Электронный автоматический выключатель — схема и работа

Электронный автоматический выключатель — принципиальная схема, работа и применение

У устройств переменного тока, которые мы используем в наших домах, обычно есть ограничения по току и напряжению. Эти пороговые значения напряжения и тока называются характеристиками устройства и представляют собой измерения, указанные производителями, в диапазоне которых устройство будет работать должным образом. Мало того, что номинальное напряжение и ток необходимы для наиболее оптимальных условий работы, они также являются измерениями, при превышении которых устройство может быть повреждено. Неисправное устройство иногда наносит вред другим устройствам, подключенным к той же сети.

Эти проблемы возникают из-за колебаний напряжения, которое мы получаем от нашей электросети, и, как правило, неизбежны. Эти скачки напряжения несут ответственность за повреждение многих электронных устройств, начиная от небольших электронных устройств в наших домах и заканчивая крупными высокопроизводительными промышленными машинами. В статье рассказывается о том, как сделать электронный автоматический выключатель. который будет использовать свою схему для защиты наших устройств от внезапных скачков напряжения и отключения нагрузки от сети.

• Публикация по теме: Интеллектуальный автоматический выключатель Wi-Fi, его конструкция, установка и работа

Схема электронного автоматического выключателя

Схема схемы приведена ниже:

Компоненты Требуется для электронного CB

1. Операционный усилитель LM358
2. Регулятор 7805 =+5 В
3. Реле =5 В
4. ИС BC547 =2 номера
5. Понижающий трансформатор =12 В
6. Переменный потенциометр =10 кОм
7. Диодный мост
8. Резисторы =1 кОм, 2 кОм, 2,2 кОм, 5,1 кОм и 10 кОм
9. Конденсаторы =0,1 мкФ, 10 мкФ и 100 мкФ

• Публикация по теме: Схема автоматического выключателя света в ванной и принцип работы

LM358

ИС LM358 — это микросхема операционного усилителя. Это маломощный двухканальный операционный усилитель IC. Он имеет два независимых операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления с внутренней компенсацией частоты. Он сделан так, что работает от одного источника питания и может работать в широком диапазоне напряжений. Существует множество применений этой ИС, включая блок усиления по постоянному току, преобразовательные усилители и обычные схемы операционных усилителей. Эта микросхема имеет восьмиконтактный корпус.

Вывод показан на рисунке ниже.

Внутренняя структура ИС показана на рисунке выше. ИС, как обсуждалось выше, имеет два независимых операционных усилителя. Клеммы 1 и 7 являются выходными клеммами операционного усилителя. Клеммы 3 и 5 являются неинвертирующими клеммами, тогда как клеммы 2 и 6 являются инвертирующими клеммами. На клеммах 4 и 8 соответственно есть клеммы заземления и VCC.

Эта микросхема, помимо того, что она экономична и легкодоступна, обладает некоторыми дополнительными достоинствами, которые ближе к электронной стороне. Некоторые из функций перечислены ниже.

1. Главное преимущество — два операционных усилителя с внутренней частотной компенсацией.
2. Диапазон одиночного источника питания 3-32 В.
3. Диапазон двойного источника питания составляет от -16 до -1,5 В или от 1,5 В до 16 В.
4. Коэффициент усиления по напряжению составляет 100 дБ, а полоса пропускания – 1 МГц.
5. Потребляемый ток питания микросхемы очень низкий. Обычно он находится в диапазоне 500 мкА.
6. На входе присутствует небольшое напряжение смещения, которое обычно составляет около 2 мВ.
7. Напряжение синфазного сигнала, полученное от ИС, содержит потенциал земли.
8. Дифференциальное входное напряжение и напряжение питания, подаваемое на микросхему, сопоставимы.

Похожая статья:Простая схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона

ИС регулятора 7805

Схемы, в которых есть источники напряжения, могут иметь флуктуации, что приводит к необеспечению фиксированного выходного напряжения. Одной из популярных микросхем для этой цели является микросхема регулятора 7805, которая входит в состав стационарных линейных стабилизаторов напряжения, используемых для поддержания таких колебаний. Есть много приложений, в которых используется 7805, и основные из них:

1. Регулятор с фиксированным выходом
2. Положительный регулятор в отрицательном
3. Регулируемый выходной регулятор
4. Текущий регулятор
5. Регулируемый регулятор постоянного напряжения
6. Регулируемая двойная подача
7. Схема защиты от неправильной полярности на выходе
8. Схема проекции обратного смещения

ИС регулятора напряжения LM 7805
PIN-код	Название булавки	Цель
1	Ввод	Подайте нестабилизированное напряжение, чтобы получить регулируемый выходной сигнал
2	Земля	Подключен к земле
3	Вывод	Выход представляет собой регулируемый сигнал напряжения

При входном напряжении 7,2 В микросхема достигает максимальной эффективности.

В стабилизаторе напряжения IC 7805 много энергии расходуется в виде тепла. Разница в величине входного напряжения и выходного напряжения поступает в виде тепла. Таким образом, если разница между входным и выходным напряжением велика, тепловыделение будет больше. Отверстие в транзисторе предназначено для соединения с ним радиатора. Таким образом, эта микросхема также предусматривает возможность установки радиатора.

Похожая статья:Автоматический дверной звонок с обнаружением объектов с помощью Arduino

Транзистор BC547

BC547 — это транзистор с биполярным переходом NPN. В основном он используется для целей переключения, а также для процессов усиления. Меньшее количество тока в базе используется для управления большим количеством токов в коллекторе и эмиттере. Его основными приложениями являются коммутация и усиление. Ниже приведена распиновка транзистора BC547:

Транзистор работает очень просто. Когда на его клеммы подается входное напряжение, некоторая часть тока начинает течь от базы к эмиттеру и управляет током на коллекторе. Напряжение между базой и эмиттером отрицательное на эмиттере и положительное на базовом выводе для конструкции NPN.

Публикация по теме:Принципиальная схема тестера кабелей и проводов

Передача

Реле – это выключатель с электрическим, электромагнитным или электронным управлением. Переключатель может иметь любое количество контактов в нескольких формах контактов, таких как замыкающие контакты, размыкающие контакты или их комбинация. Реле используются для управления цепью независимым маломощным сигналом или там, где несколько цепей должны управляться одним сигналом. Традиционная форма реле использует электромагнит для замыкания или размыкания контактов, но были изобретены и другие принципы работы, например, в твердотельных реле, которые используют полупроводниковые свойства для управления, не полагаясь на какие-либо движущиеся части. Распиновка реле 5В, которое используется в конструкции схемы, приведена ниже.

Реле 5 В
PIN-код	Название булавки	Описание
1	Конец катушки 1	Используется для срабатывания реле
2	Конец катушки 2	Используется для срабатывания реле
3	Общие(COM)	Подключен к одному концу нагрузки
4	Нормально закрытый (NC)	Если другой конец подключен к этой клемме, нагрузка остается подключенной до срабатывания
5	Нормально открытый(НЕТ)	Если другой конец подключен к этой клемме, нагрузка остается отключенной до срабатывания

Публикация по теме:Система автоматизации умного дома — схема и исходный код

Работа электронного автоматического выключателя

Правильно подключите компоненты в соответствии с приведенной выше принципиальной схемой. Принципиальная схема, показанная выше, состоит из трех частей. Три части должны быть соединены в одну большую цепь. Три части

• Модуль питания
• Модуль операционного усилителя
• Модуль ретрансляции

Три модуля схемы будут кратко рассмотрены в следующем разделе отчета.

Модуль питания

Операционный усилитель в этой схеме является контроллером автоматического выключателя в нашем проекте. Для этого операционного усилителя требуется регулируемый источник питания 5 В. Мы будем запускать эту схему от нашей сети с переменным напряжением около 220 В. Сначала для питания операционного усилителя нам нужно понизить напряжение, доступное нам от сети.

Для этого мы используем понижающий трансформатор, в нашем случае мы использовали трансформатор, который дает нам понижающее напряжение 12 В. Это напряжение 12 В AV, полученное от трансформатора, затем выпрямляется с помощью схемы выпрямителя, выполненной с использованием диодного моста. Это преобразует напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока.

На выходе этого выпрямления теперь будет примерно 12 В постоянного тока. Затем это 12 В постоянного тока регулируется с помощью нашей микросхемы стабилизатора напряжения LM7805. Мы можем отобразить выходное напряжение модуля питания в диапазоне от 0 до 5 В, используя делитель потенциала с переменным сопротивлением и резистор. Изменяя напряжение потенциометра, мы можем получить разные напряжения. Вы также можете использовать схему преобразователя 12 В в 5 В.

Запись по теме:Регулятор температуры паяльника

Модуль операционного усилителя

Модуль операционного усилителя является основной частью схемы, и здесь происходит сравнение напряжений. Поскольку автоматический выключатель, который мы производим, обеспечивает защиту как от скачков высокого, так и от низкого напряжения, мы должны учитывать оба случая. Оба корпуса имеют свою индивидуальную цепь и подключаются к основной цепи через помеченное соединение.

Операционный усилитель в схеме используется в дифференциальном режиме. И из всех применений операционного усилителя мы использовали операционный усилитель в этой схеме в качестве компаратора напряжения. Этот компаратор будет давать либо высокий, либо низкий уровень на выходе после сравнения напряжений на двух его выводах. Мы можем установить пороговые напряжения как для нижнего предела, так и для верхнего предела, используя цепи резисторов.

Публикация по теме:Схема электронного глаза — использование LDR и IC 4049 для контроля безопасности

Модуль ретрансляции

Теперь, когда мы подали надлежащее питание на схему операционных усилителей и заставили операционные усилители работать так, как они должны, мы теперь должны подумать о работа цепи после обнаружения высокого или низкого скачка напряжения определяется электронным автоматическим выключателем .

Всплеск напряжения получается из модуля операционного усилителя схемы, которая обсуждалась выше. На основании выходного сигнала операционных усилителей, полученного от модуля операционных усилителей, реле сработает. Когда на оба выхода операционных усилителей подается высокий уровень, реле срабатывает только тогда, когда нагрузка переменного тока напрямую подключается к сети. Имеется дополнительный резистор 1 кОм, который используется для ограничения тока.

Связанные проекты:

• Список идей для финальных проектов в области электроники
• Идеи проекта по электронике для студентов-инженеров
• Простые и базовые идеи мини-проекта по электронике для начинающих
• Список лучших идей для мини-проектов в области электротехники
• Выпускные проекты по электротехнике
• Лучшие идеи проектов по электротехнике для студентов технических специальностей