Zaloguj
- realizuje funkcję detektora podnapięciowego z progiem zadziałania ok. 185 V,
- dostarcza cyfrowego sygnału o obecności napięcia,
- dostarcza cyfrowego sygnału impulsowego przy przejściu napięcia przez 0 V,
- wymaga zasilania napięciem z zakresu 2,7...5,5 V.
Układ MID 400 jest specjalizowanym transoptorem z wejściem AC i cyfrowym wyjściem logicznym. Jego strukturę wewnętrzną pokazuje rysunek 1.
Układ zapewnia izolację galwaniczną i w zależności od prądu przepływającego przez wejściową diodę LED może pracować w trzech trybach: nasyconym, nienasyconym i wyłączonym. W trybie nasyconym, gdy prąd wejściowy przekracza 4 mA, stan wyjścia Vo jest niski, gdy na wejście podane jest napięcie sieciowe AC. W trybie nienasyconym prąd wejściowy jest mniejszy niż 4 mA, a na wyjściu Vo obecność napięcia AC sygnalizowana jest impulsami o częstotliwości 100 Hz (dla sieci 50 Hz). W trybie wyłączonym, gdy prąd LED jest mniejszy niż 0,15 mA, wyjście ustawiane jest w stan wysoki. Prąd wejściowy określany jest wartością rezystora włączonego szeregowo z LED, w zależności od napięcia AC.
Budowa i działanie
Schemat detektora pokazano na rysunku 2. Układ MID400 pracuje w modelu w dwóch trybach: wyłączonym i nienasyconym. Rezystory R1 i R2 oraz diody Zenera DZ1...DZ4 określają prąd LED i pozwalają na pracę z napięciem 0...300 V. Próg detektora podnapięciowego to ok. 185 V, poniżej którego MID400 pracuje w trybie wyłączonym ustalany jest diodami Zenera, powyżej tego progu na wyjściu Vo generowane są impulsy 100 Hz.
Sygnał wyjściowy PD z wyprowadzenia Vo MID400 doprowadzony jest do bramki buforowej układu HC14, a z niej na wejścia multiwibratorów monostabilnych układu HC4538 (sygnał PDO). Multiwibrator U3-A generuje impulsy dodatnie o czasie ok. 2,5 ms, po każdej detekcji zera napięcia sieciowego, gdy napięcie sieciowe przekracza próg ULVO (sygnał wyjściowy PDS/ACP). Drugi multiwibrator zmienia swój stan na wysoki, jeżeli napięcie wejściowe przekracza ULVO (sygnał wyjściowy PDL/ACD). Sygnały z multiwibratorów są buforowane i doprowadzone do złącza OUT.
Układ zasilany jest poprzez złącze OUT napięciem znamionowym 5 V, ale model pracuje poprawnie w zakresie 2,7...5,5 V.
Montaż i uruchomienie
Układ wykonany jest na dwustronnej płytce drukowanej, której schemat został pokazany na rysunku 3.
Montaż układu nie wymaga opisu. Po poprawnym zmontowaniu detektor nie wymaga uruchamiania. Warto jednak sprawdzić działanie układu po podłączeniu zasilania 5 V oraz oscyloskopu do wyjść ACD, ACP. Do wejścia VAC należy doprowadzić napięcie sieciowe poprzez autotransformator. Zwiększając napięcie z autotransformatora, sprawdzamy, czy po przekroczeniu progu ULVO zmieni się stan na wyjściu ACD oraz obecne będą impulsy 100 Hz na wyjściu ACP. Zmieniając zasilanie z 5 V na 2,7 V, sprawdzamy poprawność działania układu.
Przebiegi na wyjściach ACP(CH1), ACD (CH2) układu podczas pracy pokazano na rysunku 4. Próg ULVO można dobrać, zmieniając napięcie diod DZ1...DZ4, tak aby zapewnić odpowiedni tryb pracy transoptora MID400, ILED<0,15 mA. Przebieg na wyjściu ACD filtruje zaniki krótsze niż 100 ms, związane np. z zakłóceniami EMC, na które urządzenie powinno być odporne, zasilanie w tym czasie podtrzymują pojemności w zasilaczu urządzenia.
Adam Tatuś, EP
- R1, R2: 33 kΩ/2 W metalizowany
- R3: 10 kΩ 1% (SMD0603)
- R4, R5: 100 kΩ 1% (SMD0603)
- C1, C2: 0,1 μF ceramiczny 50 V (SMD0603)
- CE1: 10 μFT/10 V tantalowy (SMD3216)
- C3: 22 nF ceramiczny 50 V (SMD0603)
- C4: 1 μF ceramiczny 10 V (SMD0603)
- U2: HC14 (SO14)
- U3: HC4538 (SO16)
- DZ1, DZ2, DZ3, DZ4: dioda Zenera ZY110
- IS: Transoptor MID400 (DIP8)
- OUT: złącze grove proste
- VAC: złącze DG 5 mm (DG126-5.0-2)
