电磁阀控制电路:为了智能化地实现随时随地控制电磁阀的开关,主控芯片通过p0_1输出所需波形,通过下面的电路控制电磁阀的开合。电磁阀控制电路如图所示。
当p0_1输出为高电平时,三极管处于饱和状态,场效应管irf9530作为电子开关,irf9530加了驱动电压,漏极获得放大电流,电磁阀闭合;当p0_1输出为低电平时,三极管的基极电压为0,使三极管处于截止状态,场效应管也不符合导通条件,也处于截止状态,电磁阀断开。
制作一个电磁阀控制电路
一个参考设计的电磁阀控制电路和印制电路板图[68]如图6.3.8和6.3.9所示,印制电路板的实际尺寸约为65mm×40mm。霍耳传感器u1和小磁铁等构成了铁片检测电路。“555”时基集成电路u2和电位器rp1、电阻器r4、电容器c2等构成了典型单稳态触发电路。交流固态继电器ssr和压敏电阻器rv、限流电阻器r5等构成了交流无触点开关电路,它的负载是一个交流电磁阀。电源变压器t和硅全桥qd,固定式三端集成稳压器u3、滤波电容器c5等构成了电源电路,将220v交流变换成平滑的9v直流,供控制电路使用。
当无铁片插入时,霍耳传感器u1受小磁铁磁力线的作用,其输出端第3脚处于低电平,发光二极管d1亮,晶体三极管q1截止,与其集电极相接的时基集成电路u2的低电平触发端第2脚通过电阻器r3接电源正极,单稳态电路处于复位状态。此时,u2内部导通的放电三极管(第7脚)将电容器c2短路,u2输出端第3脚为低电平,发光二极管d2不亮,交流固态继电器ssr因无控制电流而处于截止状态,电磁阀无电不吸动,处在闭阀状态。当将铁片投入专门的投票口时,铁片沿着滑槽迅速下滑,在通过检测电路时,小磁铁与u1之间的磁力线被铁片暂时短路,使u1第3脚输出高电平脉冲,经q1反相后作为u2的触发脉冲。
于是,单稳态电路翻转进入暂稳态,u2的第3脚输出高电平,d2发光;同时ssr导通,使控制电磁阀得电自动开阀。这时,u2内部放电三极管截止,延时电路中的c2通过rp和r4开始充电,并使u2的阀值输入端(高电平触发端)第6脚电位不断上升。当两端充电电压大于号vdd时,单稳态电路复位,u2的第3脚又恢复为低电平,d2熄灭,ssr截止,电磁阀断电关闭与此同时,u2内部放电三极管导通,c2经第7脚快速放电,电路又恢复到常态。
电路中,单稳态电路每次进入暂稳态的时间长短,取决于电容器c2和电阻器r4、电位器rp
的时间常数,可由公式t=1.1×c2(r4+rp)来估算。调节rp1阻值,可在3~20s范围内连续改变这一时间。发光二极管d1既是u1工作状态指示灯,又兼作电源指示灯;d2是供水指示灯。c1、c3为交流旁路电容器,主要用于消除各种杂波干扰对单稳态电路造成的误触发,使整个控制电路性能稳定可靠。
电路中元器件选择:u1可选用ugn3120或ugn3020,cs3020型开关型霍耳传感器,基本功能是将磁输入信号转换成开关状态电信号输出,它的内部功能包括稳压、磁敏感区、放大、施密特触发整形、开路输出五部分。稳压部分使器件能在较宽的电源电压范围(4.5v~24v)内工作,开路输出使器件很容易地与众多的逻辑电路系列接口。与霍耳传感器配合使用的小磁铁,可用一块尺寸约为10mm×10mm×15mm的永久性磁铁,体积不宜过大。
u2选用ne555型时基集成电路,也可用sl555、lm555或μa555等同类型电路直接代换。u3用78l09型低功耗、100ma固定式三端集成稳压器。q1选用9014或其他硅npn小功率三极管,要求电流放大系数β=50。qd采用1a、50v硅全桥,亦可用4只1n4001型硅整流二极管构成桥式整流电路代替。d1、d2分别用普通红色和绿色发光二极管。
ssr可自制或者采用sp1110型交流固态继电器,sp1110的通态输出电流为1a(有效值),输出端耐压多350v,断态漏电流<1ma;控制端输入信号电平2~6v,输入电流3~10ma。rv用390v、1ka(峰流)氧化锌压敏电阻器,并联在ssr的交流输出端,主要防止电磁阀产生的感应电压击穿ssr输出端。rv也可用一只120ω、1/4w的电阻和一只0.047μf,400v的电容器串联(构成rc吸收回路)后代替。
rp1采用ws-2-x型锁紧型有机实心电位器。r1~r5一律用rtx-1/4w型碳膜电阻器。c1、c3、c4均用ct1型瓷介电容器;c2宜选用钽电解电容器,以保证电路延时精度;c5用cd11/25v型电解电容器。t用市售220v/12v,3w成品电源变压器,要求长时间运行不发热。电磁阀可根据管道结构及压力情况选用交流220v的常闭型二位二通汽液电控阀。f用带管座的bgxp-0.15a型(250v,0.15a)保险管。
该电路可以作为一个自动凭票供水控制电路。改变ssr负载形式,也可以作为其他控制器使用。
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