Схемы простых индикаторов потребляемой мощности (К176ЛА7)


Если напряжение упало

Пониженное напряжение тоже может быть опасным для бытовых приборов, имеющих в своём составе двигатель, -холодильник, кондиционер. СВЧ-печь, стиральная машина. Например, в двигателе, не находящемся под нагрузкой, происходит следующее. На рис. 1 отображён график зависимости силы тока в обмотке двигателя от напряжения сети. Двигатель как бы компенсирует понижение напряжения повышением тока в обмотках.

Это означает, что при пониженном напряжении все двигатели будут работать на токах, превышающих номинальные. При напряжении до 180 В двигатели ещё могут справляться с нагрузкой. При меньшем же напряжении пусковой ток у двигателя становится настолько большим, что мотор может выйти из строя.

Если электромотор – под нагрузкой, то в случае падения напряжения снижается вращающий момент двигателя и, как следствие, уменьшается число оборотов двигателя. В результате снижается КПД и уменьшается индукционное сопротивление, что вызывает увеличение тонов в обмотках двигателя и его перегрев.

Например, если нагрузкой двигателя является компрессор, а сам двигатель работает при пониженном на 10 % напряжении, то токи в обмотках двигателя возрастают примерно на 5 %, а температура двигателя увеличивается уже приблизительно на 20 %. Длительное превышение температуры двигателя выше максимально допустимой ведёт к разрушению изоляции обмоток и ускоренному износу подшипников. И то, и другое приводит к выходу двигателя из строя.

Я решил сделать простейший индикатор, который показывал бы отклонения напряжения от номинального значения: не доставать же каждый раз мультиметр и бегать с ним к розетке!

Новые блоки питания Enermax MaxTytan 1050/1250 Вт оснащены ваттметром

Недавно мы сообщали о планах компании Enermax по выводу на рынок блоков питания MaxTytan 750 и 800 Вт, которые выделяются высочайшим КПД, подтверждённым сертификатом 80 PLUS Titanium, модульным принципом подключения кабелей и полупассивным режимом работы системы охлаждения. Параллельно отмечалось, что тайваньский производитель отложил релиз 1050- и 1250-Вт источников питания того же семейства до лучших времён, и эти времена, собственно говоря, настали.

Устройства Enermax EDT1050EWT и EDT1250EWT помимо вышеперечисленных достоинств также обладают дополнительным модулем — индикатором потребляемой системой мощности (ваттметром). Последний пригодится владельцам ПК, рабочих станций и криптовалютных ферм с большим количеством видеокарт, а также энтузиастам разгона и профессиональным оверклокерам.

Оба БП характеризуются габаритами 200(Д) × 150(Ш) × 86(В) мм и весят 5,2 кг брутто. MaxTytan 1050 Вт рассчитан на пиковую нагрузку в 1155 Вт, а топовая 1250-Вт модель способна в течение непродолжительного времени выдерживать нагрузку в 1375 Вт. По линии +12 В младший блок способен постоянно выдавать 87,5 А/1050 Вт, старший же — 104 А/1248 Вт.

«Начинка» блоков питания включает высокотемпературные конденсаторы японского производства, активный механизм коррекции коэффициента мощности, преобразователь DC–DC, систему защиты от сверхтоков, перенапряжений, пониженного напряжения, превышения температуры, перегрузки, короткого замыкания и резкого увеличения нагрузки. Диапазон входного напряжения не такой уж широкий: минимум 100 В и максимум 240 В. В сетях переменного тока 230 В уровень КПД MaxTytan 1050/1250 Вт варьируется от 90 до 94 % при нагрузке не менее 10 процентов от номинала. Высокая мощность и экономичность БП гарантируется при температуре окружения до 50 °C.

Штатный 139-мм вентилятор базируется на подшипнике Twister со средним сроком наработки на отказ в 160 тыс. часов. При небольшой (25 °C) температуре внутри корпуса «пропеллер» не вращается, пока нагрузка на БП не достигнет 60–70 %.

Старшие решения серии MaxTytan, как и младшие, снабжены отсоединяемыми кабелями в оплётке Sleemax. Набор кабелей и разъёмов у устройств Enermax MaxTytan 1050/1250 Вт одинаков: присутствуют ATX, (4+4)- и 8-контактный EPS12V, восемь (6+2)-контактных разъёмов PCI-E Power, целых шестнадцать SATA Power, а также восемь 4-контактных Molex и один FDD Power.

Относительно рекомендованных цен на MaxTytan 1050/1250 Вт компания Enermax пока хранит молчание. Неизвестны и точные расценки на блоки питания номиналом 750 и 800 Вт: они пока не появились в продаже.

Простая схема

Порывшись в Интернете, я нашёл одну схему простого устройства, обеспечивающего индикацию превышения напряжения некоторого значения Umax или его снижения относительно Umin. Доработал схему под имеющиеся детали (рис. 2). Устройство работает следующим образом.

Свечение индикаторных светодиодов происходит только во время одного полупериода входного напряжения. Свето-диод LED1 (жёлтый) горит всегда, когда напряжение в сети присутствует.

Пороговые устройства на динисторах VS1 и VS2 и делителях напряжения на резисторах R2R4 и R3R5 обеспечивают включение светодиодов LED2 (зелёный) и LED3 (красный) только при достижении входным напряжением установленного порога срабатывания. Стабилитрон VD2 предотвращает выход устройства из строя при значительном превышении номинального значения напряжения в сети.

Детали – не дефицитные, и всё нашлось в загашнике за исключением высоковольтного стабилитрона КС680А, его я купил на Митинском радиорынке за 30 руб.

Индикатор перегрузки с звуковым сигнализатором

К сожалению, на практике нет возможности постоянно визуально следить за состоянием индикаторного светодиода в источнике питания, поэтому разумно дополнить схему электронным узлом звукового сопровождения. Такая схема представлена на рис. 2.

Как видно из схемы, она работает по тому же принципу, но в отличие от предыдущей, это устройство более чувствительно и характер его работы обусловлен открыванием транзистора VT1, при установлении в его базе потенциала более 0,3 В. На транзисторе VT1 реализован усилитель тока.

Транзистор выбран германиевым. Из старых запасов радиолюбителя. Его можно заменить на аналогичные по электрическим характеристикам приборы: МП 16, МП39—МП42 с любым буквенным индексом. В крайнем случае, можно установить кремниевый транзистор КТ361 или КТЗ107 с любым буквенным индексом, однако тогда порог включения индикации будет иным.

Схемы светодиодных индикаторов перегрузки по току

Рис. 2. Электрическая схема узла звукового и светового индикатора перегрузки

Порог включения транзистора VT1 зависит от сопротивления резисторов R1 и R2 и в данной схеме при напряжении источника питания 12,5 В индикация включится при токе нагрузки, превышающем 400 мА.

В коллекторной цепи транзистора включен мигающий светодиод и капсюль со встроенным генератором ЗЧ НА1. Когда на резисторе R1 падение напряжения достигнет 0,5…0,6 В, транзистор VT1 откроется, на светодиод HL1 и капсюль НА1 поступит напряжение питания.

Поскольку капсюль для светодиода является активным элементом, ограничивающим ток, режим работы светодиода в норме. Благодаря применению мигающего светодиода капсюль также будет звучать прерывисто — звук будет слышен во время паузы между вспышками светодиода.

В этой схеме можно достичь еще более интересный звуковой эффект, если вместо капсюля НА1 включить прибор КРІ-4332-12, который имеет встроенный генератор с прерыванием. Таким образом звук в случае перегрузки будет напоминать сирену (этому способствует сочетание прерываний вспышек светодиода и внутренних прерываний капсюля НА1).

Такой звук достаточно громкий (слышно в соседнем помещении при среднем уровне шума), обязательно будет привлекать внимание людей.

Изготовление платы своими руками

Для сборки индикатора потребовалось изготовить печатные платы. Платы рисовал на компьютере в программе Sprint-Layout 6,0 (рис. 3). Далее зеркально распечатал рисунки плат на принтере, приклеил распечатки к фольгированному стеклотекстолиту и просверлил необходимые отверстия. Для рисования дорожек использовал специальный несмываемый маркер. Затем протравил платы в хлорном железе, залудил на них проводники и распаял детали.

Для настройки схемы понадобился автотрансформатор (ЛАТР) и мультиметр. На ЛАТРе выставил значение напряжения 230 В и подстроечным резистором R4 добился устойчивого свечения све-тодиода LED2. Если при уменьшении напряжения до 200 В светодиод LED2 не гаснет, то необходимо увеличить сопротивление R2. Выставил ЛАТРом напряжение 260 В и добился свечения светодиода LED3. Светодиод LED3 должен гаснуть при напряжении 245-250 В. На этом настройка закончилась.

Светодиодный индикатор установил в распределительном щитке в прихожей, запитав его от основного автомата.

Я остался доволен проделанной работой: схема потребляет от сети всего 14 мА (меньше 3 Вт), плюсы очевидны – теперь, когда прихожу домой, я всегда вижу, что у меня происходит с напряжением в сети.

Взаимозаменяемость деталей

Динисторы (диаки) DB4 можно заменить на DB3 (они стоят в балластах КЛЛ) или на советский аналог КН102А. Диод Д226Б заменяется на любой с обратным напряжением не менее 400 В и током не менее 0,2 А. Постоянные резисторы – любые, рассчитанные на мощность не менее 0,5 Вт. Подстроечные резисторы должны быть мощностью 0,5 Вт и многооборотными, тогда при наладке устройства легче подобрать точный порог срабатывания.

О ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Схема не имеет гальванической развязки с сетью, поэтому будьте аккуратны при наладке прибора, так как детали находятся под высоким напряжением!

Для сигнализации и контроля в современной аппаратуре широко используются световые индикаторы, излучающими элементами в которых служат светодиоды различного цвета свечения. Такие устройства выполняют в основном по схеме индикаторов напряжения, хотя во многих случаях индикаторы тока (далее для краткости — ИТ) более информативны.

Применение усилителей усложняет устройство и требует их подключения трехполюсником, трансформаторы тока весьма громоздки. Известен способ питания светодиода от источника с низким напряжением, заключающийся в использовании преобразователя напряжения. Такие устройства различной степени сложности применяют профессионалы и радиолюбители, конструирующие малогабаритные фонари, в которых осветительный светодиод белого свечения питается от одного гальванического элемента или аккумулятора. Преобразователи сохраняют работоспособность при напряжении питания ниже 1 В. Это сравнительно мощные устройства, обеспечивающие ток через светодиод в несколько десятков миллиампер.

Если для питания светодиода применить преобразователь напряжения, а в качестве источника питания для него использовать падение напряжения на датчике тока (рис. 2,а), то потери мощности можно существенно снизить. Современные сверхъяркие индикаторные светодиоды различного свечения светят достаточно ярко при токе около 200 мкА, и мощность преобразователей, применяемых в фонариках, оказывается излишней.

В устройстве по схеме на рис. 2,6 отсутствует защита от перегрузки по току. Поэтому это устройство можно применять в цепях, в которых отсутствуют броски тока.

На рис. 2,б изображена схема наиболее экономичного светодиодного индикатора тока для устройств, потребляющих сравнительно стабильный ток. При применении транзистора МП20А со статическим коэффициентом передачи тока базы не менее 100 светодиод HL1 светит достаточно ярко при падении напряжения на датчике тока резисторе R1 не более 0,1 В.

Трансформатор Т1 намотан на кольцевом ферритовом магнитопроводе с наружным диаметром 10 мм от ЭПРА неисправной КЛЛ. Обе обмотки содержат по 24 витка эмалированного провода диаметром 0,18 мм. Этот ИТ применим в цепях как постоянного, так и переменного тока: при положительной полуволне питающего напряжения работает преобразователь и светит светодиод HL1, при отрицательной транзистор закрыт небольшим обратным напряжением. Ток через светодиод имеет вид пачек импульсов, следующих с частотой 50 Гц, но изза инерционности зрения его свечение воспринимается непрерывным.

Если ИТ будет эксплуатироваться совместно с устройством, чувствительным к пульсациям питающего напряжения, то датчик тока следует шунтировать керамическим конденсатором ёмкостью 0,5… 1 мкФ(С1). Сопротивление датчика тока подбирают таким, чтобы при максимальном токе нагрузки яркость свечения светодиода была комфортной. Потребляемый преобразователем ток при этом обычно не превышает 2 мА.

Если ток, потребляемый нагрузкой, может изменяться в широких пределах, в таких устройствах в качестве датчика тока для ИТ следует применять диод Шотки (рис. 2,в). Его обратное напряжение может быть не более 25 В, а вот предельно допустимое значение прямого тока должно быть больше максимального тока нагрузки в несколько раз (например, для диода КД269А ток нагрузки не должен превышать 2 А, а для диода КД273А — 10 А).

При выполнении этих условий и изменении тока нагрузки от 5 мА до максимального падение напряжения на диоде будет изменяться в пределах 0,2…0,35 В. Это позволяет использовать в преобразователе более распространённые низкочастотные германиевые транзисторы серий МП39—МП42 (минимальное напряжение питания преобразователя — 0,14…0,16 В) или высокочастотные серий ГТ308—ГТ310 (минимальное напряжение питания преобразователя — 0,2 В). Статический коэффициент передачи тока базы h2)3 транзистора в таком применении должен быть не менее 15.

Трансформатор для этого ИТ намотан на таком же, что и предыдущем случае магнитопроводе, обе обмотки содержат по десять витков эмалированного провода диаметром 0,1 мм. Резистор R1 подбирают по оптимальной яркости свечения светодиода HL1 при максимальном токе нагрузки. Если встречнопараллельно VD1 подключить такой же диод VD2 (показано на рис. 2,в штриховыми линиями), то получится экономичный светодиодный индикатор переменного тока, который можно применить в цепях переменного тока напряжением от нескольких вольт до нескольких сотен вольт.

Магнитопровод трансформатора этого ИТ — ферритовая трубка с наружным диаметром 5 и длиной 6 мм (такие трубки надевают на выводы некоторых деталей в импульсных блоках питания). При необходимости трубку можно разрезать пополам, получив сразу два кольцевых магнитопровода. Перед намоткой острые кромки колец необходимо скруглить мелкозернистой наждачной бумагой.

Обе обмотки содержат по десять витков эмалированного провода диаметром 0,1 мм. Наматывать их рекомендуется одновременно двумя проводами, продев их в ушко тонкой швейной иглы, а после намотки соединить начало одной обмотки с концом второй. Для светодиода в корпусе вилки нужно просверлить отверстие. После монтажа детали фиксируют в корпусе вилки несколькими каплями термоклея. Предлагаемые светодиодные ИТ просты, дёшевы, экономичны, легко встраиваются в любую аппаратуру и способствуют повышению её потребительских свойств, расширяя область применения светодиодных индикаторов.

Последние сообщения

  • Альтернативные источники энергии: от кремниевых батареек до изотопных аккумуляторов22.06.2020
  • Интересные факты про автомобили16.06.2020
  • АС кабель: достойно, но без изоляции.09.06.2020

Популярные сообщения

  • Усилитель Зуева18.05.2015
  • Расчет радиатора для КРЕНки03.12.2017
  • Устройство для восстановления Fuse байтов в ATtiny231329.10.2016

Самодельный индикатор напряжения для проводки – фото и схема

© Автор: Олег Михайлов, Москва

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРИЦ, И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВО. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Ниже другие записи по теме «Как сделать своими руками — домохозяину!»

  • Приспособление для запуска трехфазных устройств от обычной сети Обычная электросеть для трехфазного двигателя…
  • Защитный автомат от повышения напряжения в электросети своими руками (+схема) Как сделать своими руками автомат…
  • Солнечная панель своими руками из фотодиодов (+схема) Как своими руками сделать солнечную…
  • Ремонт вентилятора своими руками Как самостоятельно отремонтировать комнатный вентилятор В…
  • Какой купить электрогенератор. Как и какой выбрать…
  • Схема автоматического поддержания уровня воды Как своими руками сделать устройство…
  • Защита двигателя электроинструмента: устройство своими руками (фото + схема) Самодельное устройство для плавного пуска…

    Подпишитесь на обновления в наших группах и поделитесь.

    Будем друзьями!

    Своими руками › Электрика и электроника › Индикатор напряжения в бытовой электросети своими руками

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: