การแนะนำ

ในฐานะผู้เริ่มต้นในด้านอิเล็กทรอนิกส์ คุณค่อนข้างจำกัดเมื่อต้องจ่ายไฟให้กับวงจรที่เพิ่งสร้างขึ้นใหม่ ซึ่งนั่นจะไม่ใช่ปัญหาเลยหากคุณไม่ทำผิดพลาดเลย แต่ยอมรับเถอะว่ามันเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้ยาก ไม่ว่าคุณจะเชื่อมต่อที่ด้านเอาต์พุตของ IC ผิดพลาดหรือคุณสลับขั้วของตัวเก็บประจุ บางอย่างก็จะเสียหายได้ เพราะแหล่งจ่ายไฟของคุณจะสูบกระแสเกินตามแรงดันไฟที่ตั้งไว้ไม่ว่าจะอย่างไรก็ตาม วิธีแก้ปัญหาอย่างหนึ่งสำหรับปัญหานี้คือการใช้แหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะแบบปรับได้พร้อมฟังก์ชันจำกัดกระแส เพื่อป้องกันการไหลของกระแสจำนวนมากเมื่อเกิดข้อผิดพลาด แต่ฟังก์ชันดังกล่าวค่อนข้างแพง เห็นได้ชัดว่าวิธีนี้ใช้ไม่ได้เมื่อคุณสร้างโครงการที่ใช้แบตเตอรี่ ในโปรเจ็กต์นี้ ฉันจะแสดงวิธีการสร้างวงจรง่ายๆ ที่เชื่อมต่อระหว่างแหล่งจ่ายไฟและวงจรของคุณ และจะตัดกระแสเมื่อถึงขีดจำกัดกระแสที่ตั้งไว้

ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการ!

• 2x LM358P
• 1 x รีเลย์แบบไม่ล็อก 12VDC
• ตัวต้านทานซีเมนต์ 1 x 0.5 โอห์ม
• 1 x สวิตช์สัมผัส
• 1 x ไฟ LED สีเขียว
• ตัวต้านทาน 2 x 20k โอห์ม
• ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ 1 x 10k โอห์ม
• ไดโอด 1x1N4007
• ขั้วต่อ 2x
• 1 x ซ็อกเก็ต IC

ขั้นตอนที่ 2: การทำงานของวงจร!

ส่วนประกอบแรกที่เราต้องการสำหรับวงจรคือรีเลย์ซึ่งประกอบด้วยคอยล์ และการเปลี่ยนหน้าสัมผัสหมายความว่าเมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าจ่ายไปยังคอยล์ เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 3.8V ให้กับคอยล์ หน้าสัมผัสจะเปิด/ปิด ตอนนี้เราสามารถใช้หน้าสัมผัสเปลี่ยนหน้าสัมผัสหนึ่งหน้าเมื่อไม่มีกระแสเกิน และเปิดหน้าสัมผัสเมื่อมีกระแสเกิน ทรานซิสเตอร์ NPN ถูกใช้แบบอนุกรมกับคอยล์เช่นเดียวกับตัวต้านทาน 1k โอห์มระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายและฐานของทรานซิสเตอร์

หากแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายให้กับวงจร กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านทรานซิสเตอร์ซึ่งเริ่มใกล้กับเส้นทางคอลเลกเตอร์-ตัวปล่อยมากขึ้น ดังนั้น ขดลวดจึงได้รับพลังงานและหน้าสัมผัสจะถูกปิด แน่นอนว่าเราไม่ควรลืมที่จะเพิ่มไดโอดฟลายแบ็กเพื่อป้องกันแรงดันไฟเกินที่คอลเลกเตอร์ หากต้องการดูว่าไม่มีปัญหากระแสเกินหรือไม่ ฉันชอบใช้ LED สีเขียวที่มีตัวต้านทานจำกัดกระแส

หากเกิดปัญหาขึ้นในการปิดการใช้งานรีเลย์ เราสามารถเพิ่มทรานซิสเตอร์ NPN ตัวที่สองที่ฐานของทรานซิสเตอร์ตัวแรกได้ หากมีการส่งสัญญาณผิดพลาดไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง ขดลวดก็จะปิดการใช้งาน LED จะดับลง และหน้าสัมผัสจะเปิดขึ้นเพื่อตรวจจับกระแสเกิน แม้ว่าเราจะต้องใช้ตัวต้านทานกำลังไฟฟ้าที่มีค่าต่ำ เช่น ตัวต้านทาน 0.5 โอห์ม 5 วัตต์ การเพิ่มตัวต้านทานนี้เข้าไปแบบอนุกรมระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายและหน้าสัมผัสรีเลย์ตัวแรก จะทำให้แรงดันตกตามสัดส่วนของกระแสไฟฟ้าที่ไหล แต่เนื่องจากแรงดันตกนี้ค่อนข้างต่ำ เราจึงต้องใช้ Op-Amp ในการกำหนดค่าการขยายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลก่อน

เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่มากขึ้น เราสามารถทำงานกับสัญญาณที่ขยายแล้วนี้ จากนั้นเชื่อมต่อกับอินพุตที่ไม่กลับขั้วของออปแอมป์ตัวที่สอง ซึ่งอินพุตที่กลับขั้วนั้นเชื่อมต่อโดยตรงกับโพเทนชิออมิเตอร์ โดยการปรับโพเทนชิออมิเตอร์ เราสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงที่แปรผันได้ และเนื่องจากออปแอมป์ทำหน้าที่เป็นตัวเปรียบเทียบ เอาต์พุตของออปแอมป์จึงถูกดึงให้สูงขึ้นหากแรงดันไฟฟ้าตรวจจับกระแสสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าอ้างอิง เอาต์พุตทริกเกอร์นี้จะเชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ตัวที่สองผ่านตัวต้านทานในวงจรของรีเลย์ในที่สุด แม้ว่าจะมีกระแสเกินก็ตาม

เมื่อรีเลย์ไม่ทำงานอีกต่อไป กระแสไฟที่ไหลจะลดลงจากเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบ ดังนั้นรีเลย์จึงทำงานทันที แต่เนื่องจากกระแสเกินจะไหลอีกครั้งเมื่อรีเลย์ทำงาน ตัวเปรียบเทียบจึงทริกเกอร์อีกครั้งและวงจรจะทำซ้ำแล้วซ้ำเล่า เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราจึงสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทาน ปุ่มกดแบบปิดปกติ และหน้าสัมผัสแบบปิดปกติอื่นๆ ของรีเลย์ที่ยังไม่ได้ใช้งานแบบอนุกรมเข้ากับฐานของทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง เมื่อเกิดการพับ รีเลย์จะยังคงปิดอยู่ แต่เนื่องจากหน้าสัมผัสแบบปิดปกติของรีเลย์ปิดอยู่อย่างเห็นได้ชัด ฐานของทรานซิสเตอร์ยังคงถูกดึงไปที่แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายแม้ว่าเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบจะถูกทำให้ต่ำในลักษณะนี้ รีเลย์จะปิดอยู่จนกว่าจะกดสวิตช์สัมผัส จึงขัดจังหวะกระแสฐานของทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง ซึ่งทำให้รีเลย์สามารถทำงานอีกครั้ง ตอนนี้เรารู้แล้วว่าวงจรทำงานอย่างไร!

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อและทดสอบ!

หลังจากที่คุณเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดในวงจรตามแผนผังแล้ว ก็ถึงเวลาที่จะเริ่มทดสอบและปรับเทียบวงจร

หมายเหตุ: การปรับแรงดันอ้างอิงไม่ถูกต้องจะทำให้วงจรเหล่านี้ไม่ขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้า แต่เมื่อเราลดแรงดันอ้างอิงลงมาที่ค่าที่เหมาะสมแล้ว วงจรจะขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้าโดยไม่มีปัญหา และยังสามารถเปิดใช้งานอีกครั้งได้โดยง่ายโดยใช้ปุ่มกด

‍