Proiectarea schemei Lampa de semnalizare

[Vizitator meterna]

Buna ziua,

Sunt nou pe acest forum si nou in domeniul electronicii.

Doresc realizarea unei scheme in Multisim 2012 a unei lami de semnalizare de urgenta , pe baterii, in cazul in care se ia curentul.Tin sa va anunt ca nu ma pricep in multisim proiectul imi este necesar pentru facultate.

Va atasesz datele necesare realizarii schemei.

 

Lampă de semnalizare (Iluminat de urgență)

 

 

Aici este prezentată schema unei lămpi de semnalizare (de urgență). Principalele sale caracteristici sunt: ​​comutarea automată în momentul în care nu mai primește tensiune de la rețea, încărcare baterii în timp ce primește tensiune de la rețea. Când avem tensiune în rețea, releul RL2 este alimentat și circuitul invertor rămâne nealimentat. În momentul în care nu mai avem tensiune în rețea, RL2 închide circuitul invertor și lampa de semnalizare este aprinsă câteva minute. Releul RL1 este alimentat atât timp cat tensiunea din bateri este mai mică decât 6.9v tensiune de referință obținută cu ajutorul diodei D5. Încărcarea se oprește când bateria ajunge la această tensiune. Pentru aceasta este folosit comparatorul IC1( LM308). Circuitul invertor este alcătuit din IC2 (NE555), care este utilizat pentru a produce impulsuri la o frecvență de 50 Hz, pentru comanda tranzistoarelor MOSFET(IRF840). MOSFET-urile sunt comandate pe rand cu ajutorul tranzistorului(2N2222). Transformatorul poate fi unul obișnuit 230v/2×4.5v doar ca este alimentat invers.
Atenție! MOSFET-urile trebuiesc montate pe un radiator!

 

Listă de piese:

Rezistențe
R1 = 1K
R2 = 10R-1W
R3 = 820R
R4 = 1K
R5 = 10K
R6 = 1K
R7 = 100R
R8 = 1K

Condesatoare
C1 = 1000uF-25V
C2 = 10uF-16V
C3 = 0.01uF

Diode
D1 = 1N4007
D2 = 1N4007
D3 = 1N4007
D4 = 1N4007
D5 = 1N4148
D6 = 6.2V Zener
D7 = 1N4007
D8 = 1N4148

Tranzistoare
Q1 = SL100
Q2 = 2N2222
Q3 = IRF840
Q4 = IRF840

Circuite Integrate
IC1 = LM308
IC2 = NE555

Alte
S1 = SPST Întreruptor
B1 = 6V-4A Baterie
B2 = 6V-4A Baterie
TI = transformator 220V AC primar și 0V-6V 250mA secundar
T2 = transformator 4.5V-0V-4.5V 5A primar și 230V AC secundar

 

 

 

 

 

http://electrodb.ro/atelier/lumina/lampa-de-semnalizare-iluminat-de-urgenta/

 

acesta este link ul unde am gasit schema

Editat Ianuarie 14, 2017 de meterna

[gsabac]

Trebuie sa "transpirati" pentru realizarea schemei si simularea ei. Pentru inceput am desenat si simulat o

schema pe care o puteti dezvolta cu forte proprii. Trebuie sa invatati mai mult singur, zeci de ore

sau chiar sute in fata simulatorului. Eu nu fac proiecte, doar pot sa va ajut sa il realizati impreuna cu alti useri.

Prin reglajul cursorului cu mouse-ul se animeaza releul si se vede cum se inchide si deschide.

Osciloscopul vizualizeaza forma de unda din puntea de diode iar voltmetrul tensiunea de iesire.

Va recomand sa faceti un fisier de rezerva cu schema initiala, intr-un director separat.

 

Succes !

 

@gsabac

Lampa de Urgenta.zip

Editat Ianuarie 14, 2017 de gsabac

[anonimus]

Trebuie sa "transpirati" pentru realizarea schemei si simularea ei.

@gsabac

Și eu transpir de multe ori când intru pe acest forum căci mi se întâmplă să am senzația că am nimerit undeva prin Twilight Zone.

Eu acolo nu văd schema unei lămpi de semnalizare ci, pur și simplu un releu alimentat de la tensiunea rețelei printr-un traf și o punte redresoare și, ca să fie ghiveciul complet, mai e și o complicație inutilă cu un divizor reglabil pentru alimentarea releului, de parcă nu s-ar fi putut alege un traf care, după redresare, să livreze exact tensiunea necesară alimentarii releului respectiv.

Prefer să nu-mi exprim aici în mod direct concluziile.

 

Vă doresc o zi cu cer senil (dacă ințelegeti ce vreau să spun)!

Editat Ianuarie 14, 2017 de anonimus

[gabitzu2006]

care e divizorul ala prin care se alimenteaza releul? sigur stiti sa cititi scheme electronice? releul este alimentat direct dupa puntea redresoare, probabil este un releu de 6V.

[anonimus]

Probabil că știu (încă de prin '72)

 

Editat Ianuarie 14, 2017 de anonimus

[validae]

Eu cred că nu ați înțeles de fapt că domnul gsabac nu a introdus schema postată de inițiator în simulator, ci o schemă demonstrativă, după care inițiatorul să se inspire în realizarea simulării dorite. Dacă-i dai ,,mură-n gură,, totul, nu va învăța în veci nimic.....

Eu zic să nu mai săriți cu concluzii până nu citiți tot textul. Dacă inițiatorul dorește un proiect complet, fără să-și pună deloc mintea la contribuție, poate posta o cerere la Bazar - Servicii - ElectroJob. Probabil cineva se va oferi să i-o realizeze contra unei sume modice. Cine vrea să lucreze altul în locul lui, trebuie să plătească de obicei...

[anonimus]

Se poate să fi greșit, dar eu am presupus că inițiatorul dorește altceva decât simularea utilizării unui osciloscop și a unui voltmetru într-un circuit oarecare.. Chiar nu cred ca asta dorea.

Editat Ianuarie 14, 2017 de anonimus

[validae]

El dorește de fapt ca cineva să-i realizeze moka simularea proiectului, iar el să prezinte apoi proiectul gata făcut. Domnul gsabac i-a indicat inițiatorului un punct de pornire, pe o schemă simplă, după care el să dezvolte ulterior schema dorită a lămpii având experiența utilizării simulatorului. Nu mi se pare corect să iei un proiect gata făcut de altcineva, când tu nu ai nici măcar o idee cum a fost realizat practic. Nu mai zic de înțelegerea funcționării propriu-zise a schemei.

Din păcate mulți elevi sau studenți și-au făcut cont pe Elforum doar ca să fie ajutați cu astfel de proiecte, apoi nu s-a mai auzit nimic de ei....

[gabitzu2006]

imi cer scuze, nu am stiut ca va referiti la acea schema, din simulator. am crezut ca e vorba de schema din acel link. inca o data, mea culpa!

[validae]

Nu e nicio problemă, doream să subliniez că domnul gsabac a dorit ca inițiatorul să învețe și ceva pe cont propriu, nu să primească o simulare de-a gata, fără niciun efort de gândire.

Citez din cele scrise de dl. gsabac : ,,Pentru inceput am desenat si simulat o

schema pe care o puteti dezvolta cu forte proprii. Trebuie sa invatati mai mult singur, zeci de ore

sau chiar sute in fata simulatorului. Eu nu fac proiecte, doar pot sa va ajut sa il realizati impreuna cu alti useri.,,

[The Stressmaker]

Nici eu nu am experienta cu acel simulator dar uitandu-ma la schema observ ca aceasta nu a fost implementata intr-un produs real ci mai degraba este un prototip functional de tip "proof of concept". Parerea mea despre schema este ca nu e optimizata deloc in privinta autonomiei si a protectiei acumulatorului. Le iau pe rand.

1.Releul si circuitul de incarcare.

Nu se specifica de care si pot presupune ca s-a ales unul din gama JZC-21F cu bobina la 6V si rezistenta bobinajului de 100 ohm (presupun ca se foloseste acelasi model, ca parametri ai bobinei, la ambele relee, pentru usurinta intelegerii). Asta inseamna 60mA pe care ii consuma constant RL2 si 55mA RL1. Adunat inseamna 115mA numai pentru acele relee. Daca transformatorul debiteaza 250mA raman 135mA pentru incarcare si alimentarea montajului. Rezistenta R2 realizeaza incarcarea acumulatorului dar, daca tensiunea dupa redresare este de 7V (6Vac x 1.4142 = 8,4Vcc ; 8,4Vcc - 0,7V - 0,7V = 7V ) atunci prin ea vor trece 160mA cand acumulatorul are 5,4V la borne (1,8V pe element descarcat). Daca 115mA+160mA=275mA se depaseste puterea acelui transformator scotandu-l din zona sigura si putand lua foc sau sa declanseze siguranta fuzibila interna lui (130grdC/2A). Recomandarea mea este un transformator cu secundarul de 6V la 400mA.

Acel releu are tensiunea minima de cuplare la 4,5V si cea de decuplare la 0,6V. Asta inseamna ca daca tranzistorul Q1 cupleaza in lipsa incarcarii, acumulatorul se descarca pana la zero prin relee. Posibila cale de activare a acelui tranzistor este prin integratul IC1 mai exact distrugerea circuitului de intrare din comparatorul IC1. Pentru un integrat care lucreaza cu curenti de intrare de ordinul nA cei 6mA pe care ii tranziteaza prin R1 via intrarea inversoare "-" spre intrarea neinversoare "+" pot fi distructivi ducand la cuplarea releului RL1. Simulatorul nu ia in calcul acest lucru sau pur si simplu nu porneste simularea. Alta problema este cuplarea si decuplarea frecventa a releului la atingerea tensiunii de reglaj putand ajunge la sunetul de "mitraliera". Nu se specifica tipul acumulatorului dar este unul cu plumb de 6V/4Ah iar acei 6,9V sunt pentru mentinerea in starea "float".

Rezolvarea chinezii o gasesc de obicei prin adaugarea unui circuit regulator de tensiune fixa la 6,9V format doar din 2 tranzistoare, un zenner si rezistentele aferente. Asa se tine acumulatorul in "float" pe toata perioada.

Riscul ca acumulatorul sa fie complet descarcat si adus in stare de sulfatare exista prin circuitul + acumulator, intrarile IC1, rezistenta R1 si bobina RL2. Rezolvarea problemei este ca sa se adauge o rezistenta de 1Mohm inseriata cu intrarea inversoare.

Alta problema a circuitului de incarcare este ca acei 6Vac sa-i aiba la 207Vac tensiune de retea altfel circuitul decupleaza la 5,8Vac.

2. Circuitul de detectie a caderii de tensiune nu va intra in functiune decat la atingerea tensiunii pe C1 de 0,6V adica in jumatate de secunda pana ajunge tensiunea pe RL2 la 0,6V.

3. Circuitul invertor.

Si aici gasesc multe probleme, una din ele chiar avertizata prin montarea tranzistoarelor mosfet pe radiatori. Aceasta problema apare prin folosirea unor mosfeti cu Ugs mare in locul unora adaptati acestui scop Cu Ugs de 1-2V. Sa presupunem ca tubul fluorescent de 20W are nevoie de un impuls de aprindere de 1200V cu filamentele reci (asa cum este in acest caz). Asta inseamna ca acei 230V pe care ii debiteaza transformatorul nu sunt suficienti pentru amorsare. Sa presupunem ca se poate obtine o amorsare prin fortarea unui impuls de 30V prin transformator. In acest caz, un mosfet cu Uds de 55V este suficient iar multi dintre acestia au si Ugs in gama necesara de 1-2V (comanda TTL sau saturatie la 5V tensiune de poarta).

Tranzistorul ales IRF840 are uds de 500V si Ugs de 10V pentru asigurarea rds-on de 0,85 ohm. La 6V are, pentru Q3, 4,55 ohm (la 6V) iar pentru Q4 are undeva in jur de 100 ohm (iesirea lui 555 la 6V are 4V care este sub graficul din datasheet si corespunde cam la Ids de 500mA). Asta inseamna ca, presupunand ca referinta rezistenta bobinajului transformatorului de 0,9 ohm (este cam de 10 ori mai mica in realitate) , veti avea o putere disipata de Q3 de 5,5W la 1,1A si pe Q4 de 0,35W la un curent de 0,0594A. Se ajunge la o putere mica transferata bobinajului transformatorului care duce la o putere mica cedata tubului fluorescent. Asta inseamna ca montajul, daca va functiona, va fi foarte ineficient si va transfera catre tub undeva la 2W maximum.

Rezolvarea este un circuit de tip ZVS sau Royer care este cu mult mai eficient in aceasta situatie.

O alta problema apare din cauza faptului ca NE555 are tensiunea minima de lucru de 4,5V iar nu se specifica nicaieri ce face sub aceasta tensiune. Daca modelul existent ridica toate iesirile "HIGH" sub aceasta tensiune atunci Q4 va intra in conductie pana pe la 2-3V descarcand acumulatorii cu un curent mic dar constant. In cazul in care 555 scoate "LOW" sau este inactiv sub aceasta tensiune, Q3 intra in conductie si descarca acumulatorul mai repede decat Q4 pana la aceeasi tensiune de prag, 2-3V. Cum tensiunea minima a acumulatorului, sub care incepe sulfatarea, este de 1,8V pe element sau 5,4V pe acumulator, inseamna ca distrugerea acestuia este garantata dupa cateva cicluri daca imediat dupa atingerea celor 5,4V nu se incepe incarcarea.

Simularea acumulatorului se poate face cu un condensator cu valoarea de ordinul sutelor de farazi la o tensiune superioara celei de lucru, dar tinand cont de rata de descarcare diferita a condensatorului comparativ cu acumulatorul.

Concluzia mea este ca autorul a transplantat un montaj invertor 12V/220V cu alimentare la 12V dar cu bipolari, modificandu-i parametrii de tensiune, simplificand comanda tranzistoarelor pe care i-a inlocuit cu mosfet in locul bipolarilor darlington ca sa functioneze la 6V neluand in calcul parametrii componentelor. Transformatorul l-a inlocuit cu unul de retea iar cel original continea inca o infasurare de aprindere plus una sau doua infasurari de filament. De obicei, pana la 4W pe tub, nu se foloseste preincalzirea filamentelor care este necesara la puteri mari ai tubului fluorescent. Probabil mizeaza pe caderea mare de tensiune de pe mosfeti. Tuburile fluorescente de 2W si 4W au tensiunea de amorsare de pana in 300-400V si se pot folosi cu acest montaj. Problema tuburilor fluorescente este ca alimentarea trebuie sa se faca cu o tensiune alternativa simetrica altfel se innegresc la un capat. Asa ca de obicei, in serie cu tubul, se adauga un condensator.

Documente in engleza despre iluminat de emergenta fluorescent http://www.diodes.com/_files/product_app_note_pdfs/zetex/an17.pdf , http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AN1543-D.PDF . Tranzistorii zetex din primul pdf se pot echivala cu un mosfet care are rds-on de 20mohm (0.02 ohm).

 

Mai vreti sa simulati acest montaj?

[gsabac]

Văd că @meterna, autorul topicului nu a mai dat nici un semn şi discutăm topicul între noi. Simularea unei scheme electronice este pentru

cei avansaţi, care au cunostinţe teoretice de electronică şi matematică şi pot interacţiona cu simulatorul şi sistemul de calcul.

Prin construcţia treptată a schemei şi testarea ei pe porţiuni, se va consolida cele invaţate despre funcţionarea componentelor electronice şi prin utilizarea simulatorului se pot măsura orice parametri din schemă.Toate observaţiile formulate pot fi adevărate în cazurile particulare tratate de @(The Stressmaker), dar pentru o funcţionare corectă se pot depaşi cu uşurinţă. Startul şi plecarea de la transformator, relee, via acumulator şi sosirea la iluminarea de urgenţă.Pentru început, pentru orice useri interesati, recomand iniţierea schemei din ataşamentul postării #2 în simulatorul Multisim12.

 

@gsabac

Editat Ianuarie 14, 2017 de gsabac

[validae]

Păi normal că nu mai dă pe aici inițiatorul, probabil deja caută ,,rute alternative,, pentru a găsi pe cineva care să-i facă proiectul....

[gsabac]

Anul trecut am invatat o pleiada de studenti sa simuleze in Orcad redresoare cu transformator de retea si stabilizatoare reglabile de tensiune.

Am muncit destul timp, dar unii au invatat si sunt foarte multumit. La altii le-am facut si descris proiectul si nici macar nu mi-au multumit,

dar spre deosebire de Elforum, userii au fost cu participari constructive si la obiect.

 

@gsabac

[The Stressmaker]

Parerea mea este ca orice ar face schema, daca incerci sa te folosesti de cateva trasaturi particulare a unei componente reale care nu este implementata in simulator, atunci schema simulata nu va functiona. Va dau un singur exemplu, programul "circuit wizard". Stie sa se descurce cu semnale digitale si analogice dar daca incepi sa realizezi scheme care folosesc si altfel acele circuite o cam ia prin balarii. Un 4017 care comanda un 555 printr-un selector cu diode care il comanda pe acelasi 4017 la intrare nu va functiona in CW la 5V alimentare. Adica implementarea analogica a unui automat cu timpi diferiti de comutare prin controlul timpului de incarcare al 555 comandat de o rezistenta care se alimenteaza dintr-una din iesirile lui 4017. Asa am aflat ca iesirile lui 4017 din CW sunt limitate la 3,5mA, interferand cu timpii de comutare. Solutia a fost sa adaug buffere neinversoare ca sa se poata face simularea. Acesta este de fapt rolul simulatorului, de a imbunatati/adapta/modifica o schema ca sa faca exact ce trebuie sa faca.

Eu am analizat schema asa cum am vazut-o si prima reactie a fost ca se poate optimiza foarte mult, de aceea am considerat ca este doar o schema demostrativa. Daca as incerca sa o simulez, probabil ca ar functiona, dar in realitate tubul fluorescent va lumina chior asemanator cu o lampa de emergenta ieftina cu tub de 8W si driver de 2W. Cam asa arata placa electronica (are 5 tranzistori dintre care doar unul este driverul pentru tub plus unul de comanda al lui, restul sunt pentru conditionari gen lipsa tensiune si incarcare) la o astfel de lampa care, cu doi acumulatori de 4V/1Ah in paralel trebuie sa lumineze (si lumineaza) 90 minute la fel ca schema aceasta de aici: