• I






      
           

Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей - Popular science educational resource for young and novice hams

Основы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов - Basics of electricity, educational materials and professional experience

КОНКУРС
language
 
Поиск junradio

Радиодетали
Искать на DESSY.RU
Сервисы

Stock Images
Покупка - продажа
Фото и изображений


 
Выгодный обмен
электронных валют

Друзья JR



JUNIOR RADIO





Контроллер освещения при перепадах напряжения



Статьи публикуются по мере поступления. Для упорядоченного тематического
поиска воспользуйтесь блоком  "Карта сайта"







Цель состоит в том, чтобы гарантировать, что лампы прослужат долго, чтобы свести к минимуму замену и техническое обслуживание системы. Плохо спроектированная схема приведет к раннему и частому выходу из строя лампы.Простые и легкодоступные компоненты с возможностью замены по мере необходимости.

Программирование компьютера не требуется. Количество каналов определяется перемычкой на плате; скорость света регулируется либо с помощью печатной платы (PCB), либо с помощью внешнего потенциометра.

Компоненты сквозного отверстия, которые можно легко припаять к печатной плате.

Твердотельное переключение.

Возможность эксплуатации в любых температурных режимах.

Простое тестирование и устранение неполадок.

Конечным результатом является моя система, показанная на фотографиях на Рисунке 1 .

РИСУНОК 1а. Внутри блока управления.

 

https://www.nutsvolts.com/uploads/wygwam/NV_0520_Shand_Figure01b.jpg

РИСУНОК 1б. Крупный план части схемы управления скоростью.

 

РИСУНОК 1с. Кнопка тестирования и вилки питания.

 

РИСУНОК 1d. Банк автоматических выключателей.

https://www.nutsvolts.com/uploads/wygwam/NV_0520_Shand_Figure01e.jpg

РИСУНОК 1д. Внешний дисплей.

Примечание. Показанная печатная плата является прототипом, который также выполняет функцию стоп-сигнала с двумя головками (не включена в эту конструкцию).

Эта схема работает при 120 В переменного тока, 60 Гц с некоммутируемой нейтралью. Это типично для электроустановок в Северной Америке. Такой уровень напряжения может привести к материальному ущербу, серьезным ожогам, травмам и, возможно, даже к смерти при неправильном использовании.

Вся внешняя проводка должна соответствовать вашим местным нормам и стандартам. Вам могут потребоваться услуги лицензированного электрика.

Подайте питание на контроллер от источника питания с предохранителями или прерывателями для защиты от перегрузки по току.

Использование этой системы регулируется местными нормами в вашем регионе. Если вы сомневаетесь, проконсультируйтесь с местным инспектором по электротехнике относительно любых дополнительных требований, не упомянутых в этой статье.

Хотя все силовые компоненты одобрены агентством (например, cRU), система в целом НЕ одобрена CSA или UL.

Скорость переключения необходимо тщательно контролировать, чтобы предотвратить возникновение эпилептических припадков.

 

Рисунок 2 представляет собой схему системы.

https://www.nutsvolts.com/uploads/wygwam/NV_0520_Shand_Figure02.jpg

РИСУНОК 2. Схема системы.

Особенности и примечания следующие:

Все резисторы 1/4Вт 1% металлопленочные. Тем не менее, опубликованные значения не являются критическими, поэтому вы можете использовать 5%-ные резисторы из вашей мусорной коробки/лабораторного тайника, которые близки к опубликованным значениям.

PL1 подключается к стандартной заземленной бытовой розетке на 15 А. Вы можете подключить дополнительный однополюсный/однопозиционный переключатель (SPST) (SW1), чтобы обеспечить локальное управление включением/выключением системы. Убедитесь, что зеленый провод подключен к корпусу шасси!

CB1, T1, BR1, C1, C3 и U1 составляют защищенный источник питания с линейной стабилизацией, который обеспечивает управляющее напряжение 15 В постоянного тока (V+) на печатной плате. Из-за низкого потребления тока платой нет необходимости в резисторе, понижающем напряжение перед U1. Также U1 не требует дополнительного радиатора. Вместо LM7815 можно заменить импульсный стабилизатор.

R1 и LED1 обеспечивают индикацию мощности управления. Это необязательно; опустите эти компоненты, если хотите. Вы также можете установить LED1 снаружи на панель.

U2, C2, R2, P1, P2, R3, C4 и C5 создают секцию нестабильного генератора цепи. Диапазон колебаний схемы 0,13-4,96 Гц. C2 — танталовый фильтрующий конденсатор. Мне нравится использовать их, чтобы свести к минимуму любые эффекты электромагнитных (EMI) и радиочастотных (RFI) помех. Чтобы настроить частоту мигания, вы можете использовать либо P1, либо P2, но не оба одновременно. Если вы используете P2, что-то вроде Precision Electronics RV4 — отличный выбор, потому что вы можете зафиксировать положение потенциометра, как только вы будете удовлетворены частотой мигания системы.

U3 — последовательный непрерывный счетчик. R4 и C6 формируют функцию «сброса при включении питания» на контакт 15, поэтому 4017 всегда запускается с нулевого выхода. Затем диод D1 требуется для сопряжения и изоляции функции сброса схемы счетчика. Настройка J1 определяет количество активных каналов на плате, контролируя, какой выход 4017 подает на вывод сброса. Тактовые импульсы с контакта 3 U2 поступают на контакт 14 U3 через R11.

U4 — восьмиканальный драйвер массива Дарлингтона, в котором используются первые шесть выходов. Из-за инверторного действия микросхемы она замыкает клемму твердотельного реле A2- на землю всякий раз, когда канал активен. PB1 — это дополнительный внешний тестовый переключатель, который на мгновение включает все шесть каналов для быстрого поиска и устранения неисправностей действительно больших световых дисплеев. Когда нажата кнопка PB1, устройство потребляет ток полной нагрузки. Если вы используете максимальное количество светодиодных ламп мощностью 3 Вт, как описано в следующем разделе этой статьи, полная ожидаемая нагрузка составит 9,6 А.

SS1-SS6 — это полупроводниковые коммутационные реле, рассчитанные на ток до 2 А каждое. Напряжение срабатывания на клеммах A1+ и A2- меньше 15 В постоянного тока, поэтому резисторы R5-R10 обеспечивают необходимое последовательное падение напряжения. Эти реле также могут переключаться на частоте сети 50 Гц без каких-либо дополнительных изменений в схеме.

Каждый канал имеет автоматический выключатель на 2А для защиты реле и нагрузки от короткого замыкания. Не пропускайте эти компоненты.

Если вам нужно менее шести каналов, заполните только те каналы, которые вам нужны для вашего дисплея, начиная с OUT1. Пример: если вам нужно только четыре канала, не используйте CB6, CB7, SS5, SS6, R9 и R10 на печатной плате. Используются только OUT1, OUT2, OUT3 и OUT4 с их силовыми компонентами и резисторами.

Все компоненты имеют сквозное отверстие и устанавливаются на одну двустороннюю печатную плату размером 5,4 дюйма в длину и 5,45 дюйма в ширину. Плата монтируется в корпус с помощью четырех отверстий, рассчитанных на 4-40 аппаратных средств. На рисунках 3а и 3б показаны макеты платы.

https://www.nutsvolts.com/uploads/wygwam/NV_0520_Shand_Figure03a.jpg

РИСУНОК 3а. Разводка печатной платы, вид сверху.

РИСУНОК 3б. Разводка печатной платы, вид снизу.

Предлагаемый список деталей относится ко всей системе.

Все компоненты доступны в Digi-Key, но вы можете заменить их из других источников, если это удобно/необходимо. Вы можете использовать дополнительные разъемы для интегральных схем (ИС) для U2, U3 и U4 или припаять их непосредственно к плате. U1 крепится к плате с помощью крепежа 4-40.

Список деталей не включает внешнюю проводку за пределами PL2, розетки, лампы или любые вспомогательные средства. Это все зависит от вас и вашего творчества!

Следует иметь в виду, что светодиодные лампы должны включаться «мгновенно», без задержки включения внутренней электроники, чтобы эта система работала эффективно.

Настройка требует некоторого планирования с вашей стороны. Вы захотите набросать план, чтобы определить, как вы хотите, чтобы свет мигал, а затем определить необходимое количество лампочек. В моей схеме используются светодиодные лампочки мощностью 3 Вт, и эти лампочки яркие! Они подходят к стандартному патрону для лампы накаливания E26.

В моем прототипе использовались два светильника для ванных комнат с несколькими лампочками из местного магазина вторсырья. Реле способны выдерживать ток до 2 А, но я никогда не нагружаю цепь более чем на 80% от ее номинала; 1,6А в данном случае. Тогда максимальное количество лампочек мощностью 3 Вт на канал составляет:

#bulbs
   = (0,8 x максимальный ток канала) / (номинальная мощность лампы / 120 В переменного тока)
   = (0,8 x 2 А) / (3 Вт/лампа / 120 В переменного тока)
   = 1,6 А / 0,025 А/лампа
   = 64 лампы (или всего 384 лампочки равномерно распределены по всем шести каналам)

1. Используйте правильную проводку. Я предпочитаю многожильные медные кабели с подходящим изолированным напряжением. В зависимости от длины ваших участков вам, возможно, придется использовать провод №14 или №12 AWG, чтобы удерживать падение напряжения в пределах значений, указанных вашими местными электротехническими нормами. Это также предотвращает плохую работу системы. Некоторые лампочки в конце цепи могут не гореть должным образом или вообще не гореть.

2. Используйте надлежащие материалы и компоненты для всех внешних соединений и любых соединений проводки, необходимых в цепях. Это не работа для маскировки/клейкой ленты и тонкого провода динамика!

3. Соедините каналы проводами с цветовой маркировкой, чтобы упростить проводку и устранение неполадок. Я рекомендую использовать цветовой код резистора в следующем примере:

а. Канал 1: черный

б. Канал 2: Браун

в. Канал 3: Красный

д. Канал 4: оранжевый

е. Канал 5: желтый

ф. Канал 6: Синий

грамм. Используйте зеленый провод для любых требований к заземлению или соединению. Вот почему он не используется для канала 6.

час Используйте белый провод для нейтрали. Этот провод подключается ко всем патронам для лампочек. Соблюдайте полярность разъема, так как белый провод должен подключаться к металлической резьбе.

Программировать легко. Как упоминалось ранее, J1 устанавливает количество каналов, а P1 или P2 устанавливает частоту мигания. Установите J1 при обесточенной системе. Отрегулируйте P1 или P2, чтобы получить желаемую скорость переключения при подаче питания. Также отключайте питание устройства перед отключением каких-либо нагрузок или заменой перегоревших лампочек. Безопасность прежде всего!

Первое испытание прототипа было проведено на закрытой выставке блошиного рынка выходного дня. В течение 12 недель выставка работала по семь часов каждую субботу и воскресенье. При частоте переключения 0,5 секунды каждая лампа выдержала более 1,2 миллиона переключений без каких-либо сбоев.

Второй тест был у меня дома и установлен на переднем навесе как часть рождественской выставки. Скорость мигания была идентична настройке барахолки. Блок управления стоял в неотапливаемом сарае при температуре от -15°F до 40°F. Я запустил дисплей во второй половине дня 11 ноября и проработал систему круглосуточно и без выходных до 1 января (50 дней подряд, за исключением двух кратковременных отключений электроэнергии). Опять же, ни одна лампочка или компоненты системы не вышли из строя после примерно 8,6 миллиона переключений. В обоих тестах использовались одни и те же лампочки, рассчитанные на 9,8 миллиона переключений.

Это простая, надежная и экономичная схема, которая вам нужна, если вы ищете:

Создание или реконструкция театрального представления в старом стиле.

Простая анимация освещения для дисплеев.

Приложение, требующее непрерывной последовательности циклов для питания устройств переменного тока.

PARTS LIST

ID Number

Description

Manufacturer

U1

Voltage Regulator, 15V, 1A

Texas Instruments

U2

Timer

Texas Instruments

U3

Decade Synchronous Counter

Texas Instruments

U4

Eight-Channel Darlington Driver

STMicroelectronics

LED1

Green LED, 2.2V, 20 mA

Everlight

BR1

Bridge Rectifier, 200V, 1.5A

On Semiconductor

D1

Diode, 100V, 200 mA, DO35 Package

On Semiconductor

SS1, SS2, SS3, SS4, SS5, SS6

Mini SIP Solid-State Relay, SPST-NO, 2A, 24-480V

Sensata-Crydom

CB1

1A, Single Pole Circuit Breaker

TE Connectivity

CB2, CB3, CB4, CB5, CB6, CB7

2A, Single Pole Circuit Breaker

TE Connectivity

R1

1.10K, 1%, 0.25W Resistor

Yageo

R2

5.62K 1%, 0.25W Resistor

Yageo

R3

3.32 K, 1%, 0.25W Resistor

Yageo

R4

100K, 1%, 0.25W Resistor

Yageo

R5, R6, R7, R8, R9, R10

499, 1%, 0.25W Resistor

Yageo

R11

10K, 1%, 0.25W Resistor

Yageo

P1

250K Multiturn Potentiometer

Bourns

P2

250K Panel Mount Potentiometer with Locking Nut

Precision Electronics

C1, C2

1 µF, 35V Tantalum Capacitor

AVX

C3

1000 µF, 35V Electrolytic Capacitor

Rubycon

C4

22 µF, 35V Electrolytic Capacitor

Panasonic

C5, C6

0.01 µF, 50V Ceramic Capacitor

Vishay

PB1

Panel Mounted Momentarily Normally Open Pushbutton

E-Switch

JP1

Suitcase Jumper

TE Connectivity

J1

Conn Header Vertical 10-Position

METZ Connect

PL1

1.67’ NEMA 5-15P Cord

Qualtek

SW1

SPST Toggle Switch, 15A, 125V

Carling

T1

120/240V: 15/30V, 2.5 VA Transformer

Tamura

SOCKET1

8-Pin DIP Socket for U2

CNC Technologies

SOCKET2

16-Pin DIP Socket for U3

CNC Technologies

SOCKET3

18-Pin DIP Socket for U4

CNC Technologies

STANDOFF 1-4

4-40 x 0.5” Hex Aluminum Standoff

RAF Electronic Hardware

SCREW 1-8

4-40 x 0.25” Stainless Steel Screw

B&F Fastener Supply

WASHER 1-8

Internal Tooth Washer (for Standoffs)

B&F Fastener Supply

SCREW 9, SCREW 10

4-40 x 0.50” Stainless Steel Screw (for U1 and Chassis Ground)

B&F Fastener Supply

NUT1, NUT2

4-40 Stainless Steel Nut

Keystone Electronics

FLATWASHER 1-4

#4 Flat Washer (for U1 and Chassis Ground)

Keystone Electronics

SPLITWASHER1, SPLITWASHER2

#4 Split Washer for U1 and Chassis Ground)

Keystone Electronics

CASE1

8” x 8” x 4” Case

Hammond

SR1, SR2

Nylon Cable Gland - PG7 with 8207/8207.40 Nut

American Electrical

SO1

Nine-Position Socket

TE Connectivity

PL2

Nine-Position Plug

TE Connectivity

PIN 1-7

Pins for SR1, SR2

TE Connectivity

PIN 8-14

Pins for SO1

TE Connectivity

STAKON 1-18

Quick Connect Receptacle 14-16 AWG, 0.250” Wide

TE Connectivity

RINGLUG1

Circular Ring Connector 16 -22 AWG, #4 Crimp

TE Connectivity

BLACK WIRE

#16 Stranded Copper Hookup Wire – Black

Alpha Wire

BROWN WIRE

#16 Stranded Copper Hookup Wire – Brown

Alpha Wire

RED WIRE

#16 Stranded Copper Hookup Wire – Red

Alpha Wire

ORANGE WIRE

#16 Stranded Copper Hookup Wire – Orange

Alpha Wire

YELLOW WIRE

#16 Stranded Copper Hookup Wire – Yellow

Alpha Wire

BLUE WIRE

#16 Stranded Copper Hookup Wire – Blue

Alpha Wire

WHITE WIRE

#16 Stranded Copper Hookup Wire – White

Alpha Wire

PCB1

Printed Circuit Board

Shand Power

 


Ms. Tracy Winchester

 

 download

 







Просмотров: 99 | Добавил: Chinas | Рейтинг: 0.0/0








Необходимо добавить материалы...
Результат опроса Результаты Все опросы нашего сайта Архив опросов
Всего голосовало: 347



          

Радио для всех© 2022