Sterowanie przekaźnikiem: układ załączający przy 27VDC na 7s, reset przy 18V

Witam wszystkich.kto mi pomoże zaprojektować układzik, który
załączy mi przekaźnik jak napięcie na wejściu wzrośnie do ok 27VDC, na około 7 sekund, następnie go wyłączy,a gdy napięcie wejściowe spadnie znowu do ok.18V (napięcie dwóch akumulatorów), zresetuje układ do stanu wejściowego, a gdy znowu wzrośnie do 25V, powtórzy wszystko.
Chodzi o restart UPS-a pracującego jako przetwornica.

Wszystko do zrobienia na jednym układzie, na procesorze. Jeżeli chcesz analogowo to poczytaj o układzie TCA965.

Ja to widzę tak (logicznie)
przepraszam za jakość rysunku, spieszyłem się trochę,
ale myślę,że jest czytelny.
Napięcie w punkcie A rośnie, po osiągnięciu 26V załącza P1 na około 7 sekund (kondensator). Przekaźnik P2 nie pozwala ponownie mu się załączyć po upływie tych kilku sekund, aż do momentu, gdy na wejściu B napięcie zmieni się na 12V.
Problem mój polega na tym, że nie potrafię wyliczyć poszczególnych elementów, ich wartości.Szukam pomocy w stworzeniu schematu ideowego z konkretnymi danymi poszczególnych elementów.

Być może dałoby się to wszystko zrobić używając NE555, diody Zenera, kilku oporników, przekaźnika i kondensatora. NE555 ma dwa wejścia, które przy pewnych poziomach napięcia zmieniają stan wyjścia - trzeba tak je podłączyć, żeby zmieniały przy odpowiednich poziomach (dioda Zenera ma być wzorcem napięcia do określenia tych poziomów). Wyjście NE555 poprzez cewkę przekaźnika do kondensatora - jak się zmienia stan wyjścia NE555, to przez cewkę płynie prąd do kondensatora, włączając przekaźnik. Ale to by wymagało dużej pojemności kondensatora (żeby z opornością cewki przekaźnika dał stałą czasową kilka sekund) i trzeba by pokombinować, jak uzyskać to samo z mniejszą - może dodając tranzystor? Jeśli przekaźnik ma zadziałać tylko przy wzrastaniu napięcia, to wyjście NE555 przy wzroście napięcia wejściowego zmienia stan na niski - można przekaźnik włączyć między to wyjście, a emiter tranzystora NPN, jego bazę do kondensatora, kolektor do plusa - to wydłuży czas rozładowania kilkaset razy; do naładowania będzie potrzebna dioda.

Dzięki za sugestie.

Widzę,że nie udało mi się nikogo - z wielu na tym forum doświadczonych elektroników - wciągnąć w temat, więc rozpocznę nowy wątek.
"UPS jako element instalacji fotowoltaicznej"

Jeśli istotny jest czas włączenia przekaźnika, to może na dwóch komparatorach (w jednym układzie scalonym mogą być dwa, albo i cztery) - jeden do rozpoznawania napięcia (jakiś wzorzec napięcia, np. dioda Zenera, jest niezbędny), drugi do odmierzania czasu?

Wejście '-' (odwracające) pierwszego komparatora trzeba połączyć przez dzielnik z mierzonym napięciem; dzielnik trzeba dobrać tak, by przy napięciu, przy którym ma być generowany impuls, napięcie z dzielnika było równe napięciu diody Zenera - jeśli np. dioda Zenera jest na 9V, to dzielnik może być z oporników 20k (do +mierzonego napięcia) i 10k (do masy), żeby przy 27V uzyskać 9V; diodę Zenera trzeba oczywiście zasilać przez opornik, i połączyć poprzez opornik z wejściem '+' (nieodwracającym) komparatora, to wejście przez jeszcze jeden opornik trzeba połączyć z wyjściem; te dwa oporniki połączone do wejścia '+' powinny tworzyć dzielnik, który przy stanie niskim z komparatora da takie napięcie, jakie da pierwszy dzielnik przy napięciu minimalnym (czyli tym 18V - w naszym przykładzie będzie to 6V, więc oporniki mogą być takie same: do diody Zenera 10k, do wyjścia 20k).

Taki układ po pojawieniu się napięcia 27V będzie zmieniał stan wyjścia na niski, a po zmniejszeniu napięcia do 18V z powrotem na wysoki. Do jego wyjścia trzeba przez kondensator podłączyć przerzutnik monostabilny, który można zrobić na komparatorze (pewnie schemat znajdziesz na forum), albo na NE555 (schemat, razem z kondensatorem do połączenia z wyjściem komparatora, jest w nocie katalogowej).

I dałoby się to zrealizować na jednym przekaźniku ?

Na jednym przekaźniku jak najbardziej. NE555 jest trochę niedogodny z powodu napięcia (dopuszczalne napięcie zasilania do 16V, a masz 27V) - układ obniżający napięcie byłby sporą komplikacją. Może więc na podwójnym komparatorze - może być LM393.





Edytuj

Część z pierwszym komparatorem (rozpoznawanie napięcia) opisywałem w #7, tylko teraz dioda Zenera jest na 10V, więc R1 i R2 są nieco inne; stosunek R4:R5 zależy od stosunku napięć progowych: 1+R4/R5=Ug/Ud (Ug i Ud to górne i dolne napięcie progowe). Kiedy napięcie VCC przekracza Ug, stan wyjścia U1A zmienia się na niski i U1B dostaje impuls ujemny, więc zmienia stan wyjścia na niski (stabilny jest wysoki); zmiana napięcia z wyjścia przechodzi przez R8 na wejście i podtrzymuje stan niski na wyjściu, ale napięcie na C2 zaczyna maleć - rozładowuje się on przez R6. Kiedy rozładuje się do połowy napięcia zasilania, U1B zmienia stan wyjścia na wysoki i tak już pozostaje do następnego impulsu ujemnego z U1A.

Oj, ale coś sknociłem: LM393 nie działa prawidłowo przy potencjale na wejściu zbliżonym do +zasilania - powinno być choć o 2V poniżej, więc trzeba dołożyć parę oporników, żeby uzyskać ograniczenie potencjału na wejściach LM393: R9 zastąpić połączeniem szeregowym dwóch znacznie mniejszych, wejście -U1B włączyć pomiędzy nie; od wejścia +U1B dać opornik do masy; oporniki trzeba dobrać tak, aby w stanie, który się ustali, wejście +U1B miało wyższy potencjał, niż wejście -U1B, ale aby był on najwyżej VCC-2V.

Hej,

Co myślicie o zastosowaniu komparatora z histerezą, który będzie się przełączał przy napięciu wejściowym równym 18V i 27V?

Pozdrawiam, Rafał

Właśnie to robi U1A na schemacie z #9.

Trochę uprościłem zagadnienie, bo wykorzystam stan wysoki na wyjściu UPS do resetowania układu.
Pozostaje temat taki - dyskryminator napięcia z układem czasowym, czyli po osiągnięciu na wejściu około 27V ma włączyć przekaźnik na około 5 do 7 sekund, wyłączyć go i czekać, aż na drugim wejściu napięcie zmieni się z 12 V na 0V.(reset).

Wedlug mnie uklad powinien dzialac tak:
- komparator generuje impuls gdy napiecie wejsciowe wynosi 27V
- impuls ten uruchamia uklad czasowy ktory generuje kolejny impuls o czasie trwania 7s
- ten impuls uruchamia przekaznik.
Proponuje wykonac schemat i symulacje w Spice.

Można to wyjście z UPS podłączyć do wejścia -U1A przez diodę (katodą do UPS-a), dać większy R4, mniejszy R5. Ale uproszczenie to nie jest - o jeden element więcej.

Chivo - schemat jest narysowany, możesz tę część za C1 wpisać do Spice i zrobić symulację, żeby pokazać, jak czas włączenia przekaźnika zależy od wartości elementów.

Może jednak łatwiej byłoby to zrealizować na ATTINY13, ...gdybym tylko umiał go zaprogramować.
Dwa wejścia A i B.
Na wejściu A napięcie wzrasta,po osiągnięciu progu (27V) stan wysoki na wyjściu, który utrzymuje się przez 5-7 s., i wyłącza przekaźnik bez względu na napięcie na wejściu A (UPS załącza się na pracę akumulatorową).
W tym samym czasie na wejściu B pojawia się stan 12V z wyjścia UPS.
Układ wraca do stanu początkowego dopiero po zmianie na wej.B na 0V, czyli po spadku napięcia na akumulatorach poniżej 18,5V
Czy byłby ktoś w stanie taki układzik zaprojektować ?
Niekoniecznie na procesorze, bo jak już wspomniałem, nie umiałby go zaprogramować.
Jeśli konieczne będzie zastosowanie dwóch przekaźników, to tez nie problem

Da się na jednym przekaźniku, najwyżej z bardziej rozbudowanym układem elektronicznym. Na ile szybka jest zmiana z 12V na 0V na wejściu B?

Jest to szybkość, z jaką UPS przełącza się na pracę bateryjną.

Czy jesteś zainteresowany zaprojektowaniem płytki drukowanej???

Płytkę drukowana to potrafię sam zaprojektować, a przy takim prościutkim układzie można to zrobić na uniwersalnej, według schematu.
Tylko niestety sam go nie stworzę.
Problem wyniknął z tego,że UPS pracuje tu odwrotnie niż "normalnie".
Jak ma zastąpić przetwornicę, to praca na akumulatorach jest stanem pożądanym, a nie awaryjnym (zanik napięcia w sieci).
Dlatego muszę mu teraz ręcznie symulować zanik napięcia sieciowego, aby "wszedł" na tryb pracy jako przetwornica.

Witam po krótkiej przerwie.Widzę ,że temat utknął.
Spróbuję go odświeżyć.Trochę zagadnienie uprościłem,wykorzystując stan pracy na wyjściu UPS.(wejście B).
.

Czy na podstawie tego rysunku, jest mi ktoś w stanie pomóc zaprojektować schemat ideowy ?

Komparator można zasilać napięciem do 36V, więc mógłby się obyć bez stabilizatora, jakkolwiek może ze względu na przekaźnik wygodniej mieć stabilizator? Dioda Zenera jest potrzebna jako wzorzec napięcia, zamiast niej może być stabilizator (jeśli jest używany do zasilania komparatora, przekaźnika, czy ich obu). W każdym razie zbędny jest albo stabilizator (jeśli przekaźnikowi nie będzie przeszkadzać, że dostanie prawie 27V przy włączaniu; pewnie przez kilka sekund do momentu wyłączenia napięcie niewiele spadnie, a kiedy będzie około 18V, to przekaźnik nie będzie włączany?), albo dioda Zenera. Natomiast jeśli układ ma reagować na zmianę napięcia na wejściu B, to potrzebny jest jakiś kondensator.

Komparator ma na wyjściu wbudowany tranzystor NPN (emiter jest połączony z minusem zasilania, kolektor wyprowadzony jako wyjście), więc może dodatkowy tranzystor na wyjściu nie jest potrzebny? To jest kwestia, czy pasuje nam to, żeby przekaźnik był włączany (to znaczy, prąd płynął przez jego cewkę - co się będzie działo ze stykami, to kwestia rodzaju przekaźnika, mogą łączyć/rozłączać/przełączać) po osiągnięciu odpowiedniego napięcia, a wyłączany np. po 7 sekundach, czy odwrotnie, prąd ma płynąć przez cewkę cały czas, a tylko na kilka sekund się wyłączyć? I jest kwestia, jaki prąd popłynie przez cewkę przekaźnika - czy nie za duży dla komparatora (ten jego tranzystor może dać chyba do 50mA)?

A jeśli już ma być tranzystor, to można rozważyć użycie TL431, który ma wzorzec napięcia (i to niezły, dużo lepszy od diody Zenera) i komparator - tyle, że sam z siebie nie zapewni histerezy (potrzebnej po to, żeby po pojawieniu się odpowiedniego napięcia włączył się i pozostał włączony, choćby to napięcie zmalało), ale z tranzystorem (albo przekaźnikiem, jakby był jakiś wolny styk) już może to zrobić.

Jeszcze taka kwestia: co kiedy się pojawia na "wejściu B"? A zwłaszcza, kiedy jest zmiana z 0 na 12V? Czy 12V jest już wcześniej, pojawia się po włączeniu przekaźnika, czy wtedy, gdy go należy wyłączyć? Rozumiem, że przejście z 12V na 0 oznacza, że układ może wykrywać następne pojawienie się napięcia ponad 27V? I jakie jest to 12V - czy to jest połączenie/brak połączenia (z 12V?), czy wyjście totem-pole (albo połączenie z 12V, albo z 0, ale nigdy nie występuje brak połączenia)?

Zmiana na wejściu B, jak wynika ze schematu,następuje po zaniku napięcia na wyjściu UPS, czyli jak napięcie na akumulatorach spadnie poniżej progu, ustawionego w UPS, (zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem).
Ale ja mam inne pytanie, czy wyjście komparatora LM393 można zwierać do "masy" (T2)? I czy przy napięciu w punkcie A zbliżającym się do napięcia komparacji (miliwolty) przekaźnik nie będzie brzęczał.
Może będzie jeszcze potrzebny przerzutnik Schmitta ?

Wtedy następuje zmiana z 12V na 0V - a kiedy z 0V na 12V?

Wyjście komparatora jak najbardziej można zwierać do masy, nawet nie popłynie żaden prąd - to jest kolektor tranzystora NPN.

Po to jest potrzebna histereza, żeby układ nie pozostawał na pół włączony przy napięciu bliskim progu.

Aha, jak chcesz stabilizować napięcie zasilania, to sensowne jest użycie NE555; bez stabilizatora 27V to dla niego za dużo.

Dziękuję za cierpliwość i przepraszam za moje niejasności.
Ale obiecuję,że się poprawię....
Napięcie w p.B 0/12V to nic innego, jak napięcie wyjściowe z przetwornicy, (UPS)
obniżone do 12VDC. Dlatego już próg 18V, jak i czas 7s nie maja znaczenia.
Jeszcze raz spróbuję wytłumaczyć, jak ja to widzę.
Słoneczko świeci, akumulatory (2x100Ah) się ładują,; przy napięciu 28,8V regulator zwiera ogniwa fotowoltaiczne (2x180W), aby uniknąć przeładowania.
No i darmowy prąd idzie w gwizdek, dopóki RĘCZNIE nie zastartuję UPS-a, włączając go na kilka sekund, a następnie wyłączając. Wtedy przełącza się na pracę akumulatorowa, w tym przypadku pożądaną, a nie jak to w zwyczaju UPS - awaryjną.
Dopóki akumulatory były nowe, nie było tego problemu. Teraz, jak się zasiarczyły (po 2 latach), szybko osiągają napięcie szczytowe dla regulatora, i równie szybko się rozładowują. Dlatego startowanie ręczne stało się uciążliwe, i chcę je "zautomatyzować". Dodam tylko, że od kiedy uruchomiłem ten zestaw, rachunki za prąd obniżyłem o ok.40%. Tak że koszty akumulatorów chyba się zwróciły.

Czy dobrze rozumiem, że przekaźnik ma włączać UPS-a i 12V na wejściu B oznacza, że UPS już się włączył, więc nie trzeba dłużej trzymać włączonego przekaźnika? Jeśli tak jest, to pozwoliłoby to uprościć układ.

Dokładnie tak. Aby UPS pracował na bateriach, muszę mu za-symulować zanik napięcia w sieci. Ale najpierw muszę go "wystartować", czyli na chwile włączyć do sieci
Bo wcześniej pracował na bateriach, które się najpierw rozładowały aż do wyłączenia się UPS-a, a potem się naładowały, no i trzeba znowu na chwilę go włączyć do sieci i po chwili wyłączyć,a by wrócił do pracy na bateriach. Bo sam tego nie zrobi.
Właśnie do tego jest przekaźnik.
Upraszczając, załóżmy taki cykl pracy:
1. baterie rozładowane, UPS wyłączony, czekamy na Słoneczko.
2. wreszcie wyszło zza chmurek, baterie się ładują...(szybko, bo stare)
3. napięcie A rośnie, osiąga próg komparatora, czyli ok.28V...i ...nic
4. regulator solarny zwiera solarny, bo napięcie przekroczyło 28,8V
5 do pracy wkracza nasz układzik,włącza UPS do pracy w sieci, na wyjściu UPS pojawia się 12VDC (zrobione z 230VAC).
6. przekaźnik wraca, wyłącza się UPS z sieci, który przechodzi do pracy na bateriach.
7. baterie się rozładowują aż do wyłączenia się UPS, wracamy do punktu 1.

Dodano po 22 [minuty]:



to tylko taki rysunek poglądowy ,
12V na wyjściu pojawia się natychmiast po zadziałaniu przekaźnika, (włączeniu UPS-a), bez względu na to , czy pracuje w sieci , czy na bateriach.
Liczę na jakiś konkretny schemacik, na bazie którego będę mógł zmontować układ.
Pozdrawiam

Oto schemat dla wersji tylko z wejściem A. Myślę jak dołączyć obsługę wejścia B.

Poprawiona wersja

Wielkie dzięki. Zastanawiam się tylko nad histerezą. Ale po zmontowaniu układu, jakby przekaźnik brzęczał przy załączaniu, to ją dodam.
Czy pozostałe wejścia układu 393 zostawić otwarte ?
Pytam, bo gdzieś czytałem, że 5 do masy a 6 i 7 zewrzeć.

Histereza może być potrzebna, bo bez niej: (1) prąd przekaźnika będzie narastał stopniowo, a to powoduje grzanie się tranzystora - jeśli cewka przekaźnika będzie miała mały opór, to tranzystor może się przegrzać; (2) jeśli po włączeniu przekaźnika napięcie na wejściu choć odrobinę zmaleje (do tego może wystarczyć nawet prąd płynący przez cewkę przekaźnika), to przekaźnik się wyłączy, po chwili włączy znowu...

Jeśli użyjesz przekaźnika na 24V, któremu wystarczy prąd, jaki może dać LM393 (niestety, to jest mało, właśnie sprawdziłem - gwarantowany jest 6mA, czyli musiałby być przekaźnik na 24V o oporności cewki 4k, albo większej), to do zrobienia tego układu wystarczyłby LM393 i dioda Zenera, plus kilka oporników.

Jeśli masz zbędną połówkę LM393, to można: (1) zewrzeć IN- (pin 6) do wyjścia (pin 7), IN+ (pin 5) do masy (w moim układzie z #9 już jest histereza); albo (2) użyć tej połówki LM393 w roli tranzystora - np. IN+ do diody Zenera, żeby miał potencjał 10V, IN+ do wejścia B (czyli Z4-1), wyjście zamiast kolektora; albo (3) użyć zamiast niego LM111.

LM111 może dawać prąd wyjściowy do 50mA, więc pewnie mógłby sterować przekaźnik; można by podłączyć sygnał B tak, żeby udawał, że napięcie na diodzie Zenera wzrosło, wtedy można by się obyć bez tranzystorów.

Oba komparatory (LM393 i LM111) mogą być zasilane napięciem nieco ponad 30V, więc stabilizator 12V nie jest im do szczęścia potrzebny - najwyżej przekaźnikowi, jeśli masz taki z cewką na 12V (jak masz z cewką na 24V, to już nie).

W tym układzie, który podał Chivo w #28, możesz uzyskać histerezę łącząc potencjometr z wyjściem komparatora, zamiast z masą. Tylko ten układ trzeba dopracować - na razie wszystkie oporniki są 1k, co pewnie jest wartością domyślną w programie użytym do rysowania.