E-shop ElektroLab.eu

Modul ON/OFF with SoftStart, Remote and LC filter V5.0

by MADUDA
Modul ON/OFF with SoftStart, Remote and LC filter V5.0
Radoslav Maduda Pridal  Radoslav Maduda
  483 zobrazení
1
 0
Audio zapojenia

Po vytvorení ON/OFF verzie so Soft-Startom V4.0 som sa rozhodol urobiť si verziu aj s LC fitrom. Nechal som sa inšpirovať známym konštruktérom. Modul je navrhnutý pre dualmono konštrukciu, takže obsahuje dve výstupné svorky. Káblovanie tak vychádza estetickejšie. Modul v sebe ponúka funkciu ON/OFF, SoftStart s LC filtrom a Remote IN/OUT s možnosťou oneskoreného Remote Out. Keďže je konštrukcia obvodovo zložitejšia, je určená skôr pre tie kvalitnejšie konštrukcie, kde predpokladám určitú znalosť danej problematiky, preto siahodlhý úvod vynechám a prejdeme priamo k veci. Tí, ktorým to nie je jasné odporúčam naštudovať si moje návody SoftStart univerzal V2.0, ON/OFF Modul V2.0, ON/OFF Modul with Remote V3.0 a ON/OFF Modul with SoftStart V4.0. Táto konštrukcia má obdobnú funkciu, ale ponúka najvyšší komfort a spája v sebe výhody jednotlivých verzií.

Popis funkcie

Sieťové vstupné napätie 230VAC privedieme na konektor X1 (X1-1 fáza a X1-2 stredný pracovný vodič/nulák). Toto napätie postupuje do transformátora TR1. Transformátor môže mať sekundárne napätie 9VAC alebo 15VAC
v prevedení 2 až 5VA. Hodnoty uvedené v zátvorkách platia pre transformátor s napätím 15VAC. Sekundárne napätie je istené poistkou F1 v prevedení TR5 a usmernené je mostíkom B1 (min 100V, 1A) v prevedení DIL. O filtráciu napätia sa stará dvojica kondenzátorov C1 a C2.

Vyfiltrované napätie napája cievky relé RE1 a RE2. Stabilizátor IC1 je v puzdre TO92. Stabilizuje napätie pre procesor, ktorý potrebuje s 5VDC. Keramické kondenzátory C3 a C4 sú blokovacie, v prevedení SMD. Dá sa použiť puzdro 1206 alebo 0603, minimálne na 50V. Kondenzátor C5 dodatočne filtruje výstupné napätie a dióda D1 sa postará o prípadné napäťové špičky. Je možné ju vynechať, no ja odporúčam jej použitie. Na konektor J1 sa pripojí tlačidlo. Paralelne k tomuto tlačidlu je pripojený optočlen IC3. Tranzistor optočlenu spína obdobne ako tlačidlo a tak plní jeho funkciu. LED dióda v optočlene je napájaná zdrojom konštantného prúdu, takže je možné ju budiť signálom od 5 do 24VDC v ľubovolnej polarite vďaka predradenému usmerňovaciemu mostíku. Veľkosť prúdu sa volí pomocou R12.

Puzdro TO126 pre tranzistor T3 a T4 bolo zvolené preto, že pri externom napätí 24V sa puzdro TO92 trochu hrialo. Na konektor J2 sa privádza externé napätie. Toto napätie môže mať veľkosť 5-24V (zapojenie však funguje už do 2,6V). Na tento konektor sa privádza externé napätie impulzného charakteru. To znamená, že ak príde signál (impulz) zapojenie sa zopne, obdobne ako keby bolo stlačené tlačidlo ON/OFF. Ak príde ďalší impulz, zapojenie sa vypne.

Na konektor J4 sa privádza externé napätie, ktoré nie je impulzné, ale má konštantný charakter. Externé napätie môže byť znovu v rozmedzí 5-24V. Počas prítomnosti externého napätia, je zariadenie zopnuté, a ak externé napätie zanikne, zariadenie sa vypne. Pokiaľ je prítomné externé napätie na konektore J4, tak tlačidlo ON/OFF je zablokované a tak isto nereaguje obvod ani na externý impulz na konektore J2. Vďaka tomuto vstupu sa dá celé zapojenie zapínať a vypínať cudzím napätím ako napr. USB portom (+5VDC), veľa spotrebnej elektroniky (TV, DVBT prijímače, DVD...) obsahuje konektor na Remote OUT a tak je možné ovládané zariadenie zapnúť automaticky. Zapojenie ďalej obsahuje Remote OUT. Veľkosť tohto napätia je možné zvoliť v rozsahu 5V až do veľkosti napájacieho napätia modulu (merané na C1).

Veľkosť výstupného napätia sa nastaví pomocou R17 a zenerovej diódy D8 a to nasledovne:

R17=Ub-Uz/0,01

kde:
Ub – napätie po usmernení (merané na C1)
Uz – napätie zenerovej diódy

Výstupný signál Remote dokáže spínať ďalší takýto ON/OFF modul V5.0 a ponúka tak možnosť kaskádneho usporiadania ľubovoľného počtu zariadení. Ďalšou veľkou výhodou je možnosť voľby signálu Remote Out s časovým
oneskorením. Uvediem príklad: Kaskádne mám zapojené 3 zariadenia s výkonom 3x1kW. Ak na Jumperi JP1 spojím piny 1 a 2, tak po zapnutí jedného prístroja sa okamžite zapnú všetky ďalšie. Ak však prepojím na Jumperi JP1 piny 2 a 3, tak po zapnutí modulu sa na Remote Out objaví signál až o 1,5 sekundy neskôr. To zopne ďalší modul a o 1,5s sa zopne posledný.

Takáto variácia bola použitáz dvoch dôvodov:

  • Ak spínam dve zariadenia s malým výkonom (poprípade malý a veľký) ako napr. predzosilňovač a zosilňovač, tak prúdový ráz nie je veľký a oba prístroje sa môžu zapnúť súčasne.
  • Ak však budem zopínať viac prístrojov a najmä výkonnejších (napr. trojpásmový aktívny systém) a zopínať sa budú 3 prístroje s veľkým výkonom, tak aj napriek tomu, že každý má Soft-Start dokopy vytvoria veľký prúdový ráz a môže zareagovať istič. Tomuto veľkému rázu sa predíde, ak sa budú moduly zapínať postupne jeden za druhým. Čas oneskorenia je daný na cca 1,5s. Takýmto kaskádovým zapínaním sa dá zapnúť ľubovoľný počet zariadení a nikdy nevznikne veľký spoločný prúdový ráz. Všetko sa pritom pozapína jediným stlačením tlačidla. Opätovným stlačením sa všetko okamžite vypne.

Celý modul V5.0 je schopný komunikovať s modulom V3.0. Tieto dva moduly sú predurčené na spoločnú komunikáciu v kombinácii V3.0 v predzosilňovači a V5.0 v zosilňovači. Výstupné sieťové napätie sa odoberá z konektorov X2 a X3. Použil som konektory typu Wago s RM10mm. Tieto konektory sú dimenzované na dostatočne veľký prúd, vodiče v nich držia pevne a konektor je uspôsobený tak, aby zabránil samovoľnému uvoľneniu vodiča a neustále je dotláčaný silnou pružinou. Výstupné napätie je rozdelené a istené dvoma poistkami F2 a F3. Tieto poistky sa dimenzujú podľa spínanej záťaže a na puzdra poistiek odporúčam použiť kryty, nakoľko sa na nich nachádza životu nebezpečné sieťové napätie 230VC a hrozí úraz elektrickým prúdom.

Medzi vstupným a výstupným sieťovým napätím 230VAC sa nachádza sieťový LC filter tvorený z C7, TL1 a C8. Kondenzátory musia byť typu X2 a teda minimálne na napätie 250/275VAC. Doska plošných spojov (DPS)
počíta s možnosťou rôznych puzdier s rôznou roztečou. Tlmivka TL1 je v tomto zapojení použitá iba jedna. Podľa datasheetu zvláda táto tlmivka veľký prúd a tak je možné použiť jednu na spínanie veľkej záťaže (2x1kW ).

Konektory Wago sa dajú kúpiť v rôznych farbách. Odporúčam kúpiť farbu, aká bude odpovedať farbe vodičov primárneho vinutia transformátora. Prepojenie je potom jednoduchšie a nepomýlite sa, alebo aspoň vo farbách, ako káže norma, teda fáza čierna alebo sivá a nulák modrý. Ja to robím takto a prepojenie je potom jasné aj opticky.
SoftStart je realizovaný klasicky. Rozhodol som sa pre variantu s predradnými rezistormi. Tieto rezistory sú od výrobcu Tesla v prevedení TR509 so zaťažením na 15W. Dva rezistory paralelne zvyšujú ich prúdovú zaťažiteľnosť a tým aj spoľahlivosť. Neodporúčam používať 5W výkonové rezistory – biele kocky z GME. Nie sú vhodné na impulzné zaťaženie a môže im prasknúť puzdro.
O premostenie zrážacích rezistorov sa stará relé RE2. Ak by toto relé z nejakého dôvodu nezoplo, rezistory by boli dlhodobo preťažované. Z toho dôvodu som použil ochranný termistor s PCT charakteristikou. Paralelne k vstupným svorkám je pripojený varistor R9, ktorý má za úlohu eliminovať napäťové špičky. Nie je potrebné dodržať presne predpísaný typ. Dôležité je dodržať predpísané pracovné napätie 250-275VAC na čo najväčší impulzný prúd.

Doska plošných spojov

DPS má rozmer 180x100mm. Uchytenie je možné pomocou šiestich distančných stĺpikov. Rozloženie dier korešponduje s rozložením dier v SoftStarte PA04C od p. Dudka. Je to z toho dôvodu, aby som mohol toto zapojenie použiť vo svojich konštrukciách, ktoré budú obsahovať originál tunel pre DPA222. DPS je jednostranná s nepájivou maskou na strane Bottom a Top a servisným popisom na strane Top. Na DPS sa nachádzajú dva prepoje v silovej časti a zvyšných sedem sa nachádza v riadiacej časti a je možné ich nahradiť rezistorom 0R v puzdre 0207 a zachovať tak estetický dojem a úhľadnosť DPS.

Na DPS sa nachádza 7 SMD súčiastok. Kondenzátory C3, C4 a C6, ktoré sú blokovacie. Ich hodnota je 100nF a puzdro 1206 alebo 0603. Ďalšie dve SMD súčiastky sú diódy D2 a D3. Slúžia na ochranu tranzistora pred napäťovými špičkami opačnej polarity, ktoré vznikajú pri spínaní indukčnej záťaže (cievka relé). Posledné dve SMD súčiastky sú R10 a R11. Dá sa použiť puzdro 0603 alebo 1206. Hlavný vstupný konektor sa nachádza na začiatku DPS, výstupné silové konektory sú umiestnené v strede DPS po bokoch a ovládanie je vyvedené na konci DPS. Všetky konektory sú tak oddelené opticky a DPS umožňuje pozdĺžnu inštaláciu.

Postup oživenia

Oživenie spočíva vo vizuálnej kontrole súčiastok. Ak ste pracovali pozorne a neurobili ste chybu, zapojenie bude pracovať na prvé zapojenie. No aj tak odporúčam nezapojiť pri oživovaní procesor. Na konektor X1 priveďte 230VAC. Zmerajte napätie na sekundárnej strane transformátora. Toto napätie bude mierne vyššie ako udávané. Ďalej skontrolujete usmernené a vyfiltrované napájacie napätie (merané na C1), jeho veľkosť by mala byť 12-15VDC v prípade 9VAC transformátora a 24-28VDC v prípade 15VAC transformátora. Ako posledné skontrolujte prítomnosť 5VDC na objímke procesora. Odpojte DPS od siete.

Zasuňte procesor, pripojte tlačidlo. Pripojte DPS do siete. Keď pripojíte DPS do siete nesmie sa nič stať. Po stlačení tlačidla zopne relé RE1 okamžite a potom RE2 s časovým oneskorením cca 1,5s. Obe relé majú optickú signalizáciu pomocou LED diódy. Kto nechce/nepotrebuje indikáciu zopnutia, môže ĹED diódy vynechať. Súčasne s nimi nemusí osádzať ani R10 a R11 v prevedení SMD. Pri oživovaní pracujte opatrne! Na DPS sa nachádza 230VAC a hrozí úraz elektrickým prúdom!

 

Autor nezodpovedá za škody spôsobené zariadením pri neodbornej manipulácii s ním (odpálené cestičky prehrievaním, prepólovanie súčiastok...). Na DPS sa nachádza sieťové napätie 230VAC a hrozí úraz elektrickým prúdom. Oživovanie a testovanie odporúčam robiť s použitím oddeľovacieho transformátora. Autor nezodpovedá za zranenia spôsobené elektrickým prúdom neodbornou manipuláciou!

 

Schéma zapojenia

Schéma zapojenia v pôvodnej veľkosti - klikni

Osadenie dosky plošných spojov "TOP"

Osadená doska plošných spojov, pohľad top v plnej veľkosti - klikni

Osadenie dosky plošných spojov "BOTTOM"

Osadená doska plošných spojov, pohľad bottom v plnej veľkosti - klikni

Zoznam komponentov

Realizácia

 

Záver

Pre záujemcov o DPS – poprosím kontaktujete ma na mail maduda.radoslav@gmail.com . Samozrejmosťou je návod, schéma zapojenia, osadzovák.

Autor konštrukcie "MADUDA"

Ďakujem za prečítanie :)



Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.
Webwiki ButtonSeo servis