C tvf drk xtybz

Блог о электронике

С батарейным питанием все замечательно, кроме того, что оно кончается, а энергию надо тщательно экономить. Хорошо когда устройство состоит из одного микроконтроллера — отправил его в спячку и все. Собственное потребление в спящем режиме у современных МК ничтожное, сравнимое с саморазрядом батареи, так что о заряде можно не беспокоиться. Но вот засада, не одним контроллером живо устройство. Часто могут использоваться разные сторонние периферийные модули которые тоже любят кушать, а еще не желают спать. Прям как дети малые. Приходится всем прописывать успокоительное. О нем и поговорим.

▌Механическая кнопка
Что может быть проще и надежней сухого контакта, разомкнул и спи спокойно, дорогой друг. Вряд ли батарейку раскачает до того, чтобы пробить миллиметровый воздушный зазор. Урания в них для этого не докладывают. Какой нибудь PSW переключатель то что доктор прописал. Нажал-отжал.

Вот только беда, ток он маленький держит. По паспорту 100мА, а если запараллелить группы, то до 500-800мА без особой потери работоспособности, если конечно не клацать каждые пять секунд на реактивную нагрузку (катушки-кондеры). Но девайс может кушать и поболее и что тогда? Приматывать синей изолентой к своему хипстерскому поделию здоровенный тумблер? Нормальный метод, мой дед всю жизнь так делал и прожил до преклонных лет.

▌Кнопка плюс
Но есть способ лучше. Рубильник можно оставить слабеньким, но усилить его полевым транзистором. Например вот так.

Тут переключатель просто берет и поджимает затвор транзистора к земле. И он открывается. А пропускаемый ток у современных транзисторов очень высокий. Так, например, IRLML5203 имея корпус sot23 легко тащит через себя 3А и не потеет. А что-нибудь в DPACK корпусе может и десяток-два ампер рвануть и не вскипеть. Резистор на 100кОм подтягивает затвор к питанию, обеспечивая строго определенный уровень потенциала на нем, что позволяет держать транзистор закрытым и не давать ему открываться от всяких там наводок.

▌Плюс мозги
Можно развить тему управляемого самовыключения, таким вот образом. Т.е. устройство включается кнопкой, которая коротит закрытый транзистор, пуская ток в контроллер, он перехватывает управление и, прижав ногой затвор к земле, шунтирует кнопку. А выключится уже тогда, когда сам захочет. Подтяжка затвора тоже лишней не будет. Но тут надо исходить из схемотехники вывода контроллера, чтобы через нее не было утечки в землю через ногу контроллера. Обычно там стоит такой же полевик и подтяжка до питания через защитные диоды, так что утечки не будет, но мало ли бывает…

Или чуть более сложный вариант. Тут нажатие кнопки пускает ток через диод на питание, контроллер заводится и сам себя включает. После чего диод, подпертый сверху, уже не играет никакой роли, а резистор R2 эту линию прижимает к земле. Давая там 0 на порту если кнопка не нажата. Нажатие кнопки дает 1. Т.е. мы можем эту кнопку после включения использовать как нам угодно. Хоть для выключения, хоть как. Правда при выключении девайс обесточится только на отпускании кнопки. А если будет дребезг, то он может и снова включиться. Контроллер штука быстрая. Поэтому я бы делал алгоритм таким — ждем отпускания, выбираем дребезг и после этого выключаемся. Всего один диод на любой кнопке и нам не нужен спящий режим 🙂 Кстати, в контроллер обычно уже встроен этот диод в каждом порту, но он очень слабенький и его можно ненароком убить если вся ваша нагрузка запитается через него. Поэтому и стоит внешний диод. Резистор R2 тоже можно убрать если нога контроллера умеет делать Pull-down режим.

▌Отключая ненужное
Можно сделать и по другому. Оставить контроллер на «горячей» стороне, погружая его в спячку, а обесточивать только жрущую периферию.

Выделив для нее отдельную шину питания. Но тут надо учесть, что есть такая вещь как паразитное питание. Т.е. если вы отключите питание, например, у передатчика какого, то по шине SPI или чем он там может управляться пойдет питание, поднимется через защитные диоды и периферия оживет. Причем питания может не хватить для его корректной работы из-за потерь на защитных диодах и вы получите кучу глюков. Или же получите превышение тока через порты, как результат выгоревшие порты на контроллере или периферии. Так что сначала выводы данных в Hi-Z или в Low, а потом обесточивайте.

▌Выкидываем лишнее
Что-то мало потребляющее можно запитать прям с порта. Сколько дает одна линия? Десяток миллиампер? А две? Уже двадцать. А три? Параллелим ноги и вперед. Главное дергать их синхронно, лучше за один такт.

Правда тут надо учитывать то, что если нога может отдать 10мА ,то 100 ног не отдадут ампер — домен питания не выдержит. Тут надо справляться в даташите на контроллер и искать сколько он может отдать тока через все выводы суммарно. И от этого плясать. Но до 30мА с порта накормить на раз два.

Главное не забывайте про конденсаторы, точнее про их заряд. В момент заряда кондера он ведет себя как КЗ и если в вашей периферии есть хотя бы пара микрофарад емкостей висящих на питании, то от порта ее питать уже не следует, можно порты пожечь. Не самый красивый метод, но иногда ничего другого не остается.

▌Одна кнопка на все. Без мозгов
Ну и, напоследок, разберу одно красивое и простое решение. Его несколько лет назад набросил мне в комменты uSchema это результат коллективного творчества народа на его форуме.

Одна кнопка и включает и выключает питание.

При включении, конденсатор С1 разряжен. Транзистор Т1 закрыт, Т2 тоже закрыт, более того, резистор R1 дополнительно подтягивает затвор Т1 к питанию, чтобы случайно он не открылся.

Конденсатор С1 разряжен. А значит мы в данный момент времени можем считать его как КЗ. И если мы нажмем кнопку, то пока он заряжается через резистор R1 у нас затвор окажется брошен на землю.

Это будет одно мгновение, но этого хватит, чтобы транзистор Т1 распахнулся и на выходе появилось напряжение. Которое тут же попадет на затвор транзистора Т2, он тоже откроется и уже конкретно так придавит затвор Т1 к земле, фиксируясь в это положение. Через нажатую кнопку у нас С1 зарядится только до напряжения которое образует делитель R1 и R2, но его недостаточно для закрытия Т1.

Отпускаем кнопку. Делитель R1 R2 оказывается отрезан и теперь ничто не мешает конденсатору С1 дозарядиться через R3 до полного напряжения питания. Падение на Т1 ничтожно. Так что там будет входное напряжение.

Схема работает, питание подается. Конденсатор заряжен. Заряженный конденсатор это фактически идеальный источник напряжения с очень малым внутренним сопротивлением.

Жмем кнопку еще раз. Теперь уже заряженный на полную конденсатор С1 вбрасывает все свое напряжение (а оно равно напряжению питания) на затвор Т1. Открытый транзистор Т2 тут вообще не отсвечивает, ведь он отделен от этой точки резистором R2 аж на 10кОм. А почти нулевое внутреннее сопротивление конденсатора на пару с его полным зарядом легко перебивает низкий потенциал на затворе Т1. Там кратковременно получается напряжение питания. Транзистор Т1 закрывается.

Тут же теряет питание и затвор транзистора Т2, он тоже закрывается, отрезая возможность затвору Т1 дотянуться до живительного нуля. С1 тем временем даже не разряжается. Транзистор Т2 закрылся, а R1 действует на заряд конденсатора С1, набивая его до питания. Что только закрывает Т1.

Отпускаем кнопку. Конденсатор оказывается отрезан от R1. Но транзисторы все закрыты и заряд с С1 через R3 усосется в нагрузку. С1 разрядится. Схема готова к повторному включению.

Вот такая простая, но прикольная схема. Вот тут еще полно реализаций похожих схем. На сходном принципе действия.

Блог о электронике

Одна кнопка и включает и выключает питание.

Магнитный пускатель — устройство, отвечающее за бесперебойную и соответствующую требованиям стандартов работу оборудования. С его помощью осуществляют распределение питающего напряжения и управляют работой подключенных нагрузок.

Чаще всего через него подают питание на электродвигатели. И через него же осуществляют реверс двигателя, его остановку. Все эти манипуляции позволит осуществить правильная схема подключения магнитного пускателя, которую можно собрать и самостоятельно.

В этом материале мы расскажем об устройстве и принципах работы магнитного пускателя, а также разберемся в тонкостях подключения устройства.

Отличие магнитного пускателя от контактора

Часто при подборе коммутационного устройства возникает путаница между магнитными пускателями (МП) и контакторами. Эти устройства, несмотря на свою схожесть во многих характеристиках, все же разные понятия. Магнитный пускатель объединяет в себе ряд приборов, они соединены в одном управляющем узле.

В МП может быть включено несколько контакторов, плюс защитные устройства, специальные приставки, управляющие элементы. Все это заключено в корпус, имеющий какую-то степень влаго- и пылезащиты. С помощью этих устройств в основном управляют работой асинхронных двигателей.

Контактор — моноблочный прибор с набором функций, предусмотренных конкретной конструкцией. Тогда как пускатели применяют в схемах достаточно сложных, контакторы в основном присутствуют в простых схемах.

Устройство и назначение прибора

Сравнив подключение МП и контактора, можно сделать заключение, что первое устройство отличается от второго тем, что его применяют для запуска электродвигателя. Можно даже сказать, что МП — тот же контактор, с помощью которого управляют электродвигателем.

Отличие это настолько условно, что в последнее время многие производители называют МП контакторами переменного тока, но с малыми габаритами. Да и постоянное усовершенствование контакторов сделало их универсальными, потому они стали многофункциональными.

Назначение магнитного пускателя

Встраивают МП и контакторы в силовые сети, транспортирующие ток с переменным или постоянным напряжением. Действие их базируется на электромагнитной индукции.

Устройство оснащено контактами сигнальными и теми, через которые питание подается. Первые названы вспомогательными, вторые — рабочими.

МП дистанционно управляют электроустановками, в том числе и электродвигателями. Их роль, как защиты, нулевая — только исчезает напряжение или хотя бы падает до предела ниже 50%, силовые контакты размыкаются.

После остановки оборудования, в схему которого вмонтирован контактор, оно никогда не включится самостоятельно. Для этого придется нажать клавишу «Пуск».

Для безопасности это очень важный момент, поскольку полностью исключены аварии, спровоцированные самопроизвольным включением электроустановки.

Пускатели, в схему которых включены тепловые реле, охраняют электродвигатель или другую установку от длительных перегрузок. Эти реле могут быть двухполюсными (ТРН) либо однополюсными (ТРП). Срабатывание наступает под воздействием тока перегрузки двигателя, протекающего по ним.

Конструкция и функционирование прибора

Для корректной работы МП необходимо придерживаться определенных правил монтажа, иметь понятие об основах релейной техники, грамотно выбрать схему питания оборудования.

Поскольку устройства предназначены для функционирования на протяжении небольшого временного промежутка, наиболее популярными являются МП с обычно разомкнутыми контактами. Наибольшим спросом пользуются МП серий ПМЕ, ПАЕ.

Первые встраивают в сигнальные цепи для электродвигателей мощностью 0,27 – 10 кВт. Вторые — мощностью 4 – 75 кВт. Рассчитаны они на напряжение 220, 380 В.

Вариантов исполнения четыре:

открытый;
защищенный;
пылеводозащищенный;
пылебрызгонепроницаемый.

Пускатели ПМЕ включают в свою конструкцию двухфазное реле ТРН. В пускателе серии ПАЕ количество встраиваемых реле зависит от величины.

При напряжении около 95% от номинального катушка пускателя способна обеспечить надежную работу.

Состоит МП из следующих основных узлов:

сердечника;
электромагнитной катушки;
якоря;
каркаса;
механических датчиков работы;
групп контакторов — центральной и дополнительной.

Также в конструкцию могут включать в качестве дополнительных элементов, защитное реле, электропредохранители, добавочный комплект клемм, пусковое устройство.

По сути, это реле, но отключающее гораздо больший ток. Поскольку электромагниты у этого устройства довольно мощные, оно отличается большой скоростью срабатывания.

Электромагнит в виде катушки с большим числом витков рассчитан на напряжение 24 – 660 В. Которая размещена на сердечнике, большая мощность нужна для преодоления усилия пружины.

Последняя предназначена для быстрого рассоединения контактов, от скорости которого зависит величина электрической дуги. Чем быстрее произойдет размыкание, тем меньше дуга и в тем лучшем состоянии будут сами контакты.

Нормальное состояние, когда контакты разомкнуты. Пружина при этом удерживает в приподнятом состоянии верхний участок магнитопровода.

Когда на магнитный пускатель поступает питание, через катушку проходит ток и формирует электромагнитное поле. Оно привлекает мобильную часть магнитопровода посредством сжатия пружины. Контакты замыкаются, на нагрузку поступает питание, в результате, она включается в работу.

В случае отключения питания МП электромагнитное поле исчезает. Выпрямляясь, пружина делает толчок, и верхняя часть магнитопровода оказывается вверху. Как следствие, расходятся контакты, и пропадает питание на нагрузку.

Некоторые модели пускателей оснащены ограничителями перенапряжений, которые применяют в полупроводниковых управляющих системах.

Питание катушки управления после подключения магнитного пускателя реализуется от переменного тока, но для этого устройства род тока не имеет значения.

Пускатели, как правило, оснащены двумя видами контактов: силовыми и блокировочными. Посредством первых подключается нагрузка, а вторые предохраняют от неправильных действий при подключении.

Силовых МП может быть 3 или 4 пары, все зависит от конструкции устройства. В каждой из пар есть как мобильные, так и неподвижные контакты, соединенные с клеммами, находящимися на корпусе, посредством металлических пластин.

Первые отличаются тем, что на нагрузку постоянно поступает питание. Вывод из рабочего состояния происходит только после срабатывания пускателя.

На контакторы с контактами нормально разомкнутыми подается питание исключительно во время работы пускателя.

Нормально замкнутые отличаются тем, что на нагрузку постоянно поступает питание, а отсоединение наступает исключительно после срабатывания пускателя. На контакторы с контактами нормально разомкнутыми подается питание исключительно во время работы пускателя.

Особенности монтажа пускателя

Неправильный монтаж магнитного пускателя, может иметь последствия в виде ложных срабатываний. Чтобы избежать этого, нельзя выбирать участки, подверженные вибрации, ударам, толчкам.

Конструкционно МП устроен так, что его можно монтировать в электрощите, но с соблюдением правил. Устройство будет работать надежно, если местом его установки будет поверхность прямая, плоская и расположенная вертикально.

Тепловые реле не должны подвергаться подогреву от посторонних источников тепла, что отрицательно скажется на функционировании устройства. По этой причине их нельзя размещать в местах, подверженных нагреву.

Устанавливать магнитный пускатель в помещении, где смонтированы устройства с током от 150 А, категорически нельзя. Включение и выключение таких устройств провоцирует быстрый удар.

Чтобы не допустить перекоса пружинных шайб, находящихся в контактном зажиме пускателя, конец проводника загибают П-образно или в кольцо. Когда нужно подключить 2 проводника к зажиму, нужно чтобы их концы были прямыми и находились по две стороны зажимного винта.

Включению в работу пускателя должен предшествовать осмотр, проверка исправности всех элементов. Подвижные детали должны перемещаться от руки. Электрические соединения нужно сверить со схемой.

Тонкости подключения устройства на 220 В

Независимо от того, как решено подключить магнитный пускатель, в проекте обязательно присутствуют две цепи — силовая и сигнальная. Через первую подают напряжение, посредством второй управляют работой оборудования.

Особенности силовой цепи

Питание для МП подключают через контакты, обычно обозначаемые символами А1 и А2. На них попадает напряжение 220 В, если сама катушка рассчитана на такое напряжение.

Удобнее «фазу» подключать к А2, хотя принципиальной разницы в подключении нет. Источник питания подключают к контактам, находящимся ниже на корпусе.

Тип напряжения не имеет значения, главное, чтобы номинал не выходил за пределы 220 В.

Минусом этого варианта подключения является тот момент, что для ее включения или отключения нужно совершать манипуляции с вилкой. Схему можно усовершенствовать путем установки перед МП автомата. С его помощью включают и отключают питание.

Изменение цепи управления

Эти изменения не касаются силовой цепи, модернизируется в этом случае лишь цепь управления. Вся схема в целом претерпевает незначительные изменения.

Клавиши встраивают последовательно перед МП. Первая — «Пуск», за ней идет «Стоп». Контактами магнитного пускателя манипулируют посредством управляющего импульса.

Источником его является нажатая пусковая кнопка, открывающая путь для подачи напряжения к управляющей катушке. «Пуск» не обязательно удерживать во включенном состоянии.

Оно поддерживается по принципу самозахвата. Заключается он в том, что параллельно кнопке «Пуск» подключаются добавочные самоблокирующиеся контакты. Они и снабжают напряжением катушку.

После их замыкания, катушка самоподпитывается. Разрыв этой цепи приводит к отключению МП.

Отключающая клавиша «Стоп» обычно красная. Стартовая кнопка может иметь не только надпись «Пуск», но и «Вперед», «Назад». Чаще всего она зеленого цвета, хотя может быть и черного.

Подсоединение к 3-фазной сети

Возможно подключение 3-фазного питания через катушку МП, функционирующей от 220 В. Обычно схему применяют с асинхронным двигателем. Сигнальная цепь при этом не изменяется.

Силовая цепь имеет отличия, но не очень существенные. Три фазы подают на входы, обозначенные на плане, как L1, L2, L3. Трехфазную нагрузку подключают к T1, T2, T3.

Ввод в схему теплового реле

В промежутке между магнитным пускателем и асинхронным электродвигателем последовательно подсоединяют тепловое реле. Выбор его осуществляют в зависимости от типа мотора.

Подключают реле к выводу с магнитным пускателем. Ток в нем проходит к мотору последовательно, попутно нагревая реле. Верх реле оснащен придаточными контактами, объединенными с катушкой.

Нагреватели реле рассчитывают на предельную величину тока, протекающего через них. Делают это для того, чтобы, когда двигатель окажется в опасности из-за перегрева, реле смогло бы отключить пускатель.

Также рекомендуем прочесть другую нашу статью где мы рассказали о том как выбрать и подключить электромагнитный пускатель на 380 В. Подробнее – переходите по ссылке.

Запуск мотора с реверсным ходом

Для функционирования отдельного оборудование необходимо, чтобы двигатель мог вращаться как влево, так и вправо.

Схема подключения для такого варианта содержит два МП, кнопочный пост либо отдельные три клавиши — две стартовые «Вперед», «Назад» и «Стоп».

От к.з. силовую цепь защищают контакты нормально замкнутые КМ1.2, КМ2.2.

Подготовку схемы к работе осуществляют следующим образом:

Включают АВ QF1.
На силовые контакты МП КМ1, КМ2 поступают фазы А, В, С.
Фаза, которая снабжает цепь управления (А) через SF1 (автомат защиты сигнальных цепей) и клавишу SB1 «Стоп» подается на контакт 3 (клавиши SB2, SB3), контакт 13НО (МП КМ1, КМ2).

Далее схема работает по алгоритму, зависящему от направления вращения мотора.

Управление реверсом двигателя

Вращение начинается при задействовании клавиши SB2. При этом фаза А через КМ2.2 подается на катушку МП КМ1. Начинается включение пускателя с замыканием нормально разомкнутых контактов и размыканием нормально замкнутых.

Замыкание КМ1.1 провоцирует самоподхват, а за смыканием контактов КМ1 следует подача фаз А, В, С на идентичные контакты обмоток двигателя и он начинает вращение.

Предпринятое действие разъединит цепь, на дроссель КМ1 перестанет подаваться управляющая фаза А, а сердечник с контактами, посредством возвратной пружины, восстановится в исходном положении.

Контакты разъединятся, на двигатель М прекратится подача напряжения. Схема будет пребывать в ждущем режиме.

Запускают ее путем нажатия на кнопку SB3. Фаза А через КМ1.2 поступит на КМ2, МП, сработает и через КМ2.1 окажется на самоподхвате.

Далее, МП посредством контактов КМ2 поменяет фазы местами. В результате двигатель М изменит направление вращения. В это время соединение КМ2.2, находящееся в цепи, питающей МП КМ1, рассоединится, не допуская включения КМ1 пока функционирует КМ2.

Работа силовой схемы

Ответственность за переключение фаз для перенаправления вращения двигателя возложена на силовую схему.

При срабатывании контактов МП КМ1 на первую обмотку поступает фаза А, на вторую обмотку — фаза В, а на третью — фаза С. При этом мотор вращается влево.

Когда срабатывает КМ2, передислоцируются фазы В и С. Первая попадает на третью обмотку, вторая — на вторую. Изменений по фазе А не происходит. Двигатель начнет вращаться вправо.

Выводы и полезное видео по теме

Подробности об устройстве и подключении контактора:

Практическая помощь в подключении МП:

По приведенным схемам можно подключить магнитный пускатель своими руками как к сети 220, так и 380 В.

Необходимо помнить, что сборка не отличается сложностью, но для реверсивной схемы важно наличие двухсторонней защиты, делающей невозможным встречное включение. При этом блокировка может быть как механической, так и посредством блокировочных контактов.

Если у вас появились вопросы по теме статьи, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке. Там же вы можете сообщить интересную информацию или дать совет по подключению магнитных пускателей посетителям нашего сайта.