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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Convertisseur K1003PP1 dans les appareils d'automatisation. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Concepteur radioamateur Les dispositifs conçus pour contrôler les échelles LED linéaires sont désormais produits sous la forme de microcircuits relativement peu coûteux, par exemple, la série domestique K1003 ou importée LM315, KIA6966S, etc. Dans l'article ci-dessous, l'auteur parle de certaines options pour des applications non standard de ces microcircuits. Les convertisseurs analogique-code à puce sont conçus pour faire fonctionner l'échelle LED dans l'un des deux modes - soit une "ligne lumineuse" (sa longueur est proportionnelle à la valeur du paramètre affiché), soit un "point lumineux" (la valeur du paramètre est proportionnelle à sa distance du début de l'échelle). Un certain nombre de microcircuits - K1003PP1, UAA180, LM314-LM316 sont capables de fonctionner dans les deux modes. Des manières inhabituelles d'utiliser des convertisseurs sont connues [1, 2], qui mettent principalement en œuvre une indication visuelle. En même temps, en affichant la valeur du signal d'entrée dans un mode particulier, l'appareil n'exécute qu'une fonction informative. Vous pouvez étendre la portée de son application si vous utilisez les propriétés du transducteur en tant qu'appareil multiseuil. En supprimant les signaux de ses sorties, qui sont commutées très clairement et dans un certain ordre, il est possible de contrôler divers appareils externes, tout en conservant ses fonctions de base. Considérons, à titre d'exemple, un circuit indicateur à douze niveaux sur un microcircuit commun K1003PP1 (Fig. 1). Il est monté sur un convertisseur de code analogique DA1, des résistances R1-R4 et des LED HL1-HL12. Les LED sont connectées en série en trois groupes de quatre et fonctionnent en mode "ligne lumineuse" [1]. Avec une augmentation de la tension constante à l'entrée de l'appareil - broche 17 du microcircuit - du niveau défini par la tension à la broche 16 au niveau défini par la tension à la broche 3, les LED s'allument en série, formant un ligne lumineuse continue.
Pour mettre en œuvre les fonctions de contrôle, vous devez prendre les signaux des sorties auxquelles les LED sont connectées. Une étape effectuée sur les transistors VT1, VT2 permet d'obtenir une caractéristique de commutation avec une forte pente. Le transistor VT1 avec "suramplification" (h21e = 400...800) est connecté en série avec le transistor VT2 - amplificateur de courant, qui fournit un coefficient de transfert global élevé, ainsi qu'une faible impédance de sortie. Le fonctionnement de l'étage est commandé par un signal prélevé sur l'une des sorties du convertisseur par rapport au fil d'alimentation positif. Dans ce cas, la variation de tension aux bornes de la résistance R5 dépend de la chute de tension aux bornes de la LED et est déjà de 1,6 ... 2 V, selon son type. Le courant consommé par R5 est faible (et peut être réduit en augmentant R5), il n'a donc aucun effet sur le fonctionnement du convertisseur et des LED. La chute de tension aux bornes de la charge (sur l'enroulement du relais K1) est presque égale à la tension d'alimentation avec une grande pente de commutation. La sortie de l'appareil - l'émetteur ouvert du transistor VT2 - a une capacité de charge élevée, limitée uniquement par le courant admissible à travers le transistor. C'est-à-dire que des éléments d'actionnement avec une résistance ohmique d'au moins 120 Ohms (à Upit = 12 V), en particulier l'enroulement d'un relais électromagnétique, peuvent être inclus en tant que charge. Si le signal d'entrée Uin est augmenté en douceur, à un moment donné, la LED HL11 s'allumera dans le circuit de sortie 5 du convertisseur DA1. La LED, de la cathode dont le signal de commande est retiré, sera appelée LED de contrôle. Lorsque la LED de contrôle est allumée, le transistor VT1 s'ouvre, suivi du transistor VT2 qui s'ouvre jusqu'à saturation. Le relais K1 (ou une autre charge) est déclenché, y compris les appareils externes avec ses contacts - appareils électroménagers, moteurs électriques, radiateurs, etc. La résistance d'ajustement R5 définit le courant pour une ouverture fiable des transistors. Lorsque la tension d'entrée diminue, la LED de contrôle s'éteint, les transistors se ferment et le relais libère l'induit. Pour changer le seuil de réponse dans un tel système, il suffit de commuter la sortie A de la résistance R5 sur une autre LED et d'ajuster cette résistance. Ainsi, le seuil de réponse change d'un multiple du pas d'échelle. Bien sûr, un réglage plus précis n'est pas exclu - avec les résistances R2, R3 ou le diviseur d'entrée du convertisseur. Dans tous les cas, la LED de contrôle mise en évidence dans l'échelle, par exemple dans une couleur différente, agit comme un indicateur visuellement pratique du niveau de seuil. Si la rétroaction sur le paramètre contrôlé est introduite dans l'appareil, nous obtiendrons un système de contrôle automatique prêt à l'emploi. En pratique, bien souvent, un dispositif de signalisation sonore est nécessaire pour avertir de la valeur de certains paramètres contrôlés dépassant les limites autorisées. Pour ce faire, il est pratique d'utiliser un dispositif simple à la place du relais K1, réalisé sur une LED clignotante HL13 (par exemple, L-56BID) et une capsule active BF1 (Fig. 1, à droite). Ces capsules (НСМ1206Х et similaires) contiennent un générateur de fréquence audio intégré. Lorsque la LED est allumée, elle émet un signal assez fort avec une fréquence de 2 kHz. La résistance R6 est sélectionnée de sorte que la tension sur la capsule avec la LED allumée corresponde aux deux derniers chiffres du marquage (pour le type spécifié 6 V). D'autres gélules actives peuvent également être utilisées [3]. Du point de vue de la fiabilité de la commutation de la charge, il est conseillé d'utiliser des thyristors au lieu de relais. Sur la fig. 2 montre un schéma du noeud de sortie avec un interrupteur sur le triac VS1. Le nœud fonctionne pour allumer la charge - une lampe à incandescence EL1 (ou un radiateur). Le champ d'ouverture des transistors VT1, VT2 à travers la transition de commande du triac VS1 commence à faire circuler le courant d'ouverture, limité par la résistance R6. Le triac s'ouvre et allume la charge. Si le triac est installé sur un radiateur, la puissance de charge peut atteindre 1 kW.
Le schéma du nœud fonctionnant dans la version inverse, c'est-à-dire déconnectant la charge lorsque la tension d'entrée de seuil est atteinte, est illustré à la fig. 3. En l'absence de signal à la borne A du convertisseur, les transistors VT1, VT2 sont fermés et le triac VS1 est ouvert par le courant traversant la résistance R6, la borne 1 du triac et l'électrode de commande. Lorsqu'un signal apparaît à la borne A, les transistors VT1, VT2 s'ouvrent, le transistor VT2 shunte l'électrode de commande de la section de sortie 1 du triac VS1, à la suite de quoi il se ferme, éteignant la charge EL1. Appliquer le nœud selon le schéma de la Fig. 3 dans le voltmètre de tension secteur [1], vous pouvez obtenir un appareil qui déconnecte automatiquement la charge - équipement ménager, etc. - avec une augmentation inacceptable de la tension secteur.De plus, un tel appareil combinera les fonctions d'un indicateur et d'un circuit disjoncteur, ce qui le distingue favorablement des autres similaires. L'appareil fonctionne avec un retour automatique, ce qui n'est pas souhaitable avec plusieurs surtensions. Si vous y entrez un nœud sur le transistor VT3, représenté par des lignes pointillées sur la Fig. 3, alors en raison de la rétroaction positive profonde à travers le transistor VT3, le dispositif fonctionnera en mode de verrouillage. La charge sera déconnectée comme indiqué ci-dessus, et pour revenir à son état d'origine, il est nécessaire d'éteindre et d'allumer la tension d'alimentation 12 V. Le même nœud "à verrouillage" peut également être ajouté à l'appareil selon le schéma dans figue. 2. Nous attirons l'attention des lecteurs sur le fait que si le dispositif est réalisé sans transformateur [1], les nœuds dont les circuits sont illustrés à la Fig. 2 et 3, l'ensemble de l'indicateur dans son ensemble et la source du signal mesuré seront sous tension secteur. Par conséquent, certaines précautions doivent être observées lors de l'utilisation de l'appareil. Il est impossible de mettre à la terre le fil commun de tels indicateurs ! Les nœuds considérés fonctionnent correctement lors de l'utilisation du mode "ligne lumineuse". En mode "point lumineux", toutes les LED des deux côtés du lumineux s'éteignent et, finalement, une panne se produit. Pour obtenir un fonctionnement correct dans ce cas, vous pouvez utiliser, par exemple, un déclencheur de comptage qui change d'état chaque fois qu'il dépasse le niveau de seuil. Cependant, il existe une solution plus simple et plus universelle (voir le schéma de la Fig. 4) Dans cet appareil, l'indicateur fonctionne en mode "point lumineux" grâce à l'allumage correspondant des LED HL1-HL12 [1] . Sur les diodes VD1-VDN, un nœud logique WIRED OR est assemblé. S'il y a un signal à l'une des sorties de la puce DA1, à laquelle les diodes VD1-VDN sont connectées, le signal au point A sera présent. Si un appareil assemblé selon le schéma de la Fig. 2, son triac VS1 sera ouvert.
Les diodes VD1-VDN étant allumées pour contrôler une section continue de la balance, l'appareil s'éteindra en dehors de la section, c'est-à-dire lorsque le signal Uin descendra en dessous du niveau affiché par la première LED (HL3) de la section, ou lorsqu'il dépasse le niveau affiché par la dernière LED (HL9). En d'autres termes, l'appareil fonctionne maintenant de la même manière qu'un comparateur à deux seuils - dans un certain "couloir" de valeurs. En changeant le nombre de diodes et les points de leur connexion aux sorties du convertisseur, il est possible de changer la largeur du "couloir" et même d'organiser plusieurs "couloirs". Dans certains cas, une indication complète à douze niveaux, que la puce K1003PP1 est capable de fournir, n'est pas nécessaire. Dans ce cas, les LED supplémentaires peuvent être exclues de l'échelle ou, si nécessaire pour préserver le fonctionnement du reste, remplacées par des résistances de résistance R = Usd / Isd, où Usd et Isd sont la tension sur la LED et le courant à travers it (pour l'appareil selon le circuit de la Fig. 1 Icd = 15 mA) En conclusion, nous notons que les appareils considérés fonctionnent également avec d'autres convertisseurs analogique-code mentionnés au début de l'article. Leur circuit permet l'utilisation de triacs beaucoup plus puissants qui nécessitent un courant de commande allant jusqu'à 1 A. Pour les utiliser, il suffit de remplacer le transistor KT315G (VT2) par l'un des séries KT815 et de remplacer la résistance de limitation R6 ( voir Fig. 2, 3) avec un autre de résistance inférieure, de sorte que le triac s'ouvre de manière stable aux deux alternances de la tension commutée. Bien sûr, l'alimentation doit fournir le courant requis sans réduire la tension, ce qui est important pour maintenir la précision du convertisseur. littérature
Auteur : A.Pakhomov, Zernograd, région de Rostov.
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