DIY overstroombeveiliging: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Invoering

Als beginner in elektronica ben je vrij beperkt als het gaat om het voeden van je nieuw gefabriceerde circuits. Dat zou geen probleem zijn als je absoluut geen fouten maakt. Maar laten we eerlijk zijn dat het een zeldzaamheid is. Dus het maakt niet uit of je een verbinding aan de uitgangszijde van je IC hebt verknoeid of dat je de polariteit van je condensator verwisselt, er zal iets worden vernietigd omdat je voeding de overstroom zal wegpompen volgens de ingestelde spanning, ongeacht. Wat een oplossing voor dit probleem is, is het gebruik van een variabele bankvoeding met een stroombegrenzingsfunctie, zodat we een grote stroom kunnen voorkomen wanneer er een fout optreedt, maar die zijn behoorlijk duur. Dit is uiteraard niet bruikbaar wanneer u een project op batterijen maakt. In dit project laat ik je zien hoe je een eenvoudig circuit kunt maken dat verbinding maakt tussen je stroombron en je circuits en de stroom onderbreekt wanneer een ingestelde stroomlimiet wordt bereikt.

Stap 1: Dingen die je nodig hebt

2x LM358P:

• 1 x niet-vergrendelend relais 12VDC:
• 1 x 0,5 Ohm cementweerstand:
• 1 x tactiele schakelaar:
• 1 x Groene LED:
• 2 x 20k Ohm weerstanden:
• 1 x 10k Ohm variabele weerstand:
• 1 x 1N4007 Diode:
• 2 x Terminal-connectoren:
• 1 x IC-aansluiting:

Ik gebruik elektronische componenten van LCSC.com. LCSC zet zich sterk in om een brede selectie van echte, hoogwaardige elektronische componenten tegen de beste prijs aan te bieden. Meld u vandaag nog aan en ontvang $ 8 korting op uw eerste bestelling.

Stap 2: Werking van het circuit

Het eerste onderdeel dat we nodig hebben voor de circuits is het relais dat bestaat uit een spoel en om contacten te wisselen betekent dat wanneer er geen spanning op de spoel staat. Wanneer er minimaal 3.8V op de spoel wordt gezet, gaan de contacten open/dicht. Nu kunnen we een van de wisselcontacten gebruiken als er geen overstroom is en de contacten openen als deze overstroomd is. Een NPN-transistor wordt in serie met de spoel gebruikt, evenals een weerstand van 1k Ohm tussen de voedingsspanning en de basis van de transistor.

Als de spanning nu op het circuit wordt aangelegd, zal er stroom door de transistor vloeien die dichter bij het collector-emitter-pad begint. Daarom wordt de spoel bekrachtigd en zijn de contacten gesloten. Natuurlijk mogen we niet vergeten de flyback-diodes toe te voegen om de overspanningen bij de collector te voorkomen. Om visueel te zien dat er geen overstroomprobleem is, gebruik ik liever een groene LED met een stroombegrenzende weerstand.

Om het relais te deactiveren als er een probleem optreedt, kunnen we een tweede NPN-transistor toevoegen aan de basis van de eerste transistor. Als een foutsignaal wordt toegepast op de basis van de tweede en dus de spoel zou deactiveren, zou de LED uitgaan en de contacten zouden openen om de overstroom te detecteren. Hoewel we een laagwaardige vermogensweerstand nodig hebben, zoals een weerstand van 0,5 ohm van 5 watt. Door het eenvoudig in serie toe te voegen tussen de voedingsspanning en de eerste relaiscontacten, ontstaat er een spanningsval die evenredig is met de stromende stroom, maar aangezien deze spanningsval vrij laag is, moeten we eerst een Op-Amp gebruiken in een differentiële versterkingsconfiguratie.

Om een grotere spanning te krijgen die we met dit versterkte signaal kunnen werken, wordt vervolgens aangesloten op de niet-inverterende ingang van de tweede op-amp waarvan de inverterende ingang direct is verbonden met de potentiometer. Door de potentiometer af te stemmen, kunnen we een variabele referentiespanning creëren en aangezien de op-amp als een comparator fungeert, zal de output hoog worden getrokken als de stroomdetectiespanning hoger is dan de referentiespanning. Deze getriggerde uitgangen worden uiteindelijk verbonden met de basis van de tweede transistor via een weerstand in de windingen van het relais, zelfs overstroom.

Zodra het relais niet langer wordt geactiveerd, neemt de vloeistroom af van de uitgang van de comparator en daarom wordt het relais eenmaal geactiveerd. Maar aangezien de overstroom opnieuw zal vloeien wanneer het relais wordt geactiveerd, wordt de comparator opnieuw geactiveerd en wordt de cyclus steeds opnieuw herhaald. Om dit weer op te lossen kunnen we een weerstand, een normaal gesloten drukknop en ander nog ongebruikt normaal gesloten contact van het relais in serie aansluiten op de basis van de tweede transistor. Als er nu een vouw optreedt, wordt het relais nog steeds uitgeschakeld, maar omdat het normaal gesloten contact van het relais nu duidelijk gesloten is. De basis van de transistor wordt nog steeds naar de voedingsspanning getrokken, hoewel de uitgang van de comparator op deze manier laag wordt gezet. Het relais blijft uit totdat de tactiele schakelaar wordt ingedrukt en onderbreekt zo de basisstroom van de tweede transistor, waardoor het relais opnieuw kan worden geactiveerd. Dus nu we weten hoe het circuit werkt!

Stap 3: Verbind en test het

Nadat u alle componenten in het circuit volgens het schema hebt aangesloten, is het tijd om te beginnen met het testen en kalibreren van het circuit.

Opmerking: Door de referentiespanning verkeerd af te stellen, onderbreken deze circuits de stroom niet, maar zodra we de referentiespanning verlagen tot een geschikte waarde, onderbreekt het circuit de stroom zonder problemen en wordt het ook gemakkelijk opnieuw geactiveerd met behulp van een drukknop.