Commutateurs de relais quasi-capteur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Lors de la fabrication de l'un des appareils, j'avais besoin d'un interrupteur à trois positions pour trois directions (3P3N). L'appareil étant de petite taille et léger, l'une des principales exigences du commutateur était une force de commutation minimale. Les interrupteurs mécaniques (barre, bouton-poussoir, coulisseau) ne répondaient pas à cette exigence. J'ai trouvé un moyen de sortir de la situation en fabriquant une unité de commutation avec le circuit de commutation requis basé sur des relais électromagnétiques et des micro-interrupteurs.

Fig. 1

Le schéma du commutateur relais 3P3N est illustré à la Fig. 1. Il est contrôlé par trois boutons (SB1-SB3) et la commutation est effectuée par deux relais (K1, K2) avec quatre groupes de contacts de commutation chacun, l'un d'eux est utilisé pour l'autoverrouillage du relais et le trois autres sont utilisés pour commuter les circuits de l'appareil principal. Le commutateur est alimenté par une unité sans transformateur contenant un condensateur de ballast C1, un pont redresseur VD1-VD4 et un condensateur de filtrage C2. La résistance R1 limite la surtension à travers les diodes du pont au moment de la mise sous tension, la tension de sortie est limitée par la diode Zener VD5.

Lorsque l'alimentation est fournie par l'interrupteur SA1 de l'appareil principal, une tension d'environ 50 V apparaît à la sortie de l'unité d'alimentation de l'interrupteur. Un courant limité par la résistance R1.1 d'environ 1 mA circule à travers les contacts normalement fermés K2 et la LED. HL4. Les relais K1 et K2 sont hors tension. La LED HL1 s'allume, indiquant la position "1" de l'interrupteur. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB2, le relais K1 est activé. Avec les contacts K1.1, il est autobloquant, c'est-à-dire qu'il reste allumé une fois le bouton relâché. A travers la résistance R3 et la LED HL2 allumée, un courant circule qui dépasse le courant de déclenchement du relais. Les contacts K1.2-K1.4 passent en position "2".

Lorsque vous appuyez sur le bouton SB3, le relais K2 s'autobloquant avec les contacts K2.1 et la LED HL3 s'allume, les contacts K2.2-K2.4 font passer l'interrupteur en position « 3 ». Le passage à la position « 1 » s'effectue en appuyant sur le bouton SB1, qui met hors tension les enroulements du relais K1 et K2. Le schéma de commutation des interrupteurs est présenté dans la partie inférieure gauche de la Fig. 1.

Il n'y a pas d'exigences particulières concernant les détails. Le condensateur C1 est un condensateur de suppression du bruit à film. Il peut être remplacé par deux condensateurs K73-17 connectés en série d'une capacité de 0,47 µF avec une tension nominale de 630 V. Le condensateur C2 est de l'oxyde K50-35 ou importé, les résistances sont de tout type. Nous remplacerons la diode Zener VD5 par un circuit de plusieurs diodes Zener basse consommation connectées en série avec une tension totale de stabilisation de 45.50 V. Relais K1 et K2 - RES22 (passeport RF4.500.130 ou version RF4.523.023-06). Leur tension de fonctionnement est de 48 V, la résistance des enroulements est de 2250... 2875 Ohms, les courants de fonctionnement et de déclenchement sont respectivement de 10,5 et 2,5 mA. Les microswitchs MP1-3 sont utilisés comme boutons SB3 - SB1. LED HL1-HL3 - toutes d'un diamètre de 3 mm, de préférence avec une luminosité accrue.

Les pièces du commutateur sont montées sur la même planche à pain universelle que l'appareil principal. Des morceaux de fil de cuivre étamé d'un diamètre de 0,5.0,6 à XNUMX mm sont soudés aux bornes du relais. Ces nouvelles broches sont insérées dans les trous de la maquette et, après avoir rapproché le relais le plus possible de la carte, sont soudées à ses plots. Plusieurs grosses gouttes de colle thermofusible ont été introduites à l'aide d'un pistolet dans l'espace entre le corps du relais et la carte. Après refroidissement, une structure rigide et mécaniquement résistante a été obtenue. Cette méthode d'installation du relais a permis d'éviter de réaliser un support pour le monter et d'utiliser un faisceau d'une douzaine et demie de fils pour le connecter.

Fig. 2

Pour gagner de la place sur la face avant, les boutons-poussoirs SB1-SB3 sont réalisés à l'aide de LED HL1-HL3. Une conception similaire de boutons est décrite dans la note d'O. Shaida « Bouton fabriqué à partir d'une LED » (Radio, 1995, n° 9, p. 45). Les bagues utilisées par l'auteur n'ont pas pu être trouvées, c'est pourquoi à leur place, des morceaux d'une tige recouverte d'un diamètre de 4,5 mm provenant d'un stylo-plume à gel ont été utilisés. A une extrémité des segments 3 (Fig. 2), des fentes diamétrales d'une profondeur de 3 mm sont pratiquées, de l'autre côté, les fils de la LED 2 sont insérés à l'intérieur jusqu'à ce que le boîtier de la LED s'arrête à l'extrémité du segment. Les fils 5 de la LED sont sortis à travers les fentes, et le segment est bouché avec une goutte de colle thermofusible 4. Après durcissement, l'extrémité est découpée au scalpel. Enfin, les LED sont insérées dans les trous prévus à cet effet dans le panneau de commande du dispositif 1, et leurs bornes sont reliées par des morceaux de fil de montage souple MGTF 0,07 aux plages de contact correspondantes de la carte. Cette conception est très pratique - le bouton, qui brille après avoir appuyé, indique la position de l'interrupteur. Si le boîtier de la LED est en plastique incolore, pour augmenter l'angle de rayonnement de la LED, il doit être rendu mat en le traitant avec du papier de verre à grain fin (« micron »).

Le commutateur, comme l'a montré la pratique, s'est avéré efficace - ergonomique, fiable et facile à installer, je l'ai donc largement utilisé dans mes conceptions. Lors de la fabrication de l'un des appareils ultérieurs, l'alimentation disposait d'une réserve de marche. Il a donc été décidé de réaliser un interrupteur avec une indication numérique de la position marche.

Fig. 3

Le schéma de cette option de commutation est illustré à la Fig. 3. Cela fonctionne comme ça. Après la mise sous tension, les relais K1 et K2 restent éteints, car le courant traversant leurs enroulements, déterminé par la résistance des résistances R2 et R9, est d'environ 3 mA, ce qui est inférieur au courant de fonctionnement, mais supérieur au courant de déclenchement. Il s'agit de la position « 1 » de l'interrupteur, comme en témoigne le chiffre 1 affiché sur l'indicateur HG1 (la tension à ses éléments « b » et « c » est fournie via les résistances de limitation de courant R3, R4). Lorsque vous appuyez sur le bouton SB2, ses contacts ferment la résistance R2, le courant traversant l'enroulement du relais K1 augmente et elle fonctionne. Une fois le bouton relâché, le relais reste allumé car le courant traversant l'enroulement dépasse le courant de déclenchement. Les contacts commutés K1.1 suppriment la tension de l'élément « c » et la fournissent aux éléments « e » et (via la diode VD7) « a », « d », « g », de sorte que l'indicateur HG1 allume le chiffre 2. De même, lorsque vous appuyez sur le bouton, SB3 est activé et reste à l'état passant du relais K2, en déplaçant l'interrupteur sur la position « 3 », dans laquelle la tension est fournie aux éléments correspondants de l'indicateur via les contacts K2.1 et les diodes VD6, VD8. L'interrupteur est ramené dans sa position d'origine « 1 » en coupant le circuit d'alimentation des relais K1 et K2 avec le bouton SB1. Le circuit de commutation de ce commutateur est le même que celui du commutateur selon le schéma de la Fig. 1. Pour contrôler l'interrupteur, des boutons de petite taille démontés d'anciens équipements de bureau ont été utilisés.

Lors de la refabrication de cet appareil, j'ai rencontré une difficulté - il n'y avait pas de bouton avec un contact normalement fermé (normalement fermé), alors qu'il y avait de nombreux boutons à membrane avec un contact normalement ouvert (normalement ouvert) provenant d'anciens équipements vidéo. Le circuit a été modifié pour ces boutons, comme le montre la Fig. 4 (le circuit de commutation reste le même).

Fig. 4

Dans cet interrupteur, à la mise sous tension, le courant circulant dans la diode Zener VD5 ouvre le transistor VT1, mais les deux relais, comme dans la version précédente, restent désactivés, car le courant circulant dans leurs enroulements ne dépasse que légèrement le déclencheur actuel. L'interrupteur est déplacé en position "2" en appuyant sur le bouton SB2, en position "3" - en appuyant sur le bouton SB3. Pour passer en position « 1 », utilisez le bouton SB1 pour fermer la jonction émetteur du transistor VT1. Dans ce cas, le transistor se ferme et le relais revient à son état initial « 1 ». Pour indiquer les positions des commutateurs, vous pouvez utiliser soit un indicateur numérique, soit des LED individuelles, en les connectant en série avec des résistances de limitation de courant dans les circuits d'enroulement du relais, comme indiqué sur la Fig. 1.

Lors du choix d'un remplacement pour le transistor KT815G, il est nécessaire de prendre en compte que pour un fonctionnement fiable du commutateur, la tension admissible U^ du transistor doit être d'au moins 80 V.

Fig. 5

Dans certains cas, par exemple lors du contrôle à distance d'une commutation, il est conseillé d'utiliser un seul bouton, séquentiellement (le long de l'anneau) en passant par toutes les positions. Le schéma d'un tel interrupteur est présenté sur la Fig. 5. Sur les résistances R2, R3 et le condensateur C4 se trouve une unité permettant de supprimer le « rebond » des contacts du bouton SB1, qui fonctionne comme suit.

A la mise sous tension, une tension d'environ 9 V apparaît sur la diode Zener VD9, qui sert à alimenter le microcircuit DD1. Le condensateur C4 reste déchargé. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB1 au moment où le bouton entre en contact pour la première fois, le condensateur C4 est instantanément chargé via la résistance R3. Un rebond supplémentaire des contacts des boutons n'affecte pas la tension de sortie, car le condensateur C4 est déchargé à travers la résistance R2 de résistance beaucoup plus élevée. Déclenchez les commutateurs DD1.1 au moment d'une chute de tension à l'entrée de synchronisation (broche 3). Le transistor VT2 commute deux fois plus souvent que les transistors VT1 et VT3. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB1, le nœud de commutation passe tour à tour par tous les états possibles : les relais sont hors tension, le relais K1 est activé, le relais K2 est activé, les relais sont hors tension, etc. L'état de l'appareil est affiché par un indicateur numérique allumé conformément au schéma de la Fig. 2.

Comme dans la version précédente du commutateur, la tension admissible U^ des transistors VT1 et VT3 doit être d'au moins 80 V.

Fig. 6

Si nécessaire, à l'aide d'un autre relais et d'un bouton supplémentaire, vous pouvez assembler un interrupteur à quatre positions et trois directions (Fig. 6), qui peut être utilisé, par exemple, pour commuter les plages d'un générateur ou d'un fréquencemètre. Vous pouvez également y saisir une indication de position numérique en apportant les modifications appropriées au schéma de circuit pour allumer les éléments indicateurs.

PS Les interrupteurs 3P3N décrits dans l'article présentent l'inconvénient qu'après avoir été installés en position « 3 », dans laquelle les deux relais sont allumés, ils ne peuvent être commutés qu'en position « 1 » (le retour à la position « 2 » est impossible). De même, après avoir placé l'interrupteur 4P3N sur la position « 4 », lorsque les trois relais sont allumés, vous ne pouvez revenir à la position « 2 » ou « 3 » qu'après avoir préalablement « été » en position « 1 ».

Les relais RES22 utilisés par l'auteur (passeport RF4.500.130) sont interchangeables avec les relais de ce type de conception RF4.523.023-02, cependant leur courant de déclenchement est plus élevé (3,5 au lieu de 2,5 mA), donc la résistance des résistances connectées en série avec leurs enroulements doit être réduit de 13 à 9,1 kOhm

Auteur : K. Moroz

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