Indicador de quedas de tensão de curto prazo

Um circuito simples para determinar curtos "mergulhos" na tensão da rede.

Fonte de alimentação doméstica

Todo mundo sabe sobre a baixa qualidade do suprimento de energia doméstica, e muito se falou sobre isso. Em vez de uma tolerância de tensão de +/- 10%, que é de 180 ... 240 V, a tensão da rede elétrica pode "flutuar" na faixa de 160 ... 260 ou mais V.

Tais mudanças lentas de voltagem são tratadas com sucesso por estabilizadores de voltagem CA baseados em autotransformadores, por exemplo, Resanta. Tais estabilizadores são projetados principalmente para equipamentos como geladeira, máquina de lavar roupa e fogão elétrico.

Estabilizadores eletrônicos

O equipamento eletrônico doméstico moderno não requer tais estabilizadores, uma vez que toda a estabilização de tensão é realizada, em regra, por estabilizadores internos de semicondutores.

Em uma ampla gama de tensões de entrada, as fontes de alimentação comutadas são capazes de funcionar. Agora quase todos os equipamentos eletrônicos estão equipados com essas fontes. Por exemplo, muitas TVs modernas estão totalmente operacionais na faixa de tensão de 100 ... 280 V.

Ruído de impulso

Infelizmente, além das mudanças lentas na tensão da rede elétrica, que podem ser vistas a olho nu por luzes piscantes, também existem "quedas" de curto prazo. Eles são de natureza pulsante e nem um único estabilizador é capaz de proteger contra ruídos de impulso acidentais.

Tais "falhas", invisíveis mesmo pelo brilho da iluminação, podem trazer muitos problemas. De repente, sem motivo, um computador adquirido recentemente é reinicializado aleatoriamente, a máquina de lavar sempre trabalhava diligentemente, inicia um ciclo de lavagem inacabado novamente e o microondas também se desvia do programa definido.

Alguns dispositivos, como televisores em espera, ligam-se espontaneamente ou trocam de canal durante a operação. Parece que o equipamento eletrônico está gradualmente se tornando inutilizável. Ou talvez seja hora de levá-lo para reparo?

Indicador de falha de rede

O dispositivo descrito abaixo pode informar sobre situações desagradáveis ​​- um indicador de "quedas" de curto prazo na tensão da rede. De fato, se de repente o seu computador começar a "reiniciar" por conta própria, e naquele momento um som indicador for detectado, o qual detectará uma "falha" da tensão da rede elétrica, com uma certa dose de certeza, podemos dizer que o computador não é o culpado. Mesmo fontes de alimentação ininterruptas com ruído de impulso nem sempre suportam.

O diagrama do indicador é bastante simples e é mostrado na Figura 1.

Figura 1. Indicador de "quedas" curtas na tensão da rede.

Como pode ser visto na figura, o diagrama de circuito do dispositivo é bastante simples, contém um pequeno número de peças que, além disso, não são caras e não apresentam déficit. Portanto, para repetir o esquema, não são necessárias qualificações muito altas: se você souber segurar um ferro de soldar nas mãos, não deverá haver problemas especiais.

Trabalho em circuito

O esquema funciona da seguinte maneira. Nos elementos VD2, R3 ... R5, C2 e C4 montaram um sensor de tensão. É com sua ajuda que são determinadas as "falhas" na rede. Quando a tensão da rede é aplicada, os capacitores C2 e C4 carregam rapidamente na tensão indicada no diagrama. Portanto, na entrada DD1, há uma unidade lógica.

A fonte de alimentação é montada nos elementos VD1, VD3, R2, C3, C6. Note-se que o capacitor C6 carrega até 9V por um tempo suficiente - cerca de trinta segundos. Isso ocorre devido à grande constante de tempo da cadeia R2, C3, C6.Portanto, quando o dispositivo é ligado inicialmente, a saída do elemento DD1.1 define um nível de baixa tensão.

O capacitor C5 foi descarregado quando ligado, ou seja, tinha um baixo nível lógico. Como pode ser visto no diagrama, o capacitor C5 através do resistor R8 é conectado à entrada do gatilho Schmitt, feita nos elementos DD1.2 ... DD1.4. portanto, a saída do gatilho Schmitt também terá um baixo nível de tensão. Portanto, o LED HL1 apagará e o emissor de som HA1 ficará silencioso. Para aumentar a capacidade de carga do estágio de saída, é usada uma conexão paralela dos elementos DD1.3 e DD1.4.

Deve-se notar aqui que essa conexão é permitida somente se ambos elementos lógicos pertencem a um alojamento do microcircuito e têm parâmetros idênticos. Essa conexão de elementos localizados em diferentes edifícios é inaceitável.

O estado acima do indicador permanecerá até que haja uma "falha" da tensão da rede. No caso de uma diminuição significativa da tensão da rede com uma duração de pelo menos 60 ms, os capacitores C2 e C4 descarregam.

Em outras palavras, um nível baixo aparecerá na entrada do elemento DD1.1, o que levará a um nível alto na saída do DD1.1. Esse nível alto leva à carga através do diodo V5 do capacitor C5, ou seja, a aparência de um nível alto na entrada do gatilho Schmitt e, consequentemente, do mesmo nível na saída. (A lógica do gatilho Schmitt foi descrita em um dos artigos da série "Logic chips").

A moderna base de elementos permite simplificar significativamente o design do circuito de muitos dispositivos. Nesse caso, é usado um emissor de som com um gerador embutido. Portanto, para obter som, basta aplicar uma tensão constante ao emissor.

Nesse caso, haverá uma alta voltagem da saída do gatilho Schmitt. (Quando os emissores estavam sem um gerador embutido, ele também precisava ser montado em microcircuitos.) Paralelamente ao emissor de som, o LED HL1 foi instalado, o que fornece uma indicação clara de uma "falha".

Nesse estado, o gatilho Schmitt permanecerá por algum tempo após o término da "falha". Este tempo é devido à carga do capacitor C5 e os valores dos elementos indicados no diagrama serão de aproximadamente 1 segundo. Podemos dizer que o "fracasso" no tempo simplesmente se estende.

Após a descarga do capacitor C5, o dispositivo retorna ao modo de rastreamento do estado de tensão da rede. Para evitar alarmes falsos do dispositivo contra interferência na entrada, um filtro anti-interferência L1, C1, R1 é instalado.

Algumas palavras sobre os detalhes e design

Além dos elementos indicados no diagrama, são possíveis as seguintes substituições. O chip K561LA7 pode ser substituído sem alterar o circuito e a placa no K561LE5 ou com um análogo de importação de qualquer uma das séries CMOS. Não é recomendável usar microcircuitos da série K176 que não possuam diodos de proteção embutidos nas entradas, pois a tensão de entrada do microcircuito neste projeto excede a tensão de alimentação. Essa circunstância pode levar à falha do microcircuito da série K176 devido ao "efeito tiristor".

O diodo Zener VD3 pode ser substituído por qualquer de baixa potência com uma tensão de estabilização de cerca de 9 V. Em vez dos diodos KD521, qualquer diodo de silício pulsado é adequado, por exemplo, os diodos KD503, KD510, KD522 ou importados 1N4148 e KD243 podem ser substituídos por 1N4007.

Capacitor cerâmico de alta tensão C1 tipo K15-5. Em vez disso, é possível usar um capacitor de filme para uma tensão operacional de pelo menos 630V, devido a alguma diminuição na confiabilidade. O filme também deve ser um capacitor C2. Os capacitores eletrolíticos são mais bem importados.

O LED indicado no diagrama pode ser substituído por praticamente qualquer doméstico ou importado, de preferência vermelho. O emissor de som pode ser substituído por qualquer uma das séries EFM: EFM - 250, EFM - 472A.

Todo o indicador está montado na placa de circuito mostrada na Figura 2.

Todos os detalhes, exceto o LED e o emissor de som, estão instalados na placa. A placa pode ser instalada em uma caixa plástica separada de tamanhos adequados ou, se houver espaço, diretamente no alojamento do filtro - cabo de extensão.

A configuração do dispositivo se resume à seleção da capacitância dos capacitores C2 e C4. É mais conveniente selecionar a capacitância do capacitor C4. Isso é feito da seguinte maneira: sua capacidade diminui até que a ondulação de tensão na entrada do elemento DD1.1 faça o dispositivo disparar. Ao atingir esse resultado, substitua o capacitor C4 por um capacitor com capacidade 30% maior que o selecionado.

Você pode verificar o funcionamento correto do indicador conectando uma lâmpada de halogênio com uma potência de pelo menos um a meio a dois quilowatts na mesma tomada. No momento da ligação, um sinal indicador deve ser ouvido - correntes aumentadas afetam o momento em que as lâmpadas são acesas. Com isso, o ajuste do indicador pode ser considerado completo.

Boris Aladyshkin