Oncool.ru

Строй журнал
81 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электронная схема с двумя выключателями

Как правильно подключить выключатель света

Монтаж выключателя света – простейшая работа для опытного электрика. Однако у среднестатистического обывателя она может вызвать некоторые трудности.

В данной статье мы расскажем обо все тонкостях подключения выключателей света, рассмотрим схемы включения их в сеть и частные случае монтажа.

Виды выключателей

Выключатель света – элемент электрической цепочки, назначение которого заключается в ее замыкании и размыкании, что влечет за собой соответственно включение и выключение осветительного прибора, включенного в цепь посредством данного выключателя.

По принципу действия выключатели делятся на механические и электронные.

За работу электронного выключателя отвечает микросхема управления освещением. Такие выключатели способны не просто зажигать и гасить свет в вашем доме, но и делать это плавно, по заданной программе, посредством пульта дистанционногоуправления. По способу исполнения электронные выключатели делятся на:

  • сенсорные – реагируют на прикосновенияи жесты;
  • диммерные – предназначенны для плавного включения и выключения освещения;
  • с датчиком движения – при обнаружении движения в помещении включает подсоединенный к нему осветительный прибор.

Принцип действия механического выключателя основывается на взаимодействии двух контактов – они замыкаются и размыкаются при включении и выключении осветительных приборов.

Клавишный с подсветкой

Механические выключатели, в свою очередь, могут быть следующих видов:

  • клавишные – замыкание и размыкание цепи происходит посредством нажатия клавишы;
  • тумблерные – цепь замыкается и размыкается переключением тумблера;
  • шнуровые – срабатывают при натяжении или отпускании шнурка (цепочки);
  • ползунковые – включают и выключают свет при передвижении ползунка из стороны в сторону;
  • кнопочные – функционируют посредством нажатия кнопочных механизмов.

Наиболее часто применимы в быту механические клавишные выключатели. Они просты в конструкции и при установке или демонтаже, удобны в использовании и недорого стоят. В зависимости от количества осветительных приборов или их групп, которыми необходимо управлять, такие выключатели могут иметь одну, две, три и более клавиш.

Монтаж клавишного выключателя

Подготовка к монтажу выключателя света

На том месте, где предполагается установить выключатель света, должно быть предусмотрено углубление в стене, которое чаще всего бывает оборудовано подрозетником. Этот элемент служит для того, чтобы надежно зафиксировать в стене розетку или выключатель. Если стены изготовлены из легковоспламеняемого материала, подрозетник выполняет дополнительную функцию защиты от пожара на тот случай, если розетка (выключатель) начнет искрить или слишком сильно перегреваться.

  • пластмассовые – самый популярный вид подрозетников; будучи изготовлены из высококачественного огнеупорного пластика, уберегут ваш дом от возможных возгораний;
  • металлические подрозетники все чаще уступают место пластмассовым; основным их недостатком является свойство металла проводить электрический ток;
  • деревянные подрозетники давно утратили свою актуальность; несколько десятилетий назад их использовали в качестве своеобразного «фундамента» для розетки или выключателя, когда доспускался открытый монтаж электропроводки, а розетки с выключателями крепились не в углубление, а поверх стены.

Важно! Перед началом монтажа выключателя опытные электрики настоятельно рекомендуют проверить отсутствие деформации посадочного места под выключатель (подрозетника).В случае монтажавыключателя света в деформированный подрозетникпрочности его закрепления может быть недостаточно, что впоследствии приведет к люфту и возможному короткому замыканию.

Итак, через дно закрепленного в розетке подрозетника наружу выходят провода, к которым нужно подключить выключатель. Оптимально будет, если их длина составляет около 10 сантиметров.

Важно! Перед началом монтажа выключателя необходимо определить, какой из этих проводов находится под напряжением, а какой нет. На помощь в этом деле вам придет указатель напряжения – тестер для прозвонки электрической цепи или индикаторная отвертка. Определив запитанный от сети провод, отключаем подачу электрической энергии, убеждаемся при помощи указателя напряжения, что отключение прошло успешно и только теперь приступаем непосредственно к монтажу выключателя освещения.

Как подключить к электрической сети выключатель с одной клавишей

Давайте разберемся в том, как подсоединить одноклавишный выключатель к домашней электрической сети. В упрощенном виде схема включения в сеть такого выключателя выглядит следующим образом (заземления в вашем случае может и не быть).

На вводе электричества в каждый дом или квартиру есть так называемая распределительная коробка. Она служит своеобразным коммутатором для электрических проводов: в распределительную коробку входит питающий кабель, а выходят из нее провода ко всем энергоприемникам вашего жилища.

Схема подключения одноклавишного выключателя

Чтобы подключить лампочку к электрической сети через такой элемент, как одноклавишный выключатель, нужно произвести следующие манипуляции. Нулевой провод вводного кабеля соединяется непосредственно с «нулем» осветительного прибора. «Фаза» же сначала идет к выключателю, от него возвращается в распределительную коробку и уже оттуда подключается к фазному проводу осветительного прибора.

Как подключить к электрической сети выключатель с двумя клавишами

Схема подключения к электрической сети двухклавишного выключателя на две лампочки представлена на следующем рисунке.

Между схемами подключения одно- и двухклавишного выключателя есть кое-какие различия. Суть их состоит в том, что двойной выключатель, предназначающийся, как вы понимаете, чтобы подключить его на две лампочки (или две группы лампочек, два осветительных прибора или группы приборов), осуществляет разрыв цепи для каждой лампочки по отдельности.

Как и в предыдущем случае, нулевой провод ведется непосредственно к осветительным приборам, а фаза вводного кабеля подключается к выключателю.

Схема подключения двухклавишного выключателя

Важно! На тыльной части двухклавишного выключателя имеется 3 контакта – один на одной стороне и два на другой. К одиночному контакту подключается фаза вводного кабеля. От двух других фазные провода пойдут через распределительную коробку к осветительным приборам.

Как подключить к электрической сети тройной выключатель

Схема подключения к электрической сети трехклавишного выключателя аналогична представленной выше схеме для выключателя двухклавишного: «ноль» из распределительной коробки соединяется с «нулями» всех трех групп источников света, а «фаза» ведется к одиночному контакту трехклавишного выключателя, от трех других контактов которого идут фазные провода к светильникам.

Алгоритм установки выключателя света

Процесс монтажа рассмотрим на примере простейшего одноклавишного выключателя. Его установка включает в себя следующие этапы.

  1. Снимается клавиша с рамки. Под ней обнаруживаются два винта, которые крепят механизм к передней части выключателя. Открутив их, необходимо отсоединить рамку от рабочей части.
  2. Раскручиваются винты, к котором впоследствии подсоединяются провода.
  3. Снимается изоляция с концов проводов. Оголенным оставляют примерто 1 сантиметр провода.
  4. В отверстия, ведущие к каждому из винтов, продеваются фазные провода. Снаружи должно оставаться около 1 миллиметра оголенного участка провода.
  5. Закручиваются контактные винты – достаточно туго, чтобы зафиксировать концы подключаемых проводов, но достаточно осторожно, чтобы не сорвать их резьбу.
  6. Конструкция устанавливается в подрозетник строго горизонтально.
  7. Закручиваются винты, регулирующие специальные распорки. Тем самым выключатель надежно фиксируется в подрозетнике.
  8. Защитная рамка накладывается на установленную конструкцию и закрепляется соответствующим винтами.
  9. Устанавливается на свое место клавиша.

На этом монтаж простейшего одноклавишного выключателя можно считать завершенным. Остается только подать напряжение в сеть и проверить работоспособность собранной цепи.

По аналогии с данным алгоритмом, а также пользуясь приведенными выше схемами, легко подключить и установить многоклавишные выключатели.

Демонтаж выключателя света

Иногда у вас могут возникнуть такие потребности, как снять выключатель света со стены или как разобрать выключатель света. На самом деле, если вы уже разобрались с тем, как установить выключатель света, данные задачи не вызовут у вас больших проблем. Вы легко справитесь с ними, вооружившись простой, а лучше индикаторной отверткой. Тем не менее, рассмотрим краткий алгоритм данного процесса.

Важно! Перед началом работы не забудьте обесточить домашнюю электрическую сеть.

  1. Снятие клавиши выключателя света и демонтаж лицевой панели выключателя. В зависимости от конструкции выключателя эти процессы могут происходить по-разному.
  2. Изъятие механизма выключателя из гнезда (подрозетника). Для этого ослабляем винты, регулирующие распорки (пункт 7 алгоритма установки выключателя), и аккуратно вытаскиваем «внутренности» выключателя, освобождая себе доступ к проводам.
  3. Разъединение контактов выключателя света и проводов. Опять-таки, в зависимости от конструкции выключателя, зафиксировано их соединение может быть винтами или клеммами.

Теперь ваш выключатель разобран и демонтирован.

Как подключить бра с выключателем-шнурком

Среди частных случаев монтажа электроприборов встречаются такие, как установка настенного светильника. Очень часто такие осветительные приборы комплектуются шнуровыми выключателями.

Настенные светильники, или бра, используются для организации точечного освещения помещения, чаще всего прикроватного в спальне. Бра может иметь одну или несколько лампочек, подключаться в сеть напрямую или быть запитанной от розетки, а также включаться посредством выключателей различного типа.

Как произвести монтаж осветительного прибора, управляемого клавишным настенным выключателем, вы уже знаете. Теперь разберемся, как подключить бра, зажигаемое посредством шнурового выключателя.

Принципиального различия между схемами с клавишным и шнуровым выключателем вы не найдете – нулевой провод светильника соединяется с нулевым проводом из распределительной коробки, а фазный провод идет сначала на выключатель, а затем на распределительную фазу. Визуально разница заключается лишь в том, что шнуровой выключатель монтируется обычно непосредственно в корпус настенного светильника.

Если устройство вашей бра предусматривает наличие двух и более лампочек, то фазные провода каждой из них подаются непосредственно на клемму выключателя, соединяясь в этой одной точке. От выключателя в питающую сеть идет уже один фазный провод.

Богатый ассортимент электрических устройств на современном рынке может озадачить кого угодно. Но вооружившись нашими советами, вы сможете не только подобрать подходящий для себя выключатель электрического освещения, но и грамотно установить его у себя дома.

1.2.2 Схемы ру с коммутацией присоединений двумя и более выключателями

Эти схемы более дорогие, но и более надежные, поэтому они нашли применение преимущественно в крупных и ответственных энергетических объектах, таких как КЭС, АЭС, ГЭС, и в узловых, системообразующих подстанциях.

Читать еще:  Как выглядит выключатель массы

Кольцевые схемы могут состоять из одного кольца или из нескольких колец, связанных между собой. Все кольцевые схемы имеют следующие общие черты:

отсутствуют явно выраженные сборные шины;

выключатели соединяются в кольцо, а присоединения подключаются к шинам между выключателями через разъединители;

отключение любого выключателя не нарушает работы присоединений, а при повреждениях в пределах РУ или при внешних КЗ отключение всего устройства или значительной его части практически исключается;

разъединители используются по своему прямому назначению только для изоляции отключенных элементов.

Простая кольцевая схема (рис. 1.18). Схемы такого типа также называют «схемы многоугольников». Эти схемы относительно дешевы, так как коэффициент использования выключателей здесь минимально возможный: .

При повреждениях на присоединении оно отключается двумя выключателями при сохранении в работе остальных присоединений. После такого отключения поврежденную ветвь изолируют с помощью линейного разъединителя и вновь включают выключатели, чтобы замкнуть кольцо. В замкнутом состоянии кольцо значительно надежнее.

Достоинства схемы: небольшой объем погашений даже при самых тяжелых повреждениях, например, сочетание отказа выключателя и внешнего КЗ приводит к отключению не более двух присоединений.

Недостатки схемы: снижается надежность схемы при ремонте любого выключателя из-за разрыва кольца; повышенная выработка ресурса выключателей и необходимость их более частой ревизии, так как любое отключение присоединения производится сразу двумя выключателями; трудность настройки релейной защиты, так как в различных состояниях кольца (замкнуто или разомкнуто) могут существенно различаться перетоки мощности через выключатели.

Область применения. Схемы простого кольца имеют ограниченное применение, когда число присоединений не более 6. Это связано с тем, что с увеличением присоединений увеличивается продолжительность ремонта выключателей и время работы схемы в разомкнутом состоянии, когда ее надежность понижена.

Схемы связанных колец (рис. 1.19). Эти схемы дороже простых кольцевых схем, так как для них коэффициент использования выключателей . Частьприсоединений подлежит отключению тремя выключателями. Согласно требованиям, изложенным в [ 1 ], на таких присоединениях могут быть только силовые трансформаторы, вероятность повреждения которых относительно мала. Линии должны отключаться не более чем двумя выключателями.

Достоинства схемы: связь колец повышает надежность РУ, так как вероятность отключения неповрежденных присоединений при ремонте выключателей и внешних КЗ сокращена; улучшены условия настройки релейной защиты, так как перераспределение токов в кольцах при нарушении нормального режима схемы более благоприятно.

Недостатки схемы: наличие узлов, отключаемых тремя выключателями; конструктивные трудности при расширении РУ.

Схемы РУ с двумя системами сборных шин и числом выключателей на присоединение 2, 3/2 и 4/3. Отличительной чертой этих схем является наличие

двойной системы сборных шин, между которыми стоят связывающие их цепочки из двух, трех или четырех выключателей. В этих схемах разъединители используются только для создания видимого разрыва, присоединения подключаются по тем же правилам, что и в кольцевых схемах. Подключение присоединений к сборным шинам почти не практикуется. В этих схемах шины секционируются, если число цепочек, связывающих их, более четырех. Схемы обладают исключительно высокими эксплуатационными качествами и обеспечивают высокую надежность электроснабжения.

Схемы с двумя выключателями на присоединение (рис. 1.20 а) из-за их исключительно высокой стоимости имеют ограниченное применение, зато широкое распространение получили близкие по замыслу и с меньшим числом выключателей схемы 3/2 и 4/3. В этих схемах сконцентрированы достоинства простых и связанных кольцевых схем при значительно меньшем числе недостатков.

Достоинства схем: все присоединения отключаются только двумя выключателями; ревизия любого выключателя или системы шин производится без нарушения работы присоединений и с минимальным числом операций; разъединители используются только для создания видимого разрыва; при КЗ на любой системе сборных шин нормальная работа присоединений не нарушается; обе системы шин могут быть отключены без нарушения работы присоединений.

Потеря двух присоединений в этих схемах возможна, но явление это достаточно редкое. Например, в схеме 3/2 (рис. 1.20 б) два присоединения W1 и Т1 могут быть аварийно отключены при сочетании следующих обстоятельств: во время ремонта выключателя Q1 происходит КЗ на линии Т1. Ликвидация КЗ будет осуществлена выключателями Q2 и Q3.

Для исключения потери двух присоединений, одновременное отключение которых недопустимо, такие присоединения рекомендуется подключать к разным цепочкам и чередовать их положение в цепочке. При этом рассматриваемые присоединения, одновременное отключение которых недопустимо, должны быть расположены друг от друга не менее чем на три последовательно включенных выключателя.

Область применения. Распределительные устройства со схемами 3/2 и 4/3 широко применяются на напряжениях 330-750 кВ на мощных станциях и узловых подстанциях, т. е. там, где должны быть исключены потери присоединений с большими мощностями. Поскольку схемы 3/2 и 4/3 имеют примерно одинаковые технико-экономические свойства, выбор между ними определяется числом присоединений на РУ.

Как собрать схему управления светом из трёх мест

Как организовать управление освещением из двух мест, знает каждый разбирающийся в электрике. Но часто в многоквартирных домах необходимо управлять нагрузкой тремя и более выключателями. В этой статье мы разберем случай управления освещением с трех мест.

Схема управления светом из трёх мест – что нам понадобится

Чтобы организовать независимую коммутацию нагрузки из нескольких мест, обычных клавишных устройств, как в каждой квартире, недостаточно. Понадобятся более сложные приборы – проходной и перекрестный выключатели. Рассмотрим принцип работы каждого из них.

Проходной

Этот тип приборов правильнее назвать переключателями. Внешне они выглядят как обычные настенные. В некоторых случаях проходной от обычного отличают по маркировке в виде стрелок на клавише, но не всегда.

Обычный (слева) и проходной выключатели

Сходство лишь внешнее. Их конструкция сложнее.

Схема обычного (слева) и перекрестного выключателей

Как видно из схемы, обычный выключатель – просто выключатель. Включил – выключил. Проходной направляет ток в одну из двух линий. То есть это переключатель. Что это нам дает? Если использовать два таких устройства, то можно организовать коммутацию нагрузки из двух мест.

Схема управления освещением из двух мест при помощи двух проходных выключателей

По такой схеме подключения мы зажигаем или тушим лампочку одним переключателем независимо от положения второго. Но нас интересует управление нагрузкой из трех мест, поэтому поговорим о перекрестных выключателях.

Перекрестный

У этого типа выключателя еще более сложная схема. Он представляет собой двойной перекидной переключатель с двумя входами и двумя выходами.

Схема перекрестного переключателя

В одном положении клавиши его контакт 1 подключен к выходу 3, а второй – к четвертому. В другом первый подключен к четвертому, а второй – к третьему, как изображено на схеме. Что позволяет сделать этот выключатель, «переворачивающий» вход относительно выхода? Врежем в схему коммутации нагрузки из двух мест перекрестный выключатель. Взглянем на схему ниже:

Нумерация входов принята условно. С таким же успехом контакты 1 и 2 можно считать выходом, а 3, 4 – входом.

Теперь пощелкаем выключателями в уме и убедимся, что любым из трех можно включить или выключить свет независимо от положения двух остальных. При положении переключателей, изображенных на рисунке выше, лампа гореть не будет. Теоретически задача решена.

Пошаговая инструкция по монтажу и расключению коробок

Переходим от теории к практике. Определяем нумерацию и назначение контактов переключателей. У проходных таких контактов три или шесть, если приборы двухклавишные, позволяющие организовать управление двумя нагрузками. Чтобы разобраться в назначении контактов, достаточно взглянуть на тыльную сторону переключателя, на которой нанесена схема.

Важно! Обращать внимание нужно именно на схему, а не на маркировку контактов, которая зависит от капризов производителя.

У перекрестных выключателей таких выводов соответственно четыре или восемь. Определить, где какой, можно вышеописанным способом.

Тыльная сторона одноклавишного перекрестного переключателя

С разводкой определились, осталось все собрать и подключить. Монтажная схема управления одной нагрузкой из трех мест выглядит следующим образом:

Монтажная схема управления одной лампой из трех мест

Если вы решили использовать двухклавишные выключатели, чтобы управлять двумя лампами из трех мест, схема усложняется:

Монтажная схема управления двумя лампочками из трех мест

Импульсные реле – простой аналог сложной схемы

Как мы отметили выше, коммутация лампами из трех мест при помощи переключателей сложная. Но есть альтернативный вариант – импульсные реле модельного ряда BIS компании ООО “ТД Евроавтоматика ФиФ”. Наиболее подходящее для наших задач – импульсное реле модели BIS-402.

Импульсное реле BIS-402

Изделие предназначено для управления однофазной нагрузкой из произвольного количества мест. Управление производится кнопками без фиксации, соединенными параллельно. Реле работает в режиме триггера – каждое нажатие на любую кнопку переключает его в противоположное состояние. Схема подключения такого реле проще, чем с переключателями.

Подключение импульсного реле BIS-402

Основные характеристики реле следующие:

  • Питание, В/Гц – 230/50.
  • Коммутируемый ток/напряжение, А/В – 8/250.
  • Количество контактов – 1 группа на переключение.
  • Ток управления, мА – 0,5-1.
  • Тип корпуса – PDT (в монтажную коробку).

Реле поддерживает работу с кнопками с неоновой подсветкой.

Если необходимо управлять из нескольких мест двумя нагрузками, то можно использовать модель BIS-404. Правда, придется изучить азбуку Морзе. Зато такой вариант прост в монтаже и не потребует особых знаний электрики. Подробнее с возможностями реле ознакомьтесь в этом видео:

Видеоописание импульсного реле BIS-404

Мы выяснили, как организовать управление освещением из трех мест. С непривычки и от обилия проводов схемы кажутся сложными, но если все делать внимательно и не торопясь, то вы справитесь.

Читать еще:  Цепи включения вакуумного выключателя

Электронные выключатели и переключатели, реле времени (К561ТМ2, CD4060)

Рассмотрено 6 принципиальных схем самодельных электронных выключателей и реле времени, выполненных на основе микросхем К561ТМ2 и CD4060, описана их работа и возможности по применению. В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре, в основном, электронные выключатели, либо и электронный и механический.

Электронный выключатель управляется обычно одной кнопкой, — одно нажатие, и аппарат включен, при следующем нажатии -выключен. Реже бывают с двумя кнопками, — одна для включения, вторая для выключения.

Электронный выключатель в радиоэлектронной аппаратуре в подавляющем большинстве случаев входит в состав контроллера управления, управляющего и другими функциями аппарата.

Но, если нужно оборудовать электронным выключателем какое-то устройство, самодельное или у которого не предусмотрен электронный выключатель, это можно по одной из приводимых здесь схем, на основе микросхемы КМОП-логики и мощного полевого ключевого транзистора.

Выключатель управляемый одной кнопкой

Первая схема простого выключателя, управляемого одной кнопкой приведена на рисунке 1. Мощный полевой транзистор VТ1 выполняет функции электронного ключа, а управляет им D-триггер микросхемы К561ТМ2.

Данная схема, как и все последующие, потребляет минимальный ток, измеряемый единицами микроампер, и поэтому, практически не оказывает влияния на расход источника питания.

Рис. 1. Схема простого электронного выключателя, управляемого одной кнопкой.

Для того чтобы в момент подключения источника питания нагрузка не включилась сама здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние.

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку не поступает.

При этом, на инверсном выходе триггера будет напряжение логического нуля. Оно через резистор R3, с небольшой задержкой, поступает на вход «D» триггера.

Теперь, при нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в логический нуль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

Теперь на инверсном выходе триггера -единица. Эта единица, с небольшой задержкой, через резистор R3 поступает на вход «D» триггера.

Теперь, при следующем нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в единицу. Единица на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 падает до величины, недостаточной для открывания полевого транзистора VТ1. Нагрузка выключается.

Электронный переключатель двух нагрузок

Но не всегда требуется именно выключатель, бывает что нужен переключатель. На рисунке 2 показана схема электронного переключателя двух нагрузок. Главное отличие от схемы на рис.1 в том, что здесь два мощных полевых транзистора.

Для того чтобы в момент подключения источника питания схема устанавливалась в одно известное положение, то есть, в данном случае, нагрузка 1 выключена, нагрузка 2 включена, здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние. То есть, на его прямом выходе — единица, на инверсном — ноль.

При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, питание на нагрузку 1 не поступает. А напряжение между истоком и затвором транзистора VТ2 будет достаточным для его открывания, и транзистор откроется, поступит питание на нагрузку 2.

Рис. 2. Схема простого самодельного электронного переключателя двух нагрузок.

При этом, нуль с инверсного выхода триггера через резистор R3, с небольшой задержкой, поступает на вход «D» триггера. Теперь, при нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в логический нуль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ 1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку 1 поступает питание.

Но транзистор VТ2 при этом закрывается, и нагрузка 2 выключается. Таким образом, при каждом нажатии кнопки S1 происходит переключение нагрузок.

Несколько слов, о назначении цепи C2-R3 в схемах на рис.1 и рис.2. Дело в том, что кнопка -это механические контакты, которые соединяются механически, и здесь практически не возможно обойтись без дребезга контактов. И чем больше износ кнопки, тем сильнее проявляется дребезг её контактов.

Поэтому, как при нажатии кнопки, так и при её отпускании, может формировать не один импульс, а целая серия коротких импульсов. И это может привести к многократному переключению триггера, и в результате, установке его в произвольное состояние. Чтобы такого не происходило здесь есть цепь C2-R3.

Она несколько задерживает приход логического уровня с инверсного выхода триггера на его вход «D». Поэтому, пока длится дребезг контактов, напряжение на входе «D» не меняется, и импульсы дребезга на состояние триггера не влияют.

Выключатель с двумя кнопками

Как уже отмечено выше, электронные выключатели бывают как с одной кнопкой, так и с двумя, — одна для включения, другая для выключения. На рисунке 3 показана схема именно выключателя.

Рис. 3. Схема электронного выключателя нагрузки с двумя кнопками.

Здесь точно так же, мощный полевой транзистор VТ1 выполняет функции электронного ключа, а управляет им триггер микросхемы К561ТМ2. Только работает он не как D-триггер, а как RS-триггер. Для этого его входы «С» и «D» соединены с общим минусом питания (то есть, на них всегда логические нули).

Для того чтобы в момент подключения источника питания нагрузка не включилась сама здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние.

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VT1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку не поступает.

Для включения нагрузки служит кнопка S1. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT1.

На нагрузку поступает питание. Для того, чтобы выключить нагрузку нужно нажать кнопку S2. При её нажатии триггер переключается в положение «S», то есть, на его прямом выходе устанавливается логическая единица.

Единица на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 падает до величины, недостаточной для открывания полевого транзистора VT1. Нагрузка выключается.

Две кнопки и две нагрузки

Электронный переключатель с двумя кнопками работает логичнее однокнопочного, во всяком случае понятно, что одна кнопка включается одну нагрузку, а другая — другую нагрузку. На рисунке 4 показана схема двухкнопочного электронного переключателя двух нагрузок.

Рис. 4. Схема электронного переключателя с двумя кнопками для двух нагрузок.

Для того чтобы в момент подключения источника питания схема устанавливалась в одно известное положение, то есть, в данном случае, нагрузка 1 выключена, нагрузка 2 включена, здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние. То есть, на его прямом выходе — единица, на инверсном — ноль.

При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VT1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 1 не поступает.

А напряжение между истоком и затвором транзистора VT2 будет достаточным для его открывания, и транзистор откроется, поступит питание на нагрузку 2. Для включения нагрузки 1 служит кнопка 51. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT1. На нагрузку поступает питание.

При этом, на инверсном выходе триггера присутствует логическая единица. Напряжение между истоком и затвором транзистора VT2 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 2 не поступает.

Для включения нагрузки 2 служит кнопка 52. При её нажатии триггер переключается в положение «S», то есть, на его инверсном выходе устанавливается логический ноль. Логический нуль на затворе VT2 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT2 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT2.

На нагрузку 2 поступает питание. При этом, на прямом выходе триггера присутствует логическая единица. Напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 1 не поступает.

Электронное реле времени

Но понадобиться могут не только выключатели и переключатели, но реле времени. На рисунке 5 показана схема электронного реле времени, которое включает нагрузку при нажатии кнопки S1, а выключает её примерно через 30 секунд.

Рис. 5. Схема электронного реле времени для включения нагрузки при нажатии кнопки и выключения через 30 секунд.

Читать еще:  Выключатель автоматический однополюсный 6а d ic60n 6ка a9f75106

Реле времени запускается кнопкой S1. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ 1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

В то же время, логическая единица с инверсного выхода начинает через резистор R2 медленно заряжать конденсатор С1. Время включенного состояния нагрузки истекает тогда, когда конденсатор С1 зарядится до напряжения, которое будет понято микросхемой как логическая единица. Тогда триггер установится в состояние «S».

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор закроется, -питание на нагрузку выключится. Время включенного состояния нагрузки зависит от цепи C1-R2.

Реле времени на 8 часов

Изменением составляющих этой цепи можно изменять это время в широких пределах, но очень большого времени выдержки достигнуть сложно. На рисунке 6 показана схема реле времени на цифровой микросхеме, время включенного состояния нагрузки в котором составляет около 8 часов.

Рис. 6. ЁПринципиальная схема реле времени на цифровой микросхеме, которое включает нагрузку на 8 часов.

Реле времени запускается кнопкой S1. При её нажатии счетчик микросхемы D1 переключается в нулевое состояние, то есть, на всех его выходах устанавливается логический ноль, в том числе и на самом старшем выходе D14. Откуда он поступает на затвор VТ1.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

Далее, счетчик начинает отсчитывать время, считая импульсы, которые вырабатывает его встроенный мультивибратор. Спустя заданное время на выводе 3 устанавливается логическая единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор закроется, — питание на нагрузку выключится.

В то же время, логическая единица через диод VD3 поступает на вывод 11 D1 и блокирует внутренний мультивибратор микросхемы. Генерация импульсов прекращается. Во всех схемах для подачи питания на нагрузку используются транзисторы IRFR5505. Это ключевой полевой транзистор с допустимым током коллектора 18А и сопротивлением в открытом состоянии 0,1 От.

Открывается транзистор при напряжении на затворе не ниже 4,25V. Поэтому и минимальное напряжение питания в схемах указано 5V, так сказать, чтобы точно хватило. Но, при напряжении питания схемы до 7V и при большом токе нагрузки транзистор все же открывается не полностью.

И сопротивление его канала существенно больше 0,1 Ом, поэтому, при питании ниже 7V ток нагрузки не должен превышать 5А. При питании же более высоким напряжением, ток может быть до 18А. Так же нужно учесть, что при токе нагрузки более 4А транзистору нужен будет радиатор для отвода тепла. Одно из свойств таких транзисторов, -это относительно большая емкость затвора.

И именно этого боятся микросхемы КМОП — относительно большой емкости на выходе. Потому что, хотя статическое сопротивление затвора и стремится к бесконечности, но при изменении напряжения на затворе возникает существенный бросок тока на заряд / разряд его емкости.

В очень редких случаях это повреждает микросхему, гораздо чаще это приводит к сбоям в работе микросхемы, особенно триггеров и счетчиков. Чтобы этих сбоев не происходило между выходами микросхем и затворами транзисторов в этих схемах включены токоограничивающие резисторы, например, R4 в схеме на рис.1. Плюс два диода, ускоряющих заряд / разряд емкости затвора.

Литовкин С. Н. РК-08-17.

Литература: И. Нечаев. — Электронный выключатель. Р-02-2004.

Выключатели

Промышленность выпускает большое количество разнообразных выключателей, различающихся по назначению, внешнему виду, коммутируемому току, способу управления (воздействия на выключатель), количеству контактов и схеме их соединения, способу монтажа, зажимам для подключения проводов, степени защиты от пыли и влаги, и некоторым другим, менее важным с точки зрения потребителя параметрам.

Выключатели для управления световыми приборами являются одними из наиболее распространенных изделий электротехники. От их надежной работы во многом зависит работоспособность осветительных сетей жилых, общественных и производственных зданий. В данной статье рассмотрены основные типы выключателей и схемы их контактов.

Приведенные номера схем выключателей и их названий соответствуют ГОСТ Р 51324.1-2005. (С января 2014 г. действует ГОСТ Р 51324.1-2012).

Стандарты, устанавливающие требования к выключателям регулярно (раз в несколько лет) обновляются, поэтому всегда надо смотреть актуальные версии нормативных документов.

Использование выключателей в жилых и общественных зданиях регламентируется требованиями свода правил СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа» (с Изменениями N 1, 2, 3).

При изучении вопросов, связанных с выключателями, могут быть полезны статьи:

Схемы контактных групп

Наиболее распространенные схемы контактов выключателей показаны на Рис. 1

Схемы контактов выключателей

Рис. 1 Схемы контактов выключателей

Схема 1 . Выключатель однополюсный. Простейшая и одновременно самая распространенная схема выключателя. Содержит один контакт, управляемый одним исполнительным элементом.

Схема 2 . Выключатель двухполюсный. На схеме контакты соединены штриховой линией. Это показывает, что выключатель имеет один исполнительный элемент – например одну клавишу. И соответственно оба контакта переходят из одного рабочего положения в другое (например, из положения «Включено» в положение «Выключено») всегда одновременно.

Схема 3 . Выключатель трехполюсный. Содержит три контакта, управляемых одним исполнительным элементом. Такие выключатели используют для коммутации трехфазных цепей, например для ручного управления электродвигателями.

Схема 03 . Выключатель трехполюсный с коммутируемой нейтралью. В таком выключателе контакт для подключения нулевого рабочего проводника обозначают символом «N». Конструкцию выключателя делают такой, что бы цепь нулевого рабочего проводника включалась первой и выключалась последней. Цепи защитных проводников разрывать выключателями недопустимо.

Схема 4 . Переключатель однополюсный на два направления, имеющий положение «Выключено». Переключатель используется для поочередного включения двух цепей. Имеет возможность выключать обе цепи.

Схема 5 . Выключатель однополюсный для двух цепей с общим вводом. Это широко распространенный выключатель с двумя независимыми исполнительными элементами. Например, двухклавишный выключатель для включения люстры.

Схема 05 . Выключатель однополюсный для трех цепей с общим вводом. Имеет три самостоятельных механизма, содержащих контакт и исполнительный элемент. Это может быть трехклавишный выключатель.

Схема 6 . Переключатель однополюсный на два направления. Переключатель позволяет осуществлять включение и выключение светильника из двух разных мест. Его использование совместно с переключателем по схеме 7 описано в статье Управление освещением из нескольких мест.

Схема 6/2 . Переключатель двухполюсный на два направления. Содержит два переключателя по схеме 6, управляемых одним исполнительным элементом. Бывают разновидности таких переключателей, в которых задействовано два независимых исполнительных элемента. Каждая контактная группа при этом управляется отдельно, например двумя клавишами.

Схема 7 . Переключатель реверсивный на два направления (другое название – промежуточный выключатель). Используется для управления освещением из трех и более мест совместно с переключателями по схеме 6. Этот переключатель может быть построен из переключателя по схеме 6/2. Для этого устанавливают внешние перемычки.

В зависимости от метода воздействия на исполнительный элемент выключателя — часть, на которую нажимают, поворачивают или перемещают каким либо образом с целью изменения положения контактов, выключатели могут быть: клавишные, кнопочные, поворотные, перекидные и шнурковые.

Клавишные выключатели широко используют для управления освещением в жилых и общественных зданиях. Их контактные группы обычно соответствуют схемам 1, 5, 05, 6 и 7. Они имеют наиболее эстетичный вид. Такие выключатели выпускают различных фасонов и цветовых оттенков. Пример клавишного выключателя показан на Рис. 2.

Кнопочные выключатели в быту используют гораздо реже – это, прежде всего кнопка звонка. На промышленном оборудовании их используют для управления технологическими установками и станками.

Поворотные выключатели. Их часто используют для включения светильников в производственных зданиях, цехах и подвалах. Также широко используют для коммутации цепей управления и силовых цепей. Исполнительный элемент в таких выключателях сопряжен с валом. Для включения (выключения) нагрузки вал поворачивают на определенный угол. Такой выключатель показан на Рис. 3.

Перекидные выключатели. Их название произошло от английского слова tumble – опрокидываться. В основном это малогабаритные тумблеры, используемые чаще для коммутации различных цепей управления. Иногда их используют в приборах для включения питания. Одна из разновидностей перекидного выключателя показана на Рис. 4.

Шнурковые выключатели, как правило, используют для управления освещением. Исполнительный элемент приводится в действие при помощи шнурка. Выключатели устанавливают под потолком, иногда встраивают в настенные светильники. Для включения светильника таким выключателем достаточно один раз дернуть за шнурок.

Клавишный выключатель

Рис. 2 Клавишный выключатель

Показанный на Рис. 2 выключатель состоит из одноклавишного и двухклавишного выключателей, установленных в общую рамку. Одноклавишный выключатель содержит один контакт по схеме 1, а двухклавишный – два контакта по схеме 5.

Поворотный выключатель

Рис. 3 Поворотный выключатель

Выключатели с поворотным исполнительным элементом (Рис. 3) обычно имеют контактные группы по схемам 2 и 3. Показанный на рисунке выключатель имеет три контакта по схеме 3 и два положения: включено и выключено. Часто поворотные выключатели имеют более двух положений.

Перекидной выключатель

Рис. 4 Перекидной выключатель

Перекидные выключатели (Рис. 4) имеют самые разнообразные схемы контактов. Часто эти выключатели имеют среднее положение с контактами по схеме 4. Могут иметь две группы таких контактов.

Во второй части статьи будут рассмотрены: маркировка выключателей и требования к контактным зажимам для присоединения проводников.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector