Зарегистрироваться

Набор светодиодов прямоугольной формы красного (и зеленого) цвета свечения. Продолжаем собирать ЛабБП обзор №3

  • Цена: $1.40 (покупал за $2.63) за 100 шт.

Всем привет. Продолжаем цикл обзоров о самостоятельной сборке Лабораторного блока питания — Обзор №3. До этого я делал 2 обзора (один, два), где были собраны и протестированы Основная плата (собственно линейный БП) и плата переключения обмоток (что бы не превращать БП в печку)… В этом обзоре рассмотрим один опциональный, но весьма полезный модуль — Включения (Отключения) нагрузки. Для работы этого модуля (да и в целом всего блока питания) требуется индикация. Потому ранее из Китая были заказаны наборы прямоугольных светодиодов, о которых я вам так же расскажу в моем обзоре…
Всем кому это интересно, добро пожаловать под КАТ…

Начнем с обзора светодиодов… Почему прямоугольные? Тут надо делать небольшой экскурс в далекие 80-90 годы… Кто из тогдашних пацанов не мечтал о японском магнитофоне? Мне же повезло, и родители купили новую магнитолу SANYO, на зависть всем моим друзьям… И как неприменный атрибут данных устройств были прямоугольные светодиоды как отдельно, так и в составе светодиодных линеек… С тех пор мне нравятся эти светящиеся прямоугольные «лампочки»… Да, дырку под них делать в лицевой панеле сложнее, чем для круглых… Но ведь можно панель вырезать лазером, по заказу… Тогда не нужно будет делать трудоемкие движения надфилем и в итоге панель будет смотреться лучше, чем сделанная вручную…

Как же устроен светодиод? Это можно увидеть на картинке с пояснением…


Основные типовые характеристики светодиодов, мы можем поглядеть на таблице ниже:

И этой таблицы на нужно знать 2 вещи — 1. Прямое максимальное допустимое напряжение не должно превышать 2.1В Но мы то знаем, что светодиоды необходимо питать «током», а не «напряжением». Потому второй значимый параметр 2. Максимальный ток через светодиод не должен превышать 20мА.
Лучше даже подобрать резистор, что бы ток был меньше максимального, скажем 15мА, вполне будет достаточно, для яркого свечения и долгой жизни самого светодиода.
Есть автоматические калькуляторы, позволяющие рассчитать добавочный резистор. В качестве примера, приведу вам онлайн калькулятор с сайта Паяльник.
В него необходимо внести нужные данные:

И нажать кнопку «Расчет»… И вы получите нужный вам результат:

В общем все наглядно и просто…
Подтверждение покупки под спойлером:
Подтверждение
Я делал один большой заказ на несколько разных наименований радиокомпонентов в этом магазине, потому вырезал из заказа только светодиоды…

На этом со светодиодами закончим и приступим к изготовлению триггера на 2 положения, позволяющего нажатием на кнопку подключать или отключать нагрузку… Поиск схемного решения меня привел к журналу «Электрик» №9 за 2009 год… На 73 странице есть статья «Электронный выключатель нагрузки лабораторного блока питания», автор статьи А.Л. Бутов.
Принципиальную схему электронного устройства привожу ниже:

Схема довольно простая, но есть некоторые особенности. Автор использовал реле с нормально замкнутыми контактами. Т.е. когда реле обесточено контакты замкнуты. При срабатывании реле — контакты размыкаются… Подобного реле у меня не оказалось, потому я использовал реле с нормально разомкнутыми контактами. При появлении напряжения на обмотках реле контакты замыкаются…
Автор указал, что приоритет срабатывания триггера задается двумя конденсаторами с разными емкостями C1 и С2. Поскольку емкость С1 больше чем С2 на порядок, то изначально на выходе 3 микросхемы будет логическая единица. Это все хорошо, когда реле имеют нормально замкнутые контакты. Потому я поменял местами С1 и С2, в надежде, что при включении реле останется обесточенным, до нажатия кнопки подключения нагрузки. Однако на практике это ни к чему не приводит… После подачи питания на схему, срабатывает реле, и нагрузка оказывается подключенной… С каким только я бубном не плясал вокруг, реле все равно сработает, и именно на том триггере, где полевиком коммутируется реле, будет логическая единица на выходе… Если кто подскажет, как исправить это недоразумение — буду очень благодарен (инженеров тут больше, чем на сайте «Паяльник»)

Была разработана печатная плата

Вот картинка с деталями на плате:

Не буду долго отнимать Ваше внимание, и сразу покажу фото готового устройства…

С другой проекции:

В качестве микросхемы я использовал CD4011B
Понятное дело, что у меня не было полевых транзисторов КП501, потому я покопавшись в деталях нашел СМД транзисторы IRLML2502 — они прекрасно сели со стороны печатного монтажа.

Вместо кнопок со светодиодами я использовал кнопки отдельно, светодиоды отдельно…
Все работает нормально… Небольшое видео (на 15 секунд примерно) как это работает…


Вот такой небольшой обзор на сегодня… Если кому то есть, что сказать, пишите комментарии…
+
avatar
  • mikas
  • 21 мая 2017, 18:50
0
Реле подключите к транзистору VT2 вместо VT1.
+
avatar
  • VAlm
  • 21 мая 2017, 18:54
+1
пробовал… не помогает… логическая единица переедет на второй триггер… и все равно сработает реле при включении…

Как только не менял… и затворы полевиков менял местами и реле переподключал… В любом случае при включении логическая единица именно на том триггере, к которому подключено реле…
+
avatar
  • mikas
  • 21 мая 2017, 19:17
+1
Тогда или, как ниже предложил flashwolf, поставить сопроты в цепи затворов. Или используйте оставшиеся два элемента микрухи в качестве инверторов и включите их между выходами триггера и затворами полевиков. А почему не использовали D — триггер с одной кнопкой.
+
avatar
  • VAlm
  • 21 мая 2017, 19:19
+1
хорошо… попробую поставить резисторы в затворы… потом отпишусь…
А почему не использовали D — триггер с одной кнопкой.
Да что-то не понравились найденные схемы… А тут все запчасти в наличии были…
+
avatar
  • Aloha_
  • 21 мая 2017, 19:07
+2
У красных и зеленых напряжение рабочее одинаковое разве?
+
avatar
  • VAlm
  • 21 мая 2017, 19:16
0
Вероятно у красного меньше… Зеленый светодиод визуально светит слабее… Светодиоды я тоже местами менял… проблему не решило…
+
avatar
  • rexen
  • 23 мая 2017, 21:56
+1
Вероятно у красного меньше
Тогда зачем читателей путать дезинформацией в статье? У светодиодов есть допустимый ток, а напряжение уж какое «выпадет» (зависит от химии в кристалле) — оно разное для разных цветов — в первом приближении можно мнемонически запомнить радугу цветов — чем светодиод «выше» по цвету/спектру (т.е. частоте излучения), тем выше напряжение:


К слову, СИДы также можно использовать как стабилитроны:
scbist.com/silovaya-elektronika/43369-svetodiod-v-roli-stabilitrona.html
+
avatar
+4
Попробуйте последовательно с затворами поставить резисторы… ну, скажем по 1 кОм.

P.S. И сразу второй вариант: два «лишних» логических элемента попробуйте задействовать в качестве буферов.

P.P.S. А вообще-то, одно другому не мешает. Подключите лишние элементы как буферы и поставьте затворные резисторы. В данном случае — не сильно большие, ом 100-200.

Скажем, 12,13 — на 3; 11 через резистор на затвор. 8, 9 — на 4; 10 через резистор на второй затвор.

Да, и P.P.P.S. Электролитический конденсатор на выходе 7812 вы позабыли? Не надо так.
+
avatar
  • Aloha_
  • 21 мая 2017, 19:24
0
Имхо и буфер не поможет. Там нагрузочная способность выходов 2-4 мА при 9 В питания. Думаю резисторы — правильное решение, только увеличить сопротивление надо.
+
avatar
  • VAlm
  • 21 мая 2017, 19:32
+1
Электролит на выходе 7812 добавлю…
+
avatar
  • VAlm
  • 22 мая 2017, 11:46
0
Попробуйте последовательно с затворами поставить резисторы… ну, скажем по 1 кОм.
Попробовал… сначала по 1К в разрыв дорожки… потом заменил один на 10К… толку ноль… всегда срабатывает именно тот триггер на котором висит реле… Обозлился поставил резистор 39К… Все равно реле срабатывает при холодном старте…

Думаю, что надо переделать схему… Хороший вариант подкинули в личку на таймере 555 и на CD4011 подобие D триггера…
+
avatar
  • aae
  • 21 мая 2017, 19:09
0
Падение напряжения на зеленом светодиоде больше, чем на красном?
+
avatar
  • rexen
  • 23 мая 2017, 22:08
0
да
+
avatar
  • u3712
  • 21 мая 2017, 19:25
0
Поставьте между DD1.1 и затвором VT1 RC цепочку на 0.3 секунды.
+
avatar
+4
Чёт я не понял, эта схема собирается на 2-х реле и известна со времён управления контактором для двигателя. В деревообрабатывающих станках и тому подобном оборудовании. Зачем там триггер и блок питания?
Я сначала подумал что одной кнопкой нужно включать/ выключать тогда да, есть над чем подумать но 2-мя…
Или я что-то упустил?
+
avatar
  • kirich
  • 21 мая 2017, 20:08
+1
эта схема собирается на 2-х реле
Старт/стоп с самоблокировкой? Да вроде на одном всегда было. У контакторов есть даже специальные контакты. А если реле на 220, то и БП не нужен.
2 реле если реверс нужен.
+
avatar
0
На одном тогда кнопка нужна нормально замкнутая. Но опять же могу ошибаться ибо это было давно.
+
avatar
  • mikas
  • 21 мая 2017, 20:51
0
Нужна кнопка нормально замкнутая, схема ниже. Или реле с нормально замкнутыми или переключающими контактами. Но у автора их нет. У него релюхи с одним нормально разомкнутым контактом.
+
avatar
  • AndrVU
  • 21 мая 2017, 21:48
0
Схема магнитного пускателя на контакторе и RS-триггер на двух логических вентилях — это суть одно и то же.
+
avatar
  • mikas
  • 21 мая 2017, 20:10
0
Тоже вариант, добавить ещё одно реле (если нет релюхи с двумя группами контактов).
+
avatar
+1

Извиняюсь за каракули: рисовал пальцем на планшете, больше под рукой рисовать нечем :( перерисовать смогу только завтра, если надо.

Резистор — 10кОм. Верхний диод нужен, чтобы через контакты кнопки протекал ток обмотки только одного реле, а не всех трех. Если кнопка мощная, можно без него.

Итог: все реле только на замыкание, все кнопки нормально-разомкнутые. Из минусов: схема всегда кушает порядка 1ма (при 12в питании) через БЭ транзистора. Но автора это вроде не пугает, раз у него светодиод горит на 15ма.
+
avatar
  • AndrVU
  • 21 мая 2017, 23:19
0
Оригинально!
Только забыли нарисовать разрядный диод параллельно силовым реле.
+
avatar
0
Я сначала тоже думал, что забыл. Но — что защищать этим диодом? Контакты реле К1 разве?
Потому что транзистор защищен обратным (относительно эдс самоиндукции обмоток реле) включением верхнего диода.

Хотя, для подстраховки — можно и поставить, хуже не будет.
+
avatar
  • AndrVU
  • 22 мая 2017, 00:00
0
Не достаточно защищен, т.к. диод включён последовательно с коллекторным переходом транзистора и эдс самоиндукции распределится между ними. Не факт, что в динамике диоду достанется больше.
+
avatar
0


А вот вариант без «лишнего» реле.
При включении питания конденсатор разряжен, транзистор закрыт, второй транзистор открыт через обмотки реле, и резистором 100 кОм конденсатор притянут к «земле».
Нажимаем «включение», конденсатор заряжается, первый транзистор открывается (срабатывают реле), второй транзистор закрывается, и через 10кОм и 100кОм последовательно — конденсатор притянут к «плюсу».
Нажимаем «выключение» — конденсатор разряжается.

Схема на втором транзисторе образует положительную обратную связь: если конденсатор заряжен, она не дает ему саморазряжаться. Если конденсатор разряжен, она не дает ему заряжаться от всякоразных наводок.
+
avatar
  • mikas
  • 22 мая 2017, 07:52
+1
Эх раззудись плечо… Тогда стоит поднять напругу вольт до пятнадцати и добавить С1 — R4, чтобы ограничить ток удержания через обмотки реле. Срабатывать будет через C1, удерживаться — через R4. Начали с контактора… Скоро контроллеры пойдут. :)
+
avatar
0
Только анти-само-эдсный диод — стоит перенести параллельно обмоткам, все таки.

А с контроллерами-то никаких проблем нет. Я так понимаю, автор намеренно хотел сделать простую конструкцию «безо всяких ардуин» — потому что ардуино тут на муське и без того в каждом втором обзоре… Так-то да: ардуино, две кнопки, ключ и реле.
+
avatar
  • mikas
  • 22 мая 2017, 09:57
0
Диод тут без разницы как стоять будет — свою функцию выполнит. Про контроллер — это шутка была.
+
avatar
0
ЗАЧЕМ?!
+
avatar
  • rexen
  • 23 мая 2017, 22:16
0
Ну это по сути триггер и получился (RS/JK/D — не помню...) — на рассыпухе.
+
avatar
  • mikas
  • 24 мая 2017, 06:53
0
RS
+
avatar
0
У Вас на стоке VT1 разность потенциалов. Реле подключено к выходному напряжению 12 В, а светодиод HL1 к входному 24 В. То есть транзистор пытается коммутировать сразу два напряжения. Это не совсем правильно. Переключите аноды светодиодов к выходному напряжению 12 В, туда же, куда и верхний контакт реле.
+
avatar
  • AndrVU
  • 21 мая 2017, 21:47
0
ИМХО, это не принципиально.
+
avatar
0
В реальной конструкции так и есть, посмотрите на плату.
+
avatar
0
вот такая схемка с 70-х годов, до сих пор в двух устройствах как часики пашут
+
avatar
  • AndrVU
  • 21 мая 2017, 22:10
0
Только поляризованные реле остались в 70-х. Где будете брать, если помрут? ;)
+
avatar
0
Пока в продаже ещё можно найти, к примеру в Чип и Дейл, да и не похоже что помирать собираются, за столько лет ни одного неконтакта. Сами понимаете я нагрузку через РПС не запускал.
+
avatar
  • kirich
  • 21 мая 2017, 23:17
+6
Только поляризованные реле остались в 70-х.
Да что Вы говорите, а современные фирмы и не в курсе :)
Как варианты.
Раз


Два
Реле электромеханиеческое, двух-обмоточное, бистабильное. Нагрузка до 100 А, 250 В. Управление 12 В.


Ищите по слову — бистабильное.
+
avatar
  • AndrVU
  • 21 мая 2017, 23:23
0
Благодарю за инфу. Не знал.
+
avatar
0
Только поляризованные реле остались в 70-х
Спасибо, поржал!
+
avatar
  • vovi4
  • 21 мая 2017, 22:14
0
А если конденсатор вообще С2 убрать, ну и как уже говорили 2 элемента на выход инверторами.
+
avatar
  • Sidula
  • 21 мая 2017, 23:01
+3
+
avatar
  • u3712
  • 22 мая 2017, 00:15
+3
Гы, смешно.
Я такой поставил на выключатель сети, а корпус был заземлен. При выключении йентот тумлер замыкает фазу на корпус и выбивает этажное УЗО. Офис оказался без электричества. Категорически не советую эту пакость использовать. Причина — подвижная группа может выпрыгнуть из крепления и замкнуть металл подвижного стержня с контактом (как у меня и случилось). Девайс ОПАСНЫЙ хлам.
+
avatar
  • rexen
  • 23 мая 2017, 22:22
+1
Речь не про конкретно этот рыжий тумблер.
Речь о том, зачем городить огород с триггерами, если можно обойтись тупо обычным выключателем (для светодиодов — параллельные группы или реле).
+
avatar
0
Отличны(е)й обзор(ы). Снимаю шляпу.
+
avatar
+2
Вот таким нехитрым образом при помощи такого обзора можно заставить нахаляву оптимизировать твою схему чужими руками!
+
avatar
+1
Дилетант
+
avatar
-1
Мне непонятно Ваше умозаключение.
Позже я специально обратился в Google за разъяснениями значение слова «Дилетант» и получил некоторые ответы но признаться честно,
Я ничего не понял, да и причём здесь «российский познавательный исторический журнал для семейного чтения.»
Вероятно я слишком глуп для понимания односложных ответов. Простите.
+
avatar
  • VAlm
  • 22 мая 2017, 03:44
+2
Ага… Такая идея была… Но ведь Вам же в кайф, иначе бы не рисовали схемы…

Кстати, Спасибо…
+
avatar
  • stupic
  • 21 мая 2017, 23:57
0
напомнило визатор
+
avatar
  • VAlm
  • 22 мая 2017, 03:46
+5
Вот за что люблю Муську… Комментарии полезнее обзора. Всем, кто участвовал, рисовал схемы, писал в личку… Спасибо… Попробую применить некоторые советы, если не получится переделаю схему.
+
avatar
+1
всё же это не совсем корректное включение, когда половина нагрузки подключена к +12, а вторая +24. лучше бы всё на 12 переключить.
но вообще я что-то не совсем понимаю необходимость данного нагромождения электроники. выключатель со встроенным светодиодом и реле — более чем достаточно. функционал ровненько тот же. ладно бы еще была реализована какая-нить защита от «сверхтоков», а так…
+
avatar
  • VAlm
  • 22 мая 2017, 15:01
0
Угу… Хотел логику пощупать… Для саморазвития…
+
avatar
  • mikas
  • 22 мая 2017, 16:07
0
Инверторы не стали пробовать ставить?
+
avatar
  • VAlm
  • 22 мая 2017, 16:14
0
Там уже живого места нет на плате… Легче переделать, чем ещё инверторы колхозить на проводках… Тем более там ещё кучу дорожек резать нужно будет…
+
avatar
  • VAlm
  • 22 мая 2017, 16:17
0
Кто мне из инженеров может объяснить почему так? Почему логическая единица «гоняется» за каналом с реле на выходе?
+
avatar
  • mikas
  • 22 мая 2017, 18:28
0
Сам не понимаю, поэтому и предложил поставить инверторы что бы исключить влияние полевиков на триггер.
+
avatar
  • mikas
  • 22 мая 2017, 18:45
0
А если попробовать вообще убрать конденсатор С2? RS триггеры, которые несинхронные (у вас именно такой) довольно капризны из-за запрещённого состояния — ему нельзя подавать на оба входа логические нули. Он с ума сходит. Может у вас именно тот случай. Попробуйте с одним кондёром схему запустить.
+
avatar
  • VAlm
  • 23 мая 2017, 03:21
0
Убрал С2 стала лотерея… Или на одном выходе лог единица или на втором…

В общем понятно, надо все переделывать… Попробую с одной кнопкой собрать…
+
avatar
  • mikas
  • 23 мая 2017, 07:23
+1
А это значит что сброс не происходит. Это может происходить по двум причинам — или скорость нарастания напряжения питания медленная и импульс сброса от конденсатора происходит рано, или сам кондёр дохлый. Можно попробовать подавать питание от лабораторного ИП и посмотреть останется ли эта лотерея и заменить кондёр, увеличив его ёмкость до 0,1. Ну и на время экспериментов лучше отключить реле от схемы, оставив только светодиоды. По идее это ничего не должно дать, но чудеса которые у вас творятся заставляют тянуться к бубну.
+
avatar
  • VAlm
  • 23 мая 2017, 09:18
0
Понятно… попробую… расскажу… Спасибо…
+
avatar
  • mikas
  • 22 мая 2017, 16:06
+1
всё же это не совсем корректное включение, когда половина нагрузки подключена к +12, а вторая +24. лучше бы всё на 12 переключить.
Судя по плате там всё сидит на 12 вольтах.
+
avatar
  • VAlm
  • 22 мая 2017, 16:25
0
Кстати… Если убрать зелёный светодиод, то реле при включении не срабатывает… Проблема видать в этой цепи...

Дополнение: без светодиода, тоже хаотично включается при подачи питания тот или иной канал… Четкости нет. Никогда не знаешь в каком положении будет триггер на момент включения…
+
avatar
0
Проверь печатку, видать где-то накосячил…
И как вариант еще — увеличить емкость С1 на порядок.
+
avatar
0
А зачем брать мощные реле и коммутировать именно нагрузку? Ведь гораздо проще коммутировать меньшие токи на плате стабилизатора?
+
avatar
0
отключение нагрузки — оно более корректно и безопасно. мало ли кто и что там будет делать в устройстве.