Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Automatyczny wyłącznik czasowy (automat schodowy)

AVT2442
kit
Urządzenie pełni funkcję automatu schodowego. Włącznik po podłączeniu zasilania (230V) oczekuje na przyciśnięcie przycisku (nie włącza żarówki). Dopiero po naciśnięciu przycisku żarówka zostaje włączona na czas około 3 minut, a jeśli w trakcie świecenia żarówki przycisk zostanie ponownie naciśnięty to żarówka zostanie zgaszona. Włączone żarówki po określonym czasie zostają samoczynnie wyłączone. Urządzenie spełnia więc funkcje przerzutnika załącz/wyłącz oraz układu czasowego. Dodatkową zaletą jest to, że do jednej linii sterującej można przyłączyć dowolną liczbę przycisków.
Uwaga! Uwaga! W urządzeniu występują napięcia mogące stanowić śmiertelne zagrożenie dla życia!
Light icon
Article Image

Właściwości - automatyczny wyłącznik czasowy (automat schodowy)

  • czas załączenia: 3 min
  • wyzwalanie podczas naciskania przycisku lub jego zwalniania
  • zasilanie: 230V AC
  • maksymalna moc dołączonych żarówek: 500W
  • wymiary płytki: 45×60 mm

Opis układu - automatyczny wyłącznik czasowy (automat schodowy)

Schemat ideowy urządzenia jest pokazany na rysunku 1. Sercem urządzenia jest kostka 4013 zawierająca dwa przerzutniki D. Jeden z przerzutników (U1A) pracuje w nietypowej roli bramki Schmitta. Histerezę zapewniają rezystory R7, R8, a obwód R6C2 filtruje ewentualne „śmieci”, mogące pojawić się w długich przewodach. Po naciśnięciu przycisku na wejściu CLK przerzutnika pojawia się rosnące zbocze.

Przerzutnik ten pracuje jako dwójka licząca, więc po każdym naciśnięciu przycisku stan wyjścia zmienia się na przeciwny. W spoczynku na wyjściu Q panuje stan niski i kondensator C3 jest naładowany. Każdorazowe pojawienie się stanu wysokiego na wyjściu Q (nóżka 13) powoduje włączenie triaka, a także zapoczątkowuje proces rozładowania kondensatora C3 przez R9. Gdy napięcie na wejściu zerującym (n. 10) przekroczy próg logiczny, przerzutnik zostaje wyzerowany, a triak wyłączony.

Rys.1 Schemat ideowy - automatyczny wyłącznik czasowy (automat schodowy)

Obwód sterowania triaka może wydać się dziwny, ale taki sposób sterowania jest w tym przypadku optymalny. Jak widać, zasilacz dostarcza napięcia dodatniego do zasilania części cyfrowej (D1, C4, D3) oraz napięcia ujemnego do wyzwalania triaka (D6, C6, D4, D5). Napięcie ujemne jest znacznie mniejsze, ale z powodzeniem wystarcza do otwarcia triaka. Gdy na wyjściu zanegowanym przerzutnika (n. 12) występuje stan wysoki, na bazie tranzystora T1 występuje napięcie dodatnie względem masy i tranzystor ten jest zatkany.

Gdy napięcie na nóżce 12 spadnie do poziomu masy, tranzystor T1 zostaje otwarty i płynie (ujemny) prąd bramki triaka. Triak zostaje otwarty i lampy zostają włączone. Podczas testów modelu okazało się, że stosując czułe triaki o małym prądzie bramki można znacznie zmniejszyć sumaryczną pojemność C1 i C5 do 470nF. Przy zastosowaniu standardowych triaków o prądzie wyzwalania >15mA należy zastosować pojemności w granicach 470nF-1uF.

Rys.2 Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej - automatyczny wyłącznik czasowy

Montaż i uruchomienie - automatyczny wyłącznik czasowy (automat schodowy)

Układ należy zmontować na płytce drukowanej, pokazanej na rysunku 2. Montaż nie powinien sprawić trudności. Przed pierwszym włączeniem do sieci należy jednak wyjątkowo starannie sprawdzić poprawność montażu, ponieważ układ jest zasilany wprost z sieci i pomyłki mogą spowodować uszkodzenie elementów. Układ zmontowany ze sprawnych elementów będzie od razu poprawnie pracował. W razie potrzeby można śmiało zmieniać wartości C3 (1...4700uF) oraz R9 (10k...4,7M) by uzyskać potrzebny czas wyłączania.

Rys.3 Pozycja zworki JP1
Rys.4 Pozycja zworki JP1

Zworka JP1 umożliwia zmianę sposobu przełączania. Zworka JP1 w pozycji 1-2 oraz przycisk dołączony do punktów X1-2 i X1-3 wyzwoli układ w chwili jego naciśnięcia (rys.3), natomiast zworka założona na kołki 2-3 i przycisk dołączony do złącza X1-1 i X1-2 umożliwi włączenie w chwili zwalniania przycisku (rys.4). Gotowe urządzenie należy umieścić w obudowie gwarantującej bezpieczeństwo użytkowników. Należy też pamiętać, że także na przewodach sterujących dołączonych do złącza X1 oraz na przyciskach, może wystąpić napięcie sieci groźne dla życia.

Rys.5 Automatyczny wyłącznik czasowy - przykład podłączenia
Wykaz elementów
Rezystory:
 
R1, R2:
47kΩ
R3:
330Ω/3W
R4, R5:
10kΩ
R6, R7:
100kΩ
R8, R9:
1MΩ
R10:
4,7kΩ
R11:
2,2kΩ
Kondensatory:
 
C1:
nie montować
C5:
470nF/400V
C2:
220nF
C3:
220μF
C4, C6:
470μF
Półprzewodniki:
 
D1, D6:
1N4007
D2:
1N4148
D3:
dioda Zenera 12V
LED1, LED2:
LED zielona
T1:
BC558
T2:
BTA08
US1:
4013
Pozostałe:
 
X1:
DG301-5.0/3
X2, X3:
DG301-5.0/2
JP1:
goldpin1×3 + jumper
Tematyka materiału: automatyka domowa, 230V
AUTOR
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"