Bistabilny, automatyczny wyłącznik listwy zasilającej

Witam, wpadłem na pomysł wykonania sterownika przekaźnika listwy zasilającej. Byłby on zasilany z zasilacza impulsowego, który zasila również oświetlenie LED i włączony jest na stałe. W listwie mam już zamontowany przekaźnik, ale na razie sterowany zwykłym przyciskiem bistabilnym. Wstępnie zaprojektowałem już układ oparty na przerzutniku CD4017, oraz wzmacniaczu operacyjnym LM358. Przerzutnik byłby w typowej aplikacji bistabilnej, natomiast wzmacniacz zapewniałby automatyczne wyłączanie zasilania po 15s od wyłączenia komputera z możliwością skasowania przyciskiem odliczanego czasu. W momencie włączenia komputera transoptor otwierałby tranzystor powodując naładowanie kondensatora, wzrost napięcia na wejściu odwracającym i w związku z tym pojawienie się stanu niskiego na wyjściu wzmacniacza. Po wyłączeniu komputera kondensator byłby rozładowywany przez rezystor i w momencie spadku napięcia poniżej wartości odniesienia na wyjściu wzmacniacza pojawiałby się stan wysoki, generujący impuls resetujący przerzutnik. Druga strona wzmacniacza służyłaby do sterowania diodą sygnalizacyjną informującą o trwającym odliczaniu. Dodatkowo sterownik posiadał by przycisk reset, zwierający wejście kasujące CD4017 do masy oraz w krótkim czasie przez rezystor rozładowujący kondensator. Układ zawierałby również tranzystor służący do rozładowania elektrolitu umożliwiający skasowanie odliczania czasu po wyłączeniu układu przyciskiem. Czy taka koncepcja jest prawidłowa ?

Skąd wzięłoby się 5V na wyjściu USB przy wyłączonym zasilaniu do komputera?

4017 to nie przerzutnik, a licznik, niewykorzystane wejście licznika nie może wisieć w powietrzu, tranzystory nie mają zaznaczonych emiterów więc nie wiadomo jakiej są polaryzacji i jaki stan je załączy.

Schemat wyszedł jakiś dziwnie skomplikowany jak na pełnioną funkcję, którą zresztą niezbyt dokładnie opisałeś.

Schemat narysowałeś tak jak schemat montażowy, to dobre jak ktoś chce zrobić płytkę, do analizy zasady działania wygodniejsze są schematy ideowe, bo są bardziej czytelne.

Opis mało czytelny, czytałem kilka razy i zrozumiałem, że Autor mając do dyspozycji dodatkowy zasilacz (stale włączony) chce automatycznie włączać bez opóżnienia i wyłączać z opóżnieniem listwę zasilającą oświetlenie.
Można to zrobić bardzo prosto z wykorzystaniem tylko jednego tranzystora, rezystora, kondensatora i diody.


Włączenie komputera, pojawi się na wejściu +5V, przekażnik włączony bez opóżnienia.
Wyłączenie komputera, zanika +5V, ale przekażnik dalej włączony przez czas ustalony elementami R1 C1.
Dobierając elementy czas można dobrać nawet powyżej 5 minut, czas rzędu 15 sekund nie stanowi żadnego problemu.
Tranzystor, to dowolny NMOS, który "udżwignie" prądowo przekażnik. Polowy tranzystor dla tego, że można wtedy stosować kondensator o stosunkowo malej pojemności i osiągać "długie" czasy.

jarek_lnx wrote:

4017 to nie przerzutnik, a licznik, niewykorzystane wejście licznika nie może wisieć w powietrzu

Mam już dwa działające od dwóch lat układy na CD4017 z niepodłączonymi wyjściami i nic się z nimi nie dzieje. Taki sposób wykorzystania licznika zaczerpnąłem ze schematu AVT721. Mogę je zewrzeć do masy, ale w razie awarii i przypadkowego przełączenia na dalsze wejścia będę miał tam zwarcie.

Marian B wrote:

Opis mało czytelny, czytałem kilka razy i zrozumiałem, że Autor mając do dyspozycji dodatkowy zasilacz (stale włączony) chce automatycznie włączać bez opóżnienia i wyłączać z opóżnieniem listwę zasilającą oświetlenie.
Można to zrobić bardzo prosto z wykorzystaniem tylko jednego tranzystora, rezystora, kondensatora i diody.

Chciałbym aby układ załączany i wyłączany był jednym przyciskiem niezależnie od pracy komputera. Sygnał z USB służy tylko jako informacja dla układu, kiedy komputer się wyłączył. Po otrzymaniu tej informacji włącznik powinien zacząć odliczanie do 15s, następnie wyłączyć zasilanie. Chciałbym aby była możliwość skasowania przyciskiem odliczania i pozostawienia włącznika włączonego. Układ powinien zawierać również kontrolkę sygnalizującą odliczanie. Chciałbym też aby następowało resetowanie "zegara" w momencie wcześniejszego wyłączenia układu przyciskiem. Dlatego schemat wyszedł dosyć skomplikowany, ale jest to głównie zlepek rozwiązań, które stosowałem już wcześniej

Schemat poprawiony

Marian B wrote:

Włączenie komputera, pojawi się na wejściu +5V, przekażnik włączony bez opóżnienia.
Wyłączenie komputera, zanika +5V, ale przekażnik dalej włączony przez czas ustalony elementami R1 C1.
Dobierając elementy czas można dobrać nawet powyżej 5 minut, czas rzędu 15 sekund nie stanowi żadnego problemu.
Tranzystor, to dowolny NMOS, który "udżwignie" prądowo przekażnik. Polowy tranzystor dla tego, że można wtedy stosować kondensator o stosunkowo malej pojemności i osiągać "długie" czasy.

Nie polecam łączenia masy USB z zewnętrznym zasilaczem, ponieważ z doświadczenia wiem że może to zakłócać pracę komputera. Kiedyś tak zrobiłem i miałem potem problemy z wczytywaniem systemu przy uruchamianiu komputera. Lepszym rozwiązaniem jest transoptor

Wini 230 wrote:

Chciałbym aby układ załączany i wyłączany był jednym przyciskiem niezależnie od pracy komputera.

Do tego celu bardzo dobrze nada się ten prosty i sprawdzony układ:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=3103017#3103017
Ten układ można bardzo łatwo zautomatyzować, zdalne wyłączanie/właczanie, wyłaczanie po czasie, wyłączanie natychmiastowe, itp.
Z powodzeniem zastąpi przerzutnik. Tu przykład schematu gdzie jest wyłaczanie po pewnym czasie po zaniku napięcia (za pomocą tranzystora T1).
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=6079945#6079945

Oczywiście transoptor zapobiegający bezpośredniemu łączeniu mas jest lepszym rozwiązaniem. Ten rysuneczek, to tylko przykład jak to można zrobić.

Wini 230 wrote:

Mam już dwa działające od dwóch lat układy na CD4017 z niepodłączonymi wyjściami i nic się z nimi nie dzieje.

To zrób detektor pola elektrycznego na 4017, do wejścia zegarowego podłączasz kawałek przewodu i licznik gdy zbliżysz do przewodu sieci 230V "sam" liczy, wejście /ENA które zostawiłeś wiszące w powietrzu może zastąpić CLK, z tym że reaguje na opadające zbocze gdy na CLK jest 1. Argument że u ciebie działa mnie nie przekonuje po prostu jesteś zbyt mało spostrzegawczy i dociekliwy, żeby zauważyć kiedy działa źle.

Wini 230 wrote:

Taki sposób wykorzystania licznika zaczerpnąłem ze schematu AVT721.

Tam wejście /ENA jest zwarte do masy.

Wini 230 wrote:

Chciałbym aby była możliwość skasowania przyciskiem odliczania i pozostawienia włącznika włączonego.

Kiedy kondensator sie rozładuje 4017 zostanie zresetowany, ale kiedy skasujesz ręcznie 4017 wyjście również zostanie wyłączone.
Do analizy i projektowania takich układów wygodnie jest narysować sobie przebiegi czasowe z uwzględnieniem wszystkich typowych i nietypowych sekwencji zdarzeń, wtedy łatwiej całość ogarnąć.

Marian B wrote:

Do tego celu bardzo dobrze nada się ten prosty i sprawdzony układ:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=3103017#3103017
Ten układ można bardzo łatwo zautomatyzować, zdalne wyłączanie/właczanie, wyłaczanie po czasie, wyłączanie natychmiastowe, itp.
Z powodzeniem zastąpi przerzutnik. Tu przykład schematu gdzie jest wyłaczanie po pewnym czasie po zaniku napięcia (za pomocą tranzystora T1).
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=6079945#6079945

Myślę że gdybym dodał do układu z przekaźnikami układ czasowego wyłączania, kontrolkę odliczania, układ resetu, zająłby on podobną ilość miejsca jak ten ze scalakami. Włącznik powinien realizować pewne funkcje logiczne, a więc zarejestrować włączenie komputera, reagując na nie zapoczątkowaniem odliczania dopiero po jego wyłączeniu. Kontrolka powinna zapalać się tylko w momencie odliczania. Odliczanie powinno być kasowane od razu po ręcznym, wcześniejszym wyłączeniu układu przyciskiem, lub zresetowanie go przyciskiem reset. To są szczegóły, ale w momencie projektowania układu na elementach dyskretnych komplikują go i zwiększają ilość elementów potrzebnych do jego realizacji. Każdy ma swoje sposoby na rozwiązywanie tego typu problemów, ja przyzwyczaiłem się do układów scalonych

jarek_lnx wrote:

To zrób detektor pola elektrycznego na 4017, do wejścia zegarowego podłączasz kawałek przewodu i licznik gdy zbliżysz do przewodu sieci 230V "sam" liczy, wejście /ENA które zostawiłeś wiszące w powietrzu może zastąpić CLK, z tym że reaguje na opadające zbocze gdy na CLK jest 1. Argument że u ciebie działa mnie nie przekonuje po prostu jesteś zbyt mało spostrzegawczy i dociekliwy, żeby zauważyć kiedy działa źle.

Dlatego właśnie wejście CLK zwarte jest przez rezystor z masą, Reset przez rezystor z wyjściem Q2, na którym również jest masa, wejście ENA zwieram bezpośrednio z masą, tylko tutaj zapomniałem tego zaznaczyć. Chodziło mi o to że wyjścia Q na żadnym schemacie z użyciem CD4017 nie są zwarte z masą

jarek_lnx wrote:

Kiedy kondensator sie rozładuje 4017 zostanie zresetowany, ale kiedy skasujesz ręcznie 4017 wyjście również zostanie wyłączone.
Do analizy i projektowania takich układów wygodnie jest narysować sobie przebiegi czasowe z uwzględnieniem wszystkich typowych i nietypowych sekwencji zdarzeń, wtedy łatwiej całość ogarnąć.

O tym też pomyślałem, dlatego przycisk zwiera wejście Reset bezpośrednio z masą przez rezystor rozładowuje kondensator, następnie wzmacniacz na wyjściu wystawia stan wysoki. Ponieważ jednak układ Resetu jest zwarty do masy kondensator całkujący ładuje się przez przycisk, a nie pin 15 scalaka, dzięki czemu CD4017 nie zmienia stanu na wyjściu. Takie są wstępne założenia, nie sprawdzałem natomiast tego jeszcze w praktyce.
Stałe czasowe dobieram doświadczalnie na płytkach stykowych, co nie jest trudne i dużo czasu nie zajmuje

Wini 230 wrote:

Każdy ma swoje sposoby na rozwiązywanie tego typu problemów, ja przyzwyczaiłem się do układów scalonych

Da się na dowolnych elementach, mogą być same tranzystory, układy scalone, przekaźniki, mikrokontroler a nawet na elementach napędzanych sprężonym powietrzem. Po prostu przypuszczam że można prościej. Na razie musisz doprowadzić układ do działania, bo jak pisałem wcześniej ręczny reset nie pozosatawi układu w stanie włączonym.

Jest jeszcze jedna sprawa na którą warto zwrócić uwagę.
Układ z przerzutnikiem czy inną "elektroniką" do poprawnego działania wymaga stale napięcia zasilającego, musi być stale pod napięciem.
Tego problemu niema w układzie z przekażnikami. Gdy układ wyłączony, zero poboru prądu. W układach zasilających jest to dość ważna zaleta.

jarek_lnx wrote:

Da się na dowolnych elementach, mogą być same tranzystory, układy scalone, przekaźniki, mikrokontroler a nawet na elementach napędzanych sprężonym powietrzem. Po prostu przypuszczam że można prościej. Na razie musisz doprowadzić układ do działania, bo jak pisałem wcześniej ręczny reset nie pozosatawi układu w stanie włączonym.

Sprawdzałem już na płytce stykowej układ czasowy, bistabilny, wszystko działało poprawnie. Reset również przetestuję, jeśli nie zadziała będziemy się zastanawiać dalej

Marian B wrote:

Jest jeszcze jedna sprawa na którą warto zwrócić uwagę.
Układ z przerzutnikiem czy inną "elektroniką" do poprawnego działania wymaga stale napięcia zasilającego, a więc stale i bez przerwy włączonego zasilacza.
Tego problemu niema w układzie z przekażnikami. Gdy układ wyłączony, zero poboru prądu. W układach zasilających jest to dość ważna zaleta.

Każda sytuacja jest indywidualna. U mnie zasilacz i tak cały czas pracuje a sam układ w stanie czuwania będzie pobierał nieznaczny prąd

Dodano po 9 [godziny] 54 [minuty]:

Zmontowałem na płytce stykowej układ CD4017 i faktycznie resetował się mimo podania masy na wejście Reset. Pomogło zastosowanie rezystora 1kΩ w szeregu z kondensatorem całkującym. Dodatkowo po zmianach jak i przed przy załączaniu zasilania układ na ułamek sekundy się wzbudzał. Pomogło zastosowanie rezystora 100kΩ między wejściem Reset a masą. Wstawiłem również dodatkowy kondensator całkujący którego zadaniem byłoby resetowanie układu w czasie załączania zasilania w przypadku gdyby układ z LM 358 uległ awarii. Ponadto zamieniłem tranzystor rozładowujący z NPN na PNP, a jego sterowanie zamiast z wyjścia Q0, wyprowadziłem z wyjścia Q1. Dzięki temu przycisk reset nie będzie rozładowywał elektrolitu bezpośrednio,a przez półprzewodnik. Może mieć to znaczenie, ponieważ przyciski byłyby na małym pilocie przewodowym, umieszczonym na biurku a cała elektronika obok listwy. Przez przycisk Reset popłynąłby wtedy znacznie mniejszy prąd, a co za tym idzie w przewodzie nie indukowałby się szpilki napięciowe.
Włącznik planowałem wykonać dla samej pracy, ale faktycznie zrobił się już dosyć skomplikowany. Myślę że spróbuje go zmontować, ale czy będę używał na co dzień, nie wiem. Nie chciałbym przeoczyć czegoś w projekcie, co mogłoby wpływać na bezpieczeństwo

Popełniłeś błąd w założeniach jeśli układ ma umożliwiać załączenie/wyłączenie oraz odliczanie czasu/wstrzymanie to musi pamiętać więcej niż dwa stany ja bym użył dwóch przerzutników z układu 4013 jeden on/off drugi od blokady automatycznego wyłączania. Inny sposób jaki widzę to wykorzystanie trzech stanów 4017.

Quote:

Włącznik planowałem wykonać dla samej pracy, ale faktycznie zrobił się już dosyć skomplikowany.

Jakbyś użył scalonego układu monostabilnego był by nieco prostszy.

Quote:

Myślę że spróbuje go zmontować, ale czy będę używał na co dzień, nie wiem.

Jak urealnisz założenia i układ stanie sie przydatny to będziesz używał na codzień Też kiedyś budowałem różne, dziwne układy włączające i wyłączające to i owo, co nieco sie przy tym nauczyłem, było oświetlenie niskonapięciowe sterowane kawałkiem klawiatury od PC i tyrystorami, wyłącznik zasilania stanowiska pracy sterowany niskim napięciem - układ wyłączał sam sobie zasilanie i nie wymagał załączenia drugiego zasilacza... jeśli przerwa pomiędzy załączeniami była krótsza niż dwie doby - starczało energii zgromadzonej w dużym kondensatorze do ponownego załączenia, zbudowałem też układ bistabilny z przekaźnikiem zastępujący wyłącznik schodowy, do dwuprzewodowej linii były podłączone wyłączniki i LED-y sygnalizujące stan.

jarek_lnx wrote:

Popełniłeś błąd w założeniach jeśli układ ma umożliwiać załączenie/wyłączenie oraz odliczanie czasu/wstrzymanie to musi pamiętać więcej niż dwa stany ja bym użył dwóch przerzutników z układu 4013 jeden on/off drugi od blokady automatycznego wyłączania. Inny sposób jaki widzę to wykorzystanie trzech stanów 4017.

W sumie można by tak zrobić. Drugi przerzutnik aktywowałby blokadę automatycznego wyłączania oraz resetował zegar, a z kolei jego resetowanie następowało by przyciskiem Power. Choć z drugiej strony układ który zaprojektowałem też wydaje mi się że powinien działać, a w dodatku jest mój, czyli większa satysfakcja

jarek_lnx wrote:

Jak urealnisz założenia i układ stanie sie przydatny to będziesz używał na codzień

Ja w dalszym ciągu wierzę że ten układ może zadziałać, natomiast o ile jestem w stanie przewidzieć skutki awarii elementów w aplikacji scalaków, o tyle nie wiem jak zachowają się same scalaki. Czy np. CD4017 w razie awarii nie stanie się generatorem, powodując zamianę przekaźnika w brzęczyk z palącym się łukiem elektrycznym na jego stykach. Z drugiej strony w wielu projektach w sieci ludzie korzystają z przerzutników, przekaźników, więc chyba nie ma się co na wyrost przejmować i odkładać projektu na półkę

Udało mi się zmontować układ na płytce stykowej. W trakcie prac uszkodziłem jednak przypadkowo wejście CLK, ale zostało mi jeszcze wejście ENA. Do finalnej wersji włącznika zastosuje ewentualnie nowy CD4017 a na razi steruje układem za pomocą zbocza opadającego. Poza tym układ prawidłowo reaguje na przycisk power, działa wyłącznik czasowy, kontrolka odliczania, natomiast nie udało mi się wprowadzić funkcji reset. Masa podana na wejście reset blokuje wyłączenie, ale po dodaniu wyłącznika czasowego napięcie z kondensatora zakłóca pracę tej funkcji. Próbowałem różnych rozwiązań ale układ wyłączał się w nieodpowiednim momencie, albo wogóle nie reagował na sygnał ze wzmacniacza. Na dzień dzisiejszy nie mam pomysłów jakie w miarę proste rozwiązanie mógłbym zastosować, proszę o wskazówki

Filmik przedstawiający działanie układu https://www.youtube.com/watch?v=UNbxuTuqQ64

Witam, udało mi się zrealizować włącznik spełniający wszystkie założenia według poniższego schematu. Wykonałem już płytkę, chciałbym się jednak upewnić, czy układ nie wymaga poprawek ?

Witam, uruchomiłem już układ wprowadzając niewielkie modyfikacje. Ponieważ miałem tylko przewód 5 żyłowy, aby móc sterować przerzutnikiem za pomocą masy dodałem dodatkowy tranzystor. Zmieniłem również kondensator 100nF na 10µF w układzie kompensacji drgania styków, na wypadek gdyby np. z powodu awarii BC557 zaczął się wzbudzać zakłóceniami, generując zmienny sygnał. Wszystko działa poprawnie, oprócz trybu gdy komputer jest włączony i wyłączam zasilanie pilotem. Tak się nie powinno robić, ale przetestowałem również taką sytuację. Zasilanie zostaje wtedy odłączone prawidłowo, ale zapala się kontrolka odliczania, pomimo iż na wejściu Reset NE555 panuje stan niski. Odliczanie czasu jednak nie odbywa się, blokuje się również przerzutnik w stanie wyłączonym, nie reaguje na sygnał do wejścia CLK. Na wejściu resetującym CD4017 panuje w tym czasie stan niski Pomaga wciśnięcie przycisku Reset, wtedy wszystko wraca do normy. Nie jest to uciążliwe, ale zastanawiam się czemu tak się dzieje ? Zmieniłem rezystor między wyjściem przerzutnika, a linią Reset z 27kΩ, na 10kΩ, ale to nie pomogło. Ten rezystor częściowo pomaga, ponieważ bez niego przerzutnik blokował się zawsze po otrzymaniu sygnału z NE555





Tutaj znajduje się filmik z działania układu https://www.youtube.com/watch?v=HM9gCcrSp1Q&feature=youtu.be

Na 4017 dobrze się robi przerzutnik bistabilny, jak i monostabilny.
Ma wejście z bramką Szmita.

CYRUS2 wrote:

Na 4017 dobrze się robi przerzutnik bistabilny, jak i monostabilny.
Ma wejście z bramką Szmita.

Potwierdzam

Zamieszczam również bardziej profesjonalny schemat. Jeśli gdzieś jest błąd, coś mogłem zrobić lepiej, proszę o ewentualne uwagi