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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Interruptores de relé quase sensoriais. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Relógios, temporizadores, relés, interruptores de carga Ao fabricar um dos dispositivos, precisei de uma chave de três posições para três direções (3P3N). O dispositivo é pequeno e leve, portanto, um dos principais requisitos para o switch era a força mínima de comutação. Os interruptores mecânicos (barra, botão, corrediça) não atendiam a esse requisito. Encontrei uma saída para a situação fabricando uma unidade de comutação com o circuito de comutação necessário baseado em relés eletromagnéticos e microinterruptores.
O diagrama da chave do relé 3P3N é mostrado na Fig. 1. É controlado por três botões (SB1-SB3), e a comutação é realizada por dois relés (K1, K2) com quatro grupos de contatos de comutação cada, um deles é utilizado para autotravamento do relé, e o outros três são usados para comutação de circuitos do dispositivo principal. A chave é alimentada por uma unidade sem transformador contendo capacitor de reator C1, ponte retificadora VD1-VD4 e capacitor de filtro C2. O resistor R1 limita o pico de corrente através dos diodos da ponte no momento da ligação, a tensão de saída é limitada pelo diodo zener VD5. Quando a energia é fornecida pela chave SA1 do dispositivo principal, uma tensão de aproximadamente 50 V aparece na saída da unidade de alimentação da chave. Uma corrente limitada pelo resistor R1.1 de cerca de 1 mA flui através dos contatos normalmente fechados K2 e do LED HL4. Os relés K1 e K2 estão desenergizados. O LED HL1 acende indicando a posição “1” da chave. Ao pressionar o botão SB2, o relé K1 é ativado. Com os contatos K1.1 é autotravante, ou seja, permanece ligado após o botão ser liberado. Através do resistor R3 e do LED HL2 aceso, flui uma corrente que excede a corrente de liberação do relé. Os contatos K1.2-K1.4 mudam para a posição "2". Ao pressionar o botão SB3, o relé K2 é autobloqueado com os contatos K2.1 e o LED HL3 acende, os contatos K2.2-K2.4 colocam a chave na posição “3”. A transição para a posição “1” é feita pressionando o botão SB1, que desenergiza os enrolamentos do relé K1 e K2. O diagrama de comutação do interruptor é mostrado na parte inferior esquerda da Fig. 1. Não há requisitos especiais para detalhes. O capacitor C1 é um capacitor de supressão de ruído de filme. Pode ser substituído por dois capacitores K73-17 conectados em série com capacidade de 0,47 μF com tensão nominal de 630 V. O capacitor C2 é óxido K50-35 ou importado, os resistores são de qualquer tipo. Substituiremos o diodo zener VD5 por um circuito de vários diodos zener de baixa potência conectados em série com tensão total de estabilização de 45.50 V. Relés K1 e K2 - RES22 (passaporte RF4.500.130 ou versão RF4.523.023-06). Sua tensão operacional é 48 V, a resistência do enrolamento é 2250... 2875 Ohms, as correntes de operação e liberação são 10,5 e 2,5 mA, respectivamente. Os microinterruptores MP1-3 são usados como botões SB3 - SB1. LEDs HL1-HL3 - qualquer um com diâmetro de 3 mm, preferencialmente com brilho aumentado. As peças do switch são montadas na mesma placa de ensaio universal que o dispositivo principal. Pedaços de fio de cobre estanhado com diâmetro de 0,5.0,6-XNUMX mm são soldados aos terminais do relé. Esses novos pinos são inseridos nos orifícios da placa de ensaio e, após aproximar o relé o mais possível da placa, são soldados às suas almofadas. Várias gotas grandes de adesivo hot-melt foram introduzidas no espaço entre o corpo do relé e a placa usando uma pistola. Após o resfriamento, obteve-se uma estrutura rígida e mecanicamente resistente. Este método de instalação do relé permitiu evitar a confecção de um suporte para sua montagem e o uso de um feixe de uma dúzia e meia de fios para conectá-lo.
Para economizar espaço no painel frontal, os botões SB1-SB3 são feitos com LEDs HL1-HL3. Um design semelhante de botões é descrito na nota de O. Shaida “Botão feito de LED” (Radio, 1995, No. 9, p. 45). As buchas utilizadas pelo autor não foram encontradas, portanto, em seu lugar, foram utilizados pedaços de uma haste revestida com diâmetro de 4,5 mm de uma caneta-tinteiro de gel. Em uma extremidade dos segmentos 3 (Fig. 2) são feitas ranhuras diametrais com profundidade de 3 mm, do outro lado os cabos do LED 2 são inseridos em seu interior até que a caixa do LED pare no final do segmento. Os fios 5 do LED são retirados pelas ranhuras e o segmento é tapado com uma gota de adesivo hot-melt 4. Após o endurecimento, a ponta é aparada com bisturi. Por fim, os LEDs são inseridos nos orifícios previstos para esse fim no painel de controle do dispositivo 1, e seus terminais são conectados por pedaços de fio de montagem flexível MGTF 0,07 às placas de contato correspondentes da placa. Este design é muito conveniente - o botão que brilha após ser pressionado indica a posição do interruptor. Se a caixa do LED for feita de plástico incolor, para aumentar o ângulo de radiação do LED, ela deve ser fosca, tratando-a com lixa de grão fino (“mícron”). O switch, como a prática tem mostrado, acabou sendo um sucesso - ergonômico, confiável e fácil de instalar, por isso o utilizei amplamente em meus projetos. Durante a fabricação de um dos dispositivos subsequentes, a fonte de alimentação possuía reserva de energia, por isso optou-se por fazer uma chave com indicação digital da posição ligada.
O diagrama desta opção de switch é mostrado na Fig. 3. Funciona assim. Após ligar a alimentação, os relés K1 e K2 permanecem desligados, pois a corrente em seus enrolamentos, determinada pela resistência dos resistores R2 e R9, é de aproximadamente 3 mA, que é menor que a corrente de operação, mas maior que a corrente de liberação. Esta é a posição “1” da chave, conforme evidenciado pelo número 1 exibido no indicador HG1 (a tensão aos seus elementos “b” e “c” é fornecida através dos resistores limitadores de corrente R3, R4). Ao pressionar o botão SB2, seus contatos fecham o resistor R2, a corrente através do enrolamento do relé K1 aumenta e ele funciona. Depois que o botão é liberado, o relé permanece ligado porque a corrente através do enrolamento excede a corrente de liberação. Os contatos chaveados K1.1 removem a tensão do elemento “c” e fornecem-na aos elementos “e” e (via diodo VD7) “a”, “d”, “g”, de forma que o indicador HG1 acenda o número 2. Da mesma forma, ao pressionar o botão SB3 é ativado e permanece no estado ligado do relé K2, movendo a chave para a posição “3”, na qual a tensão é fornecida aos elementos correspondentes do indicador através dos contatos K2.1 e diodos VD6, VD8. A chave retorna à sua posição original “1” interrompendo o circuito de alimentação dos relés K1 e K2 com o botão SB1. O circuito de comutação desta chave é o mesmo da chave de acordo com o diagrama da Fig. 1. Para controlar o interruptor, foram utilizados botões de pequeno porte desmontados de equipamentos de escritório antigos. Ao refazer este dispositivo, encontrei uma dificuldade - não havia nenhum botão com contato normalmente fechado (normalmente fechado) disponível, enquanto havia muitos botões de membrana com contato normalmente aberto (normalmente aberto) de equipamentos de vídeo antigos. O circuito foi alterado para estes botões, conforme mostrado na Fig. 4 (o circuito de comutação permanece o mesmo).
Nesta chave, quando a energia é ligada, a corrente que flui pelo diodo zener VD5 abre o transistor VT1, mas ambos os relés, como na versão anterior, permanecem desligados, pois a corrente que flui por seus enrolamentos excede apenas ligeiramente o relé atual. A chave é movida para a posição “2” pressionando o botão SB2, para a posição “3” - pressionando o botão SB3. Para ir para a posição “1”, utilize o botão SB1 para fechar a junção do emissor do transistor VT1. Neste caso, o transistor fecha e o relé retorna ao seu estado original “1”. Para indicar as posições das chaves, você pode usar um indicador digital ou LEDs individuais, conectando-os em série com resistores limitadores de corrente nos circuitos dos enrolamentos do relé, conforme mostrado na Fig. 1. Ao escolher um substituto para o transistor KT815G, é necessário levar em consideração que para uma operação confiável da chave, a tensão permitida U^ do transistor deve ser de pelo menos 80 V.
Em alguns casos, por exemplo, no controle remoto da comutação, é desejável utilizar um botão, passando sequencialmente (ao longo do anel) por todas as posições. O diagrama de tal interruptor é mostrado na Fig. 5. Nos resistores R2, R3 e no capacitor C4 existe uma unidade para suprimir o “ressalto” dos contatos do botão SB1, que funciona da seguinte forma. Quando a energia é ligada, uma tensão de cerca de 9 V aparece no diodo zener VD9, que é usado para alimentar o microcircuito DD1. O capacitor C4 permanece descarregado. Quando você pressiona o botão SB1 no momento em que o botão entra em contato com o primeiro toque, o capacitor C4 é carregado instantaneamente através do resistor R3. O salto adicional dos contatos do botão não afeta a tensão de saída, uma vez que o capacitor C4 é descarregado através do resistor R2 de resistência muito maior. Aciona as chaves DD1.1 no momento de uma queda de tensão na entrada de sincronização (pino 3). O transistor VT2 comuta duas vezes mais que os transistores VT1 e VT3. Quando você pressiona o botão SB1, o nó de comutação passa por todos os estados possíveis: os relés são desenergizados, o relé K1 é ativado, o relé K2 é ativado, os relés são desenergizados, etc. exibido por um indicador digital ligado de acordo com o diagrama da Fig. 2. Como na versão anterior da chave, a tensão permitida U^ dos transistores VT1 e VT3 deve ser de pelo menos 80 V.
Se necessário, utilizando outro relé e um botão adicional, pode-se montar uma chave com quatro posições e três direções (Fig. 6), que pode ser utilizada, por exemplo, para comutação de faixas em um gerador ou frequencímetro. Você também pode inserir uma indicação digital de posição fazendo as alterações apropriadas no diagrama de circuito para ligar os elementos indicadores. PS Os interruptores 3P3N descritos no artigo têm a desvantagem de que após serem instalados na posição “3”, onde ambos os relés estão ligados, só podem ser comutados para a posição “1” (é impossível retornar à posição “2”). Da mesma forma, após colocar a chave 4P3N na posição “4”, quando todos os três relés estiverem ligados, você poderá retornar à posição “2” ou “3” somente após ter “estado” anteriormente na posição “1”. Os relés RES22 utilizados pelo autor (passaporte RF4.500.130) são intercambiáveis com relés deste tipo de projeto RF4.523.023-02, porém, sua corrente de liberação é maior (3,5 em vez de 2,5 mA), portanto a resistência dos resistores conectados em série com seus enrolamentos devem ser reduzidos de 13 para 9,1 kOhm Autor: K. Moroz
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