Как сделать электронную кнопку

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 03.09.2024

Выключатель — это прибор, который позволяет замыкать и размыкать электрическую цепь. При этом, смена состояния выключателя может происходить разными способами, в зависимости от типа устройства. Механические выключатели наиболее распространены, и используются непосредственно человеком.

К такому типу относятся различные тумблеры, кнопки, клавиши и рубильники. Электромагнитные и электронные, напротив, применяются в автоматических системах, и управляются при помощи электрических сигналов. Самым известным электромагнитным выключателем является реле. Примером электронного выключателя может служить транзистор.

Тактовая кнопка — простой, всем известный механизм, замыкающий цепь пока есть давление на толкатель. На изображении снизу показаны ножки кнопки, стрелки одного цвета предназначены для подключения. Когда кнопка нажата, пины, изображенные синими стрелками, соединяются с пинами, изображенными красными стрелками.

Эффект дребезга

Схема подключения

Самый простой метод управления электричеством - это включение и отключение электрических цепей их замыканием-размыканием. Вот почему все радиоэлементы которые это делают, так важны в электронных схемах. Широкая категория переключателей включает в себя все электромеханические компоненты для подключения и отключения электрических цепей, в частности тумблеры, переключатели, кнопки и клавиатуры. У каждого производителя электронных компонентов можно найти множество моделей этого типа. Но какой именно выбрать для конкретных целей?

Давайте рассмотрим на типах механических переключателей управляемых вручную, а также на их параметрах и применении в электронных схемах.

Что такое переключатель

Переключатели - элементы, которые контролируют поток электрического тока в цепи, они играют ключевую роль там, где требуется взаимодействие с пользователем. Эти элементы могут находиться только в одном из двух состояний: открытом или закрытом. В разомкнутом (выключенном) состоянии переключатель представляет собой просто разомкнутую цепь. В результате цепь разорвана, препятствуя протеканию тока. Когда он замкнут (включен), переключатель действует как нормальный проводник (имеет сопротивление, индуктивность), по которому может течь электрический ток и который замыкает цепь.

Есть много типов переключателей: тумблеры, кнопки, клавиши, клавиатуры, мембраны. Каждый тип переключателя имеет набор уникальных функций, которые отличают его от других. К характерным особенностям относятся их механические параметры (способ переключения, количество управляемых цепей) и электрические (сопротивление, максимально допустимый ток, индуктивность, паразитная емкость и другие).

Метод переключения

Чтобы перейти из одного состояния переключателя в другое, необходимо выполнить какое-то физическое действие, которое заставит физическое состояние компонента измениться. Способ активации переключателя - одна из его самых отличительных особенностей. Простейшее разделение может быть выполнено на границе переключателей, активируемых человеком, и переключателей, которые используют другие силы или явления для изменения своего положения. Активация переключателя может осуществляться путем скольжения, нажатия, вытягивания, вращения или любого другого действия, чаще всего с помощью руки / пальцев. Но на рынке также есть кнопки, активируемые ногой, или специальные элементы, активируемые, например, локтем - даже для нажатия языком, предназначенный для людей с ограниченными возможностями.

Переключающие элементы, использующие физические явления отличающиеся от движения человека, могут активироваться, допустим, температурой (термостаты), давлением (реле давления), магнитным полем (герконы) и так далее. Они чаще всего используются в качестве элементов безопасности или управления в системах регулирования. Хотя механические характеристики этих типов компонентов полностью отличаются от переключателей, активируемых человеком, они описываются теми же электрическими параметрами, что и другие переключатели.

Стабильная и нестабильная кнопка

Все переключатели попадают в одну из двух категорий: мгновенные (моностабильные) или фиксированные (бистабильные). Кнопка мгновенного действия (моностабильная) - это переключатель, который не имеет стабильного положения замыкания (хотя есть также переключатели, которые замкнуты по умолчанию). Это означает, что цепь замыкается только на мгновение, пока оператор каким-то образом воздействует на переключатель, затем тот переключатель возвращается в состояние по умолчанию. Большинство переключателей называемых кнопками, относятся к категории переключателей мгновенного действия.

Есть переключатели защелкивающиеся (стабильные) кнопки, но они, по сути, представляют собой узкую группу этих элементов, поэтому, когда мы обычно говорим о кнопках, то имеем в виду именно кнопку мгновенного действия.

С другой стороны, тумблеры ведут себя так же, как выключатели света на стене - они остаются в одном состоянии, пока не переключатся в другое, в котором они затем остаются, пока действие не будет выполнено снова.

Полюса и позиции переключателей

Коммутатор должен иметь как минимум два контакта - один работает как обычный вход, другой как обычный выход, но это относится только к простейшей версии переключателя. Чаще всего у переключателя больше двух контактов. Есть вообще много различных конфигураций переключателей, которые описываются количеством цепей и положением.

Количество полюсов в переключателе определяет количество отдельных цепей которыми он может управлять. Однополюсный переключатель может управлять только одной цепью, а четырехполюсный может управлять четырьмя разными цепями одновременно.
Количество положений переключателя определяет, к скольким контактам может быть подключен каждый полюс переключателя. Например, если переключатель имеет два положения, каждая цепь (полюс) в переключателе может быть подключена к одному из двух контактов.

Зная сколько полюсов и положений у переключателя, можно более точно классифицировать его и представить его принципиальную схему (и наоборот). Обычно переключатели относятся к одной из категорий:

однополюсные одноконтурные - SPST,
однополюсные двухконтурные - SPDT,
двухполюсные двухконтурные - DPDT.

Конечно есть переключатели и с большим количеством полюсов и коммутируемых цепей.

Переключатели SPST

Однополюсный, одноконтурный SPST переключатель имеет один вход и один выход, по умолчанию он может быть замкнут или разомкнут. Он используется в качестве переключателей или кнопок мгновенного действия на клавиатуре. Кулисный переключатель SPST и его принципиальная схема показаны на рисунке далее.

Переключатели SPDT

Другой распространенный тип переключателя - SPDT, который представляет собой элемент с одним полюсом, но с двумя цепями. Он имеет три контакта: один общий и два, между которыми переключается сигнал с общего контакта. SPDT идеально подходит для выбора, например, между двумя источниками питания или двумя источниками сигналов. Он позволяет легко подключить одну из двух цепей к общему элементу.

Самые простые SPDT выполнены в виде ползунковых переключателей. На рисунке показан пример ползункового переключателя со схематической диаграммой этого элемента.

Переключатели DPDT

Двухполюсный переключатель с двумя цепями - DPDT, похож на два переключателя SPDT, которые могут управлять двумя отдельными цепями, но механически связаны друг с другом и переключаются вместе. Переключатель DPDT имеет шесть контактов. На рисунке показан кулисный переключатель с такой конструкцией и его принципиальная схема.

Переключатели DPDT идеально подходят для переключения, например, симметричных сигналов или любых других, где необходимо коммутировать сразу две линии. Кроме того, такие выключатели часто используются для отключения электропитания от устройств 220 В - отключаются обе линии одновременно (фазный и нейтральный провод), поскольку обычно неизвестно на какой линии находится фаза.

Многополюсные переключатели

Переключатели с большим количеством полюсов не очень распространены, но доступны во многих удивительных конфигурациях. Они описываются аналогично однополюсным или двухполюсным выключателям / переключателям цепи, с заменой первой буквы (S или D) числовым обозначением. Так можно представить, например, переключатель 4PDT, который может управлять четырьмя отдельными цепями с двумя положениями на цепь. Пример такого переключателя вместе со схемой показан на рисунке далее.

Аналогичная ситуация и с переключателями с большим количеством позиций. Если четырехконтурный переключатель можно установить, например, в одно из четырех положений, он будет обозначен как 4P4T. Как будет выглядеть переключатель SP12T? Это может быть поворотный переключатель (типа галетный), у которого 1 полюс 12 положений.

Монтаж и механические параметры

Коммутатор можно встроить в схему разными способами. Основным делением в этом отношении является разделение на элементы для панельного монтажа и на печатной плате. Это не строгая классификация, так как есть много переключателей припаянных к печатным платам, но предназначенных для применения в панелях.

Как и большинство электронных компонентов, их можно разделить на компоненты для поверхностного монтажа (SMD) или компоненты для сквозного монтажа (THT). Элементы для сквозной сборки обычно больше, THT позволяет передавать более высокие механические нагрузки. Переключатели SMD меньше чем их аналоги THT, обычно намного ниже по высоте, занимают меньше места на печатной плате и требуют небольшого усилия для переключения.

Выключатели панельного монтажа снабжены элементами, позволяющими монтировать их в корпусе. Обычно они имеют резьбовые корпуса, которые позволяют затягивать их гайкой, но производители также используют и другие решения. Выводы адаптированы для THT, SMD или кабельной сборки.

Устойчивость к условиям окружающей среды

Панельные переключатели часто подвергаются воздействию окружающей среды. Основные угрозы для этих элементов: пыль и влага. Класс IP, присвоенный переключателю, указывает на устойчивость его к этим факторам. Степень защиты и классы IP определены в стандарте IEC 60529.

Класс IP описывается двумя числами, записанными в формате IPxy, где x - первая характеристическая цифра, обозначающая защиту от доступа внутрь корпуса, а также защиту от проникновения пыли внутрь. А y - вторая характеристическая цифра, указывающая на водонепроницаемость переключателя.

Самый низкий класс защиты IP00 означает устройство без защиты от доступа внутрь, в данном случае кнопки. Класс защиты указывает например размер тел, которые могут попасть внутрь кнопки, или защиту от пыли. В случае защиты от проникновения воды уровни защиты меняются начиная от капель воды (степень 1) до защиты от затопления мощной струей воды под давлением (100 бар при температуре 80 ° C). в соответствии с DIN 40050 (класс 9). Самый высокий класс защиты - IP69.

Так же как класс IP определяет устойчивость к пыли и влаге, класс IK определяет устойчивость элементов к механическим повреждениям, так называемую антивандальную стойкость. Стандарт IEC 62262 определяют механическое сопротивление элементов как количество энергии механического удара, которое данный элемент может выдержать без повреждений. Стандарт также определяет высоту, с которой элемент может упасть без повреждений и других механических испытаний. Деление идёт на классы от IK00 - элемент совершенно не устойчивый к механическим повреждениям, до IK10, где элемент может выдерживать удар с энергией до 20 Дж (стальной шарик весом 5 кг и радиусом 50 мм, падающий с высоты 40 см).

Электрические параметры переключателей

Основные электрические параметры переключателей это номинальное напряжение и ток, сопротивление контактов и максимально допустимое количество перемещений переключателя (операций переключения).

Номинальное напряжение - максимальное напряжение которое может выдержать выключатель. Это определяется многими факторами, включая изоляционные материалы, расстояние открытых контактов, скорость разъединения и соображения безопасности.
Номинальный прямой ток - максимальный постоянный ток (или переменный), который переключатель может пропускать через замкнутые контакты. Этот ток ограничивается в основном нагревом переключателя из-за потери контактного сопротивления.
Контактное сопротивление - электрическое сопротивление через которое протекает ток в замкнутом переключателе. Поскольку контакты переключателя не являются непрерывным проводником, контактное сопротивление больше, чем у сопоставимого непрерывного проводника. Из-за этого могут возникать падения напряжения, особенно при более высоких токах.
Количество срабатываний - расчетное максимальное количество замыканий переключателя, после которого электрические и другие параметры могут ухудшиться. Поскольку переключатель является механическим элементом, каждое его движение вызывает определенную степень износа механизмов внутри этого элемента, что приводит к ухудшению параметров переключателя.

Клавиатуры

Клавиатура - это матрица кнопок, которая чаще всего используется для ввода данных в устройство. Типичным примером является буквенно-цифровая клавиатура компьютера, которая вместе с мышью используется для управления ПК. Есть много типов клавиатур и множество технологий, по которым производят для них кнопки. Одним из наиболее распространенных типов клавиатур является мембранная клавиатура.

Она состоит из склеенных между собой тонких диэлектрических и проводящих слоев. Нажатие на поле заставляет два слоя укорачиваться соединяясь вместе, тем самым замыкая цепь кнопки. Эти типы клавиатур, помимо компактности, отличаются невысокой ценой. Но это связано с пониженным комфортом пользователя - малый ход и как правило отсутствие тактильной связи ухудшают комфорт использования. С другой стороны, механические клавиатуры, обеспечивающие заметный ход, обеспечивают гораздо больший комфорт, но они дороже и сложнее в изготовлении.

Клавиатуры можно найти на многих устройствах, особенно там где требуется ввод данных. Наиболее распространены цифровые клавиатуры, которые можно найти в электронных замках, домофонах или банкоматах. В последних часто устанавливают клавиатуры с повышенной устойчивостью к повреждениям, так называемая антивандальная защита.

Выключатели безопасности

Системы безопасности - очень важное применение переключателей или кнопок. Тут есть два основных применения - аварийные выключатели и выключатели безопасности. Они различаются способом работы и, следовательно, требованиями к механическим и электрическим параметрам. Кроме того они подчиняются ряду стандартов надежности, например, IEC 61508 или IEC 61511.

Аварийный выключатель - это предохранительный механизм, используемый для выключения устройства в аварийной ситуации, например в случае угрозы жизни или здоровью, когда его нельзя выключить обычным способом. В отличие от простого переключателя, который выключает все схемы в правильном порядке и безопасно для техники, переключатель аварийной остановки спроектирован и настроен таким образом, чтобы остановить работу как можно скорее (даже если он повредит прибор).

Кроме того, такой элемент должен эксплуатироваться просто и быстро, чтобы даже в стрессовой ситуации оператор с нарушенными исполнительными функциями или посторонний человек мог активировать его без проблем. Защитные выключатели обычно проектируются так, чтобы их легко заметил даже неподготовленный оператор или посторонний.

Большинство выключателей аварийной остановки имеют съемный защитный барьер для предотвращения случайного срабатывания (например крышка, которую необходимо поднять, или стеклянная пластина которую необходимо разбить перед выключением оборудования).

Выключатели безопасности используются для контроля положения устройств безопасности (например, дверей и створок машины). Когда дверь, защищенная таким образом, открывается, предохранительный выключатель передает сигнал на блок управления, связанный с безопасностью, который немедленно останавливает опасные функции машины. Такие переключатели используются в различных сферах, где существует опасность для человека - в станках с числовым программным управлением, заводских роботах и так далее.

Итого, переключатели и кнопки отвечают за самую основную деятельность в схеме - управление потоком электричества, они являются ключевыми элементами многих электронных устройств. Выбор подходящих моделей является ключевым аспектом обеспечения их эргономичности и эксплуатационной надежности, а также соответствующего класса безопасности для пользователей.

Форум по обсуждению материала ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ, ТУМБЛЕРЫ, КНОПКИ

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый - фотографии процесса и получившийся результат.

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.

Выключатели, позволяющие управлять нагрузкой с помощью одной кнопки, могут быть практичны и удобны в эксплуатации. Применение подобных выключателей позволяет уменьшить число управляющих кнопок, а также сократить число проводов, используемых для цепей управления.

Подавляющее большинство схем подобных выключателей строится либо с применением тиристоров и электромагнитных реле [1], либо на основе D-триггеров, работающих в счётном режиме [2]. Такие выключатели работают по принципу импульсного реле, т. е. изменяют состояние подключённой к ним нагрузки после каждого нажатия на кнопку.

Выключатель, описание которого предлагается вниманию читателей, работает по несколько иному принципу. При кратковременном нажатии на управляющую кнопку подключенная к нему нагрузка будет включена, а длительное удержание кнопки в нажатом состоянии приводит к отключению нагрузки. В качестве исполнительного элемента, коммутирующего цепь питания нагрузки, использовано электромагнитное реле, а управление выключателем возможно как с помощью кнопки, расположенной на корпусе, так и дистанционно с помощью транзисторной оптопары, обеспечивающей гальваническую развязку цепи управления от сети 230 В.

Схема устройства приведена на рис. 1. При подаче питающего напряжения конденсатор СЗ начинает заряжаться через резистор R7, а конденсатор С4 — через резистор R8 и диод VD11. При этом на время зарядки конденсатора С4 на выходе элемента DD 1.3 устанавливается высокий логический уровень, запрещающий переключение триггера, образованного элементами DD1.3, DD1.4 и резистором обратной связи RIO. По окончании зарядки конденсатора С4 на выводе 2 элемента DD1.3 появляется высокий логический уровень и устройство переходит в исходное состояние.

При нажатии на кнопку SB1 конденсатор СЗ быстро разряжается, и на выходе элемента DD1.1 появляется высокий логический уровень, переключающий триггер на элементах DD1.3. DD1.4 в единичное состояние. Высокий уровень напряжения с выхода элемента DD1.4 открывает полевой транзистор VT 1, в результате чего включается электромагнитное реле К1. После отпускания кнопки на выходе элемента DD1.1 снова устанавливается низкий логический уровень, но триггер продолжает оставаться в единичном состоянии.

Для того, чтобы отключить нагрузку, необходимо удерживать кнопку SB1 в нажатом состоянии При этом напряжение в точке соединения анодов диодов VD10, VD11 и резистора R8 уменьшается до 0,7 В, поэтому конденсатор С4 начинает разряжаться через резистор R9. После того как напряжение на конденсаторе С4 станет ниже порога переключения элемента DD1.3, на его выходе появится высокий логический уровень и триггер переключится в нулевое состояние. В результате транзистор VT1 закроется и реле К1 отключится.

После отпускания кнопки SB1 конденсатор С4 заряжается через резистор R8 и диод VD11, и по достижении на конденсаторе напряжения переключения элемента DD1.3 устройство снова будет готово к повторному включению. Длительность разрядки конденсатора С4 через резистор R9 определяет время, требующееся для отключения устройства, т. е. продолжительность удержания управляющей кнопки SB1 в нажатом состоянии. Фототранзистор оптопары U1, включённый параллельно кнопке, позволяет осуществлять дистанционное управление выключателем от источника постоянного напряжения, гальванически изолированного от сети 230 В.

Светодиоды HL1—HL3 служат для индикации состояния устройства. Когда конденсатор С4 заряжен, а триггер на элементах DD1.3, DD1.4 в нулевом состоянии, на выходе элемента DD1.2 присутствует низкий логический уровень и включён светодиод HL1 "Сеть", сигнализирующий о готовности устройства к включению. После кратковременного нажатия на кнопку SB 1 триггер на элементах DD1.3, DD1.4 переходит в единичное состояние, и на выходе элемента DD1.3 появляется низкий логический уровень, в результате чего светодиод HL2 включается, a HL1 гаснет, так как падение напряжения цепи HL2VD17 меньше падения напряжения на цепи HL1VD14VD15VD16.

При отключении нагрузки низкий уровень напряжения на выходе элемента DD1.2 сменяется высоким, поэтому светодиод HL1 отключается. Так как на выходе элемента DD1.3 при разряженном конденсаторе С4 также присутствует высокий уровень напряжения, светодиод HL2 отключается, и включается светодиод HL3 "Блокировка", сигнализирующий о том, что кнопка SB1 продолжает оставаться нажатой. После отпускания кнопки и зарядки конденсатора С4 светодиод HL3 гаснет, и снова включается светодиод HL1.

Для обеспечения правильной работы индикации должно выполняться условие

Микросхема получает питание от бестрансформаторного источника, образованного диодным мостом VD1 — VD4, гасящим резистором R4 и стабилитроном VD9. Конденсатор С1 сглаживает пульсации питающего напряжения, конденсатор С2 — блокировочный в цепи питания микросхемы. Диод VD8 предотвращает разрядку конденсатора С1 в моменты перехода сетевого напряжения через ноль, а резистор R6 обеспечивает быструю разрядку конденсатора С1 после отключения устройства от сети. Индикаторные светодиоды HL1—HL3 питаются через гасящий резистор R3, а диод VD13 защищает выходы микросхемы от повреждения при обрыве цепи одного из светодиодов.

Электромагнитное реле К1 получает питание от однополупериодного выпрямителя, образованного диодом VD5 и токоограничивающим резистором R2. Диод VD21 защищает полевой транзистор от противо-ЭДС, возникающей в момент прерывания тока через обмотку реле, а диоды VD18 и VD19 ограничивают напряжение на затворе транзистора. Диод-супрессор VD6 защищает элементы устройства от кратковременных всплесков сетевого напряжения, резистор R1 ограничивает ток через излучающий диод оптопары, а диод VD7 защищает излучающий диод от обратного напряжения.

Детали устройства, за исключением предохранителя FU1, диодов VD1 —VD6, VD21, резисторов R2—R4, R6 и реле К1, размещены на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5. 2 мм, чертёж которой приведён на рис. 2 Для обеспечения надежной гальванической развязки между входной цепью оптопары и остальными элементами устройства в печатной плате выполнены прорези. Конденсатор С1 установлен параллельно, а диоды VD14—VD16 — перпендикулярно поверхности платы. Диоды VD10, VD11 также установлены перпендикулярно плате, их аноды спаяны между собой, и к точке соединения анодов припаян нижний по схеме вывод резистора R8.

Вывод стока транзистора VT1 перед монтажом на плату удаляют, а проводник, идущий к реле К1 и аноду диода VD21, подключают непосредственно к теплоотводящему фланцу транзистора. Для подключения проводников, идущих к кнопке и светодиодам, в плату впаяны штыри от разъемов, а на концах проводников смонтированы соответствующие гнёзда. Если в использовании разъёмного подключения нет необходимости, провода, идущие к кнопке и светодиодам, можно впаять непосредственно в отверстия печатной платы. Внешний вид смонтированной платы приведён на рис. 3.

В авторском варианте устройство смонтировано в корпусе от модуля защитного отключения МЗО-11. От этого модуля использовано также электромагнитное реле, имеющее две группы контактов на переключение. Предохранитель FU1, диоды VD1—VD6. резисторы R2—R4 смонтированы на пластине из полистирола, на которой с помощью стоек также закреплена печатная плата устройства. Диод VD21 смонтирован непосредственно на выводах реле, а кнопка и индикаторный светодиод установлены на верхней прозрачной крышке корпуса. Вид на монтаж устройства приведён на рис. 4. а внешний вид устройства в сборе — на рис. 5

В устройстве можно применить резисторы любого типа, при этом мощность резисторов R2—R4 должна быть не менее 1 Вт, а лучше — 2 Вт. Неполярные конденсаторы — К10-7В или К10-17, оксидный конденсатор С1 — К50-35 или импортный, конденсатор С4 — танталовый ТЕСАР или керамический К10-17.

Диоды 1 N4007 можно заменить любыми диодами с допустимым обратным напряжением не менее 400 В и прямым током не менее 100 мА. например 1 N4004-1 N4007. Стабилитрон VD9 — любой маломощный с напряжением стабилизации 8. 12 В и допустимым рабочим током не менее 10 мА, стабилитрон VD20 — с напряжением стабилизации 4.6 В. Защитный диод VD6 — любой с напряжением открывания порядка 400 В, остальные диоды — любые маломощные выпрямительные или импульсные, например, серии КД521 или КД522.

Вместо микросхемы CD4093BE можно применить микросхему К561ТЛ1, полевой транзистор IRF840 можно заменить транзистором IRF740 или использовать отечественные транзисторы серии КП707 с любым буквенным индексом. Транзисторная оптопара U1 — АОТ128 с любым буквенным индексом или другая с допустимым напряжением вход—выход не менее 1000 В. В том случае, если фототранзистор используемой оптопары не имеет отдельного вывода базы, резистор R5 не устанавливают. Светодиоды — любые сверхь-яркие желаемого цвета свечения, автор применил трёхцветный светодиод с общим анодом. Кнопка — любая подходящая с самовозвратом, рассчитанная на работу при сетевом напряжении.

Реле К1 — РП21-УХЛ4, имеющее номинальное напряжение обмотки 110 В и её сопротивление 6,4 кОм. Подборкой резистора R2 ток через реле установлен равным 6.5 мА, поэтому его обмотка в процессе длительной работы не перегревается. Если нагрузка, которой управляет устройство, способна питаться постоянным напряжением и потребляет ток не более 8 А, ее можно включить непосредственно в цепь стока полевого транзистора, исключив из схемы электромагнитное реле. При таком подключении диоды VD1—VD4 должны быть рассчитаны на ток, потребляемый нагрузкой, а транзистор следует установить на теплоотвод.

Собранное правильно и из исправных деталей устройство начинает работать сразу. Налаживание сводится к установке желаемого времени удержания кнопки, требующегося для отключения нагрузки. Делают это путем подборки резистора R9 и, при необходимости. конденсатора С4. При указанных на схеме номиналах элементов время удержания кнопки, требующееся для отключения нагрузки. — около 1,5 с, а время возврата устройства в исходное состояние после отпускания кнопки — 0,5 с. Последний параметр при необходимости можно изменить, подбирая резистор R8.

Яркость свечения светодиодов HL1—HL3 можно изменить путём подбора резистора R3, а в случае нежелательного слабого свечения одного из светодиодов HL1 или HL2 следует увеличить число последовательно включённых с ними диодов.

Напряжение, которое можно подавать на вход внешнего управления устройства (контакты ХТЗ, ХТ4), — 5. 20 В Оно зависит от сопротивления и мощности рассеяния резистора R1. В том случае, если входное напряжение необходимо увеличить, на месте R1 следует установить резистор большей мощности и, при необходимости, большего сопротивления. или использовать дополнительный внешний резистор.

Следует отметить, что для нормальной работы устройства на контакты ХТЗ. ХТ4 следует подавать либо постоянное, либо выпрямленное (пульсирующее с частотой 100 Гц) напряжение. В случае подачи на вход управления переменного напряжения выключатель включится, но отключение будет невозможно, так как конденсатор С4 в этом случае успевает заряжаться в моменты закрывания фототранзистора оптопары U1. Для того чтобы иметь возможность полноценно управлять выключателем от источника переменного тока, можно увеличить сопротивление резистора R8, добиваясь устойчивого отключения устройства Но можно поступить проще — установить на входе управления диодный мост, выпрямляющий входное напряжение. Диод VD7 в этом случае можно исключить.

Выключатель может найти самое различное применение. С его помощью можно организовать управление освещением. отоплением, вентиляцией, а также другими нагрузками. Несомненным преимуществом выключателя является то, что для управления им используется только одна линия. Это позволяет сократить число соединительных проводов, а также использовать выключатель совместно с устройством дистанционного управления [3], имеющим ограниченное число выходов.

Используя свойство выключателя отключаться при длительной подаче на контакты ХТЗ. ХТ4 управляющего напряжения, можно построить устройство, блокирующее подачу напряжения на нагрузку (например, электроинструмент) в том случае, если контакты встроенного в нее выключателя замкнуты. Подобный принцип работы имеет устройство блокировки включения электроинструмента, описанное в (4].

Для того чтобы превратить выключатель в устройство блокировки, его необходимо включить согласно схеме, приведённой на рис. 6 После подачи сетевого напряжения контакты К 1.1 устройства разомкнуты, поэтому цепь управления (контакты ХТЗ, ХТ4) включена последовательно с нагрузкой. В том случае, если контакты выключателя SA2, встроенного в нагрузку, замкнуты, через цепь управления протекает ток. вызывающий включение оптопары U1, которая блокирует зарядку конденсатора С4. При этом светит светодиод HL3 "Блокировка", а включение нагрузки с помощью кнопки SB1 невозможно.

Для того, чтобы подать напряжение на нагрузку, следует разомкнуть контакты выключателя SA2 и, дождавшись включения светодиода HL1, вновь включить этот выключатель В результате контакты реле К1 подадут напряжение на нагрузку и одновременно с этим шунтируют цепь управления устройства, исключая его дальнейшее влияние на работу всей системы. После отключения и повторной подачи сетевого напряжения устройство снова заблокирует включение нагрузки при замкнутых контактах выключателя SA2. Резистор R12 ограничивает ток, протекающий в цепи управления, а диодный мост VD22 выпрямляет управляющее напряжение.

Такое устройство блокировки можно установить после выключателя, подающего напряжение на розетки, установленные в гараже или мастерской, что позволит исключить несанкционированное включение электроинструмента или другой нагрузки. Устройство также заблокирует подачу напряжения в том случае, если между фазным и нулевым проводниками защищаемого участка сети или между фазным проводом и "землёй" имеется утечка тока, величина которой превышает порог срабатывания оптопары. В том случае, если чувствительность устройства к утечкам тока необходимо снизить, параллельно контактам ХТЗ, ХТ4 следует включить резистор. сопротивление которого (в килоомах) вычисляют по формуле
R = ишя/1мл. где Uwn — напряжение включения излучающего диода оптопары (для ЛОТ 128 IU* =1,6 В); I..A — требуемый ток включения оптопары, мА

Если контакты ХТЗ, ХТ4 подключить параллельно нагрузке (на рис. 6 выделено красным цветом), устройство превращается в таймер, включающий нагрузку после нажатия на кнопку SB1 на время, определяемое длительностью разрядки конденсатора С4 через резистор R9. Такой таймер удобно использовать для управления нагрузкой. требующей подачи напряжения питания на строго определённый интервал времени, например, для включения трансформатора аппарата контактной (точечной) сварки. В том случае, если выдержку времени требуется регулировать, на месте резистора R9 следует установить переменный резистор и, при необходимости, изменить емкость конденсатора С4.

Всем привет, сегодня расскажу как я делал брутальный стальной корпус для звукового усилителя мощности. А кнопка? Кнопка дополнит комплектацию корпуса.

Такие металлические кнопки с фиксацией (их у нас в магазинах называют антивандальные) я частенько использую в своих DIY конструкциях. Они мне нравятся — солидные, и имеют приятную кольцевую подсветку.
Они отличаются монтажным диаметром, обзорная под 16 мм, я еще покупал 19 мм, вот такую.
Так есть различная гравировка на кнопке:

либо без оной, как у обозреваемой кнопки.
Ну и понятное дело цветом подсветки.

Посмотрим на кнопку поближе:

Размеры: 38 мм длина, наружный фланец 19 мм, нажимная часть 10 мм. Резьба М16.
Характеристики:
Тип кнопки: с фиксацией
Материал контактов: алюминий
Материал кнопки: никелированная бронза и сталь
Монтажный диаметр: ф16 мм
Питание подсветки: 12 В
Комбинация контактов: НЗ и НР
Водозащита: IP65, IP67
Переключение: AC 250 В 3 А
Стойкость: 50000 циклов
Подсветка: красная, голубая, зеленая, желтая, белая.
У меня с красной подсветкой:

Контакты:

Я отметил нормально разомкнутые, что бы замыкалась при нажатии кнопки:

Минус — у такой кнопки мелковаты лепестки контактов, паять надо аккуратно.
Подсветка:

Работает и от 5 В. Причем подсветка горит всегда, не зависимо от того нажата ли кнопка.

Теперь переходим непосредственно к изготовлению корпуса.
На муське уже были замечательные посты с изготовлением корпуса для УМЗЧ из:
Фанеры
Из корпуса видеомагнитофона
Был даже покупной вариант.
Мой вариант (доступный мне) DIY из металлических листов.

Идея изготовления корпуса усилителя из листовых деталей лежит на поверхности:

Один из конструктивных вопросов при этом: как соединять между собой листы.
Я и сам уже делал корпус по похожей технологии:

Только скрепляли алюминиевые листы деревянные боковины, в которых стояли забивные гайки.
В нем, в конце концов, стоял этот усилитель.

Для этого корпуса у меня появилась другая идея соединения листов.
Вырезаю листы для корпуса из нержавейки 2 мм на станке гидроабразивной резки:

Дно корпуса сделал из черной стали, что бы было проще сверлить отверстия под крепеж плат.
Листы требуют очистки, так как они в следах от валков, грязи и мелких царапинах.
Решил сначала попробовать химический способ.
Пассиватор:

Займемся прикладной химией:

Очиститель:

Пассиватор:

Но химическая очистка не дала мне того результата, который достигается у нас на работе. Остались следы от валков, царапины и разводы после смытия реактива. Нержавейку сначала пескоструят, что дает однородную поверхность.
Решил что без механической обработки не обойтись.
Прошел листы виброшлиф машинкой:

И покрыл матовым лаком:

А теперь вот моя идея по соединению листов в готовую коробку.
Стойки из алюминиевого круга диаметром 30 мм:

В них выбрана четвертинка и просверлены отверстия во всех плоскостях для крепления листов.
Там нужно нарезать 7 резьб в каждой детали:

Начало сборки корпуса:

нижний лист отгрунтован.
Все резьбы для соединения листов корпуса М4.

Готовый корпус:

Внутренние размеры: 396х196х105 мм.
Спереди отверстие под экран селектора входов и РГ.
Верхняя крышка дополнительно покрашена:

Сзади:

Сетевая розетка совмещенная с фильтром EMI на 6А стоит US $4.00
Разъемы под акустику (хорошие, немагнитные) 4 шт. за US $5.99
Сбоку:

Снизу:

в ножках-стойках еще нарезана резьба М6 под дополнительные ножки-шипы.
Внутри:

Масса получилась ого-го:

Ну и кнопка:

Читайте также: