Witam wszystkich.
Dziś chciałbym przedstawić konstrukcję bistabilnego mini przycisku, wykorzystującego tyrystor do realizacji funkcji przerzutnika. Układ został zaprojektowany do sterowania niewielkimi prądami, nie przekraczającymi 150mA. Oczywiście jest to wartość w zupełności wystarczająca do zasilenia cewki przekaźnika albo innego odbiornika niewielkiej mocy.
Osobiście będę sterować przekaźnikiem, dlatego też na filmie jest przedstawione takie zastosowanie przycisku:
Działanie układu jest następujące: (oczywiście omawiam schemat uproszczony)
Po załączeniu zasilania (12V) układ nie reaguje, czyli znajduje się wstanie spoczynku.
Z kolei po naciśnięciu przycisku mono-stabilnego SW kondensator C1 zaczyna się ładować prądem płynącym poprzez rezystancję obciążającą Robc, przycisk SW oraz prąd płynący przez diodę D1, kondensator C2, rezystor R1, R2, bramkę Q1. Impuls prądowy który powstaje w skutek magazynowania energii w C1, oraz C2 wyzwala tyrystor Q1 wynikający ze spadku napięcia przewodzenia na diodzie D3.
Następnie po zwolnieniu przycisku SW, kondensator C2 rozładowuje się po przez R1, R2 gdzie w tym samym czasie kondensator C1 po rozładowaniu zmienia swoją polaryzację (biegunowość) na skutek prądu płynącego od anody tyrystora po przez ten kondensator, oraz rezystor R3 do bieguna dodatniego.
Ponowne naciśnięcie przycisku spowoduje tzw. Efekt komutacji anodowej tyrystora Q1, czyli zmianę jego biegunowości (ułamek sekundy) na jego anodzie i katodzie w kierunku zaporowym, oraz wyłączenie. Ważne jest, aby pamiętać o tym, że kondensator po rozładowaniu, naładuje się w kierunku przeciwnym w stosunku do poprzedniego stanu. Niezachowanie odpowiedniej proporcji wartości stosunku C1 względem C2 oraz R1 może prowadzić do wzbudzania układu.
Kolejne zwolnienie przycisku SW prowadzi do rozładowania kondensatorów C1 i C2 poprzez odpowiednie rezystory, oraz zachowanie przez układ stanu spoczynkowego OFF.
A tutaj możliwy układ połączeń modułu:
Dodatkowe uwagi:
-Należy pamiętać, że w trakcie komutacji tyrystora układ generuje na odbiornik impuls elektryczny o napięciu mogącym przekraczać jego MAX wartość dopuszczalną.
-Kondensatory C1, oraz C4 można pominąć stosując lepsze jakościowo przyciski ?switch? o mniejszym zjawisku mikro stykowym.
-Dla prądu obciążenia nie przekraczającego 20mA nie jest wymagana dioda D2
-Układ wprowadza spadek napięcia dla MAX obciążenia ok. 2,2V w konfiguracji jednobiegunowej. Stosując inne diody D1, D2 niż podane w opisie, należy pamiętać o zachowaniu odpowiedniej wartości spadku napięcia przewodzenia.
-Nie stosować diody D3 o spadku napięcia przewodzenia znacznie mniejszym niż te które odpowiada przykładowej diodzie 1N4148
-W połączeniu z odbiornikiem wykazującym własności indukcyjne (np. przekaźnik), stosować diodę zwrotną (gaszącą).
-Pamiętać o minimalnym prądzie obciążenia (minimum jedna dioda LED + rezystor 1K)
-Możliwa konieczność stosowania przekaźników z cewką 9V w aplikacjach przewidujących niestabilne zasilanie 12V
Wykonanie/ zakres prac:
Kawałek laminatu dwustronnego o grubości 0,6mm odpowiednio przygotowałem (czyszczenie + obróbka krawędzi), na którym naniosłem pisakiem zaplanowane ścieżki. W trakcie kopiowania odręcznego schematu na odręczne PCB wierciłem mini wiertarką ręczną 12V odpowiednie otwory 0,3, 0,5 mm.
Następnie trawienie. Później oczyszczenie druku (ścieżek) druciakiem do naczyń. Proces lutowania obustronnego przebiegał przy użyciu lutownicy ręcznej LUTOLA 6A z wykorzystaniem grotu miedzianego o przekroju 0,5mm2.
Efekt końcowy:
Koszt konstrukcji- poniżej 2zł
Podsumowanie:
Zapewne są inne gotowe oraz prostsze rozwiązania od wyżej prezentowanej konstrukcji, chociażby zastosowanie małego, mechanicznego bistabilnego przełącznika. Prezentowane dzieło jest wypełnieniem luki wolnego czasu, jak również przypomnieniem podstawowych wiadomości ze szkoły zasadniczej ZSZ w temacie tyrystorów.
A tu dla zainteresowanych kompletny schemat aplikacji. (w razie potrzeby służę pomocą)
