Переключатель полярности

Автор:
Опубликовано 01.01.1970

Эту тему нам подсказал некто O4karik в теме "Робототехника" на нашем форуме.

Схема представляет собой автомат переключения полярности при нажатии на кнопку.

Где это может понадобиться? Да везде. Ну например, в каких-нибудь игрушках. Доехала машинка до стенки, нажалась кнопочка - машинка поехала обратно :) На самом деле, применений - куча. А устройство меж тем - чрезвычайно простое. Состоит всего из двух микросхем и нескольких развесных элементов.

Начнем сначала. То есть - с кнопочки.

Как вам, надеюсь, известно, все выключатели, кнопочки, реле и прочие элементы механической коммутации имеют очень неприятное свойство: "дребезг" контактов. Он выражается в том, что при замыкании пары контактов, ток через них начинает идти спокойно не сразу. Он сначала некоторое время "дребезжит" - совершает затухающие колебания. При размыкании контактов - та же беда.

Зачастую дребезг никто не замечает и не учитывает, поскольку для большинства схем он не представляет серьезных проблем. Но для нашей схемы это - настоящая проблема. Потому что при нажатии кнопки один раз, схема будет "думать", что кнопка была нажата несколько раз, что - ясен день - приведет к глюкам. Значит, надо с ним бороться.

Для борьбы с дребезгом в нашем устройстве предусмотрена хитрая схема на двух инвертерах микросхемы К561ЛН2, конденсаторе и двух резисторах. Не будем вникать в подробности его работы. Скажу только, что эта схема является триггером Шмидта с временной задержкой включения и выключения. Короче говоря, после этой схемы мы получаем красивые прямоугольные импульсы без всякого дребезга.

Эти красивые импульсы поступают на тактовый вход триггера DD2 (561ТМ2). По каждому фронту (перепаду из 0 в 1), триггер захлопывает состояние на входе D. Сигнал на вход D подается с инвертированного выхода этого же триггера.

Дальше все очень хитро. Допустим, что на инверсном выходе - 1. При очередном фронте, она захлапывается в триггер, следовательно - на прямом выходе триггера появляется "1", на инверсном - "0". Значит, при следующем фронте в триггер захлопнется уже ноль! При этом, на прямом выходе появится "0", на инверсном - снова "1" и процесс пойдет заново.

Таким образом, каждый фронт будет изменять состояние триггера на противоположное.

В принципе, мы уже имеем на выходах триггера изменение полярности при каждом нажатии на кнопочку. И если нагрузка маломощная - можно на этом и остановиться и повесить ее прямо на выходы микросхемы. Однако, лучше не перегружать микросхему по току, а поставить на ее выходы самые обычные усилители на транзисторах. Точнее - драйвера.

Драйвер - это буферный усилитель, который усиливает по току цифровой сигнал.

В принципе - этого то нам и нужно. На каждый выход триггера мы поставим по одному драйверу. Каждый драйвер состоит из двух транзисторов разной проводимости. Когда на вход драйвера поступает положительное напряжение - открыт NPN-транзистор, когда отрицательное - PNP. В нашу схему я поставил транзисторы КТ502 и КТ503 (PNP и NPN соответственно). Эти транзисторы запросто выдержат токи до 100 мА. Что? Вам нужно больше? Ну ладно! Можете поставить транзисторы помощнее.

Я рекомендую ставить полевые транзисторы. Например, подойдут транзисторные сборки
IRF7107,
IRF7309,
IRF7389.

Каждая из этих сборок уже содержат внутри пару транзисторов разной проводимости, рассчитанных на токи от 3 до 7А. Подробнее о них можно узнать на сайте фирмы-производителя (International Rectifier) - www.irf.com.

Ну, наверно это все. Надеюсь, схема будет вам полезна. Если что - пишите в форум.

Удачи!