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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Interruttori relè quasi sensoriali. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Orologi, temporizzatori, relè, interruttori di carico Durante la realizzazione di uno dei dispositivi, avevo bisogno di un interruttore a tre posizioni per tre direzioni (3P3N). Il dispositivo è di piccole dimensioni e leggero, quindi uno dei requisiti principali per l'interruttore era una forza di commutazione minima. Gli interruttori meccanici (barra, pulsante, cursore) non soddisfacevano questo requisito. Ho trovato una via d'uscita producendo un'unità di commutazione con il circuito di commutazione richiesto basato su relè elettromagnetici e microinterruttori.
Lo schema dell'interruttore relè 3P3N è mostrato in Fig. 1. È controllato da tre pulsanti (SB1-SB3) e la commutazione viene effettuata da due relè (K1, K2) con quattro gruppi di contatti di commutazione ciascuno, uno di essi viene utilizzato per l'autobloccaggio del relè e l'altro altri tre servono per la commutazione dei circuiti del dispositivo principale. L'interruttore è alimentato da un'unità senza trasformatore contenente il condensatore di zavorra C1, il ponte raddrizzatore VD1-VD4 e il condensatore di filtro C2. Il resistore R1 limita il picco di corrente attraverso i diodi del ponte al momento dell'accensione, la tensione di uscita è limitata dal diodo zener VD5. Quando l'alimentazione viene fornita dall'interruttore SA1 del dispositivo principale, all'uscita dell'alimentatore dell'interruttore appare una tensione di circa 50 V. Attraverso i contatti normalmente chiusi K1.1 e il LED scorre una corrente limitata dalla resistenza R1 di circa 2 mA. HL4. I relè K1 e K2 sono diseccitati. Il LED HL1 si accende indicando la posizione "1" dell'interruttore. Quando si preme il pulsante SB2, il relè K1 viene attivato. Con contatti K1.1 è autobloccante, cioè rimane acceso anche dopo il rilascio del pulsante. Attraverso la resistenza R3 e il LED acceso HL2 scorre una corrente che supera la corrente di rilascio del relè. I contatti K1.2-K1.4 commutano in posizione "2". Quando si preme il pulsante SB3, il relè K2 si autoblocca con i contatti K2.1 e il LED HL3 si accende, i contatti K2.2-K2.4 commutano l'interruttore in posizione “3”. Il passaggio alla posizione “1” avviene premendo il pulsante SB1, che diseccita gli avvolgimenti del relè K1 e K2. Lo schema di commutazione dell'interruttore è mostrato nella parte inferiore sinistra della Fig. 1. Non ci sono requisiti speciali per i dettagli. Il condensatore C1 è un condensatore di soppressione del rumore a film. Può essere sostituito da due condensatori K73-17 collegati in serie con una capacità di 0,47 μF con una tensione nominale di 630 V. Il condensatore C2 è ossido K50-35 o importato, i resistori sono di qualsiasi tipo. Sostituiremo il diodo zener VD5 con un circuito di diversi diodi zener a bassa potenza collegati in serie con una tensione di stabilizzazione totale di 45.50 V. Relè K1 e K2 - RES22 (passaporto RF4.500.130 o versione RF4.523.023-06). La loro tensione operativa è di 48 V, la resistenza dell'avvolgimento è di 2250...2875 Ohm, la corrente di funzionamento e di rilascio è rispettivamente di 10,5 e 2,5 mA. I microinterruttori MP1-3 vengono utilizzati come pulsanti SB3 - SB1. LED HL1-HL3 - qualsiasi con un diametro di 3 mm, preferibilmente con luminosità maggiore. Le parti dell'interruttore sono montate sulla stessa breadboard universale del dispositivo principale. Ai terminali del relè sono saldati pezzi di filo di rame stagnato con un diametro di 0,5.0,6-XNUMX mm. Questi nuovi cavetti vengono inseriti nei fori della breadboard e, dopo aver avvicinato il più possibile il relè alla scheda, vengono saldati alle sue piazzole. Utilizzando una pistola sono state introdotte diverse gocce di adesivo hot-melt nello spazio tra il corpo del relè e la scheda. Dopo il raffreddamento si è ottenuta una struttura rigida e meccanicamente resistente. Questo metodo di installazione del relè ha permesso di evitare di realizzare una staffa per montarlo e di utilizzare un fascio di una dozzina e mezza di fili per collegarlo.
Per risparmiare spazio sul pannello frontale, i pulsanti SB1-SB3 sono realizzati utilizzando i LED HL1-HL3. Un design simile di pulsanti è descritto nella nota di O. Shaida "Pulsante realizzato con un LED" (Radio, 1995, n. 9, p. 45). Non è stato possibile trovare le boccole utilizzate dall'autore, quindi al loro posto sono stati utilizzati pezzi di un'asta rivestita con un diametro di 4,5 mm di una penna stilografica gel. Ad un'estremità dei segmenti 3 (Fig. 2) vengono ricavate delle asole diametrali profonde 3 mm, dall'altro lato vengono inseriti i conduttori del LED 2 fino a quando l'alloggiamento del LED si ferma all'estremità del segmento. I conduttori 5 del LED vengono fatti uscire attraverso le fessure e il segmento viene tappato con una goccia di adesivo hot melt 4. Dopo che si è indurito, l'estremità viene tagliata con un bisturi. Infine, i LED vengono inseriti nei fori previsti a questo scopo nel pannello di controllo del dispositivo 1, e i loro terminali sono collegati tramite spezzoni di filo di montaggio flessibile MGTF 0,07 alle corrispondenti piazzole di contatto della scheda. Questo design è molto comodo: il pulsante che si illumina dopo averlo premuto indica la posizione dell'interruttore. Se l'alloggiamento del LED è realizzato in plastica incolore, per aumentare l'angolo di radiazione del LED è necessario opacizzarlo trattandolo con carta vetrata a grana fine (“micron”). L'interruttore, come ha dimostrato la pratica, si è rivelato efficace: ergonomico, affidabile e facile da installare, quindi l'ho ampiamente utilizzato nei miei progetti. Durante la produzione di uno dei dispositivi successivi, l'alimentatore aveva una riserva di carica, quindi si è deciso di realizzare un interruttore con un'indicazione digitale della posizione accesa.
Lo schema di questa opzione di commutazione è mostrato in Fig. 3. Funziona così. Dopo aver acceso l'alimentazione, i relè K1 e K2 rimangono spenti, poiché la corrente attraverso i loro avvolgimenti, determinata dalla resistenza dei resistori R2 e R9, è di circa 3 mA, che è inferiore alla corrente di funzionamento, ma superiore alla corrente di rilascio. Questa è la posizione “1” dell'interruttore, come evidenziato dal numero 1 visualizzato sull'indicatore HG1 (la tensione ai suoi elementi “b” e “c” viene fornita attraverso i resistori limitatori di corrente R3, R4). Quando si preme il pulsante SB2, i suoi contatti chiudono il resistore R2, la corrente attraverso l'avvolgimento del relè K1 aumenta e funziona. Dopo che il pulsante viene rilasciato, il relè rimane acceso perché la corrente attraverso l'avvolgimento supera la corrente di rilascio. I contatti commutati K1.1 rimuovono la tensione dall'elemento “c” e la forniscono agli elementi “e” e (tramite il diodo VD7) “a”, “d”, “g”, quindi l'indicatore HG1 illumina il numero 2. Allo stesso modo, quando si preme il pulsante SB3 si attiva e rimane nello stato acceso del relè K2, spostando l'interruttore in posizione “3”, in cui viene fornita tensione agli elementi corrispondenti dell'indicatore attraverso i contatti K2.1 e diodi VD6, VD8. L'interruttore viene riportato nella posizione originale “1” interrompendo il circuito di alimentazione dei relè K1 e K2 con il pulsante SB1. Il circuito di commutazione di questo interruttore è lo stesso dell'interruttore secondo lo schema di Fig. 1. Per controllare l'interruttore sono stati utilizzati pulsanti di piccole dimensioni smontati da vecchie apparecchiature per ufficio. Durante la riproduzione di questo dispositivo, ho riscontrato una difficoltà: non c'era nessun pulsante con un contatto normalmente chiuso (normalmente chiuso) a portata di mano, mentre c'erano molti pulsanti a membrana con un contatto normalmente aperto (normalmente aperto) di vecchie apparecchiature video. Il circuito è stato modificato per questi pulsanti, come mostrato in Fig. 4 (il circuito di commutazione rimane lo stesso).
In questo interruttore, all'accensione, la corrente che scorre attraverso il diodo zener VD5 apre il transistor VT1, ma entrambi i relè, come nella versione precedente, rimangono spenti, poiché la corrente che scorre attraverso i loro avvolgimenti supera solo leggermente il rilascio attuale. L'interruttore viene spostato in posizione "2" premendo il pulsante SB2, in posizione "3" premendo il pulsante SB3. Per passare alla posizione "1", utilizzare il pulsante SB1 per chiudere la giunzione dell'emettitore del transistor VT1. In questo caso, il transistor si chiude e il relè ritorna allo stato originale "1". Per indicare le posizioni degli interruttori, è possibile utilizzare un indicatore digitale o singoli LED, collegandoli in serie con resistori limitatori di corrente nei circuiti di avvolgimento del relè, come mostrato in Fig. 1. Quando si sceglie un sostituto per il transistor KT815G, è necessario tenere conto del fatto che per un funzionamento affidabile dell'interruttore, la tensione consentita U^ del transistor deve essere almeno 80 V.
In alcuni casi, ad esempio, quando si controlla a distanza la commutazione, è preferibile utilizzare un pulsante, percorrendo in sequenza (lungo l'anello) tutte le posizioni. Lo schema di un tale interruttore è mostrato in Fig. 5. Sui resistori R2, R3 e sul condensatore C4 è presente un'unità per sopprimere il "rimbalzo" dei contatti del pulsante SB1, che funziona come segue. Quando l'alimentazione è accesa, sul diodo zener VD9 appare una tensione di circa 9 V, che viene utilizzata per alimentare il microcircuito DD1. Il condensatore C4 rimane scarico. Quando si preme il pulsante SB1 nel momento in cui il pulsante viene a contatto per la prima volta, il condensatore C4 viene immediatamente caricato attraverso il resistore R3. Un ulteriore rimbalzo dei contatti dei pulsanti non influisce sulla tensione di uscita, poiché il condensatore C4 viene scaricato attraverso il resistore R2 con una resistenza molto più elevata. Il trigger DD1.1 commuta al momento di una caduta di tensione sull'ingresso di sincronizzazione (pin 3). Il transistor VT2 commuta due volte più spesso dei transistor VT1 e VT3. Quando si preme il pulsante SB1, il nodo di commutazione attraversa alternativamente tutti gli stati possibili: i relè sono diseccitati, il relè K1 è attivato, il relè K2 è attivato, i relè sono diseccitati, ecc. Lo stato del dispositivo è visualizzato da un indicatore digitale acceso secondo lo schema di Fig. 2. Come nella versione precedente dell'interruttore, la tensione consentita U^ dei transistor VT1 e VT3 deve essere almeno 80 V.
Se necessario, utilizzando un altro relè e un pulsante aggiuntivo, è possibile assemblare un interruttore con quattro posizioni e tre direzioni (Fig. 6), che può essere utilizzato, ad esempio, per commutare le gamme in un generatore o un frequenzimetro. È possibile anche inserirvi un'indicazione digitale della posizione apportando le opportune modifiche allo schema elettrico per l'attivazione degli elementi indicatori. PS Gli interruttori 3P3N descritti nell'articolo hanno lo svantaggio che dopo essere stati installati nella posizione “3”, in cui entrambi i relè sono accesi, possono essere commutati solo nella posizione “1” (il ritorno alla posizione “2” è impossibile). Allo stesso modo, dopo aver impostato l'interruttore 4P3N in posizione “4”, quando tutti e tre i relè sono accesi, si può tornare in posizione “2” o “3” solo dopo essere stati precedentemente “stati” in posizione “1”. I relè RES22 utilizzati dall'autore (passaporto RF4.500.130) sono intercambiabili con i relè di questo tipo RF4.523.023-02, tuttavia, la loro corrente di rilascio è maggiore (3,5 invece di 2,5 mA), quindi la resistenza dei resistori collegati in serie ai loro avvolgimenti devono essere ridotti da 13 fino a 9,1 kOhm Autore: K. Moroz
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