ЧЕТЫРЕХКАНАЛЬНЫЙ СЕТЕВОЙ КОММУТАТОР
Набор предназначен для сборки четырехканального коммутатора сетевых нагрузок. Плата размещена в корпусе типа «Пилот». Коммутатор позволяет с помощью компьютера управлять четырьмя независимыми сильноточными нагрузками. Он подключается к любому компьютеру, имеющему LPT-порт. Можно, например, программно установить время включения/выключения освещения, вентилятора, телевизора, музыкального центра и так далее. Для увеличения числа каналов управления можно применить несколько наборов коммутатора. Например, из двух наборов можно собрать восьмиканальный сетевой коммутатор. Программное обеспечение можно скачать с сайта www.masterkit.ru или с других сайтов сети Интернет.
Технические характеристики
Напряжение питания [В].......................................................................220
Число независимых коммутируемых каналов...................................4
Параметры коммутируемой сильноточной нагрузки
по переменному току [А/В]......................................10/125 или 6/220
Входные управляющие сигналы......................................ТТЛ, КМОП
Напряжение пробоя изоляции между сигнальной и силовой
частью [кВ]..........................................................................................>3
Ток нагрузки по выходу 5В [ мА].................................................<100
Описание работы коммутатора
Внешний вид коммутатора и платы коммутатора в корпусе сетевого удлинителя типа «Пилот» показаны на Рис. 1 и Рис. 2. На Рис. 3 показана его электрическая схема.
Микросхема DA1 содержит восемь сильноточных высоковольтных ключей, собранных по схеме Дарлингтона (составной транзистор). Ток коллектора каждого ключа может достигать 500 мА. Ключи микросхемы при необходимости можно включать параллельно для достижения большего выходного тока. В рассматриваемой схеме ключи работают попарно на одну нагрузку: для включения реле используется один ключ, а для удержания реле во включенном состоянии — другой.
При разработке принципиальной схемы коммутатора был предусмотрен режим работы в качестве обычного сетевого удлинителя при отключении от компьютера. Для этого в схеме установлены резисторы R1...R4. Через них при включенном в сеть удлинителе с выхода неста-билизированного блока питания TR1, VD1 на входы 2, 4, 6, 8 микросхемы DA1 подается напряжение. Реле К1...К4 при этом находятся во включенном состоянии. Если в таком режиме устройство эксплуатировать не предполагается, резисторы R1...R4 из схемы можно исключить.
Вторая особенность конструкции — в способе подачи напряжения питания на реле К1...К4. Один из параметров любого реле — напряжение (ток) удержания. Он указывает минимальное значение напряжения (тока), при котором реле еще находится во включенном состоянии. Включение в таком режиме позволяет уменьшить потребление энергии коммутатором и снизить тепловыделение. Тем самым повышена надежность устройства.
Реализация экономичного режима работы коммутатора достигнута включением конденсаторов С1...С4 и резисторов R6...R9. В момент появления на входах DR0...DR3 коммутатора сигнала с выхода компьютера, через соответствующий конденсатор проходит ток зарядки. При этом с выходов 12, 14,16,18 микросхемы DA1 на время, определяемое временем зарядки соответствующего конденсатора, подается полное напряжение питания.
После зарядки конденсатора цепь для напряжения постоянного тока, можно считать «оборванной». Напряжение на соответствующем выходе ключа (выводы 12,14, 16,18) пропадает. При этом остается напряжение на выходе другого ключа (выводы 11, 13, 15, 17) микросхемы. Резисторы R6...R9 ограничивают ток через обмотку реле до уровня тока удержания.
Если реле требуется использовать в обычном режиме включения, то конденсаторы С1...С4 можно не устанавливать, а вместо резисторов R6...R9 установить проволочные перемычки. Обычный режим включения реле может понадобиться, например, при нестабильном напряжении сети (так называемые просадки напряжения).
С выхода стабилизатора DA2 напряжение +5 В подается на контакт 13 разъема LPT-порта. Это напряжение может использоваться программным обеспечением для контроля напряжения на коммутаторе.
Нагрузка подключается между общим контактом Х9 (СОМ) и контактами Х12, Х14, Х16, Х18 — стандартное включение, или Х13, Х15, Х17, Х19 — инверсное включение (используется при необходимости). Сетевое напряжение подается на контакты XI, Х2. Разъем DB25S подключается к LPT-порту компьютера.
При необходимости управления восемью нагрузками, входы второго коммутатора подключаются к контактам 6...9 разъема. Светодиоды VD2...VD5 сигнализируют о включении соответствующей нагрузки.
Сборка коммутатора
Перед сборкой коммутатора внимательно ознакомьтесь с приведенными в начале этой книги рекомендациями по монтажу электронных схем. Это поможет избежать порчи печатной платы и отдельных элементов схемы. Перечень элементов набора приведен в Табл. 1. Расположение элементов на плате коммутатора показано на Рис. 4.
Порядок сборки устройства:
• отформуйте выводы радиоэлементов;
• подготовьте проволочную перемычку J1 (5мм);
• установите все необходимые элементы в соответствии с Рис.4;
• сетевой трансформатор перед пайкой закрепите двумя винтами-саморезами через отверстия в печатной плате (в комплект набора не входят);
• подпаяйте к плате ленточный шестижильный кабель (2 м, в комплект набора не входит) и распаяйте на него разъем DB25;
• просверлите в корпусе удлинителя четыре отверстия и установите в них индикаторные светодиоды VD2...VD5;
• распаяйте провода от них на печатную плату;
• подпаяйте к плате выводы от светодиода Power LED;
• подключите к выходам платы четыре выходные розетки;
• промойте плату от остатков флюса этиловым или изопропиловым спиртом;
• установите плату в корпус сетевого удлинителя «Импульс-4 У10-006» на четыре самореза и подключите ее к сетевому выключателю;
• под корпусом предохранителя сделайте напильником паз для сигнального кабеля и уложите его туда. Для надежности рекомендуется в месте вывода кабеля надеть на него кусочек изолирующей трубки или обмотать его изолентой;
• соберите корпус.
Правильно собранный коммутатор готов к работе. Дополнительной настройки для работы не требуется. Он может служить эффективной заменой наборов NM4411, NM4412, NK150. Кроме того, он оптимизирован для применения совместно с набором NS 182.2 «Четырехканальные часы-таймер-терморегулятор».