9 października 2016

Wyłącznik czasowy 230V AC na układzie NE555

Kiedyś zrobiłem układ, który załączał poprzez impuls wentylator na ustawiony czas. Układ ten nie miał możliwości regulacji czasu. Czas został ustawiony na stałe za pomocą rezystora. Sam układ był również dość duży i nie mieścił się w standardowej puszce podtynkowej.
Postanowiłem ten układ zoptymalizować oraz poprawić jego funkcjonalność. Aby zmniejszyć wymiary płytki zostałem zmuszony do stworzenia tzw. "zasilacza bez transformatorowego". Cały trik polega na tym, aby do obniżenia napięcia wykorzystać kondensator podłączony w szeregu. Niestety, ale takie podłączenie ma również poważną wadę. Mianowicie układ nie jest odseparowany od sieci, a zatem dotknięcie ścieżek lub innych części przewodzących spowoduje porażenie prądem elektrycznymZ tego też powodu nie zalecam montażu tego układu osobą początkującym.
Sercem układu jest nieśmiertelny NE555, który działa w trybie monostabilnym. Czas za pomocą potencjometra można ustawić w zakresie od ok. 25s do 5 min i 20s. Czas ten można zwiększyć lub zmniejszyć za pomocą zmiany wartości potencjometra PR1, rezystora R5 i kondensatora C4. Zmiany czasu należy dokonywać tylko jeśli układ jest odłączony od sieci. Przełączenie stanu układu NE555 następuje, gdy kondensator C4 zostanie naładowany do 2/3 napięcia zasilania układu NE555. Zwracam również uwagę na pojemność kondensatora C6, która nie może być większa niż 100uF. Taki stan rzeczy podyktowany jest nietypowym połączeniem całego układu, który w stanie spoczynku nie pobiera w ogóle prądu. Podtrzymanie zasilania układu realizowane jest za pomocą przekaźnika. Poprzez przycisk chwilowy (np. dzwonkowy), który został podłączony do gniazda ARK, oznaczonego jako "S" następuje uruchomienie układu i zliczanie nastawionego czasu. Podczas tego krótkiego impulsu musi się naładować kondensator C6 oraz zadziałać układ startujący NE555, który składa się z kondensatora C1 i rezystora R1.
Gotowy układ wyłącznika czasowego 230V na układzie NE555 - widok z przodu
Jest to spowodowane małą wydajnością zasilacza opartego na kondensatorze. Wydajność tego zasilacza - przy pojemności kondensatora 470nF wynosi jedynie ok. 27mA. Układ startujący działa bardzo szybko i w tym czasie napięcie zasilania nie może być za niskie. Układ po uruchomieniu nie można już wyłączyć - wyłączy się sam po upływie nastawionego czasu. Aby mieć możliwość wyłączenia układu należy do tego celu użyć przycisku stabilnego (zwykły on-off) i podłączyć go szeregowo z fazą zasilającą układ. Natomiast złącza przycisku "S" muszą zostać zmostkowane. Po przełączeniu przycisku w pozycję "załącz" (on) nastąpi uruchomienie układu i zliczanie czasu. Można ten proces przerwać przełączając przycisk w pozycję "wyłącz" (off). Minusem tego rozwiązania jest ciągły pobór prądu przez układ, gdy przycisk jest w pozycji załączonej. Co prawda jest on niewielki, ale jest :)
Gotowy układ wyłącznika czasowego 230V na układzie NE555 - widok z tyłu
Cały układ oraz urządzenie, które do niego można podłączyć jest zabezpieczone bezpiecznikiem topikowym tzw. radiowym. Jego wartość należy dobrać do prądu znamionowego urządzenia, którym ma sterować sterownik. Maksymalny prąd to 5A. Podyktowany jest on moim przekaźnikiem oraz grubością ścieżek.
Przekaźnikiem steruje tranzystor BC547. Stan działania sygnalizowany jest za pomocą diody LED. Świeci = działa.

Rezystor R2 powinien mieć moc co najmniej 1W. Służy on do zmniejszenia prądu udarowego, który pojawia się podczas uruchamiania układu - głównie jest on spowodowany ładowaniem się kondensatorów. Rezystory R3 i R4 służą do rozładowania napięcia na kondensatorze C3. Zwiększają również troszkę wydajność prądową. Kondensator C3 powinien mieć co najmniej napięcie znamionowe 275V (470nF). Zwiększając pojemność kondensatora C3 zwiększamy również wydajność prądową (max. 100mA). Więcej o tego typu zasilaczu można przeczytać TUTAJ.

Projekt płytki wyłącznika czasowego 230V na układzie NE555
Płytka ma wymiary 48mm x 48mm i pasuje bez problemu do standardowej puszki podtynkowej. Płytka jest tak upchana, że brakło miejsca na opis wartości niektórych elementów. Wszystkie elementy elektroniczne są w obudowach przewlekanych.

Schemat:
Schemat wyłącznika czasowego 230V na układzie NE555
Wykaz części:
Rezystory: 220R/1W, 1.5K, 2.2K, 2x 47K, 2x 100K, potencjometr 1M | Kondensatory: 3x 100nF, 470nF/275V, 100uF/25V, 220uF/16V | Diody: dioda zenera 12V, dioda LED 3mm, dioda prostownicza 1N4007 (lub podobna), mostek prostowniczy | Inne: układ NE555,  przekaźnik z cewką 12V (schrack rel 34012), tranzystor BC547, gniazdo na bezpiecznik radiowy 5x20mm + bezpiecznik topikowy, gniazda ARK.

Wzór ścieżek i opis przygotowany do naniesienia na płytkę PCB oraz schemat, plik txt z wykazem części, zdjęcie i podglądowy widok płytki.

UWAGA!
W układzie występuje niebezpieczne napięcie dla życia. Dotknięcie części pod napięciem może skutkować porażeniem prądem elektrycznym. Błędne podłączenie układu może spowodować uszkodzenie podzespołów. Autor wpisu nie odpowiada za wyrządzone szkody. Układ robisz na własną odpowiedzialność.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz

Aby uniknąć spamu, komentarze na blogu pojawiają się po zatwierdzeniu.