AVT2185.pdf

Przerzutnik na scalaku cd4013

Źle to skonstruowałeś tu masz schemat jak to powinno wyglądać, robiłem to kiedyś i na pewno działa.


Uniwersalny przełącznik
Do czego to służy?
Przed laty w układach sterowania
urządzeniami zasilanymi z sieci energe-
tycznej powszechnie stosowano dwa
przyciski. Jeden, opisany ZAŁĄCZ zwykle
miał kolor zielony, a drugi WYŁĄCZ lub
STOP - kolor czerwony. Nawet krótkie
naciśnięcie pierwszego włączało urządze-
nie. Drugi przycisk służył do wyłączania.
Do zrealizowania takiego obwodu ste-
rowania, oprócz wymienionych dwóch
przycisków, potrzebny był także stycznik.
Obecnie w epoce powszechnej elekt-
ronizacji taki sposób sterowania można
i należy realizować inaczej.
Opisany dalej prosty układ służy do
sterowania za pomocą dwóch przycis-
ków (załącz/wyłącz). Dodatkowy trzeci
przycisk umożliwia jeszcze inny sposób
sterowania: kolejne naciskanie tego przy-
cisku powoduje na przemian włączanie
i wyłączanie urządzenia.
Układ w wersji z przekaźnikiem RM81
nadaje się do sterowania urządzeniami
zasilanymi z sieci 220V o mocy do 3,5kW.
Dla zwiększenia uniwersalności prze-
widziano również możliwość zastosowa-
nia tranzystorów mocy, które w syste-
mach zasilanych napięciami 6...18V mo-
gą sterować pracą odbiorników o pobo-
rze prądu do kilkudziesięciu amperów.
Opisany układ może być wykorzysta-
ny jako samodzielny blok sterujący, ale
może też stanowić część wykonawczą ja-
kiegoś większego systemu. Układ jest
też praktycznym przykładem wykorzysta-
nia przerzutników D, opisywanych w cyk-
lu ,,Pierwsze kroki w cyfrówce".

Wykaz elementów
Rezystory

R1,R2,R4,R5: 100kOhm
R3: 1MOhm
R6,R8,R9: 2,2kOhm
R7: nie montować

Kondensatory
C1: 470uF/25V
C2-C4: 100nF

Półprzewodniki
D1-D4: diody 1A np. 1N4001...7
D5: dioda 0,2A np. 1N4148
D6,D7: LED 3mm czerwona i zielona
T1: BC548 lub podobny
T2: MOSFET N np. BUZ10 (nie montować)
T3: MOSFET P np. BUZ271 (nie montować)
U1: CMOS 4013

Pozostałe
PK: przekaźnik RM 81/12V
TR: transformator TS 2/15
W1,W2,W3: przyciski
Uwaga!
Elementy T2, T3, R7 nie wchodzą w skład
kitu AVT-2185.

2185

Jak to działa?
Schemat ideowy układu pokazano na
rysunku 1. Sercem urządzenia jest prze-
rzutnik typu D z układu CMOS 4013 (U1B).
Pracą w trybie załącz/wyłącz sterują przy-
ciski W2 (załącz) i W3 (wyłącz). Rezystory
R4 i R5 w stanie spoczynku wymuszają na
wejściach S i R stan niski. Kondensatory
C3 i C4 gwarantują, że po włączeniu zasi-
lania na wyjściu Q pojawi się stan niski.
Dodatkowo kondensatory te filtrują ewen-
tualne zakłócenia, jakie mogłyby się indu-
kować w długich przewodach prowadzą-
cych do przycisków W2 i W3.
Zamiast przycisków W2, W3 mogą być
zastosowane inne elementy, np. fototran-
zystory, termistory, itp. Wtedy układ będzie
sterowany zmianami oświetlenia czy tem-
peratury. Do punktów B1, E1 mogą też być
dołączone wyjścia innych układów - wtedy
moduł stanie się blokiem wykonawczym.
W takich przypadkach moduł może zna-
leźć szereg ciekawych zastosowań zwłasz-
cza, że do zasilania dodatkowych układów
można wykorzystać napięcie z kondensa-
tora C1 (ale należy pamiętać, że nie jest to
napięcie stabilizowane i zmniejsza się przy
zadziałaniu przekaźnika PK).
Dzięki połączeniu wyjścia Q\ z wejściem
D, przerzutnik D został przekształcony
w przerzutnik T. Tym samym, każde naras-
tające zbocze na wejściu zegarowym CLK
zmienia stan wyjść przerzutnika na przeciw-
ny. Steruje tym przycisk W1. Jedno naciś-
nięcie tego przycisku włącza przekaźnik, na-
stępne wyłącza, kolejne włącza, i tak dalej...
Ewentualne drgania styków przycisku
W1, a także zakłócenia indukowane w prze-
wodach, które do niego prowadzą, są elimi-
nowane przez kondensator C2 i rezystor R1.
Aby zagwarantować właściwą stromość
zboczy sygnału zegarowego dla przerzutni-
ka U1B, zastosowano układ Schmitta z his-

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

terezą. W roli bramki Schmitta wykorzysta-
no nietypowo drugi przerzutnik U1A. Poda-
nie na stałe stanu wysokiego na wejście
R powoduje, że stan wyjścia Q jest taki
sam, jak stan podany na wejście S. Między
wejściem S, a wyjściem Q uzyskuje się
więc bufor nieodwracający. Dodanie
dwóch rezystorów R2, R3 przekształca ten
bufor w nieodwracający bufor z histerezą.
W układzie przewidziano dwie kontrol-
ki w postaci diod LED D6 i D7. Zielona
dioda może sygnalizować stan spoczyn-
ku (D7), czerwona - właczenie (D6), ale
można diody włączyć odwrotnie.
W wersji podstawowej elementem
wykonawczym jest przekaźnik PK. Prze-
kaźnik RM81 o obciążalności styków rów-
nej 16A umożliwia sterowanie urządzenia-
mi zasilanymi z sieci o mocy do 3,5kW.
Do takiej wersji przewidziano zasilanie
sieciowe przez mały transformatorek
TS2/15 i diody D1 - D4.
Gdyby przełącznik miał być zasilany na-
pięciem około 12V (6...18V), nie trzeba sto-
sować transformatora i przekaźnika wyko-
nawczego. Elementem wykonawczym
może być jeden z tranzystorów T2, T3.
Tranzystor T2 będzie zastosowany tam,
gdzie urządzenie (odbiornik) sterowane
jest przez dołączenie do minusa zasilania
(masy). Gdy urządzenie (odbiornik) wyma-
ga podania napięcia dodatniego, należy za-
stosować tranzystor T3. W takim wypad-
ku napięcie zasilające opisywany układ
musi być równe napięciu pracy odbiornika.
Inaczej mówiąc, układ sterujący i odbiornik
muszą być zasilane tym samym napię-
ciem - w przeciwnym wypadku tranzystor
T3 może nie otwierać się w pełni.
W przypadku zasilania układu napię-
ciem 6...18V (bez transformatora TR), na-
pięcie zasilające należy dołączyć do punk-
tów oznaczonych P, O.

57

Rys. 1. Schemat ideowy

W roli tranzystora T2 i T3 można zasto-
sować tranzystor mocy Darlingtona.
W takim wypadku trzeba będzie wluto-
wać jeden z rezystorów R6, R7 o wartoś-
ci zależnej od wzmocnienia tranzystora
i prądu pracy.
Lepszym rozwiązaniem jest użycie
tranzystora MOSFET, tak jak pokazano na
schemacie. W takim przypadku rezystora
R6 ani R7 stosować nie trzeba - należy
go zastąpić zworą.

Montaż i uruchomienie
Układ można zmontować na płytce
Rys. 2. Schemat montażowy
drukowanej, pokazanej na rysunku 2.
Montaż układu nikomu nie powinien
Układ zmontowany ze sprawnych ele-
Do sprawdzenia układu należy dołą-
sprawić trudności. W pierwszej kolej-
czyć jakiekolwiek przyciski, choćby mentów od razu działa poprawnie, nie
ności należy wlutować dwie zwory,
wymaga regulacji ani uruchomiania.
typu microswitch.
potem elementy mniejsze: re-
Piotr Górecki
W zestawie dostarczone są
zystory i kondensatory, na-
Uwaga!
W urządzeniu
Zbigniew Orłowski
przyciski typu microswitch.
stępnie pozostałe elemety.
występują napięcia
W praktycznych zasto-
Po zmontowaniu pod-
mogące stanowić śmiertel-
sowaniach należało-
zespołów na płytce
ne zagrożenie dla życia! Osoby
by zastosować du-
należy dołączyć
niepełnoletnie mogą wykonać i uru-
że, fabryczne przy-
przyciski. W więk-
Komplet podzespołów z płytką jest
chomić opisany układ tylko
ciski, dostępne w skle-
szości przypadków
dostępny w sieci handlowej AVT jako
pod opieką wykwalifi-
pach z artykułami elektro-
stosowane będą albo
,,kit szkolny" AVT-2185.
2
kowanych osób
technicznymi.
dwa przyciski W2 i W3, albo
dorosłych.
Układ scalony włożyć w pod-
tylko W1, rzadko wszystkie
stawkę po zmontowaniu całości
trzy.

58

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98


Download file - link to post