Zaloguj się
Wszystkie
7 października 2026
21
- załączanie jednego urządzenia po wykryciu poboru prądu przez drugie
- wyłączanie sterowanego urządzenia z regulowanym opóźnieniem 0…10 s
- regulowany próg natężenia prądu wywołującego załączenie
- zasilanie z sieci 115/230 V
- maksymalny pobór prądu przez urządzenie sterowane: 16 A
- maksymalny łączny pobór prądu przez urządzenie nadrzędne i sterowane: 20 A
- minimalny pobór prądu przez urządzenie nadrzędne: 0,4 A
Wiercenie otworów w ścianie remontowanego pomieszczenia to żaden problem, wszak kurz i tak jest wszędzie. Gorzej, kiedy trzeba zawiesić półkę w wykończonym już salonie. Jednoczesne wiercenie oraz włączanie i wyłączanie odkurzacza zbierającego pył bywa kłopotliwe. Podobnie wygląda sytuacja z lutowaniem i uruchamianiem wentylatora wyciągającego opary. Przykładów można podać wiele, a łączy je jedno: urządzenie pomocnicze powinno uruchamiać się automatycznie wraz ze sprzętem głównym i wyłączać, gdy ten przestaje pracować.
Układ realizuje tę funkcję we współpracy z odbiornikami zasilanymi jednofazowym napięciem przemiennym z sieci elektroenergetycznej. Ponieważ urządzenie nadrzędne może pobierać niewielki prąd w trybie czuwania przez cały czas, wprowadzono regulację progu czułości – minimalnego natężenia prądu, powyżej którego następuje reakcja. W wielu zastosowaniach celowe jest także podtrzymanie pracy odbiornika sterowanego (np. odkurzacza) przez pewien czas po wyłączeniu narzędzia głównego, co w tym rozwiązaniu jest bardzo proste do uzyskania.
Budowa
Do detekcji prądu pobieranego przez urządzenie nadrzędne służy przekładnik prądowy CT1 obciążony rezystorem R1. Wzmacniacz operacyjny US1A prostuje jednopołówkowo i wzmacnia sygnał z przekładnika ze wzmocnieniem 10 V/V, ustalanym stosunkiem rezystorów R5/R4 (dla ujemnych połówek napięcia; dodatnie są przepuszczane bez wzmocnienia). Dioda D1 ułatwia uzyskanie potencjału 0 V na wyjściu wzmacniacza operacyjnego. Ponieważ jest on zasilany niesymetrycznie, jego stopień wyjściowy w stanie nasycenia nie osiąga napięcia niższego niż kilkanaście miliwoltów. Włączenie szeregowo diody D1 sprawia, że wyjście US1A musi osiągnąć potencjał co najmniej kilkuset miliwoltów, aby podnieść napięcie na katodzie powyżej zera. Kondensator C1 ogranicza pasmo przenoszenia, filtrując zakłócenia wielkiej częstotliwości.
Za detekcję przekroczenia zadanego progu odpowiada komparator US2B (popularny układ LM393). Porównuje on wzmocnione napięcie z US1A z napięciem odniesienia pobieranym ze ślizgacza potencjometru P1. Wtórnik napięciowy US1B nie bierze udziału w torze sygnałowym, lecz jego wejścia zostały spolaryzowane, aby uniknąć pozostawienia niepodłączonych wyprowadzeń.
Gdy prąd płynący przez przewód przewleczony przez przekładnik (między punktami lutowniczymi PAD1 i PAD2) przekroczy próg ustawiony potencjometrem P1, na wyjściu komparatora US2B pojawia się stan niski. Powoduje to otwarcie tranzystora T1, z którego bazy wypływa prąd ograniczany przez rezystor R8 do wartości ok. 10 mA. Tak znaczny prąd bazy pozwala na szybkie ładowanie kondensatora C2 dużym prądem kolektora. Rezystor R10 ogranicza ten prąd do wartości bezpiecznej dla struktury tranzystora. Diody D2 i D3 włączone szeregowo w obwód emitera obniżają maksymalny potencjał ładowania kondensatora C2 o sumaryczną wartość napięcia przewodzenia (ok. 1,5 V poniżej szyny zasilania), co spełnia wymogi wejściowe komparatora LM393. Rezystor R7 polaryzuje bazę T1 i utrzymuje go w stanie zatkania, gdy wyjście typu otwarty kolektor komparatora US2B pozostaje nieaktywne.
Otwarcie tranzystora T1 – nawet na krótki czas – ładuje kondensator C2. Rezystancja rezystora R9 połączonego szeregowo z potencjometrem P2 odpowiada za powolne rozładowanie C2, a stała czasowa tego obwodu wyznacza czas opóźnienia wyłączenia odbiornika sterowanego: im większa rezystancja, tym dłuższy czas podtrzymania zasilania.
Napięcie z kondensatora C2 trafia na wejście komparatora US2A. Napięcie odniesienia jest formowane przez dzielnik rezystorowy R11 i R12 zasilany z głównej szyny 12 V. Rezystor R13 wprowadza dodatnie sprzężenie zwrotne, tworząc histerezę i eliminując oscylacje wyjścia przy wolnych zmianach napięcia na C2. W komparatorze US2B histereza nie była konieczna, gdyż pożądane jest doładowywanie C2 nawet pojedynczymi, wąskimi impulsami przy pracy na granicy progu detekcji.
Gdy napięcie na C2 przekracza próg komparacji, na wyjściu US2A pojawia się stan niski, co wprowadza tranzystor T2 w stan nasycenia (prąd bazy jest ograniczany rezystorem R15 do ok. 1 mA). Rezystor R14 pełni kilka funkcji: podciąga wyjście komparatora do szyny zasilania, zapewnia prąd polaryzacji stopnia wyjściowego komparatora, utrzymuje T2 w stanie zatkania przy braku wysterowania oraz polaryzuje rezystor histerezy R13 połączony z dzielnikiem R11/R12. Wartość R14 dobrano tak, aby spadek napięcia przy zatkanym komparatorze nie przekraczał 0,7 V, co gwarantuje pewne wyłączenie tranzystora T2.
Nasycony tranzystor T2 załącza przekaźnik PK1, włączający obwód urządzenia sterowanego. Równolegle z cewką przekaźnika zasilana jest dioda LED1 sygnalizująca stan pracy. Dioda D4 zabezpiecza tranzystor T2 przed przepięciami indukcyjnymi generowanymi podczas wyłączania cewki przekaźnika.
Część pomiarowo-sterująca jest galwanicznie odizolowana od sieci elektroenergetycznej za pośrednictwem przekładnika prądowego CT1 oraz miniaturowego zasilacza impulsowego PSU1 o napięciu wyjściowym 12 V. Zacisk przewodu ochronnego (PE) połączono z masą układu (GND).
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
