Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Sterowanie urządzeń elektrycznych za pomocą multi-przycisku

Article Image
Elmax
Konstruowanie różnego rodzaju sterowników to jedno z ulubionych zajęć wielu entuzjastów elektroniki. Układ będący tematem bieżącego projektu pozwala włączyć dowolne urządzenie elektryczne za pomocą przycisków, które można rozmieścić w różnych miejscach – na przykład w kilku pomieszczeniach budynku. Sterownik wyposażono w sygnalizator dźwiękowy. Dźwięk buzzera może towarzyszyć załączeniu urządzenia i informować o jego aktywacji albo stanowić cel sam w sobie. Oznacza to, że naciśnięcie dowolnego z przycisków (multi-przycisku) uruchomi sygnał dźwiękowy. Na fotografii pokazano prototyp wykonany przez autora.

Jak widać na zdjęciu, układ składa się z dwóch części, które zmontowano na oddzielnych uniwersalnych płytkach stykowych. Obwód zawiera część cyfrowo-logiczną oraz multi-przycisk złożony z ośmiu oddzielnych przycisków typu „push-to-on”. W tej części znajduje się również brzęczyk sygnalizacji dźwiękowej. Na dolnej płytce, widocznej na zamieszczonym zdjęciu, zmontowano natomiast układ czasowy, który za pośrednictwem przekaźnika włącza dowolne urządzenie elektryczne.

Opis budowy układu i jego działanie

Schemat ideowy również został rozdzielony na dwie części. Najpierw opiszemy budowę i działanie logiki wykonanej na bramkach logicznych. Część ta zawiera następujące elementy: transformator sieciowy (X1), mostek prostowniczy (BR1) oraz scalony stabilizator 5 V, które tworzą obwód zasilania – wspólny dla obu części sterownika. Całą logikę zrealizowano za pomocą bramek typu exclusive-OR, zawartych w dwóch układach scalonych 74LS86 (IC2 i IC3).

W prototypie przewidziano 8 przycisków, co teoretycznie wymagałoby zastosowania jednej bramki o ośmiu wejściach. Zastąpiono ją jednak siedmioma standardowymi bramkami 2-wejściowymi, co wymagało użycia dwóch układów scalonych 74LS86. Cztery bramki XOR (każda z dwoma wejściami) tworzą wejście tzw. multi-przycisku. Przyciski S1–S8 podłączono do szyny zasilania +5 V, natomiast ich styki ściągają do masy rezystory o wartości 1 kΩ (R2…R9). Takie rozwiązanie sprawia, że gdy żaden z przycisków nie jest wciśnięty, stan wszystkich wejść określony jest jako niski (zero logiczne).

Bramki XOR rozmieszczono w trzech „piętrach”, a wyjście końcowe znajduje się na pinie 11 bramki IC2D. Nietrudno zauważyć, że naciśnięcie dowolnego z przycisków (S1…S8) skutkuje pojawieniem się stanu wysokiego na tym wyjściu. Sygnał ten steruje bezpośrednio tranzystorem T1, który działa jako klucz załączający piezoelektryczny brzęczyk. Dźwięk brzęczyka uruchamiany jest zatem w reakcji na wciśnięcie dowolnego z przycisków multi-przycisku.

Cała ta część obwodu zasilana jest napięciem stabilizowanym +5 V. Ponieważ pobór prądu jest niewielki, uzasadnione jest zastosowanie stabilizatora liniowego o niezbyt wysokiej wydajności. Kluczowe elementy tej części układu to: transformator obniżający napięcie sieciowe 230 V AC do 12 V AC o wydajności prądowej do 500 mA oraz scalony stabilizator szeregowy IC1. Wyższe, około 12 V DC, tętniące napięcie (filtrowane jedynie kondensatorem C1) jest również wykorzystywane – do zasilania cewki przekaźnika, umieszczonego na drugiej płytce PCB. 

Rozdzielenie układu na dwie płytki PCB jest sensowne, ponieważ w niektórych zastosowaniach można wykorzystać wyłącznie pierwszą część układu, a drugą traktować jako opcjonalną. Na płytce zasilacza i logiki umieszczono również diodę LED1, której świecenie informuje o obecności napięcia zasilającego.

Jak wspomniano wcześniej, jedynymi funktorami logicznymi w układzie są 2-wejściowe bramki exclusive-OR. Tabela prawdy funkcji EX-OR jest bardzo prosta i można ją opisać słownie: wyjście przyjmuje stan wysoki, gdy na jedno – i tylko jedno – wejście zostanie podany stan wysoki. Odczytamy z niej, że wyjście pozostaje nieaktywne tylko wtedy, gdy żaden z przycisków multi-przycisku nie jest wciśnięty, natomiast zwarcie dowolnego przycisku skutkuje pojawieniem się stanu wysokiego na pinie 11 bramki IC2D, co z kolei uruchamia brzęczyk i włącza sterowane (za pośrednictwem układu czasowego i przekaźnika) urządzenie elektryczne.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Wideo
Firma:
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2025
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
cykl Silniki krokowe w praktyce
1/8 Wraz ze zmniejszeniem napięcia zasilania silnika szczotkowego DC o połowę w stosunku do napięcia znamionowego, moc silnika i moment obrotowy zmniejsza się:
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"