Для управления бытовой электроникой традиционно используются обычные кнопки с фиксацией. Иногда такое решение оказывается неудобным и в этой статье мы рассмотрим несколько конструкций, позволяющих заменить обыкновенный выключатель всего одной нефиксируемой кнопкой.
РАССМОТРИМ СПЕРВА СХЕМЫ ТРАДИЦИОННЫЕ
1) На полевиках разного типа
Переключатель собран на полевых транзисторах и считается экономичным НО так ли это на самом деле ?
Эта схема , на самом деле, часть перерисованной микросхемы импульсного (кнопочного) переключателя который умещается всего в одной детали и выпускается в разных корпусах типа ТО220.
РАБОТА СХЕМЫ
В исходном положении транзисторы T1 и T2 закрыты, нагрузка обесточена, конденсатор С1 разряжен. При нажатии на кнопку S1 затвор Т1 оказывается подключенным к минусовому проводу через С1. Транзистор открывается, подает напряжение в нагрузку и одновременно на затвор транзистора Т2. Последний открывается и через резистор R2 подключает затвор Т1 к минусовому проводу. Теперь при отпускании кнопки транзистор Т1 останется открытым. После включения нагрузки на резисторе R3 появляется напряжение, которое заряжает конденсатор C1. При следующем нажатии на кнопку S1 благодаря заряженному С1 на затворе транзистора Т1 появляется положительный потенциал. Т1, а за ним и Т2 закрываются, нагрузка обесточивается.
НЕДОСТАТКИ СХЕМЫ
Эта схема не будет работать с Емкостными нагрузками и не способна работать нормально с нагрузками индуктивными. Только активные нагрузки тэны и старые лампочки могут управляться ею в таком исполнении.
Кроме того, эта схема не может напрямую работать с логикой и чипами, что делает её применимость в современной технике.
Экономичность схемы сразу улетучивается при подключении активной нагрузки или сопротивления даже в 1 кОм. Транзистор Т1 с затвором подключенным к + питания через делитель на резисторах 47к и 10к окажется в приоткрытом состоянии а не в ключевом как этого требует схема выключателя.
2) На полевике и микросхеме D - триггер
Схема управления нагрузкой при помощи одной кнопки может быть собрана его на микросхеме К561ТМ2 содержащей два триггера и полевом транзисторе управляющим реле.
Как работает эта схема (из интернета)
При нажатии на кнопку S1 на тактирующий вход С поступает высокий уровень, единичка по входу D записывается в триггер и появляется на прямом выходе (вывод 1). Транзистор Т1 открывается, реле срабатывает и включает нагрузку. Кнопку можно отпустить. Теперь на входе данных присутствует «0». Если еще раз нажать на S1, то в триггер запишется уже он и он же появится на прямом выходе, а на инверсном установится «1». Транзистор закроется, реле отключит нагрузку. Таким образом, при каждом нажатии на кнопку микросхема будет переключаться из одного устойчивого состояния в другое.
Благодаря цепочке C2, R3 смена сигнала на входе D происходит с некоторой задержкой относительно появления сигнала на инверсном выходе. Эта задержка нужна для того, чтобы устранить влияние дребезга контактов кнопки.
НЕДОСТАТКИ СХЕМЫ (схемотехники)
В целом эта схема хороша и логична, за исключением силовой части в которой мы наблюдаем "искусство схемотехники ХХI века" смешанное с традициями Польской электроники годов 70х.
Ставить КД522 можно, но не в наши же дни!
Сильно бросается в глаза полное отсутствие знаний в работе реле и неумение подбирать целевые радиоэлементы. Шунтировать диодами катушки реле могут только неграмотные "юзеры" не знающие о существовании специальных типов реле для использования в импульсных схемах.
В реле отпадает необходимость при использовании Подобранного под нагрузку ключа (транзистора или тиристора). Для гальванической развязки силовой цепи и схемы триггера достаточно использовать оптопару, которая при грамотном подборе деталей заменит и реле и полевой транзистор.
3) На биполярных транзисторах
Эта забавная схема собрана на четырех биполярных транзисторах разной структуры и одном электромагнитном реле. Обратите внимание, автор этой схемы не побоялся использовать нужный тип реле и "шунтирующий катушку реле диод" ему не понадобился.
РАБОТА СХЕМЫ
После включения устройства все транзисторы заперты, нагрузка, управляемая реле K1, отключена. Конденсатор С1 благодаря цепочке R1, R2 заряжен. При нажатии на кнопку S1 положительное напряжение с С1 поступает на базу транзистора Т3, он открывается и в свою очередь открывает Т4. Реле К1 срабатывает и своими нормально разомкнутыми контактами К1.1 включает нагрузку. Вместе с этим благодаря отрицательному смещению на базе открывается Т2, подавая напряжение на делитель R4, R5. Напряжения на делителе достаточно для удержания Т3 в открытом состоянии, теперь кнопку можно отпустить.
При следующем нажатии на S1 конденсатор заряжается через открытый транзистор T2 и резистор R4. Это вызывает сильную просадку напряжение на базе Т3. Он закрывается и закрывает Т4, который отключает нагрузку. Одновременно закрывается Т2, а за ним Т1. Схема перешла в первоначальное состояние.
НЕДОСТАТКИ СХЕМЫ (схемотехники)
Основной недостаток данной схемы - малая практичность и невозможность работы с логическими схемами. Обилие деталей и сильная зависимость от характеристик транзисторов (используемые КТ315 и КТ361 имею колоссальный разброс и дрейф параметров во время работы) делают такую схему развлечением для "начинающих профессионалов радиолюбительства".
Транзистор КТ814 для управления реле возможен, но только в том случае если используется реле специализированное или полярное иначе резистор R9 никак не спасет транзистор Т3 от всплеска индукции при резком включении КТ814.
ТЕПЕРЬ РАССМОТРИМ СХЕМЫ ПРОСТЫЕ КАК АВТОМАТ "АК"
1) НА ОДНОМ РЕЛЕ и RC ЦЕПОЧКЕ
Эта схема настолько проста , что не могла не вызвать жестокие споры у "знатоков" кулонов и фарад.
Устойчивый триггер без транзисторов , микросхем и мудрых чипов возможен всего лишь на простом реле.
РАБОТА СХЕМЫ
После включения устройства обмотка катушки реле обесточена, через резистор Rу 220 ом начинает заряжаться конденсатор С 50 мкф зашунтированный резистором R 1500 ом. Делитель Rу + R позволяет конденсатору зарядиться до некоторых значений положительно.
При нажатии кнопки на обмотку реле протекает ток ограниченный резистором Rу 220 ом и ток от заряженного конденсатора С. Этих токов достаточно чтобы включить реле в состояние ВКЛ и замкнуть контакты Кнр. Через контакты Кнр и резистор Rу 220 ом обмотка реле получает ток достаточный для удержания реле в состоянии ВКЛ.
Точный подбор резистора Rу гарантирует устойчивую и надежную работу схемы.
В состоянии ВКЛ контакты реле Кнз разомкнуты и конденсатор С остатки заряда разряжает через резистор R на минус или массу.
При втором нажатии кнопки параллельно обмотке реле оказывается включенным нагрузка состоящая из разряженного конденсатора C и резистора R эта нагрузка мгновенно отбирает ток от катушки реле и оно сбрасывается в состояние ВЫКЛ.
Далее все можно повторить.
ПРЕИМУЩЕСТВА СХЕМЫ (схемотехники)
Эта схема содержит минимум деталей и не содержит ни микросхем ни электронных ключей. Хорошо подобранное реле и точные параметры схемы делают её устойчивой к вибрациям и небольшим перепадам напряжения.
В данной схеме используется ОБЫКНОВЕННОЕ реле (не полярное не поляризованное) с одной группой контактов.
При использовании реле с двумя и более группами контактов можно сразу включать и выключать ЛЮБЫЕ мощные нагрузки с гальванической развязкой.
Довольно часто Читатели просят "А вот схемку на простых реле слабо опубликовать??" и в ответ получают вот такую схему
Принцип работы этой схемы подобен предыдущей, НО поляризованные реле редки и дороги , к примеру РПС32Б у нас стоит 1800руб, да и то под заказ. Согласитесь, при всей моей любви к реле и схемам, это накладно для простого выключателя. Кроме того в такой схеме гальванической развязки просто нет, да и с управлением с помощью логических элементов или контроллеров ту проблема.
ПРИМЕР СЕНСОРНОЙ КНОПКИ НА РЕЛЕЙНОМ ТРИГГЕРЕ
Пояснения такой схемы вы можете послушать в ролике
А ТЕПЕРЬ САМАЯ ПРОСТАЯ СХЕМА ДЛЯ ОДНОЙ КНОПКИ
Проще этой схемы только гвоздь! Не удивительно, что информацию о ней просто замалчивают как Блогеры так и Радиолюбители.
САМАЯ ПРОСТАЯ СХЕМА Включения / Выключения одной Нефиксируемой кнопкой любой нагрузки
РАБОТА СХЕМЫ
После включения устройства лапочка не горит. Нажимаем кнопку - лампочка включилась, нажимаем еще - выключилась.
Работа схемы базируется всего не одной детали в которой находится триггер контроллер и либо полевой транзистор для постоянных токов либо симистор для переменных (подобно ЛМ или ТДА).
Вся начинка располагается в одном корпусе напоминающем транзистор.
ПРЕИМУЩЕСТВА СХЕМЫ (схемотехники)
Да просто проще выдумать нельзя - два вывода в разрыв цепи и один для управления импульсами или кнопкой (в зависимости от напряжения опционален резистор).
