- การปฏิบัติตามโลกแห่งความจริง
- วัสดุที่จำเป็น
- แผนภูมิวงจรรวม
- การจำลองวงจรไฟกะพริบ
- การทำงานของวงจรไฟกะพริบ
ระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกันทำงานในระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน โดยทั่วไประบบอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลเช่นไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์จะทำงานใน 5V หรือ 3.3V อุปกรณ์ควบคุมระดับอุตสาหกรรมเช่น PLC, HMI เป็นต้นมีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้ที่ 12V, 24V เป็นต้นโหลด (ตัวบ่งชี้ LED) และเซ็นเซอร์ที่ใช้เชื่อมต่อกับ PLC จะมีแรงดันไฟฟ้าในการทำงานเล็กน้อยที่ 24V นอกเหนือจากนั้นชุดสายไฟรถยนต์บางรุ่นยังใช้งานได้กับ 12V หรือ 24V นอกจากนี้ยังมีหลอดไฟ 24V ที่ใช้ในไฟท้ายหรือไฟหน้าของรถยนต์ ดังนั้นในการกวดวิชานี้เราได้เรียนรู้วิธีการที่เราสามารถกะพริบสอง 24V หลอดใช้วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย
การปฏิบัติตามโลกแห่งความจริง
ก่อนที่เราจะเข้าสู่แผนภาพวงจรรีเลย์กะพริบ 24Vและการทำงานของวงจรให้เราปฏิบัติตามข้อปฏิบัติเล็กน้อยวงจรหลอดไฟกะพริบเป็นวงจรทั่วไปที่พวกเราส่วนใหญ่จะได้พบเจอในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างที่ชัดเจนอย่างหนึ่งคือไฟแสดงสถานะบนรถยนต์ของเรา ทันทีที่ไฟแสดงสถานะแยกหลอดไฟภายในตัวบ่งชี้เริ่มกะพริบสิ่งนี้ทำได้ด้วยความช่วยเหลือของวงจรไฟกะพริบ ตอนนี้ถ้าคุณสังเกตใกล้ ๆ คุณควรจะได้ยินเสียงฟ้องทุกครั้งที่ไฟเปิดหรือปิด สาเหตุนี้เกิดจากรีเลย์ที่กำลังสับเปลี่ยนเพื่อเปิดหรือปิดไฟ ดังนั้นในครั้งต่อไปที่คุณจับพวงมาลัยรถและเปิดไฟแสดงสถานะให้หยุดชั่วขณะหนึ่งวินาทีแล้วเพลิดเพลินไปกับเสียงรีเลย์ที่ดังอยู่ภายในแผงหน้าปัดของคุณ ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเราต้องมีรีเลย์เพื่อทำการติ๊กเพื่อเปิดและปิดหลอดไฟ led ของเรา วงจรฟ้องนี้จะออกแบบโดยใช้ตัวจับเวลา 555
วัสดุที่จำเป็น
ต่อไปนี้เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในการสร้างวงจรนี้
- หลอด 24V (2 Nos)
- รีเลย์ 5V
- 555 ตัวจับเวลา IC
- 7805 ไอซี Regulator
- BC547 ทรานซิสเตอร์
- ไดโอด 1N4007
- ตัวต้านทาน (1k, 470k)
- ตัวเก็บประจุ (10uf, 0.1 uf)
- แหล่งจ่ายไฟ 24V
- Breadboard และสายเชื่อมต่อ
แผนภูมิวงจรรวม
แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สำหรับวงจรรีเลย์หลอดไฟกะพริบ 24v แสดงไว้ด้านล่าง มันถูกสร้างขึ้นโดยใช้โปรตีอุสและการจำลองแบบเดียวกันจะกล่าวถึงเพิ่มเติมด้านล่างในหน้านี้
ดังที่เราทราบว่าวงจรเกี่ยวข้องกับรีเลย์และหลอดไฟสองดวงที่เราต้องการจะแฟลชนั้นเชื่อมต่อกับรีเลย์ ปลายขั้วบวกของหลอดถูกผูกเข้าด้วยกันและเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ 24V เพื่อที่จะเปลี่ยนหลอดไฟที่ปลายขั้วลบจะเชื่อมต่อกับรีเลย์ พินทั่วไปของรีเลย์เชื่อมต่อกับรีเลย์และพินที่เปิดตามปกติ (NO) เชื่อมต่อกับปลายด้านลบของหลอดไฟหนึ่งอันและพินปิดปกติ (NC) ของรีเลย์จะเชื่อมต่อกับปลายด้านลบของหลอดไฟอื่น ๆ วิธีนี้จะเปิดหลอดไฟเพียงหลอดเดียวในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง
ตอนนี้รีเลย์นี้จะต้องเปิดและปิดในช่วงเวลาหนึ่ง ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เมื่อใดก็ตามที่เรากำลังจัดการกับสัญญาณเวลาตัวเลือกแรกและพื้นฐานคือการใช้ 555 Timer นอกจากนี้เราจะใช้ตัวจับเวลา 555 ตัวในโหมด Astable เพื่อสร้างพัลส์ด้วยการตรงเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (Ton) และนอกเวลา (Toff) ในวงจรของเราหลอดไฟ 1 จะเปิดเฉพาะในช่วงเวลาตรงเวลาและหลอดไฟ 2 จะเปิดเฉพาะในช่วงนอกเวลาเท่านั้น เราจะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการดำเนินการนี้ในส่วนของการจำลอง
แรงดันไฟฟ้าสำหรับวงจรนี้คือ 24V แต่ตัวจับเวลาและรีเลย์ 555 ต้องการแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานน้อยกว่า ดังนั้นเราจึงใช้ 7805 ซึ่งเป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าบวกและมันจะควบคุม 24V ถึง 5V และเราสามารถใช้แรงดันไฟฟ้านี้เพื่อจ่ายไฟให้ตัวจับเวลา 555 และรีเลย์ ทรานซิสเตอร์ NPN BC547 (หรือ 2N2222) ใช้เพื่อเปิดหรือปิดรีเลย์โดยใช้ตัวจับเวลา 555 เนื่องจากกระแสต้นทางจากขา 555 3 จะไม่เพียงพอที่จะเปิดหรือปิดรีเลย์ดังนั้นเราจึงใช้ทรานซิสเตอร์ระหว่างถึง ตัวต้านทานฐาน วงจรนี้เรียกว่าวงจรขับรีเลย์ซึ่งไฮไลต์อยู่ในแผนภาพวงจรด้านบน เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับรีเลย์ที่นี่
การจำลองวงจรไฟกะพริบ
เมื่อเปิดวงจรแล้ว 555 Timer IC ควรให้พัลส์พร้อมกับเวลาตรงและเวลาปิดที่กำหนดไว้ล่วงหน้า จากนั้นพัลส์นี้จะถูกใช้เพื่อเปิด / ปิดรีเลย์ผ่านทรานซิสเตอร์ จากนั้นรีเลย์จะตัดสินใจว่าควรเปิดหลอดไฟใด ไฟล์ GIF ด้านล่างแสดง Blub ที่ถูกทริกเกอร์และคลื่นพัลส์ที่สร้างโดย 555 Timer
เวลาเปิดและปิดของพัลส์จะกำหนดระยะเวลาที่หลอดไฟแต่ละดวงอยู่ในสถานะ เราสามารถตั้งเวลานี้ได้โดยการเลือกค่าตัวต้านทาน (R1 และ R2) และตัวเก็บประจุ (C1) ที่เหมาะสม ถ้าเราดูแผนภาพวงจรด้านบนเราจะสังเกตได้ว่าในวงจรนี้เราได้ตั้งค่า R1 และ R2 เป็น 470k และ 1k ตามลำดับและตัวเก็บประจุ C1 เป็น 10uf
สูตรคำนวณเวลา ON (ตัน) ของวงจรแสดงไว้ด้านล่างให้เราแทนค่าของ R1, R2 และ C1 ในวงจรเพื่อคำนวณค่าเวลา
T ON = 0.693 (R2 + R1) C1 = 0.693 (470000 + 1000) 10 × 10 -6 = 3.26 วินาที
ในทำนองเดียวกันสูตรคำนวณเวลาปิด (Toff) ของวงจรสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรด้านล่าง
T OFF = 0.693 (R2) C1 = 0.693 (470000) (10 × 10 -6) = 3.25 วินาที
555 ตัวจับเวลาได้รับการกำหนดค่าในโหมด Astable ที่นี่ดังนั้นเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับค่าเหล่านี้และ 555 ในโหมด Astable ที่นี่
นอกจากนี้เรายังสามารถตรวจสอบค่าโดยใช้ออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัลในการจำลองโปรตีอุส ภาพสแนปช็อตของรูปคลื่นแสดงอยู่ด้านล่าง ฉันใช้ตัวเลือกเคอร์เซอร์เพื่อวัดระยะเวลาของพัลส์เปิดและปิด ดังที่คุณเห็นเวลา ON ถูกวัดเป็น 3.28 วินาทีและเวลาปิดถูกวัดเป็น 3.3 วินาทีซึ่งใกล้เคียงกับค่าที่คำนวณได้ อย่างไรก็ตามโปรดจำไว้ว่าค่าเหล่านี้เป็นค่าทางทฤษฎีและคุณไม่สามารถคาดหวังว่าค่าเหล่านี้จะเหมือนกันทุกประการในวงจรปฏิบัติ
การทำงานของวงจรไฟกะพริบ
ฉันได้สร้างวงจรที่สมบูรณ์ที่ด้านบนของเขียงหั่นขนมแล้วคุณสามารถใช้บอร์ด perf เพื่อประสานส่วนประกอบหากคุณวางแผนที่จะใช้เป็นเวลานาน เมื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดแล้วการตั้งค่าการทดลองของฉันจะมีลักษณะดังนี้ด้านล่าง
ฉันใช้ RPS ของฉันเพื่อทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายไฟและตั้งค่าให้ส่ง 24V โดยมีกระแสสูงสุด 1.5A เนื่องจากหลอดไฟที่ฉันใช้ที่นี่ใช้พลังงานประมาณ 1A ต่อหลอดที่ 24V นอกจากนี้ฉันยังใช้โมดูลรีเลย์ 5V เพื่อทำให้วงจรดูเรียบร้อย โมดูลรีเลย์เป็นเพียงชุดของรีเลย์ไดโอดและทรานซิสเตอร์คุณยังสามารถใช้โมดูลรีเลย์ได้หากต้องการ เพียงแค่จ่ายไฟให้โมดูลรีเลย์โดยใช้ Vcc และขากราวด์และเชื่อมต่อขาสัญญาณของโมดูลกับขา 3 ของตัวจับเวลา 555 เชื่อมต่อขั้ว Common (C), เปิดตามปกติ (NO) และขั้วตามปกติ (NC) ของรีเลย์กับหลอดไฟและสายกราวด์ตามที่แสดงในแผนภาพวงจร
เมื่อเชื่อมต่อเสร็จแล้วเพียงแค่เปิดแหล่งจ่ายไฟและคุณจะสังเกตเห็นหลอดไฟกระพริบทีละหลอด หากคุณมีปัญหาในการทำงานให้ใช้มัลติมิเตอร์ในการดีบักวงจรเนื่องจากคุณเข้าใจการทำงานของวงจรแล้ว (ซึ่งฉันเชื่อว่า) มันน่าจะเป็นเรื่องง่ายสำหรับคุณในการแก้จุดบกพร่องของวงจรโดยตรวจสอบระดับแรงดันไฟฟ้าที่ หมุด หากคุณยังคงประสบปัญหาให้ใช้ส่วนความคิดเห็นเพื่อขอความช่วยเหลือหรือใช้ฟอรัมเพื่อขอความช่วยเหลือด้านเทคนิคเพิ่มเติม