Seriál elektro 5: Vyrobte si spínač-vypínač

Seriál elektro 5: Vyrobte si spínač-vypínač
Sdílej
 
V dnešním díle si vyrobíme spínač – vypínač. Ukážeme vám, jej nastavit tak, aby se už nikdy nepřelily kytky. Nebo jak díky němu udržovat stálou hladinu v misce pod kytkami v květináčích. Ocení to jistě vaše matky, během dovolené bude o květiny postaráno a může to být pro ně i hezký dárek. Jak ale vidíte na úvodním obrázku, se spínačem-vypínačem můžete různě experimentovat. Záleží na vaší fantazii. Nejprve je ale třeba pochopit, jak vlastně funguje.

 

Jak určitě všichni víte, zařízení a většina strojů v průmyslu používá ke svému zapínání a vypínání tlačítka. Jedním tlačítkem (zeleným) se stroje obvykle uvádějí do chodu, druhým (červeným) se vypínají.

A my si teď obvod, který tuto práci obstarává postavíme. Protože to bude elektronický spínač, lze ho zapnout vzdáleně po drátech krátkým elektrickým impulsem. Podobně ho lze vypnout krátkým spojením jiných dvou vodičů, také vzdáleně.

Obr. 1 – spínač s pamětí / START-STOP •  archiv autora

Po připojení napájení jsou oba tranzistory v nevodivém stavu. Po stisknutí START tlačítka se přes rezistroy R1, R2 přivede proud do báze tranzistoru T1. Rezistory R3, R7 nemají zatím vliv, protože jejich odpor je výrazně větší. Proud protékající přes R7 je příliš malý, nestačí k rozsvícení LED ani rozezvučení sirénky.

T1 se otevře, jeho kolektorem začne protékat proud, který otevře tranzistor T2. Na kolektoru T2 je nyní napětí blízké napájecímu. LED se rozsvítí a sirénka rozezvučí. Přes R7 nyní protéká malý proud do báze T1 a udržuje ho otevřený bez ohledu na stav tlačítka START.

Obr. 2 – Zapojení obvodu z obr. 1 bez osazené sirénky •  archiv autora

Stisknutím tlačítka STOP dojde k zavření T1 - udržovací proud do báze T1 je totiž odveden přes R2 k zemi. Tím se zavře i T2 a LED zhasne. Nesvítí-li LED, neprotéká přes R7 proud do báze T1. Stejný efekt má i odpojení a připojení napájení.

Rezistor R1 slouží jako ochrana – zabrání zkratu a nadměrnému proudu z napájení při případném současném sepnutí obou tlačítek. Z kolektoru T2 lze napájet spotřebiče jejichž celkový proud nepřesáhne 0,8 A.

Automatické vypnutí

A teď si zkusíme sestavit zařízení na přečerpávání vody s automatickým vypnutím. Přečerpávání zapneš krátkým stlačením tlačítka, vypne se automaticky při dosažení nastavené výšky hladiny. Může například udržovat stálou hladinu v misce pod kytkami v květináčích. Vymyslíš-li, jak zařízení automaticky jednou za den zapnout, máš automatické zalévání květin.

Zapojení z obr. 1 vypustíme piezosirénku a přidáme tranzistor na větší zatížení a malinké čerpadlo s ochrannými diodami (obr.3). Bez nich by se mohl zničit tranzistor (T4). 

Cívka nebo motorek se totiž při odpojení od elektřiny po krátkou dobu snaží udržet původní proud. Proto po tuto velmi krátkou dobu vytvářejí napětí, které může být i podstatně větší než bylo to napájecí, a navíc má opačnou polaritu. A to může tranzistor poškodit. 

Dioda D2 (pozor na polaritu) toto opačné napětí udrží malé. A pokud by něco selhalo, dioda D3 ho svede mimo tranzistor do baterie. Kondenzátor C2 zajistí vypnutý stav spínače po připojení napájení.

Teď zkuste tlačítky čerpadélko zapnout a vypnout.

Obr. 5 – Elektronický spínač čerpadélka vypínaný snímačem hladiny •  archiv autora

Malé ponorné čerpadélko na 6V DC 200 mA •  archiv autora

Nyní nahraď STOP tlačítko zjednodušeným obvodem pro detekci naplnění nádrže (obr.5). Tlačítko nahraď tranzistorem T3 a ochrannými rezistory R9,R8. Představili jsme si ho ve třetím dílu tohoto seriálu. Snímací elektrody upevni do výšky požadované hladiny do misky, která se vkládá pod květináč. Zaplaví-li voda elektrody pro snímání hladiny, začne vést tranzistor T3 a vypne se čerpadélko.

Obr. 3 - Elektronický spínač ovládá čerpadélko •  archiv autora

Protože motorek má za chodu asi 10x až 50x větší odběr proudu než řídící elektronika, je vhodné pro delší použití zvolit napájení z baterie s větší výdrží, například z ploché baterie 4,5 V nebo Pb akumulátoru 6 V.

Obr. 6 – Zapojení z obr. 5 •  archiv autora

Lze použít čerpadélko z ostřikovačů auta (APO 02), které je sice stavěné na 12 V a proud až 4,2 A, tedy proud který tranzistor T4 nesnese, ale při napájení z 6 V klesne jeho odběr na 0,5 A, což už T4 vydrží. 
U čerpadla dbej na jeho polaritu. Tvar lopatek a jeho vnitřní provedení předpokládájí určitý směr otáčení.

Obr. 7 – Sestava snímače hladiny, pozn. čerpadélko na obrázku není ponorné •  archiv autora

Tak a máš hotovo. Jen ještě nezapomeň, že nádoba s vodou má být níže než miska s květináčem, aby voda netekla samospádem i po vypnutí čerpadla. Květináč s miskou a snímačem hladiny postav například na okenní parapet, nádobu s vodou na zem.

A na co se můžeš těšit příště? Ukážeme si zapojení, které automaticky sepne s rozedněním.

Co budeš potřebovat? Součástky najdete na tipa.eu

T2 ,T4 - tranzistor PNP BC327 0,8A

T1, T3 – tranzistor NPN BC547B

D1 - LED 5 mm bílá vysoce svítivá 2,6 V 
např. typ 504WC2E-W2-1PC

R2, R9 - rezistor 22k, typ 0207

R1, R4, R6 - rezistor 1k5, typ 0207

R3, R5, R7, R8 – rezistor 220k, typ 0207

R10 – rezistor 150R, typ 0207

START - 1x Tlačítko P-DTE6GN

STOP - 1x Tlačítko P-DTE6RT

M1 – čerpadélko 6V 0,25A DC 3-6V 120L/H

Hadička vnitřní prům. 7,5 mm délka 2m

D2, D3 – dioda 1N4007

Nepájivé kontaktní pole 170 pinů (45x35 mm)

Seriál elektro 4: Poloautomat pro nácvik Morseovy abecedy

Seriál elektro 4: Poloautomat pro nácvik Morseovy abecedy

Seriál elektro 3: Signalizace naplnění nádrže

Seriál elektro 3: Signalizace naplnění nádrže

Seriál elektro 2: Vyrobíme si výstražné zařízení

Seriál elektro 2: Vyrobíme si výstražné zařízení

 

Články odjinud