Elektronische stroomonderbreker - Schematisch en werkend

Elektronische stroomonderbreker – schakelschema, werking en toepassingen

AC-apparaten die we in onze huizen gebruiken, hebben over het algemeen een limiet voor het verwerken van stroom en spanning. Deze drempelspanning en -stroom worden de apparaatclassificatie genoemd en zijn de metingen die door de fabrikanten worden gegeven in het bereik waarvan het apparaat goed zal werken. Niet alleen zijn de nominale spanning en stroom vereist voor de meest optimale bedrijfsomstandigheden, het zijn ook de metingen waarboven het apparaat beschadigd kan raken. Het defecte apparaat is soms schadelijk voor andere apparaten die op hetzelfde netwerk zijn aangesloten.

Deze problemen treden op vanwege de schommelingen in de spanning die we van ons elektriciteitsnet krijgen en zijn over het algemeen onvermijdelijk. Deze spanningspieken zijn verantwoordelijk voor het beschadigen van veel elektronische apparaten, variërend van kleine elektronische apparaten in onze huizen tot grote hoogwaardige industriële machines. Het artikel gaat over hoe maak je een elektronische stroomonderbreker die zijn circuits zou gebruiken om onze apparaten te beschermen tegen plotselinge spanningspieken en de belasting van het netwerk zou loskoppelen.

• Gerelateerde post: Smart WiFi-stroomonderbreker en constructie, installatie en werking

Stroomschema van elektronische stroomonderbreker

Een schematisch diagram van de schakeling wordt hieronder gegeven:

Componenten Vereist voor elektronische CB

1. LM358 Op-Amp
2. 7805 Regelaar =+5V
3. Relais =5V
4. BC547 IC's =2 nrs
5. Trap-down transformator =12V
6. Variabele Potentiometer =10kΩ
7. Diodebrug
8. Weerstanden =1kΩ, 2kΩ, 2.2kΩ, 5.1kΩ &10kΩ
9. Condensatoren =0,1μF, 10μF &100μF

• Gerelateerde post: Automatisch schakelschema en bediening van de badkamerlichtschakelaar

LM358

De LM358 IC is een Op-Amp IC. Het is een dual channel Op-Amp IC met laag vermogen. Het heeft twee intern frequentiegecompenseerde, onafhankelijke, high-gain Op-Amps. Het is zo gemaakt dat het werkt op een enkele voeding en kan werken over een breed scala aan spanningen. Er zijn veel toepassingen van dit IC, waaronder het DC-versterkingsblok, transducerversterkers en de conventionele Op-Amp-circuits. Dit IC heeft een pakket met acht pinnen.

De pin-out wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

De interne structuur van de IC wordt getoond in de bovenstaande afbeelding. Het IC zoals hierboven besproken heeft twee onafhankelijke Op-Amps. De klemmen 1 en 7 zijn de uitgangsklemmen van de Op-Amp. De klemmen 3 en 5 zijn de niet-inverterende klemmen, terwijl de klemmen 2 en 6 de inverterende klemmen zijn. Er zijn de normaal aanwezige massa- en VCC-aansluitingen op respectievelijk 4 en 8.

Deze IC is niet alleen zuinig en gemakkelijk verkrijgbaar, maar heeft ook enkele meer verlossende eigenschappen die meer gericht zijn op de elektronische kant ervan. Enkele van de onderstaande kenmerken.

1. Het belangrijkste verkoopargument, de twee Op-Amps zijn intern frequentiegecompenseerd
2. Het bereik van een enkele voeding is 3-32 V.
3. Het bereik van dubbele voeding is -16 tot -1.5V of van 1.5V tot 16V.
4. Spanningsversterking is 100 dB en de bandbreedte is 1 MHz.
5. De voedingsstroom naar het IC is erg laag. Het ligt over het algemeen in het bereik van 500 µA.
6. Er is een kleine offsetspanning aan de ingang, die over het algemeen ongeveer 2 mV is.
7. Common-mode-spanning verkregen van het IC bevat het aardpotentiaal.
8. De differentiële ingangsspanning en de voedingsspanning die aan het IC wordt gegeven, is vergelijkbaar.

Gerelateerde post:eenvoudig overspanningsbeveiligingscircuit met zenerdiode

7805 Regulator IC

Circuits die spanningsbronnen bevatten, kunnen fluctuaties hebben waardoor er geen vaste spanningsuitgangen worden geleverd. Een van de populaire IC's voor dit doel is 7805 Regulator IC, een lid van vaste lineaire spanningsregelaars die worden gebruikt om dergelijke fluctuaties te handhaven. Er zijn veel toepassingen waarin de 7805 wordt gebruikt en de belangrijkste zijn:

1. Vaste uitgangsregelaar
2. Positieve regulator in negatief
3. Verstelbare uitgangsregelaar
4. Huidige regelaar
5. Verstelbare DC-spanningsregelaar
6. Gereguleerde dubbele levering
7. Uitgangspolariteit omkeringsbeveiligingscircuit
8. Reverse bias projectiecircuit

Het IC zal bij een ingangsspanning van 7,2V zijn maximale efficiëntie bereiken.

In IC 7805 spanningsregelaar wordt veel energie verbruikt in de vorm van warmte. Het verschil in de waarde van de ingangsspanning en de uitgangsspanning komt als warmte. Dus als het verschil tussen ingangsspanning en uitgangsspanning hoog is, zal er meer warmte worden gegenereerd. Het gat in de transistor is om er een koellichaam op aan te sluiten. Daarom biedt dit IC ook een voorziening voor een koellichaam.

Gerelateerde post:automatische deurbel met objectdetectie door Arduino

BC547 Transistor

BC547 is een NPN bipolaire junctietransistor. Meestal wordt het gebruikt voor het schakelen en voor versterkingsprocessen. De kleinere hoeveelheid stroom aan de basis wordt ook gebruikt om de grotere hoeveelheid stromen bij collector en emitter te regelen. De basistoepassingen zijn schakelen en versterken. Hieronder vindt u de pinout van de BC547-transistor:

De werking van de transistor is eenvoudig. Wanneer de ingangsspanning op de klemmen wordt aangelegd, begint er een hoeveelheid stroom te vloeien van de basis naar de emitter en regelt de stroom bij de collector. De spanning tussen de basis en de emitter is negatief bij de emitter en positief bij de basisterminal voor de NPN-constructie.

Verwante post:schakelschema voor kabel- en draadtester

Relay

Een relais is een elektrisch, elektromagnetisch of elektronisch bediende schakelaar. De schakelaar kan een willekeurig aantal contacten hebben in meerdere contactformulieren, zoals contacten maken, contacten verbreken of een combinatie van deze twee. Relais worden gebruikt om een ​​circuit te besturen door een onafhankelijk laagvermogensignaal, of waar meerdere circuits moeten worden bestuurd door één signaal. De traditionele vorm van relais gebruikt een elektromagneet om de contacten te sluiten of te openen, maar er zijn andere werkingsprincipes uitgevonden, zoals in solid-state relais die halfgeleidereigenschappen gebruiken voor besturing zonder afhankelijk te zijn van bewegende delen. De pinout van een 5V-relais dat wordt gebruikt in de constructie van het circuit wordt hieronder gegeven.

Gerelateerde post:Smart Home Automation-systeem – Circuit- en broncode

Werking van elektronische stroomonderbreker

Sluit de componenten correct aan volgens het bovenstaande schakelschema. Het bovenstaande schakelschema bestaat uit drie delen. De drie delen moeten worden verbonden om één groot circuit te vormen. De drie delen zijn

• Voedingsmodule
• Op-Amp-module
• Relaismodule

De drie modules van het circuit zullen in het volgende gedeelte van het rapport in het kort worden besproken.

Voedingsmodule

De Op-Amp in dit circuit is de controller voor de stroomonderbreker voor ons project. Deze Op-Amp heeft een 5V gereguleerde voeding nodig. We zullen dit circuit van ons lichtnet laten lopen dat een AC-spanning heeft van ongeveer 220V. Om de Op-Amp van stroom te voorzien, moeten we eerst de spanning verlagen die voor ons beschikbaar is via het lichtnet.

Hiervoor gebruiken we een step-down transformator, in ons geval een transformator die ons een getrapte spanning van 12V geeft. Deze 12V AV-spanning die van de transformator wordt verkregen, wordt vervolgens gelijkgericht met behulp van een gelijkrichtcircuit dat is gemaakt met behulp van een diodebrug. Dit corrigeert de AC-spanning naar DC-spanning.

De uitvoer van deze rectificatie geeft ons nu ongeveer 12V DC-spanning. Deze 12V DC wordt vervolgens geregeld met behulp van onze LM7805 spanningsregelaar IC. We kunnen de uitgangsspanning van de voedingsmodule ergens tussen 0 en 5V in kaart brengen door een potentiaaldeler met een variabele weerstand en een weerstand te gebruiken. Door de spanning van de potentiometer te veranderen, kunnen we verschillende spanningen krijgen. U kunt ook het 12V naar 5V-convertercircuit gebruiken.

Gerelateerde post:temperatuurregelaar voor soldeerbout

Op-amp-module

De Op-Amp-module is het hoofdgedeelte van het circuit, en hier vindt de vergelijking van spanningen plaats. Omdat de stroomonderbreker die we maken er een is die bescherming biedt tegen zowel hoge als lage spanningspieken, moeten we met beide gevallen rekening houden. Beide behuizingen hebben hun eigen circuit en worden aangesloten op het hoofdcircuit via de gelabelde aansluiting.

De Op-Amp in het circuit wordt gebruikt in differentiële modus. En van alle toepassingen van een Op-Amp hebben we de Op-Amp in dit circuit gebruikt als spanningsvergelijker. Deze comparator geeft ofwel hoog of laag als de output na het vergelijken van spanningen op twee van zijn terminals. We kunnen de drempelspanningen instellen voor zowel de ondergrens als de bovengrens kunnen worden ingesteld met behulp van weerstandsnetwerken.

Gerelateerde post:Electronic Eye Circuit – LDR en IC 4049 gebruiken voor beveiligingscontrole

Relaismodule

Nu we de juiste voeding hebben gegeven aan het Op-Amp-circuit en de Op-Amps zijn gemaakt om te functioneren zoals ze zouden moeten werken, moeten we nu nadenken over de werking van het circuit na een detectie van hoge of lage spanningspieken wordt geïdentificeerd door de elektronische stroomonderbreker .

De spanningsstoot wordt verkregen van de Op-Amp-module van het circuit, die hierboven is besproken. Op basis van de Op-Amps-uitgang die is verkregen van de Op-Amp-module, wordt het relais geactiveerd. Pas als beide uitgangen van de Op-Amps hoog zijn, wordt het relais getriggerd en wordt de AC-belasting direct op het lichtnet aangesloten. Er is een extra weerstand van 1k ohm die wordt gebruikt voor stroombegrenzing.

Verwante projecten:

• Ideeënlijst voor laatstejaarsprojecten elektronica
• Ideeën voor projecten op het gebied van elektrotechniek voor ingenieursstudenten
• Eenvoudige en eenvoudige mini-projectideeën voor elektronica voor beginners
• Top ideeënlijst voor elektrische miniprojecten
• Elektrotechnische laatstejaarsprojecten
• Topideeën voor elektrische projecten voor ingenieursstudenten