вход триггера, N1 быстро реагирует, его выход меняет состояние, заставляя N2 также изменить состояние.

  Это приводит к тому, что на выходе N2 устанавливается высокий уровень, обеспечивая обратную связь (через R5) на вход N1, и оба вентиля фиксируются в этом положении. В этом положении выход N2 заблокирован на высоком логическом уровне, предыдущая схема управления активирует реле и подключенную нагрузку.

  Высокий выход также медленно заряжает C4, так что теперь один вход логического элемента N3 становится высоким. В этот момент другой вход N3 удерживается на низком логическом уровне с помощью R7.

  Теперь импульс в точке срабатывания заставит этот вход также на мгновение стать высоким, заставляя его выход стать низким. Это потянет вход N1 на землю через D4, мгновенно сломав защелку.

  Это приведет к тому, что на выходе N2 будет низкий уровень, отключив транзистор и реле. Теперь схема вернулась в исходное состояние и готова к тому, чтобы следующий входной триггер повторил всю процедуру.

  3) Схема триггера с использованием ИС 4013

  Быстрая доступность множества ИС на КМОП сегодня сделала проектирование очень сложных схем детской игрой, и, без сомнения, новые энтузиасты с удовольствием создают схемы с этими великолепными ИС.

  Одним из таких устройств является микросхема IC 4013, которая представляет собой двойную микросхему D-триггера D-типа и может использоваться отдельно для реализации предлагаемых действий.

  Короче говоря, ИС содержит два встроенных модуля, которые можно легко сконфигурировать как триггеры, просто добавив несколько внешних пассивных компонентов.

  IC 4013 Назначение выводов

  IC можно понять по следующим пунктам.

  Каждый отдельный модуль триггера имеет следующие выводы:

  1. Q и Qdash = дополнительные выходы
  2. CLK = тактовый вход.
  3. Данные = Нерелевантный контакт, должен быть подключен либо к положительной линии питания, либо к отрицательной линии питания.
  4. SET и RESET = дополнительные выводы, используемые для установки или сброса условий вывода.

  Выходы Q и Qdash попеременно переключают свои логические состояния в ответ на входы установки/сброса или тактового сигнала.

  Когда на вход CLK подается тактовая частота, выходы Q и Qdash изменяют свое состояние попеременно до тех пор, пока часы продолжают повторяться.

  Аналогичным образом, состояние Q и Qdash можно изменить, вручную подав на контакты установки или сброса положительный источник напряжения.

  Обычно контакт установки и сброса должны быть соединены с землей, когда они не используются.

  На следующей принципиальной схеме показана простая схема IC 4013, которую можно использовать в качестве схемы триггера и применять для предполагаемых нужд.

  При необходимости можно использовать оба, однако, если используется только один из них, убедитесь, что выводы установки/сброса/данных и синхронизации другой неиспользуемой секции заземлены надлежащим образом.

  Пример схемы триггера практического применения можно увидеть ниже, используя описанную выше 4013 IC

  Резервирование при сбое сети и память для схемы Flip Flp

  описанную выше конструкцию 4013, вы можете модернизировать ее с помощью резервного конденсатора, как показано на следующем рисунке:

  Как видно, цепь конденсаторов и резисторов высокой емкости добавлена ​​к клемме питания ИС, а также к паре диодов. чтобы гарантировать, что энергия, накопленная внутри конденсатора, используется только для питания ИС, а не для других внешних каскадов.

  Всякий раз, когда сеть переменного тока выходит из строя, конденсатор емкостью 2200 мкФ постоянно и очень медленно позволяет накопленной энергии достигать контакта питания ИС, поддерживая «живую память» ИС и обеспечивая запоминание положения защелки ИС во время работы сети. недоступен.

  Как только сеть восстанавливается, ИС выполняет первоначальное блокирующее действие на реле в соответствии с предыдущей ситуацией и, таким образом, предотвращает потерю реле предыдущего состояния включения во время отсутствия сети.

  4) Электронный переключатель SPDT 220 В с использованием микросхемы 741

  Тумблер относится к устройству, которое используется для попеременного включения и выключения электрической цепи, когда это необходимо.

  Обычно для таких операций используются механические переключатели, которые широко применяются везде, где требуется электрическое переключение. Однако у механических переключателей есть один большой недостаток: они подвержены износу и склонны к искрообразованию и радиопомехам.

  Описанная здесь простая схема представляет собой электронную альтернативу вышеуказанным операциям. Используя один операционный усилитель и несколько других дешевых пассивных компонентов, можно построить и использовать для указанной цели очень интересный электронный тумблер.

  Хотя в схеме также используется механическое устройство ввода, этот механический переключатель представляет собой крошечный микропереключатель, который просто требует поочередного нажатия для реализации предлагаемых действий переключения.

  Микропереключатель является универсальным устройством, очень устойчивым к механическим воздействиям и поэтому не влияющим на эффективность цепи.

  Как работает схема

  На рисунке показана простая схема электронного тумблера, включающая операционный усилитель 741 в качестве основной части.

  Микросхема сконфигурирована как усилитель с высоким коэффициентом усиления, и поэтому ее выход имеет тенденцию легко переключаться либо на логическую 1, либо на логический 0 попеременно.

  Крошечная часть выходного потенциала подается обратно на неинвертирующий вход операционного усилителя

  При нажатии кнопки C1 соединяется с инвертирующим входом операционного усилителя.

  Предполагая, что на выходе был логический 0, операционный усилитель немедленно меняет состояние.

  C1 теперь начинает заряжаться через R1.

  Однако удерживание переключателя нажатым в течение более длительного периода времени будет заряжать только C1 частично, и только когда он будет отпущен, C1 начнет заряжаться и продолжит заряжаться до уровня напряжения питания.

  Поскольку переключатель разомкнут, теперь C1 отключается, что помогает ему «сохранять» выходную информацию.

  Теперь, если нажать переключатель еще раз, высокий уровень на полностью заряженном C1 становится доступным на инвертирующем входе операционного усилителя, операционный усилитель снова меняет состояние и создает логический 0 на выходе, так что C1 начинает разряжаться доведение положения цепи до исходного состояния.

  Цепь восстановлена ​​и готова к следующему повторению вышеуказанного цикла.

  Выход представляет собой стандартный симисторный триггер, используемый для реагирования на выходы операционного усилителя для соответствующих коммутационных действий подключенной нагрузки.

  Список деталей

  • R1, R8 = 1M,
  • R2, R3, R5, R6 = 10K,
  • R4 = 220K,
  • R7 = 1K
  • C1 = 0,1UF,
  • 7, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C3, C2, C3, C2, C3. /400 В,
  • S1 = кнопка микропереключателя,
  • IC1 = 741
  • Triac BT136

  IC 741 Flip Flop с сенсорными панелями Set/Reset

  IC 741 может также использоваться для создания схемы триггера типа set/reset с использованием двух наборов сенсорных панелей.

  Как показано на рисунке выше, верхние наборы сенсорных панелей могут использоваться для активации выхода 741, который, в свою очередь, включает каскад привода реле и нагрузку.

  При прикосновении к нижней паре сенсорных панелей микросхема IC 741 сбрасывается в исходное состояние, в результате чего выходной сигнал каскада управления реле отключается.

  5) Транзисторный бистабильный триггер

  В этом пятом и последнем, но не менее важном дизайне триггера мы изучим пару схем транзисторных триггеров, которые можно использовать для переключения нагрузки ВКЛ/ВЫКЛ с помощью одной кнопки. Их также называют транзисторными бистабильными схемами.

  Термин «бистабильный транзистор» относится к состоянию схемы, в котором схема работает с внешним триггером, чтобы сделать себя стабильной (постоянно) в двух состояниях: в состоянии ВКЛ и в состоянии ВЫКЛ, отсюда и название «бистабильный», означающее стабильность в любом из состояний ВКЛ/ВЫКЛ. .

  Это стабильное включение/выключение цепи попеременно может быть выполнено с помощью механической кнопки или цифровых входов триггера напряжения.

  Давайте разберем предлагаемые схемы бистабильных транзисторов с помощью следующих двух примеров схем:

  Работа схемы

  В первом примере мы можем видеть простую схему транзистора с перекрестной связью, которая очень похожа на конфигурацию моностабильного мультивибратора, за исключением базу к положительным резисторам, которые здесь намеренно отсутствуют.

  Понять бистабильное функционирование транзистора довольно просто.

  При включении питания, в зависимости от небольшого дисбаланса значений компонентов и характеристик транзистора, один из транзисторов полностью включится, а другой полностью выключится.

  Предположим, мы считаем, что правый транзистор проводит первым, он получит свое смещение через левый светодиод, 1 кОм и конденсатор 22 мкФ.

  Как только правый транзистор полностью переключится, левый транзистор полностью выключится, так как его база теперь будет удерживаться на земле через резистор 10 кОм на коллекторе/эмиттере правого транзистора.

  Вышеупомянутое положение будет удерживаться постоянным и постоянным до тех пор, пока подается питание на цепь или пока не будет нажата кнопка включения.

  При кратковременном нажатии показанной кнопки левый конденсатор 22 мкФ теперь не сможет реагировать, так как он уже полностью заряжен, однако правый 22 мкФ, находящийся в разряженном состоянии, получит возможность свободно проводить ток и обеспечивать более жесткую смещение на левый транзистор, который мгновенно включится, изменив ситуацию в свою пользу, при этом правый транзистор будет вынужден закрыться.

  Вышеупомянутое положение будет сохраняться до тех пор, пока снова не будет нажата кнопка. Переключение можно переключать попеременно с левого транзистора на правый и наоборот, кратковременно нажимая нажимной переключатель.

  Подключенные светодиоды будут загораться попеременно в зависимости от того, какой транзистор становится активным из-за бистабильных действий.

  Принципиальная схема

  Схема транзисторного бистабильного триггера с использованием реле

  В приведенном выше примере мы узнали, как можно заставить пару транзисторов защелкиваться в бистабильных режимах нажатием одной кнопки и использовать их для переключения соответствующих светодиодов и необходимые показания.

  Во многих случаях переключение реле становится необходимым для переключения более тяжелых внешних нагрузок. Та же схема, которая описана выше, может быть применена для активации реле ВКЛ/ВЫКЛ с некоторыми обычными модификациями.

  Глядя на следующую бистабильную конфигурацию транзистора, мы видим, что схема в основном идентична приведенной выше, за исключением правого светодиода, который теперь заменен реле, а значения резисторов были немного скорректированы для обеспечения большего тока, который может потребоваться для активация реле.
  Работа схемы также идентична.

  При нажатии переключателя реле либо выключается, либо включается, в зависимости от исходного состояния цепи.

  Реле можно попеременно переключать из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ простым нажатием прилагаемой кнопки столько раз, сколько необходимо для переключения внешней нагрузки, подключенной к контактам реле, соответственно.

  Bistable Flip Flop Image

  У вас есть еще какие-нибудь идеи по обновлению проектов триггеров, пожалуйста, поделитесь с нами, мы будем очень рады опубликовать их здесь для вас и для удовольствия всех преданных читателей.

  Схема триггера с использованием микросхемы 4027

  После прикосновения к сенсорной панели. Транзистор Т1 (тип p-n-p) начинает работать. Результирующий импульс на входе тактового генератора 4027 имеет очень вялые фронты (из-за CI и C2).

  Соответственно (и необычно) первый J-K-триггер в 4027 затем служит управляющим вентилем Шмитта, превращая очень вялый импульс на своем входе (вывод 13) в плавный электрический сигнал, который можно добавить к следующему триггеру. тактовый вход флопа (вывод 3).

  После этого второй триггер функционирует согласно учебнику, обеспечивая реальный сигнал переключения, который можно использовать для включения и выключения реле через транзисторный каскад T2.

  Реле проводит поочередно, если постучать пальцем по контактной пластине. Ток потребления цепи при выключенном реле менее 1 мА, а при включенном реле до 50 мА. Любое более доступное реле можно использовать до тех пор, пока уровень напряжения катушки составляет 12 В.

  Использование IC 4049

  Триггер установки-сброса Использование IC 4011

  CMOS IC имеют несколько преимуществ по сравнению с TTL. Одной из ключевых особенностей является высокое входное сопротивление. На следующем рисунке пара вентилей ИЛИ-НЕ соединены друг с другом в конфигурации с перекрестной связью для создания триггера. При прикосновении к сенсорной пластине S фоновый шум создает переменное напряжение на входе G1. В течение первого положительного цикла выход G1 становится отрицательным, что приводит к установке триггера в положение SET, включая реле RLA1. Он продолжает гореть до тех пор, пока не будет нажата пластина R или пластина RESET.

  R1 и R2 не следует удалять, поскольку они разряжают любой уровень напряжения, возникающий на пластинах, вскоре после прикосновения к ним, что позволяет триггеру быстро изменять свое состояние.

  R1 и R2 дополнительно защищают от накопления статического заряда, который может привести к повреждению ИС при отключенном питании. Резисторы на 22 МОм трудно достать, поэтому пару резисторов на 10 МОм можно соединить последовательно. Схема триггера может постоянно оставаться включенной, так как миллиметр показывает, что в выключенном положении реле ток абсолютно не потребляется. При снятии реле RLA1 коллектор TR 1 превращается в выход TTL с большим разветвлением. Заземлите входы G3 и G4 на случай, если они не будут использоваться. Сенсорные панели могут быть расположены на расстоянии многих футов от ИС только в том случае, если для соединительных проводов используется экранированное окончание.

  Прочие триггеры и схемы установки/сброса

  В следующих параграфах поясняется еще несколько простых в сборке схем триггеров с использованием вентилей CMOS и операционного усилителя. В первой схеме используется один буферный вентиль от IC 4050. Во второй схеме используется пара элементов от IC 4011

  Использование одного буферного вентиля

  Простую схему триггера или сброса можно легко построить с помощью одного буфера. ворота, такие как от IC 4050.

  Как показано на рисунке выше, вам просто нужен резистор 10 МОм и пара сенсорных площадок для настройки предлагаемой схемы триггера. К выходу триггера можно увидеть каскад драйвера реле для активации действия ВКЛ/ВЫКЛ нагрузки в ответ на прикосновение пальца.

  Схема триггера установки/сброса с использованием двух вентилей И-НЕ

  Если у вас есть всего пара вентилей И-НЕ от ИС, такой как 4011, то вы можете легко построить красивую маленькую схему триггера установки/сброса, как показано на рисунке выше. .

  Прикосновение к верхнему набору сенсорных панелей устанавливает триггер, так что драйвер реле включается.

  Прикосновение к нижнему набору сенсорных панелей сбрасывает триггер таким образом, что драйвер реле выключается.

  Предупреждение: Не забудьте подключить шунтирующий диод к катушке реле для защиты транзистора

  Схема установки/сброса с использованием одной микросхемы 4011

  Если вам не нравится использовать два набора сенсорных панелей и вы ищете схему установки/сброса триггера с одним набором сенсорных панелей, тогда схема будет идеально подходит для ваших нужд.

  Когда сенсорные панели поочередно касаются и отпускают, выходы Q и Qbar попеременно переключаются на высокий и низкий уровень, создавая операцию установки/сброса на выходах. Ступень драйвера реле соответственно включается/выключается.

  Полное руководство по электронным переключателям

  Переключатели замыкают или размыкают соединения в цепи. Они также позволяют пользователям изменять путь текущего потока, прерывая или отклоняя его. Короче говоря, он может подключать и отключать проводящий путь или активировать и деактивировать различные функции цепи. В каждом приложении электроники наличие системы управления жизненно важно. И системы управления не могут выполнять операции без этих переключателей.

  Переключатель работает через контакты; когда контакты соприкасаются, через них может проходить ток. В противном случае по всей цепи не будет протекать ток. Контакты могут работать попеременно, одновременно или последовательно. Переключатель может управляться вручную или электронным способом.

  Ниже приведены схемы разомкнутого и замкнутого выключателя. На этих схемах используется наиболее распространенный переключатель в простых схемах — переключатель SPST. По сути, это диаграммы, показывающие включенное и выключенное состояние схемы.

  Переключатели по типу привода

  Тумблеры

  Переключатели, которые управляются рукоятками или рычагами для управления потоком электрического тока или электрического сигнала, называются тумблерами. Эти переключатели приводятся в действие вручную ручкой или рычагом. Это шарнирный переключатель, который может принимать положения двух состояний – ВКЛ и ВЫКЛ.

  Будучи простыми в эксплуатации, тумблеры используются в различных приложениях. Они используются для коммерческих и бытовых приборов и обычно используются в качестве переключателей управления освещением. Некоторые тумблеры также имеют откидные крышки для защиты или предотвращения ложного переключения. Поскольку это двухпозиционный переключатель, на схемах он обозначается символом SPST, как показано ниже. В приведенных выше примерах схематических диаграмм использовался тумблер.

  Кнопочные переключатели

  Кнопочные переключатели мгновенного действия — это переключатели, которые остаются в определенном состоянии только до тех пор, пока не будут нажаты. Эти переключатели могут быть нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми. На первом изображении ниже показан нормально разомкнутый кнопочный переключатель, а на втором — нормально замкнутый кнопочный переключатель.

  Ниже приведен пример принципиальной схемы с нормально разомкнутым кнопочным выключателем.

  Поворотные переключатели

  Поворотный переключатель — это переключатель, приводимый в действие вращением. Поворотные переключатели имеют вращающийся шпиндель. Как следует из названия, поворотные переключатели управляются поворотом ручки или вращающегося шпинделя. Они движутся по кругу и могут останавливаться в нескольких положениях. Выбор правильного положения активирует соответствующие соединения. Поскольку поворотные переключатели могут иметь много положений, они позволяют соединить конкретную точку с одной из нескольких точек в электронной схеме.

  В то время как поворотные переключатели можно найти на многих типах промышленного оборудования, их также можно найти в потребительском оборудовании, таком как автомобили, для регулировки таких вещей, как скорость вентилятора и таймер стиральной машины. Поскольку сложные операции переключения в настоящее время более доступны и используются, поворотные переключатели становятся менее распространенными. Однако эти переключатели все еще используются и доступны. Ниже приведено схематическое обозначение трехпозиционного поворотного переключателя.

  Магнитные герконы

  Магнитные герконы называются магнитными герконами. Это небольшие электромагнитные переключатели, используемые для управления потоком электричества в цепи. Когда эти устройства подвергаются воздействию магнитного поля, два ферромагнитных материала внутри них сближаются и замыкают переключатель. Без воздействия магнитного поля язычки расходятся, открывая переключатель. Это делает его отличным бесконтактным переключателем.

  Внутренние и оконные датчики для систем охранной сигнализации обычно используют магнитные герконы. Стандартные герконы — SPST. Ниже приведено схематическое обозначение стандартного геркона.

  Ниже приведен пример принципиальной схемы с использованием магнитного геркона.

  DIP-переключатели

  DIP-переключатели или двухрядные переключатели изменяют режим работы устройства посредством его положения. Это ручные электрические выключатели, упакованные группой в стандартную линейную упаковку. Их часто используют в качестве альтернативы перемычкам, потому что с ними проще работать и с меньшей вероятностью они потеряются. DIP-переключатели обычно используются для установки кодов безопасности на открывателях гаражных ворот. Существует множество различных типов DIP-переключателей. Некоторые из наиболее распространенных типов — слайд, качалка, боковые и поворотные типы.

  DIP-переключатели по-прежнему широко используются в промышленном оборудовании, поскольку они недороги и их легко встраивать в схемы, хотя их популярность снижается. Ниже приведены схематические обозначения ДИП с тремя и четырьмя исполнительными механизмами.

  Конфигурации переключателей

  Знакомы с переключателями SPST, SPDT, DPST и DPDT? На самом деле это типы коммутаторов, основанные на их конфигурации.

  Соединение, которое они создают в цепи, определяет эти типы переключателей. Они классифицируются на основе количества полюсов и бросков. Полюса — это количество цепей, которые можно переключать, в то время как броски — это количество положений, которые может принять переключатель. Количество бросков представляет собой количество состояний, в которых ток может проходить через переключатель.

  Переключатель SPST es

  Переключатель SPST (однополюсный, однонаправленный) является переключателем включения и выключения. Одиночные цепи обычно используют этот тип переключателя.

  Переключатель SPDT

  Переключатель SPDT (однополюсный, двухпозиционный) является двухпозиционным переключателем. При использовании этого переключателя может быть два пути протекания тока, и это зависит от положения переключателя.

  Переключатель DPST

  Переключатель DPST (двухполюсный, однонаправленный) имеет два входа и два выхода. Этот переключатель позволяет управлять двумя выходами — либо оба включены, либо оба выключены, поскольку это однопозиционный переключатель.