Encender apagar. Esquemas de gestión de energía

A veces es necesario controlar una carga concreta con un solo botón. Hay dos tipos de botones, con y sin pestillo. Si utiliza botones sin bloqueo, por ejemplo para encender un LED, cuando los presione, el LED se iluminará y cuando los suelte se apagará.

El circuito anterior es increíblemente simple y consta de tres transistores, dos de los cuales son de conductividad inversa. Funciona según el siguiente principio: al presionarlo por primera vez, el LED se encenderá y al presionarlo nuevamente se apagará.

Hay muchas áreas de aplicación para un botón electrónico tan simple, desde simples linternas hasta potentes sistemas de conmutación.

Cómo funciona

En el momento inicial, cuando se suministra energía al circuito, los tres transistores se cierran, al mismo tiempo, a través de la cadena de resistencias R1 y R2, se carga el capacitor electrolítico C1, el voltaje en él es igual al voltaje de suministro. . Cuando presiona el botón, se envía una señal positiva del capacitor a la base del transistor VT3, desbloqueándolo; a través de la transición abierta de este transistor, se suministra voltaje a la base del transistor VT2, como resultado de lo cual también se abre. . La carga, en nuestro caso el LED, también se activa, incluso durante el funcionamiento del transistor VT3.

Esta parte del circuito es un pestillo de gatillo. El transistor VT3 abre VT2 y, cuando se abre, suministra voltaje a la base del transistor VT3, manteniéndolo abierto.

El circuito puede permanecer en este estado durante un tiempo infinitamente largo. Además, el botón se puede simplemente presionar y soltar, en lugar de mantenerlo presionado.

El transistor de apertura VT2 también abre el transistor VT1. En este estado, los tres transistores están abiertos. Cuando VT1 está abierto, a través de su unión abierta y la resistencia R2, se descargará el condensador C1, por lo que podemos concluir que cuando los transistores están abiertos, el condensador se descarga.

Cuando se presiona nuevamente el botón, la base del transistor VT3 se conecta a la placa negativa del capacitor C1, en la base de la tecla el voltaje ronda los 0,7 voltios, y como resultado de la carga del capacitor cae y está bloqueado. Con el transistor VT3 apagado, el condensador nuevamente comienza a cargarse en modo normal, a través de las resistencias especificadas anteriormente.

La carga se conmuta mediante el transistor VT3, se puede tomar más potente, por ejemplo bd139, en este caso tendremos la oportunidad de conectar cargas más potentes al circuito, o podemos amplificar la señal de la salida de nuestro botón con un transistor adicional.

Los transistores utilizados en el circuito no son críticos, se puede tomar cualquier potencia baja y media con conductividad adecuada. Los valores de otros componentes del circuito pueden desviarse en un sentido u otro en un 30%.

El circuito no consume mucha energía; desde una fuente de alimentación de 5 voltios, el consumo de corriente sin carga es de sólo 850 microAmperios, por lo que se puede utilizar con seguridad como interruptor, por ejemplo, en una linterna.

Si se enfrenta a la tarea de encender y apagar un dispositivo o varios dispositivos con un solo botón y está buscando esa opción, entonces claramente ha venido a nosotros en el lugar correcto. Aquí se le ofrecerán varios esquemas para implementar proyectos similares en diferentes microcircuitos y, por lo tanto, con diferentes principios operativos, pero con el mismo resultado. Bueno, ¡hablemos de todo en orden!

Control de un dispositivo (encendido/apagado) desde un botón (NE555)

No nos preocuparemos demasiado por el primer esquema, ya que no es nuestra idea original, además, este esquema ya ha sido desmontado en todas partes de Internet. Vimos que incluso hay un vídeo sobre esto. Si quieres, puedes buscar.

Básicamente, este circuito funciona en el chip temporizador NE555. Sí, el microcircuito ya es legendario y ha alcanzado la fama. Aquí, a partir de este mismo temporizador, se creó un multivibrador. Entonces, si creas retroalimentación en un temporizador, obtienes un multivibrador. Y esta misma conexión se crea presionando un botón. Como resultado, el temporizador entra en modo multivibrador y, con una determinada frecuencia, comienza a producir pulsos de salida de uno o cero. Como resultado, es este impulso el que controlará el circuito de alimentación e indicación de un transistor con un relé y un LED.

¿Cuáles podrían ser las desventajas? Bueno, la principal desventaja es que el temporizador sigue siendo un temporizador, es decir, no le interesa especialmente cuántas veces presionó el botón, sino más bien cómo cargar o descargar rápidamente un condensador de 1 μF. Es decir, es posible que el encendido y apagado se deslice, un funcionamiento no obvio e inexacto. Algunos radioaficionados lo llaman "traqueteo de contacto", pero esto no tiene nada que ver con este término. Este es el funcionamiento normal del temporizador, nada más. Entonces, con esta opción todo está claro.

Control de varios o un dispositivo (encendido/apagado) desde un botón (K155IE7)

Ahora la opción está en el mostrador. Este es el principio aquí. Hay un contador binario en el chip K155ie7, en su salida el potencial cambia con la señal de entrada. Nuevamente, es un uno o un cero. Hay cuatro salidas en total. La primera salida en la pierna 3 cambia su potencial con cada 1 pulsación, la segunda en la pierna 2 con cada 2, etc. Al final ¿qué pasa? Resulta que con un clic puedes controlar no solo un dispositivo, sino 4 a la vez, es decir, según la cantidad de salidas. Aquí lo principal es convertir la señal de baja corriente en una señal de alta corriente. Es para ello que en el tramo de salida que necesitamos, basta con "colgar" un módulo de potencia ensamblado en un optoacoplador 4n25, un transistor y un relé.

Además, además de controlar uno, dos, tres o cuatro dispositivos, será posible utilizar un esquema como una clave de código, es decir, una cerradura de combinación. Aquí puede instalar un segundo contador y, dependiendo de los altos potenciales en ciertas patas, proporcionar energía para operar el elemento de bloqueo de control de la cerradura. No desarrollaremos este tema, ya que es mejor hacer nuestro propio artículo temático sobre este tema. Sólo podemos resumir que este esquema no es mucho más complicado que el primero, al mismo tiempo funciona con un clic de forma clara y sin desviaciones, y además puede controlar la potencia de 4 dispositivos a la vez. ¡Esto es exactamente lo que necesitábamos lograr!
Y ahora, quien haya sido demasiado vago para leer y comprender todo esto, le sugerimos que vea el video, que describe exactamente lo mismo.

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En los dispositivos portátiles, como sabes, un componente importante es la duración de la batería. ¿A quién le gustaría utilizar un dispositivo que hay que cargar con mucha frecuencia? Por lo tanto, es útil agregar otra función a varias formas de reducir el consumo de energía: el apagado automático, que ayudará a ahorrar energía de la batería si el usuario olvidó apagar el dispositivo. Y para implementar esto, el dispositivo debe encenderse y apagarse desde el botón sin bloquearse. Sólo necesitaba implementar algo similar y, después de probar varios esquemas encontrados en Internet, me decidí por la solución más interesante. Por lo tanto, ahora mostraré cómo encender y apagar un dispositivo en un microcontrolador con un botón sin bloquear y la implementación de dicho algoritmo en Bascom-AVR.

El circuito se basa en una pequeña cantidad de elementos discretos y utiliza una interrupción del controlador:

Cuando presiona el botón S1, el transistor Q1 se abre y el voltaje de la batería pasa al circuito. Para evitar que el transistor Q1 se cierre después de soltar el botón, es necesario abrir el transistor Q2 aplicando uno a la puerta. Y mientras haya un nivel de voltaje alto en la puerta de Q2, el circuito estará encendido. Cuando necesite desenergizar el circuito y apagar el dispositivo, simplemente retire el voltaje de este pin, ambos transistores se cerrarán y desenergizarán completamente el circuito. LED D3 para indicación de funcionamiento.

Los transistores deben usarse con un nivel lógico para que estén completamente encendidos por el voltaje de la batería. Aunque monté y probé el circuito con lo que tuve a mano: utilicé IRF5305 como Q1 e IRF530 como Q2. Ambos transistores de 5 voltios se abren casi por completo. Los tomé porque son en cajas grandes y se pueden usar en una placa de pruebas. En lugar de los diodos D1 y D2, conecté un puente de diodos :)

Primer ejemplo. El encendido y apagado se realiza simplemente presionando un botón.

$archivo de registro = "m8def.dat"
$cristal = 1000000

Oscuro bandera comoByte"variable para ejecutar el programa principal

configuración PUERTO. 0 = PRODUCCIÓN"Salida LED
Condujoalias puertob. 0

configuración puerto. 3 = PRODUCCIÓN"administración de energía
poderalias puerto. 3

configuración ENT0 = bajo nivel "boton de encendido / apagado
En Inicio Int0:

Permitir int0 "habilitar interrupciones
Permitir interrumpe

"bucle principal
Hacer

Si bandera = 1 entonces
Condujo= 1
Finsi

Bucle

fin


lanzamiento:

palanca poder "encendido apagado

bandera= 1 "levantar la bandera

hacer
bucle hasta pin. 2 = 1

espera 100
GIF= 64

devolver

Y el segundo ejemplo. Para evitar un encendido o apagado accidental, se utiliza con mayor frecuencia un retraso al presionar. Esto también se puede implementar fácilmente en este circuito; el siguiente código ha sido ligeramente modificado y ahora el encendido y apagado se produce con un retraso de tres segundos:

$archivo de registro = "m8def.dat"
$cristal = 1000000

oscuro bandera comoByte"variable para ejecutar el programa principal
oscuro a comoByte"organizar un retraso
configuración PUERTO. 0 = PRODUCCIÓN"Salida LED
condujoalias puertob. 0

configuración puerto. 3 = PRODUCCIÓN"administración de energía
poderalias puerto. 3

configuración ENT0 = bajo nivel "boton de encendido / apagado
En Inicio Int0:

permitir int0 "habilitar interrupciones
permitir interrumpe

"bucle principal
hacer

si bandera = 1 entonces"ejecución del programa principal
"....
"....
finsi

bucle

fin

"interrumpir cuando se presiona un botón
lanzamiento:

bandera= 1 "levantar la bandera

hacer
incr a
esperar 1

si un = 3 entonces"si han pasado 3 segundos
palanca poder "encendido apagado
palanca condujo
ir a text "salir del bucle
finsi

buclehasta pin. 2 = 1 "mientras se presiona el botón, giremos aquí
extensión:
a= 0
espera 100
GIF= 64

devolver

Si se enfrenta a la tarea de encender y apagar un dispositivo o varios dispositivos con un solo botón y está buscando esa opción, entonces claramente ha venido a nosotros en el lugar correcto. Aquí se le ofrecerán varios esquemas para implementar proyectos similares en diferentes microcircuitos y, por lo tanto, con diferentes principios operativos, pero con el mismo resultado. Bueno, ¡hablemos de todo en orden!

Control de un dispositivo (encendido/apagado) desde un botón (NE555)

No nos preocuparemos demasiado por el primer esquema, ya que no es nuestra idea original, además, este esquema ya ha sido desmontado en todas partes de Internet. Vimos que incluso hay un vídeo sobre esto. Si quieres, puedes buscar.

Básicamente, este circuito funciona en el chip temporizador NE555. Sí, el microcircuito ya es legendario y ha alcanzado la fama. Aquí, a partir de este mismo temporizador, se creó un multivibrador. Entonces, si creas retroalimentación en un temporizador, obtienes un multivibrador. Y esta misma conexión se crea presionando un botón. Como resultado, el temporizador entra en modo multivibrador y, con una determinada frecuencia, comienza a producir pulsos de salida de uno o cero. Como resultado, es este impulso el que controlará el circuito de alimentación e indicación de un transistor con un relé y un LED.

¿Cuáles podrían ser las desventajas? Bueno, la principal desventaja es que el temporizador sigue siendo un temporizador, es decir, no le interesa especialmente cuántas veces presionó el botón, sino más bien cómo cargar o descargar rápidamente un condensador de 1 μF. Es decir, es posible que el encendido y apagado se deslice, un funcionamiento no obvio e inexacto. Algunos radioaficionados lo llaman "traqueteo de contacto", pero esto no tiene nada que ver con este término. Este es el funcionamiento normal del temporizador, nada más. Entonces, con esta opción todo está claro.

Control de varios o un dispositivo (encendido/apagado) desde un botón (K155IE7)

Ahora la opción está en el mostrador. Este es el principio aquí. Hay un contador binario en el chip K155ie7, en su salida el potencial cambia con la señal de entrada. Nuevamente, es un uno o un cero. Hay cuatro salidas en total. La primera salida en la pierna 3 cambia su potencial con cada 1 pulsación, la segunda en la pierna 2 con cada 2, etc. Al final ¿qué pasa? Resulta que con un clic puedes controlar no solo un dispositivo, sino 4 a la vez, es decir, según la cantidad de salidas. Aquí lo principal es convertir la señal de baja corriente en una señal de alta corriente. Es para ello que en el tramo de salida que necesitamos, basta con "colgar" un módulo de potencia ensamblado en un optoacoplador 4n25, un transistor y un relé.

Además, además de controlar uno, dos, tres o cuatro dispositivos, será posible utilizar un esquema como una clave de código, es decir, una cerradura de combinación. Aquí puede instalar un segundo contador y, dependiendo de los altos potenciales en ciertas patas, proporcionar energía para operar el elemento de bloqueo de control de la cerradura. No desarrollaremos este tema, ya que es mejor hacer nuestro propio artículo temático sobre este tema. Sólo podemos resumir que este esquema no es mucho más complicado que el primero, al mismo tiempo funciona con un clic de forma clara y sin desviaciones, y además puede controlar la potencia de 4 dispositivos a la vez. ¡Esto es exactamente lo que necesitábamos lograr!
Y ahora, quien haya sido demasiado vago para leer y comprender todo esto, le sugerimos que vea el video, que describe exactamente lo mismo.

Encendido/apagado de múltiples dispositivos usando microcontroladores (en Arduino)

Bueno, otra variación de trabajar con toda una "galaxia" de diferentes dispositivos es el uso de microcontroladores. Uno de los dispositivos más populares y al mismo tiempo comprensible es Adruino, basado en el microcontrolador Amtel 328P. Los microcontroladores son capaces de resolver las tareas asignadas de forma mucho más “flexible” que los circuitos analógicos, especialmente si tenemos en cuenta la posibilidad de personalización y reconfiguración. Por lo tanto, una vez que haya dominado los microcontroladores, simplemente comenzará a hacer todo con ellos por capricho, ya que el precio actual de los microcontroladores es comparable al de los elementos analógicos. Entonces, sobre cómo encender y apagar varios dispositivos en un microcontrolador en el artículo "Arduino controla varios dispositivos".

Vídeo sobre cómo encender y apagar varios dispositivos (uno, dos, tres, cuatro) con un solo botón

Este dispositivo le permite encender y apagar la carga presionando un botón sin bloquear. Se basa en un disparador en T formado por un disparador en D y una entrada de disparo único para eliminar el rebote de contacto y las interferencias. Con el dispositivo puede controlar, por ejemplo, el encendido de la luz. La entrada de control reacciona a un cortocircuito a tierra, lo que también permite utilizar el dispositivo en un automóvil.

Principio de funcionamiento

El circuito contiene flip-flops 2 D. El primero está conectado según un circuito de un solo paso. Las entradas D y CLK están en cortocircuito a común y siempre tienen un cero lógico. A través de R2, se suministra uno lógico a la entrada S. La salida está conectada al pin RESET a través de un circuito RC. Luego viene un circuito de disparador en T estándar basado en un disparador D: la entrada D está conectada a la salida inversora y los pines RS no se usan y están conectados al común.

Veamos qué pasa cuando presionas el botón.

En el momento en que se presiona el botón llega un cero lógico al pin S, también va a la salida, y a través de R1 resetea el disparador, que pasa al estado inicial. El condensador C1 suaviza el ciclo y su capacitancia determina cuánto tiempo se debe presionar el botón para que funcione el gatillo.

Después de presionar el botón, el estado del dispositivo será el siguiente:

El único cambio en comparación con el estado inicial es que la salida del disparador ha adquirido un estado lógico. Mantendrá este estado hasta la próxima pulsación, luego la salida volverá al estado cero lógico.

Diagrama esquemático

Para cambiar la carga, el disparador controla el transistor de efecto de campo VT1 a través de la resistencia limitadora de corriente R3. La fuente de alimentación del circuito es de 7-35V.

El dispositivo ensamblado en una placa se ve así:

Lista de radioelementos

Designación Tipo Denominación Cantidad NotaComerciomi bloc de notas
VR1 Regulador lineal

LM7805CT

1 al bloc de notas
IC1 Desencadenar

CD4013B

1 al bloc de notas
VT1 Transistor MOSFET

IRFZ44R

1 al bloc de notas
R1 Resistor

47 kOhmios

1 al bloc de notas
R2 Resistor

10 kOhmios

1 al bloc de notas
R3 Resistor

20 ohmios

1 al bloc de notas
C1 Capacitor electrolítico10uF 16V1