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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Konverter K1003PP1 in Automatisierungsgeräten. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer Geräte zur Steuerung linearer LED-Waagen werden heute in Form relativ kostengünstiger Mikroschaltungen hergestellt, beispielsweise der inländischen K1003-Serie oder der importierten LM315, KIA6966S usw. Im folgenden Artikel spricht der Autor über einige Optionen für nicht standardmäßige Anwendungen dieser Mikroschaltungen. Chip-Analog-zu-Code-Wandler sind dafür ausgelegt, die LED-Skala in einem von zwei Modi zu betreiben – entweder als „Leuchtlinie“ (ihre Länge ist proportional zum angezeigten Parameterwert) oder als „Leuchtpunkt“ (der Parameterwert ist proportional). zu seinem Abstand vom Anfang der Skala). Eine Reihe von Mikroschaltungen – K1003PP1, UAA180, LM314-LM316 – können in beiden Modi arbeiten. Es sind ungewöhnliche Einsatzmöglichkeiten von Konvertern bekannt [1, 2], die hauptsächlich eine visuelle Anzeige realisieren. Gleichzeitig führt das Gerät durch die Anzeige des Werts des Eingangssignals in einem bestimmten Modus nur eine informative Funktion aus. Sie können den Anwendungsbereich erweitern, indem Sie die Eigenschaften des Wandlers als Multischwellengerät nutzen. Durch die Entnahme von Signalen aus seinen Ausgängen, die sehr übersichtlich und in einer bestimmten Reihenfolge geschaltet werden, ist es möglich, verschiedene externe Geräte zu steuern und dabei seine Grundfunktionen beizubehalten. Betrachten Sie als Beispiel eine zwölfstufige Anzeigeschaltung auf einer gemeinsamen K1003PP1-Mikroschaltung (Abb. 1). Es ist auf einem Analog-Code-Wandler DA1, Widerständen R1-R4 und LEDs HL1-HL12 aufgebaut. Die LEDs sind in drei Vierergruppen in Reihe geschaltet und arbeiten im „Lichtlinie“-Modus [1]. Bei einem Anstieg der konstanten Spannung am Eingang des Geräts – Pin 17 der Mikroschaltung – von dem durch die Spannung an Pin 16 eingestellten Pegel auf den durch die Spannung an Pin 3 eingestellten Pegel schalten sich die LEDs in Reihe ein und bilden eine durchgehende Leuchtlinie.
Um Steuerfunktionen zu realisieren, müssen Signale von den Ausgängen abgenommen werden, an denen die LEDs angeschlossen sind. Durch eine Stufe an den Transistoren VT1, VT2 erhalten Sie eine Schaltkennlinie mit hoher Steilheit. Der Transistor VT1 mit „Überverstärkung“ (h21e = 400...800) ist in Reihe mit dem Transistor VT2 – Stromverstärker – geschaltet, der einen hohen Gesamtübertragungskoeffizienten sowie eine niedrige Ausgangsimpedanz bietet. Der Betrieb der Stufe wird durch ein Signal gesteuert, das von einem der Ausgänge des Wandlers relativ zum positiven Stromkabel abgenommen wird. In diesem Fall hängt die Spannungsänderung am Widerstand R5 vom Spannungsabfall an der LED ab und beträgt je nach Typ bereits 1,6 ... 2 V. Der von R5 aufgenommene Strom ist gering (und kann durch Erhöhen von R5 reduziert werden), sodass er keinen Einfluss auf den Betrieb des Konverters und der LEDs hat. Der Spannungsabfall an der Last (an der Wicklung von Relais K1) entspricht nahezu der Versorgungsspannung mit großer Schaltsteilheit. Der Ausgang des Geräts – der offene Emitter des Transistors VT2 – hat eine hohe Belastbarkeit, die nur durch den zulässigen Strom durch den Transistor begrenzt ist. Als Last können Betätigungselemente mit einem ohmschen Widerstand von mindestens 120 Ohm (bei Upit = 12 V), insbesondere die Wicklung eines elektromagnetischen Relais, einbezogen werden. Wenn das Eingangssignal Uin sanft erhöht wird, leuchtet irgendwann die HL11-LED im Ausgangskreis 5 des DA1-Konverters auf. Die LED, von deren Kathode das Steuersignal entfernt wird, wird als Kontroll-LED bezeichnet. Wenn die Kontroll-LED eingeschaltet ist, öffnet der Transistor VT1, gefolgt vom Transistor VT2, der bis zur Sättigung öffnet. Das Relais K1 (oder eine andere Last) wird ausgelöst, einschließlich externer Geräte mit seinen Kontakten - Haushaltsgeräte, Elektromotoren, Heizungen usw. Der Trimmwiderstand R5 stellt den Strom für ein zuverlässiges Öffnen von Transistoren ein. Sinkt die Eingangsspannung, erlischt die Kontroll-LED, die Transistoren schließen und das Relais gibt den Anker frei. Um die Ansprechschwelle in einem solchen System zu ändern, genügt es, den Ausgang A des Widerstands R5 auf eine andere LED zu schalten und diesen Widerstand anzupassen. Dadurch ändert sich die Ansprechschwelle um ein Vielfaches des Skalenschritts. Natürlich ist eine genauere Einstellung nicht ausgeschlossen – mit den Widerständen R2, R3 oder dem Eingangsteiler des Wandlers. In jedem Fall dient die beispielsweise in einer anderen Farbe hervorgehobene Kontroll-LED in der Skala als optisch praktische Anzeige des Schwellenwerts. Wenn Rückmeldungen zu den gesteuerten Parametern in das Gerät eingegeben werden, erhalten wir ein fertiges automatisches Steuerungssystem. In der Praxis ist häufig ein akustisches Signalgerät erforderlich, um zu warnen, dass der Wert eines gesteuerten Parameters die zulässigen Grenzen überschreitet. Dazu ist es praktisch, anstelle des Relais K1 ein einfaches Gerät zu verwenden, das auf einer blinkenden LED HL13 (z. B. L-56BID) und einer aktiven Kapsel BF1 (Abb. 1, rechts) basiert. Solche Kapseln (НСМ1206Х und dergleichen) enthalten einen eingebauten Tonfrequenzgenerator. Wenn die LED leuchtet, gibt sie ein recht lautes Signal mit einer Frequenz von 2 kHz ab. Der Widerstand R6 ist so gewählt, dass die Spannung an der Kapsel bei eingeschalteter LED den letzten beiden Ziffern der Markierung entspricht (für den angegebenen Typ 6 V). Es können auch andere aktive Kapseln verwendet werden [3]. Aus Sicht der Zuverlässigkeit beim Schalten der Last empfiehlt sich der Einsatz von Thyristoren anstelle von Relais. Auf Abb. In Abb. 2 zeigt ein Diagramm des Ausgangsknotens mit einem Schalter am Triac VS1. Der Knoten dient zum Einschalten der Last – einer EL1-Glühlampe (oder einer Heizung). Durch das Öffnungsfeld der Transistoren VT1, VT2 beginnt durch den Steuerübergang des Triac VS1 ein Öffnungsstrom zu fließen, der durch den Widerstand R6 begrenzt wird. Der Triac öffnet und schaltet die Last ein. Wird der Triac auf einem Kühlkörper montiert, kann die Lastleistung bis zu 1 kW betragen.
Das Schema des Knotens, der in der umgekehrten Version arbeitet, d. h. die Last abschaltet, wenn die Schwelleneingangsspannung erreicht ist, ist in Abb. 3 dargestellt. 1. Wenn am Anschluss A des Wandlers kein Signal anliegt, sind die Transistoren VT2, VT1 geschlossen und der Triac VS6 wird durch den Strom geöffnet, der durch den Widerstand R1, den Anschluss 1 des Triacs und die Steuerelektrode fließt. Wenn am Anschluss A ein Signal erscheint, öffnen die Transistoren VT2, VT2, der Transistor VT1 überbrückt die Steuerelektrode des Ausgangsabschnitts 1 des Triac VS1, wodurch er schließt und die Last ELXNUMX ausschaltet. Anwenden des Knotens gemäß dem Diagramm in Abb. 3 Im Netzspannungsvoltmeter [1] erhalten Sie ein Gerät, das die Last – Haushaltsgeräte usw. – bei einem unzulässigen Anstieg der Netzspannung automatisch abschaltet. Darüber hinaus vereint ein solches Gerät die Funktionen einer Anzeige und einer Schaltung Unterbrecher, der ihn positiv von anderen ähnlichen unterscheidet. Das Gerät arbeitet mit Selbstrückführung, was bei mehreren Spannungsspitzen unerwünscht ist. Wenn Sie darin einen Knoten am Transistor VT3 eingeben, der in Abb. durch gestrichelte Linien dargestellt ist. 3, dann arbeitet das Gerät aufgrund der tiefen positiven Rückkopplung durch den Transistor VT3 im Latch-Modus. Die Last wird wie oben beschrieben abgetrennt und um in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren, muss die 12-V-Versorgungsspannung aus- und wieder eingeschaltet werden. Derselbe „Latch“-Knoten kann auch gemäß dem Diagramm in zum Gerät hinzugefügt werden Feige. 2. Wir machen die Leser darauf aufmerksam, dass, wenn das Gerät transformatorlos gemacht wird [1], die Knoten, deren Schaltkreise in Abb. In den Beispielen 2 und 3 stehen das gesamte Anzeigegerät und die Quelle des gemessenen Signals unter Netzspannung. Daher müssen beim Arbeiten mit dem Gerät bestimmte Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden. Es ist unmöglich, den gemeinsamen Draht solcher Indikatoren zu erden! Die betrachteten Knoten funktionieren korrekt, wenn der Modus „Leuchtlinie“ verwendet wird. Im Modus „Leuchtpunkt“ erlöschen alle LEDs auf beiden Seiten des Leuchtpunkts und es kommt letztendlich zu einem Ausfall. Um in diesem Fall einen korrekten Betrieb zu erreichen, können Sie beispielsweise einen Zähltrigger verwenden, der seinen Zustand jedes Mal ändert, wenn er den Schwellenwert überschreitet. Es gibt jedoch eine einfachere und universellere Lösung (siehe Diagramm in Abb. 4). Bei diesem Gerät arbeitet die Anzeige durch entsprechendes Einschalten der HL1-HL12-LEDs im Modus „Leuchtpunkt“ [1] . Auf den Dioden VD1-VDN ist ein logischer Knoten WIRED OR aufgebaut. Wenn an einem der Ausgänge des DA1-Chips, an den die VD1-VDN-Dioden angeschlossen sind, ein Signal anliegt, liegt das Signal am Punkt A an. Wenn ein Gerät nach dem Schema in Abb. zusammengebaut wird. 2, sein Triac VS1 wird geöffnet sein.
Da die VD1-VDN-Dioden so eingeschaltet sind, dass sie einen kontinuierlichen Abschnitt der Waage steuern, schaltet sich das Gerät außerhalb des Abschnitts aus, d. h. wenn das Uin-Signal unter den von der ersten LED (HL3) des Abschnitts angezeigten Pegel fällt. oder wenn es den von der letzten LED (HL9) angezeigten Wert überschreitet. Mit anderen Worten, das Gerät funktioniert jetzt ähnlich wie ein Komparator mit zwei Schwellenwerten – in einem bestimmten „Korridor“ von Werten. Durch Ändern der Anzahl der Dioden und der Punkte ihrer Verbindung mit den Ausgängen des Wandlers ist es möglich, die Breite des „Korridors“ zu ändern und sogar mehrere „Korridore“ zu organisieren. In einigen Fällen ist eine vollständige zwölfstufige Anzeige, die der K1003PP1-Chip bereitstellen kann, nicht erforderlich. In diesem Fall können die zusätzlichen LEDs von der Skala ausgeschlossen oder, falls erforderlich, um den Betrieb der übrigen LEDs aufrechtzuerhalten, durch Widerstände mit dem Widerstand R = Usd / Isd ersetzt werden, wobei Usd und Isd die Spannung an der LED und der Strom durch sie sind it (für das Gerät gemäß der Schaltung in Abb. 1 Icd = 15 mA) Zusammenfassend stellen wir fest, dass die betrachteten Geräte auch mit anderen am Anfang des Artikels genannten Analog-zu-Code-Wandlern funktionieren. Ihre Schaltung ermöglicht den Einsatz wesentlich leistungsstärkerer Triacs, die einen Steuerstrom von bis zu 1 A benötigen. Um sie zu verwenden, reicht es aus, den Transistor KT315G (VT2) durch einen beliebigen Transistor der KT815-Serie zu ersetzen und den Begrenzungswiderstand R6 ( siehe Abb. 2, 3) mit einem weiteren niederohmigen, so dass der Triac bei beiden Halbwellen der geschalteten Spannung stabil öffnet. Natürlich muss das Netzteil den erforderlichen Strom liefern, ohne die Spannung zu reduzieren, was für die Aufrechterhaltung der Genauigkeit des Wandlers wichtig ist. Literatur
Autor: A. Pachomov, Zernograd, Rostower Gebiet.
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