Elektroninis automatinis jungiklis su apsauga nuo aukštos / žemos įtampos

Įtampos svyravimai visada buvo problema ir yra atsakingi už daugumą kintamosios srovės prietaisų gedimų. Ar tai būtų įprasta buitinė technika, tokia kaip skrudintuvas, ar aukštos kokybės pramoninė mašina, pavyzdžiui, CNC, viskas turi tik vardinę įtampą, kuria ji veiks be jokių problemų ir maksimaliai efektyviai. Deja, mūsų buitinės / pramoninės linijos nepateikia mums šios vardinės įtampos dėl įvairių priežasčių, todėl šiame projekte mes ketiname pastatyti paprastą elektroninį jungiklį, kuris gali sukelti relę, kad atjungtų apkrovą, kai aptikta aukšta / žema įtampa.

Šis projektas sukurtas aplink garsųjį op-amp LM358. Mes ketiname priversti op-amp dirbti diferencialiniu režimu, tokiu būdu palygindami dabartinę įtampą su iš anksto nustatyta įtampa. Visas projektas gali būti pastatytas ant duonos lentos (išskyrus maitinimo linijas) ir gali būti priverstas veikti per trumpą laiką. Taigi pradėkime…

Komponentai, reikalingi automatiniam jungikliui:

1. LM358 (dvigubo paketo op-amp)
2. 7805 (+ 5 V reguliatorius)
3. 12 V transformatorius
4. 5V relė
5. BC547 (2Nos)
6. 10K kintamas POT
7. 1K, 2K, 2.2K, 10K, 5.1K rezistoriai
8. 100uF, 10uF, 0.1uF kondensatoriai
9. Diodų tiltas
10. Laidų sujungimas
11. Bandomoji Lenta

Grandinės schema:

Visa elektroninių grandinių pertraukiklių schema pateikta žemiau esančiame paveikslėlyje. Skaitykite toliau, kad paaiškintumėte tą patį.

Grandinės paaiškinimas:

Kaip parodyta aukščiau grandinės pertraukiklio schemoje, tai tikrai paprasta ir tik daugybė rezistorių, kondensatorių ir kitų dalykų. Bet kas iš tikrųjų vyksta už visa tai. Kaip parenkamos komponentų vertės ir koks jų vaidmuo čia?

Aš bandžiau atsakyti į šį klausimą suskaidydamas juos į kiekvieną segmentą ir paaiškindamas toliau.

Maitinimo skyrius:

Op-amp yra šios elektroninės grandinės pertraukiklio diagramos esmė. Šiam op-ampui maitinti reikia reguliuojamo 5 V maitinimo šaltinio. Taip pat mums reikia tiekti srovės įtampą (įtampa bet kuriuo konkrečiu metu) į op-amp. Op-amp gali valdyti tik iki 5V, nes jį maitina 5V. Taigi mes turime konvertuoti įvesties kintamą įtampą (220 V kintamą) į 0–5 V nuolatinę įtampą.

Taigi pirmiau nurodyta grandinė išsprendžia du tikslus.

1. Pateikite pastovią 5 V įtampą, kad įjungtumėte grandinę
2. Žemėlapyje nustatoma įvesties kintamosios srovės įtampa iki 0–5 V

Norėdami tai pasiekti, mes panaudojome 12 V „Down Down“ transformatorių, kuris paverčia 220 V AC į 12 V AC, tada mes jį ištaisome diodiniu tiltu į 12 V DC (apytiksliai) ir tada reguliuokite įtampą iki 5 V naudodami 7805 įtampos reguliatorių. Bet kokie įėjimo įtampos pokyčiai paveiks įtampos vertę diodinio tilto išėjimo pusėje. Taigi ši įtampa gali būti laikoma kintamosios srovės tinklo „srovės įtampa“. Naudodami 5,1 K rezistorių ir 10 K POT (formuojantys potencialų daliklį), mes nustatėme įtampą tarp 0-5 V.

„Op-Amp“ skyrius:

Ši dalis yra ta dalis, kurioje atliekamas palyginimas. Op-amp skyriuje turime du padalinius. Vienas naudojamas „srovės įtampai“ palyginti su aukštos įtampos verte, o kitas - palyginti su žemos įtampos verte. Abi sekcijos parodytos paveikslėlyje žemiau.

Aukščiau parodyta op-amp grandinė yra „Op-amp“ diferencialinis režimas. „Op-amp“ iš tikrųjų yra darbo arklys daugeliui elektronikos grandinių, jis turi daugybę veikimo būdų ir programų, tokių kaip Sumuojant, atimant, stiprinant ir tt… Čia mes jį naudojome kaip įtampą, palyginimo priemonę.

Taigi, kas yra įtampos palygintuvas ir kam mums jų čia reikia?

Įtampos palygintojas mūsų atveju lygina įtampą tarp kaiščių 3 ir 2, o jei 3 kaiščio įtampa yra didesnė už 2 kaištį, tada 1 kaiščio išėjimas tampa aukštas (3,6 V), kitaip išėjimas bus 0 V. Palyginame „srovės įtampą“ su iš anksto nustatyta aukšta ir žema įtampa, kad gautume aukštos / žemos įtampos paleidiklį.

Viršutinėje grandinėje žemos įtampos slenkstis nustatomas ant kaiščio 2, naudojant rezistorius 1K ir 2K. Aukštosios įtampos slenkstis nustatomas ant kaiščių 5 naudojant 1K ir 2,2K rezistorius.

Naudojant šiuos rezistorius, susidaro potencialų daliklis ir užtikrinamas 3,33 V žemos įtampos nutraukimas ir 3,43 V kaip aukštos įtampos pertraukimas. Tai reiškia, kad tik tuo atveju, jei „srovės įtampa“ yra tarp 3,33–3,43 V, abu op-stiprintuvai pakils.

Pastaba: Aš nustatiau slenksčio įtampą 3,33 V ir 3,43 V, nes mano viršutinė riba buvo 230 V, o meilužio - 220 V. Galite juos atitinkamai nustatyti ir tada sukalibruoti grandinę naudodami 10K puodą „srovės įtampai“ valdyti.

Relės skyrius:

Čia pritvirtiname kintamosios srovės apkrovą. Relė naudojama įjungti / išjungti kintamosios srovės apkrovą.

Kaip aptarta op-amp skyriuje. Abi op-amp padidės tik tuo atveju, jei įtampa yra tarp aukštos ir žemos įtampos ribinių verčių. Taigi mes turime įjungti kintamosios srovės apkrovą tik tuo atveju, jei abu op-ampo išėjimai yra aukšti. Čia „ Žemos įtampos paleidiklis “ ir „ Aukštos įtampos paleidiklis “ yra atitinkamai 1 ir 7 kaiščių išvestis.

Tik jei abu yra aukšti, estafetė gaus savo vietą ir suveiks. Kintamosios srovės apkrovos (čia lempos) ID, sujungtas per relę. Srovės ribojimui naudojamas 1K rezistorius.

Kai suprasite, kaip veikia grandinė, kad ji veiktų, nebus problemų. Tiesiog prijunkite grandines ir naudokite 10K puodą, kad nustatytumėte „dabartinę įtampą“ tarp „aukštos įtampos trigerio“ ir „žemos įtampos trigerio“. Dabar, jei pasikeis kintamosios srovės pagrindinė įtampa, bet kuris iš jūsų stiprintuvų sumažės ir jūsų relė išsijungs, taip išjungdama prie jo prijungtą apkrovą.

Taip pat galite naudoti čia pridėtą modeliavimo failą, kad patikrintumėte / modifikuotumėte savo grandinę pagal savo aukštos ar žemos įtampos slenksčio vertes.

Modeliuojant potenciometru keičiama įėjimo įtampa ir žalias šviesos diodas kaip apkrova. Taip pat galite stebėti kiekvieno terminalo įtampos vertes, kurios padės daug geriau suprasti grandinę.

Tikiuosi, kad jums patiko šis grandinės pertraukiklio projektas ir supratote jo veikimą. Visą projekto darbą galima pamatyti žemiau esančiame vaizdo įraše.

Šiam projektui būdingi šie trūkumai, kuriuos galite apsvarstyti kiekvienam atvejui, jei tai reiškia jums.

1. Čia matuojama įtampa nėra Vrms įtampa. Vertė taip pat yra veikiama smailių ir bangų
2. Jūsų įtampa gali patirti perjungimo efektą, jei įtampa palaipsniui kris / padidės (daugeliu atvejų tai nebus).
3. Nejunkite apkrovų, kurios sunaudoja didesnę nei 5A srovę. Tai greičiausiai užmuš jūsų relę ir jos vairuotoją.

Taip pat galite patikrinti šį panašų projektą, kad sužinotumėte daugiau: aukštos / žemos įtampos aptikimas naudojant PIC mikrovaldiklį