P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Dział "Projekty Czytelników" zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze
odpowiedzialności za prawidłowe działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż
sprawdzamy poprawność konstrukcji.
Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie,
że artykuł jest własnym opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany. Honorarium za publikację
w tym dziale wynosi 250,- zł (brutto) za 1 stronę w EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie
prawo do dokonywania skrótów.
Cyfrowy regulator ciśnienia, część 1
Przedstawiamy projekt
niezwykły jak na czasy,
w ktÛrych Å‚yjemy: jego
autor proponuje układ bez
Projekt
mikrokontrolera! Mimo tego,
osiÄ…gniÍty efekt jest
fantastyczny, o czym
090
Czytelnicy mogÄ… siÍ
przekonaĘ.
sunkowo prosty
i w miarÍ bezpiecz-
ny (stałe ciśnienie
w instalacji). Niestety,
nie jest on pozbawiony
wad, do ktÛrych naleÅ‚yza-
liczyĘ:
-zwiÍkszone ubytki wody
(parowanie),
- koniecznośĘ umieszczenia
naczynia wzbiorczego z da-
la od kotła w najwyłszym
punkcie instalacji.
Dlatego obecnie otwarte
układy stosowane są jedynie
Przedstawiamy w małych systemach grzew-
opis uniwersalnego regulato- czych.
ra cyfrowego o dwÛch niezaleÅ‚- UkÅ‚ad zamkniÍty C.O. (rys.
nych wyjÅ›ciach przekaüniko- 1b) nie ma bezpoÅ›redniegoìpo-
wych. SygnaÅ‚em wejÅ›ciowym sowany, zwÅ‚aszcza w maÅ‚ych Å‚Ä…czeniaî z atmosferÄ…, a para-
(mierzonym) jest prÄ…d lub na- systemach C.O. WystÍpuje w nim metrem okreÅ›lajÄ…cym ilośĘ wo-
piÍcie, co pozwala przy zasto- naczynie wzbiorcze NW umiesz- dy w instalacji jest ciÅ›nienie.
sowaniu odpowiedniego prze- czone w najwyÅ‚szym punkciein- RolÍ naczynia wzbiorczego
twornika Å›ledziĘ dowolnÄ… wiel- stalacji. Jest to zbiornik otwarty, przejÍÅ‚o naczynie przeponowe
kośĘfizycznÄ…(ciÅ›nienie,tempe- ktÛry ma bezpoÅ›rednie poÅ‚Ä…cze- NP(zbiornik przedzielony elas-
raturÍ, poziom cieczy itp.). nie z ciÅ›nieniem atmosferycz- tycznÄ… przeponÄ… - u gÛry wy-
Do zalet przedstawionego nym. Woda podgrzewana w kot- peÅ‚niony sprÍÅ‚onym powiet-
układu naleły zaliczyĘ: le krąły w instalacji, a jej ruch rzem, z dołu połączony z insta-
- prostÄ… budowÍ, wymuszany jest pompÄ… obiego- lacjÄ…). PrzetwornikciÅ›nienia PC
- tylko jeden potencjometr wÄ… PO lub grawitacyjnie. W na- umieszczony w tzw. rurce mo-
do kalibracji, czyniu wzbiorczym znajduje siÍ delowej mierzy ciÅ›nienie hyd-
- moÅ‚liwośĘ wspÛÅ‚pracy czujnik poziomu CP, ktÛry czu- rostatyczne i jeÅ‚eli jest ono za
z dowolnym przetworni- wa nadtym, aby w instalacji za- niskie, to układ sterujący US
kiem pomiarowym, takÅ‚e wsze byÅ‚a woda. JeÅ‚eli poziom wÅ‚Ä…cza pompÍ uzupeÅ‚niajÄ…cÄ…
o duÅ‚ej nieliniowoÅ›ci, w naczyniuobniÅ‚ysiÍz powodu PU. Wzrost objÍtoÅ›ci wody na
- łatwe ustawianie wartościza- odparowania lub nieszczelności, skutek podgrzewania jest kom-
danej (nastawniki kodowe). to czujnik CP poprzez układste- pensowany przez odkształcenie
W artykule zostanie opi- rujÄ…cy US zaÅ‚Ä…czy pompÍ uzu- siÍ membrany w naczyniu prze-
sane wykorzystanie regulato- peÅ‚niajÄ…cÄ… PU, ktÛra uzupeÅ‚ni ponowym i wiÍkszym sprÍÅ‚e-
ra jako sterownika ciśnienia brakująca ilośĘ wody. Rola na- niem powietrza nad membraną.
w ukÅ‚adzie zamkniÍtym cen- czynia wzbiorczego nie ograni- WiÄ…Å‚e siÍ to jednak z pewnym
tralnego ogrzewania. cza siÍ tylko do ìpilnowaniaî wzrostemciÅ›nienia w instalacji.
właściwego poziomu wody w in- Naczynie przeponowe musi
Systemy C.O. stalacji. DrugÄ…bardzo waÅ‚nÄ…fun- wiÍcbyĘ dobrane dokonkretnej
UkÅ‚ad ìzamkniÍtyî C.O. kcjÄ… naczynia, o ktÛrejsiÍ czÍsto instalacji. Generalnie moÅ‚na po-
tym rÛÅ‚ni siÍ od ukÅ‚adu otwar- zapomina, jest kompensacja wiedzieĘ, Å‚e im wiÍksza sieĘ
tego, Å‚e nie posiada bezpoÅ›red- wzrostu objÍtoÅ›ci wody na sku- C.O. (wiÍksza ilośĘ wody), tym
niegoìpoÅ‚Ä…czeniaîz ciÅ›nieniem tek podgrzewania (wzrost objÍ- naczynie musi byĘ wiÍksze.
atmosferycznym. Uproszczone toÅ›ci powoduje podniesienie siÍ Stwarza to nowe problemy, ja-
schematy obu ukÅ‚adÛw przed- poziomu wody w naczyniu NW). kimi sÄ… m.in. koniecznośĘ za-
stawiono na rys. 1. Układ ot- Jak wynika z powyłszego pewnieniaodpowiedniego miej-
warty (rys. 1a) jest szeroko sto- opisu, układ otwarty jest sto- sca w kotłowni i znaczny
Elektronika Praktyczna 9/2001
89
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Rys. 2.
przekroju z dwoma zaworami nika mikroprocesorowego. W
regulacyjnymi, ktÛrÄ… Å‚Ä…czy siÍ opisanym poniÅ‚ej ukÅ‚adzie
z ssaniem i tłoczeniem pompy zastosowano rozwiązanie po-
obiegowej PO. Przetwornik Å›rednie miÍdzy ICL7107
znajduje siÍ miÍdzy zaworami, a mikroprocesorem. Regulacja
ktÛre naleÅ‚y tak ustawiĘ, aby odbywa siÍ cyfrowo i nie wy-
ciśnienie wskazywane było ta- magaznajomości programowa-
kie samo zarÛwno w czasie nia mikroprocesorÛw. Schemat
pracy,jaki postoju pompy PO. blokowy sterownika przedsta-
wiono na rys. 5.
Załołenia konstrukcyjne Sygnał prądowy z prze-
sterownika twornika PC zostaje zamienio-
Podstawowym załołeniem ny w przetworniku A/C do
przyjÍtym podczas projekto- postacicyfrowej(8 bitÛw),ktÛ-
Rys. 1.
wania sterownika jest, aby re- ra jest czÍÅ›ciÄ… wartoÅ›ci adresu
wzrost kosztÛw inwestycji. Na- Dawniej do regulacji ciÅ›- alizowaÅ‚ on charakterystykÍ pamiÍci wyÅ›wietlacza PW(EP-
leÅ‚y tutaj powiedzieĘ, Å‚e urzÄ…- nienia wykorzystywano mano- pokazanÄ… na rys. 4. PP i PZ ROM). W pamiÍci wyÅ›wietla-
dzenia do kompensacji wzrostu metry kontaktowe, ktÛreza po- sÄ… wartoÅ›ciami Å›rodkowymi cza PW, w pojedynczym baj-
objÍtoÅ›ci na skutek podgrzewa- mocÄ… ukÅ‚adÛw przekaüniko- ciÅ›nienia odpowiednio dla cie, zapisana jest wartośĘ cyf-
niasÄ… niezbÍdnymielementami wych sterowaÅ‚y odpowiedni- pompy uzupeÅ‚niajÄ…cej PU ry (kod BCD) oraz jej poÅ‚oÅ‚e-
kaÅ‚dejinstalacji C.O. Gdybyich mi urzÄ…dzeniami. Obecnie sÄ… i zaworu elektromagnetyczne- nie. Do dwÛch pierwszych
niebyÅ‚o,to wzrostobjÍtoÅ›ci wo- one zastÍpowane przez piezo- go ZE, przy ktÛrych te urzÄ…- wejśĘadresowych pamiÍci PW
dy spowodowałby wzrost ciś- rezystancyjne przetworniki dzenia powinny pracowaĘ. (A0..A1) doprowadzony jest
nienia i w konsekwencji roze- ciÅ›nienia wspÛÅ‚pracujÄ…ce ze ZaÅ‚Ä…czenie pompy PU nastÄ…- sygnaÅ‚ z licznika 2-bitowego,
rwanie najsÅ‚abszych miejsc in- specjalnymi sterownikami. pi, gdy ciÅ›nienie obniÅ‚y siÍ a do oÅ›miu nastÍpnych
stalacji. I taki właśniesterownik zosta- do wartości PP-HP,a wyłącze- (A2..A9) bajt reprezentujący
Jeszcze innym sposobem nie opisany w tym artykule. nie, gdy wzrośnie do PP+HP. ciśnienie z przetwornika A/C.
zmniejszenia ciśnienia w insta- Przetworniki ciśnienia pra- Odpowiednio dla zaworu: Sygnał z wyjścia danych z pa-
lacji C.O. jest kontrolowane cujÄ… w konfiguracji pÍtli prÄ…- - zaÅ‚Ä…czenie przy PZ + HZ miÍci PW - po zdekodowaniu
upuszczanie wody. Wykorzys- dowej 4..20mA, przy zasilaniu - wyłączenie przy PZ - HZ - steruje wyświetlaczem.
tujesiÍ w tymceluzbiornik wo- 12..35VDC. Do podÅ‚Ä…czenia wy- Punkty pracy PPi PZ bÍdÄ… PamiÍĘ regulatora PR speÅ‚-
dy uzdatnionej ZWU. Na rys. magane sÄ… tylko dwa przewo- ustawiane za pomocÄ… nastaw- nia rolÍ kodera, zamieniajÄ…c
2 przedstawiono uproszczony dy, ktÛre peÅ‚niÄ… zarÛwno rolÍ nikÛw dekadowych, a wartoÅ›- doprowadzone do wejśĘ adre-
schemattakiejinstalacji. RÛÅ‚ni- linii zasilajÄ…cej, jak i sygnaÅ‚o- ci histerezy HP i HZ za pomo- sowych wartoÅ›ci z nastawni-
ca miÍdzy instalacjÄ… pokazanÄ… wej. Na rys. 3 przedstawiono cÄ… przeÅ‚Ä…cznikÛw typu DIP- kÛwkodowychi przeÅ‚Ä…cznikÛw
na rys. 1b a tą z rys. 2 polega schemat włączenia takiego Switch. Chwilowa wartośĘciś- histerezy na odpowiadającąim
na tym, Å‚e naczynie przepono- przetwornika, ktÛry moÅ‚na wy- nienia bÍdzie wyÅ›wietlana na liczbÍ 8-bitowÄ… pojawiajÄ…cÄ…siÍ
we zostało zastąpione przez za- korzystaĘ jako zdalny mano- wyświetlaczu cyfrowym LED, na wyjściu danych. Jest ona
wÛrelektromagnetyczny ZE od- metr. JeÅ‚eli ciÅ›nienie mierzone a rolÍ wyjÅ›ciowego elementu porÛwnywana w komparatorze
prowadzajÄ…cy nadmiar wody przez przetwornik PC bÍdzie wykonawczego speÅ‚niÄ… dwa cyfrowym KCz liczbÄ…otrzyma-
z powrotem do zbiornika wody rÛwne ciÅ›nieniu atmosferycz- przekaüniki sterujÄ…ce pracÄ… nÄ… z przetwornika A/C. W za-
uzdatnionej ZWU. Przed zawo- nemu, to prÄ…d I pÅ‚ynÄ…cy w ob- pomp PU i zaworu ZE. leÅ‚noÅ›ci od wyniku porÛwna-
rem zostaÅ‚a umieszczona kryza wodzie bÍdzie rÛwny 4mA. nia wysterowywane sÄ… odpo-
K o tak dobranej Å›rednicy, aby GdyciÅ›nienie wzroÅ›nie do war- Opis ukÅ‚adu wiednio przekaüniki obwodÛw
upust wody odbywaÅ‚ siÍ Å‚agod- toÅ›ci maksymalnej dla danego Jednym ze sposobÛw reali- wyjÅ›ciowych WP i WZ. Na-
nie bez duÅ‚ych spadkÛw ciÅ›- przetwornika, to prÄ…d osiÄ…gnie zacjisterownikajest wykorzys- stawniki kodowe NP i NZ, jak
nienia. Naleły jeszcze wspo- wartośĘ 20mA. Rezystorem tanie układu ICL7107 - roz- i przełączniki histerezy HP
mnieĘ o tym, Å‚e kaÅ‚da instala- R oznaczonorezystancjÍcaÅ‚ko- wiÄ…zania takie byÅ‚y wielokrot- i HZ poÅ‚Ä…czone sÄ… z pamiÍciÄ…
cja posiada zawÛr bezpieczeÒ- witÄ… linii, czyli przewodÛw nie opisywane w literaturze.
stwa, ktÛry powinien byĘ tak i miliamperomierza. NapiÍcie RÛwnieÅ‚ niektÛrzy producenci
ustawiony, aby w razie awarii zasilające Uz musispełniaĘ na- mają w swojej ofercie takie
ukÅ‚adu kompensacji nastÄ…piÅ‚ stÍpujÄ…cy warunek: wÅ‚aÅ›nie regulatory. Nastawy
upust wody do kanalizacji. Uz-R*Imax>12V punktÛw pracyi histerezy wy-
UrzÄ…dzenie sterujÄ…ce, oprÛcz W instalacji CO przetwor- konuje siÍ wtedy za pomocÄ…
pompy uzupeÅ‚niajÄ…cej, musi do- nik umieszcza siÍ w specjal- potencjometrÛw.Innymsposo-
datkowo sterowaĘ takłe zawo- nym miejscu w tzw. rurce mo- bem rozwiązania tego proble-
rem elektromagnetycznym. delowej. Jest to rurka o małym mu jest wykorzystanie sterow-
Rys. 3.
Elektronika Praktyczna 9/2001
Elektronika Praktyczna 2/98
90
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Taki sposÛb sterowania - Q8 - sygnaÅ‚ zegarowy CLK
wyświetlaczem umołliwia wymuszający naprzemienne
wspÛÅ‚pracÍ z przetwornikiem wÅ‚Ä…czanie buforÛw elemen-
pomiarowym o dowolnej cha- tÛw nastawczych.
rakterystyce (nieliniowośĘ Sygnał zegarowy /CLK
itp.),a takÅ‚e wyÅ›wietlenie op- uzyskuje siÍ wykorzystujÄ…c
rÛcz cyfr znakÛw dostÍpnych bramkÍ US9/B pracujÄ…cÄ… jako
w dekoderze 74LS247 dla inwerter.
wartoÅ›ci wiÍkszych od 9.
Wyświetlanie multiplekse- Regulator
rowe(cyfry wyświetlanesą po Zadaniem regulatora jest
kolei- 0,25Tświecenia, 0,75T odpowiednie wysterowanie
Rys. 4.
przerwy) wymagastosunkowo przekaünikÛw wyjÅ›ciowych,
PRza pomocÄ… buforÛw. Bufory waÅ‚ wyprowadzenie 2 (/RD) duÅ‚ego prÄ…du wyjÅ›ciowego w zaleÅ‚noÅ›ci od wartoÅ›ci ciÅ›-
załączanesą naprzemiennie,co jest połączone z masą, to prze- dekodera US12, aby prąd nienia oraz nastaw na nastaw-
umoÅ‚liwia porÛwnywanie twornik wykonuje ciÄ…gle prze- Å›redni segmentu byÅ‚ odpo- nikach dekadowych i przeÅ‚Ä…cz-
w komparatorze KC zarÛwno twarzanie prÄ…du pomiarowego. wiedni dla uÅ‚ytych wyÅ›wiet- nikach histerezy. W kaÅ‚dym
wartoÅ›ci nastawionych dla Wpisywanie nowej wartoÅ›ci na laczy (w tym wypadku jest to z kanaÅ‚Ûw regulacji zastosowa-
pompy (NP, HP), jak i dla za- wyjÅ›cie przetwornika dokony- 10mA). Dlatego bardzo waÅ‚ny no dwa segmenty nastawnikÛw
woru(NZ, HZ). Do pamiÍci PR wane jest z czÍstotliwoÅ›ciÄ… wy- jest dobÛrrezystorÛwszerego- z wyjÅ›ciami w kodzie BCD(NP/
doprowadzona jest takłe infor- znaczoną przez zegar sterujący wych wyświetlacza R16..R22 j, NP/d - dla pompy, NZ/j, NZ/
macja o stanie przekaünikÛw ZS(Q12). WyjÅ›ciecyfrowe prze- tak, aby nie zostaÅ‚a przekro- d- dlazaworu) orazjeden prze-
wyjÅ›ciowych,ktÛrajest potrzeb- twornika A/C poÅ‚Ä…czone jest czona wartośĘ dopuszczalne- Å‚Ä…cznik DIP SWITCH (HP - dla
na do wybrania odpowiedniego bezpośrednio z wejściami adre- go prądu wyjściowego deko- pompy, HZ - dla zaworu).
znaku histerezy (+ lub -). sowymi A2..A9 pamiÍci wy- dera (40mA), a zarazem jas- Stanemaktywnym na wyj-
W ukÅ‚adzie regulatora bardzo Å›wietlacza PW. Do dwÛch mniej nośĘ Å›wiecenia wyÅ›wietlacza Å›ciach nastawnikÛw jest lo-
istotnÄ… rolÍ odgrywa zegar ste- znaczÄ…cych wejśĘ A0..A1 do- byÅ‚a odpowiednia. giczne ì0î (stosowany jest za-
rujÄ…cy ZS, ktÛry wytwarza dwa prowadzony jest z kolei sygnaÅ‚ pis w kodzie uzupeÅ‚nienio-
sygnaÅ‚y CLK i /CLK niezbÍdne MOD2 uzyskiwany przez zegar Zegar sterujÄ…cy wym do 1). Oznacza to, Å‚e
do naprzemiennego porÛwny- sterujÄ…cy ZS (Q5, Q6). SygnaÅ‚ Sercem sterownika jest ze- cyfra 0 reprezentowana jest
wania wartości zadanej licznikowy na wejściach A0..A1 garsterujący, wykonany w opar- jako 1111, cyfra 1 jako 1110,
z rzeczywistÄ… dla pompy i za- wywoÅ‚uje zmiany (przemiata- ciu o 14-bitowy licznik CD4060 itd. WyjÅ›cia nastawnikÛw po-
woru. SygnaÅ‚ MOD2(2-bitowy) nie) czterech bajtÛw na wyj- (US6). CzÍstotliwośĘ wewnÍt- Å‚Ä…czone sÄ… z wejÅ›ciami za-
jest uÅ‚ywany do multiplekse- Å›ciach danych pamiÍci PW rznego generatora wyznaczajÄ… trzaskÛw trÛjstanowych
rowej obsÅ‚ugi wyÅ›wietlacza, (US2), ktÛrych adresy A2..A9 elementy C2, R3, R4. Wykorzys- 74LS373 (US4, US5) peÅ‚niÄ…-
a sygnaÅ‚ /WR steruje pracÄ… okreÅ›lane sÄ… przez wartośĘ ciÅ›- tuje siÍ nastÍpujÄ…ce stopnie po- cych rolÍ buforÛw, ktÛrych
przetwornika A/C. Zasilacz do- nienia otrzymanÄ… z przetworni- dziaÅ‚uczÍstotliwoÅ›cigeneratora: sygnaÅ‚y wyjÅ›ciowe doprowa-
starcza nastÍpujÄ…ce napiÍcia: ka A/C. W pamiÍci PW zapisa- - Q12 - do sterowania funk- dzono do wejśĘ adresowych
+12V (przekaüniki), +5V (prze- najestinformacjao cyfrach(ich cjÄ… zapisu (/WR) przetwor- A0..A7 pamiÍci regulatora PR
twornik A/C) i +5V (pozostaÅ‚e kody), ktÛre majÄ… byĘ wyÅ›wiet- nika A/C, (US3). Do wyprowadzenia OC
układy regulatora). Schemat lone na wyświetlaczu. Bajty - Q5, Q6 - sygnał adresowy sterującego pracą bufora US4
elektryczny sterownika przed- w pamiÍci podzielone sÄ… na (MOD2) do multipleksero- (nastawniki pompy), dopro-
stawiono na rys. 6. Funkcje czÍśĘ znakowÄ… (D4..D7), ktÛra wego sterowania wyÅ›wiet- wadzony zostaÅ‚ sygnaÅ‚ zega-
poszczegÛlnych blokÛw sÄ… na- okreÅ›la w kodzie BCD znak do lacza, rowy CLK, a do wyprowadze-
stÍpujÄ…ce: wyÅ›wietlenia, i pozycyjnÄ…
Wskaünik ciÅ›nienia (D0..D3) okreÅ›lajÄ…cÄ… jego miej-
Prąd płynący w obwodzie sce na wyświetlaczu.
pomiarowym przetwornika ciś- Na przykład, zapis w pa-
nienia wywoÅ‚uje spadek napiÍ- miÍci PW przedstawiony
cia na rezystorze R2. NapiÍcie w tab. 1 spowoduje wyÅ›wiet-
to jest nastÍpnie zamieniane lenie liczby 215, jeÅ‚eli ciÅ›nie-
w przetworniku A/C (US1) do niezamienione do postacicyf-
postaci cyfrowej (8 bitÛw) do- rowÄ… bÍdzie miaÅ‚o wartośĘ 2F.
stÍpnej na wyjÅ›ciu rÛwnoleg- CzÍśĘ znakowa sygnaÅ‚u
łym DB0..DB7. Do zasilania wyjściowego danych (D4..D7)
przetwornika A/C wykorzysta- jest podawana bezpośrednio
no osobny stabilizator +5V na dekoder kodu BCD na kod
(ST2). NapiÍcie odniesienia wyÅ›wietlacza siedmiosegmen-
uzyskujesiÍzeÅ›rodkowego wy- towego typu 74LS247 (US12).
prowadzenia potencjometru CzÍśĘ pozycyjna (D0..D3) po-
wieloobrotowego RH1 i jest to woduje, za pomocÄ… inwertera
jedyny potencjometr w sterow- 74LS06 (US13) i tranzystorÛw
niku. Elementy R1 i C1 okreÅ›- T5, T6, T8, podawanie napiÍ-
lajÄ… czÍstotliwośĘ wewnÍtrzne- cia na odpowiednie anody
go zegara przetwornika. Ponie- wyświetlacza LED.
Tab. 1.
Adres Dane binarne Dane heks. Znaczenie
Znak Pozycja Znak Pozycja
2F0 0101 0001 5 1 Cyfra 5 na pozycji pierwszej
2F1 0001 0010 1 2 Cyfra 1 na pozycji drugiej
2F2 0010 0100 2 4 Cyfra 2 na pozycji trzeciej
2F3 0000 0000 0 0
Rys. 5.
Elektronika Praktyczna 9/2001
91
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Rys. 6.
Elektronika Praktyczna 9/2001
Elektronika Praktyczna 2/98
92
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
wego, wykorzystywanajest do wiÍc, w tym przypadku na
Tab. 2. WYKAZ ELEMENTÓW
ustawiania znaku histerezy (+ wyjÅ›ciu bramki US9/C bÍdzie
Wyjście
Rezystory
lub -). Sygnałem aktywnym zawsze ustawiona 1.
US9/C US9/A
R1, R3, R7, R14: 10k&!
przeÅ‚Ä…cznikÛw histerezy jest Analogicznie dziaÅ‚a ukÅ‚ad
Ciśnienie < nast. pompy CLK
styk rozwarty (logiczna ì1î). wykrywajÄ…cy dla zaworu. Tym R2: 68&!
CiÅ›nienie > nast. pompy 1 PamiÍĘ regulatora PR speÅ‚- razem jednak, z uwagi na od- R4: 100 k&!
nia rolÍ kodera, zamieniajÄ…c wrotne dziaÅ‚anie (praca gdy
Ciśnienie < nast. zaworu 1 R5, R6, R8, R10..R12: 4,7k&!
doprowadzone do wejśĘ adre- ciÅ›nienie jest wiÍksze od na-
R9, R13: 39k&!
Ciśnienie > nast. zaworu CLK
sowych wartości z nastawni- staw),sygnał wyjściowyz kom-
R16..R22: 620&!
kÛw, przeÅ‚Ä…cznikÛw histerezy paratora(AR23..R30: 4,7k&!
nia OC bufora US5 (nastaw- i stanu przekaünika (12 bitÛw) na nÛÅ‚kÍ 1 bramki US9/A zo-
R31, R32: 470&!
niki zaworu) /CLK. PoniewaÅ‚ na odpowiadajÄ…cÄ…im 8-bitowÄ… staÅ‚ zanegowany przez bramkÍ
RH1: 5k&!
ukÅ‚ady 74LS373 przenoszÄ… liczbÍ binarnÄ… na wyjÅ›ciu da- US9/D. Bramka US9/A peÅ‚ni
Kondensatory
wartośĘ z wejÅ›cia na wyjÅ›cie nych. Jest ona porÛwnywana identycznÄ… funkcjÍ dla zawo-
C1: 4,7nF
tylko wtedy, gdy OC=0 (dla w komparatorze cyfrowym ru, jak wczeÅ›niej omÛwiona
OC=1 ich wyjścia są w stanie US7 i US8 (2x74LS85) z war- bramka US9/C dla pompy. Tym C2: 10nF
wysokiej impedancji), to po- tością otrzymaną z przetwor- razem jednak do jej drugiego
C3..C8, C14: 0,1µF
woduje, Å‚e w takt sygnaÅ‚u nika A/C, przy czym cyfrze A wejÅ›cia(nÛÅ‚ka 2) doprowadzo-
C9, C11: 47µF/16V
CLK na wejÅ›cie adresowe pa- odpowiada sygnaÅ‚ wyjÅ›ciowy ny jest sygnaÅ‚ CLK, ktÛry syn-
C10: 470µF/25V
miÍci PR podawane sÄ… na przetwornika A/C, a cyfrze B chronizuje jÄ… z buforami na-
C12: 1000µF/25V
przemian wartoÅ›ci z nastaw- sygnaÅ‚ wyjÅ›ciowy pamiÍci PR. stawnikÛw zaworu.
C13: 4,7µF/25V
nikÛw pompy i zaworu. Po- W zaleÅ‚noÅ›ci od wyniku po- W ten sposÛb, za pomocÄ…
Półprzewodniki
dobnie realizowane jest na- rÛwnania, na wyprowadzeniu trzech bramek, udaÅ‚o siÍ wy-
D1, D2: 1N4148
przemienne podawanie na 7 układu US8 otrzymujemylo- dzieliĘ z wyjścia komparatora
D3: LED zielona
wejÅ›cia adresowe A8..A11 pa- gicznÄ… ì1î (AmiÍci PR nastaw z przeÅ‚Ä…cz- raz naleÅ‚y wynik komparacji o zaleÅ‚noÅ›ci miÍdzy ciÅ›nie- D4: LED czerwona
nikÛw histerezy. Tym razem podaĘ do obwodu wyjÅ›ciowe- niem a nastawami dla pompy M1: mostek 1 A
rolÍ buforÛw peÅ‚niÄ… bramki go pompy lub zaworu. Reali- i zaworu. Przedstawiono to
ST1: 7805
NAND OC - 74LS03 (US15 - zowane jest to za pomocÄ… bra- w tab. 2 (gdzie CLK oznacza
ST2: 78L05
dla pompy, US14 - dla zawo- mek US9/A, US9/C, US9/D. przebieg zegarowy).
T1, T2, T5, T6, T8: BC327
ru). WyjÅ›cia odpowiadajÄ…cych W celu analizy pracy DziaÅ‚anie ukÅ‚adÛw wyj-
T3, T4: BC337
sobie bramek poÅ‚Ä…czone sÄ… do ukÅ‚adu rozwaÅ‚my dwa przy- Å›ciowych omÛwione zostanie
US1: ADC0804
wspÛlnego rezystora i doÅ‚Ä…- padki: na przykÅ‚adzie kanaÅ‚u steru-
US2*: 2716
czone do właściwych im 1. Jełeli wartośĘ ciśnienia jącego pracą pompy.
US3: 2764
wejśĘ adresowych pamiÍci jest mniejsza od ustawionej na Gdy na wyjÅ›ciu bramki
US4, US5: 74LS373
PR. Na jedno z wejśĘ kałdej nastawnikach pompy, to US9/C, połączonej z bazą
US6: 4060
bramki podawany jest sygnaÅ‚, w wyniku ich porÛwnania na tranzystora npn T4 wystÍpuje
drugie natomiast jest wyko- wyjÅ›ciu Arzystywane jako sterujÄ…ce (ot- paratora US8 pojawi siÍ lo- ten przewodzi i zwiera przez
US9, US14, US15: 74LS03
wiera bramkÍ). WejÅ›cia steru- giczna ì1î, ktÛra zostanie po- rezystor R13 kondensator C11
US10, US11: NE555
jÄ…ce bramek tworzÄ…cych jeden dana na wejÅ›cie US9/C (nÛÅ‚ka do masy. PotencjaÅ‚ masy na
US12: 74LS247
bufor połączonesąrazem. Po- 10), a do drugiego wejścia wejściach THR i TR układu
US13: 74LS06
danie logicznej ìjedynkiî na US9/C (nÛÅ‚ka 9) doprowadzo- US11 (NE555) wymusza na
W1..W3: SA52-11GWA
takie wejście powoduje otwo- ny jest zanegowany sygnał ze- wyjściu DIS tego układu stan
Różne
rzenie wszystkich bramek da- garowy /CLK (logiczna przerwy, a to z kolei wyłącza
DIP SWITCH 4 poz.: 2 szt.
nego bufora. Termin ìbramka ì1î sygnaÅ‚u /CLK oznacza, Å‚e tranzystor T2i przekaünik P2.
Nastawnik BCD: 4 szt.
otwartaî oznacza tutaj to, Å‚e do wejśĘ pamiÍci PR zostaÅ‚y W momencie, gdy na wyj-
P1, P2: przekaz
nik, cewka
stan na wejÅ›ciu sygnaÅ‚owym doÅ‚Ä…czone wyjÅ›cia buforÛw ka- Å›ciu bramki US9/C pojawi siÍ
12V DC
ma wpływ na stan wyjścia nału pompy U4 i U15). Dwie sygnał zegarowy, tranzystor
TR1: TS6/24
bramki, natomiast bramka za- ìjedynkiî na wejÅ›ciu bramki T4 bÍdzie w takt tego sygnaÅ‚u
mkniÍta ma na wyjÅ›ciu za- US9/C ustawiÄ… logiczne ìze- otwierany i zatykany. W sta-
wsze ìjedynkÍî bez wzglÍdu roî najej wyjÅ›ciu. Zmianasyg- nie zatkania tranzystora kon- ciÅ›nieÒ. ObwÛd wyjÅ›ciowy za-
na stan wejścia sygnałowego. nału/CLKz 1 na 0 wymusi na densator C11 jest ładowany woru wykonany jest identycz-
PoniewaÅ‚sygnaÅ‚em otwie- wyjÅ›ciu US9/C logicznÄ… ì1î. przezrezystor R14i diodÍ D4, niejakobwÛd wyjÅ›ciowy pom-
rajÄ…cym bufor nastawnikÛw Ponowna zmiana /CLK ustawi a w stanie otwarcia tranzysto- py, przy czym do jego stero-
jest logiczne ì0î, natomiast na wyjÅ›ciu 0. Z powyÅ‚szego ra jest rozÅ‚adowywany przez wania wykorzystuje siÍ wyj-
bufor przeÅ‚Ä…cznikÛw histere- wynika,Å‚e dlatego przypadku rezystor R13. PoniewaÅ‚ Å›cie bramki US9/A. Styk
zy otwierany jest logicznÄ… na wyjÅ›ciu bramki US9/C R13>R14,toilośĘładunku do- zwierny przekaünika P2 sÅ‚uÅ‚y
ì1î, dlatego aby w tym sa- otrzymuje siÍ ciÄ…g impulsÛw pÅ‚ywajÄ…cego do kondensatora do zaÅ‚Ä…czania pompy, a styk
mym czasie do wejśĘ adreso- o czÍstotliwoÅ›ci zegara CLK. jest wiÍksza niÅ‚ilośĘładunku zwierny przekaünika P1 doza-
wych pamiÍci PR dotarÅ‚a in- 2. JeÅ‚eli wartośĘ ciÅ›nienia odpÅ‚ywajÄ…cego, a tym samym Å‚Ä…czania zaworu.
formacja z jednego ürÛdÅ‚a jest wiÍksza od ustawionej na napiÍcie na kondensatorze
(pompa lub zawÛr), to bufory nastawnikach pompy, to C11 zaczyna wzrastaĘ. Gdy Zasilacz
nastawnikÛw i przeÅ‚Ä…cznika w wyniku ich porÛwnania na osiÄ…gnie ono wartośĘ 2/3Ucc, Zasilacz dostarcza nastÍ-
histerezy jednego kanaÅ‚u mu- wyjÅ›ciu A > B (wyprowadze- to na wyjÅ›ciu DIS ukÅ‚adu pujÄ…ce napiÍcia:
szÄ… byĘ sterowane przeciw- nie 7) komparatora US8 poja- US11 pojawia siÍ potencjaÅ‚ Ucc1 = + 5 V (LM7805) zasi-
nym sygnaÅ‚em zegarowym wi siÍ logiczne ì0î, ktÛre zo- masy, ktÛry zaÅ‚Ä…cza tranzys- lanie obwodÛw cyfrowych,
(CLK i /CLK). stanie podane na wejście tor T2, a tym samym i prze- Ucc2 = + 5 V (LM78L05) za-
Dla potrzeb przeÅ‚Ä…cznika US9/C (nÛÅ‚ka 10) i wymusi kaünik P2. silanie przetwornika A/C,
histerezy wykorzystuje siÍ ustawienie logicznej ì1î na Opisany powyÅ‚ej ukÅ‚adza- Un = + 12 V niestabilizowane
trzy bramki jednego bufora, wyjÅ›ciu bramki dla /CLK = 1. pewnia zwÅ‚okÍ czasowÄ… przy do zasilania wyÅ›wietlacza
czwarta natomiast, do ktÛrej Gdy natomiast /CLK zmieni zaÅ‚Ä…czaniu i wyÅ‚Ä…czaniu prze- i przekaünikÛw
doprowadzony jest sygnaÅ‚ swÛj stan na 0, to wymusi on kaünika P2, co uodparnia ste- Mariusz Dulewicz
o stanie przekaünika wyjÅ›cio- 1 na wyjÅ›ciu bramki. Tak rownik na impulsowe zmiany [e-mail]
Elektronika Praktyczna 9/2001
93