Quasi-Sensor-Relais schaltet. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Uhren, Timer, Relais, Lastschalter

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Als ich eines der Geräte baute, benötigte ich einen Dreistellungsschalter für drei Richtungen (3P3N). Das Gerät ist klein und leicht, daher war eine der Hauptanforderungen an den Schalter eine minimale Schaltkraft. Mechanische Schalter (Stab, Druckknopf, Schieber) erfüllten diese Anforderung nicht. Einen Ausweg aus der Situation fand ich, indem ich eine Schalteinheit mit dem erforderlichen Schaltkreis auf Basis elektromagnetischer Relais und Mikroschalter herstellte.

Fig. 1

Das Diagramm des 3P3N-Relaisschalters ist in Abb. dargestellt. 1. Die Steuerung erfolgt über drei Tasten (SB1-SB3), die Schaltung erfolgt über zwei Relais (K1, K2) mit jeweils vier Gruppen von Schaltkontakten, von denen eine zur Selbsthemmung des Relais dient und die Die anderen drei dienen zum Schalten der Schaltkreise des Hauptgeräts. Der Schalter wird von einer transformatorlosen Einheit mit Ballastkondensator C1, Gleichrichterbrücke VD1-VD4 und Filterkondensator C2 gespeist. Der Widerstand R1 begrenzt den Stromstoß durch die Brückendioden im Moment des Einschaltens, die Ausgangsspannung wird durch die Zenerdiode VD5 begrenzt.

Bei der Stromversorgung über den Schalter SA1 des Hauptgeräts entsteht am Ausgang des Schaltnetzteils eine Spannung von ca. 50 V. Durch die Öffnerkontakte K1.1 und die LED fließt ein durch den Widerstand R1 begrenzter Strom von ca. 2 mA HL4. Die Relais K1 und K2 sind stromlos. Die HL1-LED leuchtet und zeigt die Position „1“ des Schalters an. Wenn Sie die Taste SB2 drücken, wird das Relais K1 aktiviert. Bei den Kontakten K1.1 ist er selbsthemmend, d. h. er bleibt nach dem Loslassen der Taste eingeschaltet. Durch den Widerstand R3 und die leuchtende LED HL2 fließt ein Strom, der den Rückfallstrom des Relais übersteigt. Kontakte K1.2-K1.4 schalten in Stellung „2“.

Wenn Sie die Taste SB3 drücken, ist das Relais K2 mit den Kontakten K2.1 selbstsperrend und die LED HL3 leuchtet auf. Die Kontakte K2.2-K2.4 schalten den Schalter in die Position „3“. Der Übergang in die Position „1“ erfolgt durch Drücken der Taste SB1, wodurch die Relaiswicklungen K1 und K2 stromlos werden. Das Schalterschaltdiagramm ist im unteren linken Teil der Abb. dargestellt. 1.

Es bestehen keine besonderen Anforderungen an Details. Der Kondensator C1 ist ein Film-Rauschunterdrückungskondensator. Er kann durch zwei in Reihe geschaltete K73-17-Kondensatoren mit einer Kapazität von 0,47 μF und einer Nennspannung von 630 V ersetzt werden. Kondensator C2 ist Oxid K50-35 oder importiert, Widerstände sind beliebiger Art. Wir werden die VD5-Zenerdiode durch eine Schaltung aus mehreren in Reihe geschalteten Low-Power-Zenerdioden mit einer Gesamtstabilisierungsspannung von 45.50 V ersetzen. Relais K1 und K2 - RES22 (Pass RF4.500.130 oder Version RF4.523.023-06). Ihre Betriebsspannung beträgt 48 V, der Wicklungswiderstand beträgt 2250...2875 Ohm, der Betriebs- und Auslösestrom beträgt 10,5 bzw. 2,5 mA. Als Tasten SB1 - SB3 werden MP3-1-Mikroschalter verwendet. LEDs HL1-HL3 – alle mit einem Durchmesser von 3 mm, vorzugsweise mit erhöhter Helligkeit.

Die Schalterteile werden auf demselben Universal-Steckbrett wie das Hauptgerät montiert. An die Relaisklemmen sind verzinnte Kupferdrahtstücke mit einem Durchmesser von 0,5.0,6-XNUMX mm angelötet. Diese neuen Leitungen werden in die Löcher des Steckbretts eingeführt und, nachdem das Relais so nah wie möglich an die Platine gebracht wurde, an seine Pads angelötet. Mit einer Pistole wurden mehrere große Tropfen Schmelzkleber in den Raum zwischen Relaisgehäuse und Platine eingebracht. Nach dem Abkühlen wurde eine starre und mechanisch stabile Struktur erhalten. Diese Installationsmethode des Relais ermöglichte es, die Herstellung einer Halterung für die Montage und die Verwendung eines Bündels von eineinhalb Dutzend Drähten für den Anschluss zu vermeiden.

Fig. 2

Um Platz auf der Frontplatte zu sparen, sind die Drucktaster SB1-SB3 mit den LEDs HL1-HL3 ausgestattet. Ein ähnliches Design von Knöpfen wird in O. Shaidas Notiz „Button made from an LED“ (Radio, 1995, Nr. 9, S. 45) beschrieben. Die vom Autor verwendeten Buchsen konnten nicht gefunden werden, daher wurden stattdessen Stücke eines ummantelten Stabes mit einem Durchmesser von 4,5 mm aus einem Gelfüllfederhalter verwendet. An einem Ende der Segmente 3 (Abb. 2) sind diametrale Schlitze mit einer Tiefe von 3 mm angebracht, an der anderen Seite werden die Leitungen der LED 2 hineingesteckt, bis das LED-Gehäuse am Ende des Segments stoppt. Die Leitungen 5 der LED werden durch die Schlitze herausgeführt und das Segment mit einem Tropfen Schmelzkleber 4 verschlossen. Nach dem Aushärten wird das Ende mit einem Skalpell beschnitten. Abschließend werden die LEDs in die dafür vorgesehenen Löcher im Bedienfeld des Geräts 1 eingesetzt und ihre Anschlüsse über flexible Montagedrahtstücke MGTF 0,07 mit den entsprechenden Kontaktpads der Platine verbunden. Dieses Design ist sehr praktisch – der nach dem Drücken leuchtende Knopf zeigt die Position des Schalters an. Wenn das LED-Gehäuse aus farblosem Kunststoff besteht, muss es zur Vergrößerung des Abstrahlwinkels der LED durch Behandeln mit feinkörnigem („Mikrometer“) Schleifpapier mattiert werden.

Wie die Praxis gezeigt hat, hat sich der Schalter als erfolgreich erwiesen – ergonomisch, zuverlässig und einfach zu installieren, sodass ich ihn häufig in meinen Entwürfen verwendet habe. Bei der Herstellung eines der nachfolgenden Geräte verfügte das Netzteil über eine Gangreserve, daher entschied man sich für einen Schalter mit digitaler Anzeige der Ein-Position.

Fig. 3

Das Diagramm dieser Schalteroption ist in Abb. dargestellt. 3. So funktioniert es. Nach dem Einschalten bleiben die Relais K1 und K2 ausgeschaltet, da der Strom durch ihre Wicklungen, bestimmt durch den Widerstand der Widerstände R2 und R9, etwa 3 mA beträgt, was weniger als der Betriebsstrom, aber mehr als der Auslösestrom ist. Dies ist die Position „1“ des Schalters, was durch die auf der Anzeige HG1 angezeigte Zahl 1 angezeigt wird (die Spannung an seine Elemente „b“ und „c“ wird über die Strombegrenzungswiderstände R3, R4 geliefert). Wenn Sie die Taste SB2 drücken, schließen ihre Kontakte den Widerstand R2, der Strom durch die Wicklung des Relais K1 steigt und es wird aktiviert. Nachdem die Taste losgelassen wurde, bleibt das Relais eingeschaltet, da der Strom durch die Spule den Freigabestrom übersteigt. Die geschalteten Kontakte K1.1 entfernen die Spannung vom Element „c“ und liefern sie an die Elemente „e“ und (über die Diode VD7) „a“, „d“, „g“, sodass die HG1-Anzeige die Zahl 2 aufleuchtet. Ebenso Wenn Sie die Taste drücken, wird SB3 aktiviert und bleibt im eingeschalteten Zustand des Relais K2, wodurch der Schalter in die Position „3“ gebracht wird, in der die entsprechenden Elemente der Anzeige über die Kontakte K2.1 und die Dioden VD6, VD8 mit Spannung versorgt werden. Durch Unterbrechen des Stromversorgungskreises der Relais K1 und K1 mit der Taste SB2 wird der Schalter in seine ursprüngliche Position „1“ zurückgebracht. Der Schaltkreis dieses Schalters ist der gleiche wie der Schalter gemäß dem Diagramm in Abb. 1. Zur Steuerung des Schalters wurden kleine Knöpfe verwendet, die aus alten Bürogeräten demontiert wurden.

Bei der Neuherstellung dieses Geräts stieß ich auf eine Schwierigkeit: Es gab keinen Knopf mit einem normalerweise geschlossenen (normalerweise geschlossenen) Kontakt zur Hand, während es von alten Videogeräten viele Membrantasten mit einem normalerweise offenen (normalerweise offenen) Kontakt gab. Für diese Tasten wurde die Schaltung geändert, wie in Abb. 4 (Schaltkreis bleibt gleich).

Fig. 4

Bei diesem Schalter öffnet beim Einschalten der Strom der durch die Zenerdiode VD5 fließende Strom den Transistor VT1, beide Relais bleiben jedoch wie in der Vorgängerversion ausgeschaltet, da der durch ihre Wicklungen fließende Strom den Auslöser nur geringfügig übersteigt aktuell. Der Schalter wird durch Drücken der Taste SB2 in die Position „2“ gebracht, durch Drücken der Taste SB3 in die Position „3“. Um zur Position „1“ zu gelangen, schließen Sie mit der Taste SB1 den Emitterübergang des Transistors VT1. In diesem Fall schließt der Transistor und das Relais kehrt in seinen ursprünglichen Zustand „1“ zurück. Um die Schalterpositionen anzuzeigen, können Sie entweder eine digitale Anzeige oder einzelne LEDs verwenden und diese in Reihe mit strombegrenzenden Widerständen in den Relaiswicklungskreisen schalten, wie in Abb. 1.

Bei der Auswahl eines Ersatzes für den KT815G-Transistor ist zu berücksichtigen, dass für einen zuverlässigen Betrieb des Schalters die zulässige Spannung U^ des Transistors mindestens 80 V betragen muss.

Fig. 5

In manchen Fällen, zum Beispiel bei der Fernsteuerung des Schaltens, ist es wünschenswert, eine Taste zu verwenden, die nacheinander (entlang des Rings) alle Positionen durchläuft. Das Diagramm eines solchen Schalters ist in Abb. dargestellt. 5. An den Widerständen R2, R3 und dem Kondensator C4 befindet sich eine Einheit zur Unterdrückung des „Prellens“ der Kontakte der SB1-Taste, die wie folgt funktioniert.

Beim Einschalten erscheint an der Zenerdiode VD9 eine Spannung von etwa 9 V, die zur Stromversorgung der DD1-Mikroschaltung verwendet wird. Kondensator C4 bleibt entladen. Wenn Sie die Taste SB1 in dem Moment drücken, in dem sich die Tastenkontakte zum ersten Mal berühren, wird der Kondensator C4 sofort über den Widerstand R3 aufgeladen. Ein weiteres Prellen der Tastenkontakte hat keinen Einfluss auf die Ausgangsspannung, da der Kondensator C4 über den viel höheren Widerstand R2 entladen wird. Trigger DD1.1 schaltet im Moment eines Spannungsabfalls am Synchronisationseingang (Pin 3). Der Transistor VT2 schaltet doppelt so oft wie die Transistoren VT1 und VT3. Wenn Sie die Taste SB1 drücken, durchläuft der Schaltknoten nacheinander alle möglichen Zustände: die Relais sind stromlos, Relais K1 ist aktiviert, Relais K2 ist aktiviert, die Relais sind stromlos usw. Der Zustand des Geräts ist wird durch eine digitale Anzeige angezeigt, die gemäß dem Diagramm in Abb. eingeschaltet ist. 2.

Wie bei der Vorgängerversion des Schalters muss die zulässige Spannung U^ der Transistoren VT1 und VT3 mindestens 80 V betragen.

Fig. 6

Bei Bedarf können Sie mit einem weiteren Relais und einem zusätzlichen Taster einen Schalter mit vier Stellungen und drei Richtungen zusammenbauen (Abb. 6), der beispielsweise zur Bereichsumschaltung in einem Generator oder Frequenzmesser verwendet werden kann. Durch entsprechende Änderungen im Schaltplan zum Einschalten der Anzeigeelemente können Sie darin auch eine digitale Stellungsanzeige eintragen.

PS Die im Artikel beschriebenen 3P3N-Schalter haben den Nachteil, dass sie nach dem Einbau in Position „3“, in der beide Relais eingeschaltet sind, nur in Position „1“ geschaltet werden können (eine Rückkehr in Position „2“ ist nicht möglich). Ebenso können Sie, nachdem Sie den 4P3N-Schalter auf Position „4“ gestellt haben und alle drei Relais eingeschaltet sind, erst dann zur Position „2“ oder „3“ zurückkehren, wenn Sie sich zuvor in Position „1“ „befunden“ haben.

Die vom Autor verwendeten RES22-Relais (Pass RF4.500.130) sind mit Relais dieser Bauart RF4.523.023-02 austauschbar, allerdings ist ihr Auslösestrom höher (3,5 statt 2,5 mA), daher auch der Widerstand der angeschlossenen Widerstände in Reihe mit ihren Wicklungen müssen von 13 auf 9,1 kOhm reduziert werden

Autor: K. Moroz

Siehe andere Artikel Abschnitt Uhren, Timer, Relais, Lastschalter.

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