Меню

Зарядное устройство на микросхеме cd4541be



Схема электронного реле времени на 2,2-110 минут, таймер (CD4541B)

Сейчас в радиолюбительской литературе или на радиолюбительских сайтах, если речь идет о простом таймере на основе счетчика, то это обычно CD4060. Но ведь есть и другие варианты. Например, микросхема CD4541 (или CD4541B). Микросхема CD4541B представляет собой цифровой одновибратор/мультивибратор, построенный на основе многоразрядного счетчика и RC-мультивибратора.

Микросхема CD4541

Функциональное обозначение микросхемы показано на рисунке 1. Два резистора R1, R2 и конденсатор С работают в частотозадающей цепи встроенного мультивибратора. Мультивибратор, физически, состоит из двух последовательно включенных инверторов. Вывод 3 — вход первого инвертора.

Точка соединения выхода первого инвертора и входа второго — вывод 1, а выход второго инвертора — вывод 2. Практически схема мультивибратора несколько отличается, так как есть вход для блокировки мультивибратора при установки счетчиков микросхемы в нулевое положение. А так же при помощи триггера, когда микросхема работает как одновибратор.

Счетчик-делитель имеет только один выход, — вывод 8. Это старший выход двоичного 16-разрядного счетчика. Максимальный коэффициент деления — 65536. Всего может быть четыре значения коэффициента деления, — 256, 1024, 8192 и 65536. Выбор значения осуществляется заданием двоичного кода на выводах выбора значения, — выв.

12 (А) и 13 (В). При А=0,В=0 коэффициент деления 8192, при А=0, В=1 коэффициент деления 1024, приА=1, В=0 коэффициент деления 256, при А=1, В=1 коэффициент деления 65536. Можно выбрать только одно из этих четырех значений, суммировать их нельзя. Вход S (вывод 9) служит для выбора полярности выходных импульсов.

При нуле на нем на выходе (вывод 8) в обнуленном состоянии счетчика — логический ноль, то есть, импульсы положительные. А при единице на нем, на выходе импульсы инверсные.

Функциональное обозначение микросхемы CD4541B

Рис. 1. Функциональное обозначение микросхемы CD4541B.

Вход М (вывод 10) служит для выбора того как будет работать микросхема, — как одновибратор или как мультивибратор. При логическом нуле на выв. 10 микросхема работает как одновибратор, то есть, после пуска выдает один импульс. В таком режиме микросхема может работать как таймер, генерирующий один интервал и останавливающийся после завершения этого интервала.

При единице на выводе 10 микросхема работает в мультивибраторном режиме, то есть, генерирует импульсы, повторяющиеся с определенной частотой. При этом, что весьма важно, импульсы строго симметричной формы. Вход AR (вывод 5) служит для автоматического обнуления счетчика.

При нуле на нем автоматическое обнуление включено, при единице — выключено.

Вход MR (вывод 6) служит для обнуления. При подаче на него единицы счетчик обнуления и держится в обнуленном состоянии столько времени, сколько присутствует единица на выводе 6. Практически он работает как вход «R» любого счетчика. Здесь же, его можно использовать и для запуска цифрового одно-вибратора, путем подачи на него запускающего импульса.

Микросхема CD4541B имеет выход повышенной мощность, — выходное сопротивление всего 100 От при напряжении питания 15V. Вход позволяет подключать к нему до семи входов ИМС логики ТТЛ. Напряжение питания может быть от 3 до 18V.

Частота встроенного мультивибратора может быть в пределах от 10 Hz до 100 kHz. Измерять частоту импульсов мультивибратора можно на выводе 2 или 1, — это выходы логических инверторов, на которых построен мультивибратор. При этом нужно учесть, что встроенный мультивибратор работает только во время отсчета.

При работе от внешнего мультивибратора или другого источника тактовых импульсов, импульсы нужно подавать на вывод 3. При этом остальные выводы инверторов RC-мультивибратора не используются.

Принципиальная схема

На рисунке 2 показана схема таймера на одной микросхеме CD4541B, который предназначен для выключения нагрузки через заданное время.

Вывод 9 подключен к плюсу питания (на них единицы) поэтому выход инверсный, то есть, с начала работы на выходе D1 есть логическая единица. Она поступает через R6 на базу транзистора VT1.

Он открывается и включает реле К1, которое своими контактами включает нагрузку (контакты реле на схеме не показаны, — их включение зависит от схемы нагрузки). Это состояние продолжается пока счетчик D1 считает импульсы от своего встроенного мультивибратора, а зависит это время от частоты импульсов этого мультивибратора. Частота регулируется плавно переменным резистором R1 от 10 до 500 Гц, при этом время включенного состояния нагрузки может быть установлено, в зависимости от положения R1, от 2,2 минуты до 110 минут.

Принципиальная схема электронного реле времени на 2,2-110 минут, таймер на микросхеме CD4541B

Рис. 2. Принципиальная схема электронного реле времени на 2,2-110 минут, таймер на микросхеме CD4541B.

Поскольку вывод 10 соединен с общим минусом питания микросхема работает в одновибраторном режиме. Это значит, что по окончании временного интервала на выводе 8 устанавливается ноль. Транзистор VТ1 закрывается и реле выключает нагрузку. И работа счетчика на этом останавливается.

Теперь чтобы повторить выдержку нужно обнулить счетчик нажимом кнопки S1. Если нужно чтобы схема включала нагрузку после заданного времени, нужно вывод 9 микросхемы подключить к минусу питания.

Детали

Если нужно чтобы схема периодически включала и выключала нагрузку, с равными периодами включенного и выключенного состояния, нужно вывод 10 микросхемы подключить к плюсу питания.

Читайте также:  Переделка зарядного устройства ryobi

Питается таймер от источника постоянного тока напряжением 5,5V, в качестве которого используется стандартное зарядное устройство для смартфонов.

Но источник питания может быть и другим, напряжением от 3 до 18V, при этом реле должно быть с обмоткой на соответствующее напряжение.

Выходной каскад можно сделать и по любой другой схеме, например, на оптопаре, ключевом полевом транзисторе, тиристоре или симисторе, все зависит от конкретного применения схемы.

Источник

Изготовление устройства зарядного для шуруповёрта своими руками

При использовании шуруповёрта пользователи часто сталкиваются с повреждением зарядного устройства (ЗУ). В первую очередь это связано с нестабильностью параметров электрической сети, к которой подключается устройство заряда, а во вторую — с выходом из строя аккумуляторной батареи. Решается эта проблема двумя способами: покупкой нового зарядного устройства для шуруповёрта или его самостоятельным ремонтом.

Виды зарядных устройств

Популярность шуруповёрта вызвана тем, что он упрощает процесс закручивания или выкручивания различного крепёжного элемента. Характеризуясь мобильностью и небольшими размерами, он незаменим при сборке мебельных конструкций, разборке техники, кровельных и других строительных работах. Своей мобильностью инструмент обязан входящим в его конструкцию аккумуляторным батареям.

Достоинство применения аккумуляторов в возможности их неоднократного использования. Аккумуляторы, отдавая накопленную энергию устройству, периодически сами нуждаются в подзарядке. Для восстановления величины их ёмкости и служат зарядные устройства.

Зарядка аккумулятора шуруповёрта происходит двумя способами: встроенным или внешним зарядным прибором. Встроенное ЗУ позволяет заряжать батарею, не извлекая её из шуруповёрта. Схема восстановления ёмкости расположена непосредственно вместе с аккумулятором. В то время как выносное подразумевает их извлечение и установку в отдельное приспособление для заряда. Различают ЗУ по типу восстанавливаемых батарей. Применяемые аккумуляторы бывают:

  • никель-кадмиевые (NiCd);
  • никель-металл-гидридные (NiMH);
  • литий-ионные (LiIon).

Конечная стоимость шуруповёрта не в последнюю очередь зависит от типа используемых батарей и возможностей зарядного устройства. ЗУ выпускаются на 12 вольт, 14,4 вольта и 18 вольт. Кроме этого, ЗУ разделяются по возможностям и могут иметь:

  • индикацию;
  • быструю зарядку;
  • разный тип защиты.

Наиболее используемые ЗУ используют в работе медленный заряд, обусловленный малым током. Они не содержат в своей конструкции индикацию работы и не отключаются автоматически. Это более справедливо к встроенным приборам восстановления ёмкости. ЗУ, построенные на импульсных схемах, обеспечивают возможность ускоренного заряда. Они автоматически отключаются по достижению требуемой величины напряжения или в случае возникновения аварийной ситуации.

Типы применяемых батарей

Никель-кадмиевые аккумуляторы не испытывают проблем при заряде в ускоренном режиме. Такие батарейки обладают высокой нагрузочной способностью, невысокой ценой и спокойно переносят работы при минусовой температуре. К недостаткам относят: эффект памяти, токсичность, большую скорость саморазряда. Поэтому перед тем, как заряжать такого типа аккумулятор, его необходимо полностью разрядить. Батарея имеет высокую степень саморазряда и быстро разряжается, даже если её не используют. В настоящее время практически не выпускаются из-за своей токсичности. Из всех типов обладают наименьшей ёмкостью.

Никель-металл-гидридные по всем параметрам превосходят NiCd. У них меньше величина саморазряда, меньше выражен эффект памяти. При одинаковых размерах они имеют большую ёмкость. В их составе нет токсичного материала, кадмия. В ценовой категории этот тип занимает среднее положение, поэтому наиболее распространённый тип ёмкостных элементов в шуруповёрте именно он.

Литий-ионные характеризуются высокой ёмкостью и низким значением саморазряда. Эти аккумуляторы плохо переносят перегрев и глубокий разряд. В первом случае они способны взорваться, а во втором уже не смогут восстановить свою ёмкость. Они также способны работать при отрицательных температурах и не имеют эффекта памяти. Использование ЗУ с микроконтроллером позволило защитить батарею от перезаряда, тем самым сделав этот тип наиболее привлекателен к применению. По цене они дороже, чем первые два типа.

Кроме этого, основной характеристикой аккумуляторных батарей, является их ёмкость. Чем выше этот показатель — тем дольше работает шуруповёрт. Единица измерения ёмкости — миллиампер в час (мА/ч). Конструкция батареи заключается в последовательном соединении элементов питания и помещение их в общий корпус. Для Li-Ion напряжение на одном элементе составляет 3,3 вольта, для NiCd и NiMH — 1,2 вольта.

Принцип работы ЗУ

При выходе из строя ЗУ есть смысл сначала попробовать его восстановить. Для проведения ремонта желательно иметь схему прибора заряда и мультиметр. Схемотехника многих приборов заряда построена на микросхеме HCF4060BE. Её схема включения формирует выдержку интервала времени заряда. Она включает в себя цепь кварцевого генератора и 14-разрядный двоичный счётчик, благодаря чему на ней легко реализовывается таймер.

Принцип работы схемы зарядника проще разобрать на реальном примере. Вот как выглядит она в шуруповёрте Интерскол:

Такая схема предназначена для заряда 14,4-вольтовых аккумуляторов. Она имеет светодиодную индикацию, показывающую подключение в сеть, горит светодиод LED2, и процесс заряда, горит LED1. В качестве счётчика используется микросхема U1 HCF4060BE или её аналоги: TC4060, CD4060. Выпрямитель собран на силовых диодах VD1-VD4 типа 1N5408. Транзистор PNP типа Q1 работает в ключевом режиме, к его выводам подключены управляющие контакты реле S3-12A. Работой ключа управляет контроллер U1.

Читайте также:  Как выбрать пуско зарядное устройство для авто

При включении ЗУ переменное напряжение сети 220 вольт через предохранитель поступает на понижающий трансформатор, на выходе которого её значение составляет 18 вольт. Далее, проходя через диодный мост, выпрямляется и попадает на сглаживающий конденсатор C1 ёмкостью 330 мкФ. Величина напряжения на нём равна 24 вольта. Во время подсоединения батареи контактная группа реле находится в разомкнутом положении. Микросхема U1 запитывается через стабилитрон VD6 постоянным сигналом равным 12 вольт.

Когда кнопка «Пуск» SK1 нажата, на 16-й вывод контроллера U1 поступает стабилизированный сигнал через резистор R6. Ключ Q1 открывается и через него поступает ток на выводы реле. Контакты прибора S3-12A замыкаются и начинается процесс зарядки. Диод VD8, включённый параллельно транзистору, защищает его от скачка напряжения, вызванного отключением реле.

Источник

Модуль 12в реле с задержкой включения на CD4541

На основании 0 отзывов.На основании 0 отзывов. | Написать отзыв

Отличное исполнение модуля реле с отсрочкой включения, возможность настройки от самых малых временных отрезков 0.1 секунда, до 1 часа. Сам модуль реле работает от 12в, коммутирует нагрузку до 10A переменного тока до 250В и постоянного до 30В.

Основной принцип работы: модуль запитан от постоянного источника напряжения, на пины активации приходит кратковременный сигнал, после которого исходит отсчет времени заданный перемычками OS1 и OS2 в содружестве с потенциометром.

Описание:

  • Модуль основан на таймере CD4541
  • Триггерный терминал имеет изоляцию оптопары и сильную, анти интерференционную способность;
  • Модуль может быть запущен с помощью переключателя или датчика с нормально открытым типом;
  • При помощи джамперов выбор 8 временных интервалов, от 0,1 секунды, до 1 часа, далее подстройка происходит при помощи подстроечного резистора на плате, путем вращения в меньшую или большую сторону
  • С защитным диодом защиты от перегрузки
  • Может быть подключен к большой токовой нагрузке (250В переменного тока 10A или до 30В постоянного тока 10A);
  • Потенциометр регулировки задержки включения
  • Выходное реле нормально разомкнуто, нормально замкнуто
  • Размер: 5.5*3cm / 2.16 * 1.18″

В комплект входит:

  • 1‑х Модуль 12в реле с задержкой включения на CD4541

Написать отзыв

Ваш отзыв: Примечание: HTML разметка не поддерживается! Используйте обычный текст.

Оценка: Плохо Хорошо

Введите код, указанный на картинке:

Источник

Зарядное устройство на микросхеме cd4541be

Лейтенант

  • Сообщений:3428
  • Репутация:16±

Anat78

Ток заряда аккумуляторов 1,5 а

На плате CDQ-F06K1 имеются:
Микросхема HCF4060BE,
Диодный мост из четырёх диодов 1N5408,
Биполярный транзистор S9012,
Реле S3-12A,
Сетевой трансформатор — GS-1415 (25ватт) на выходе 18 вольт переменки.
Предохранитель 5A типа T5AL250V.

Принципиальная схема зарядного устройства:
Доступно только для пользователей

Трансформатор GS-1415, 25 ватт 18 вольт выходное напряжение

Стабилитрон VD6 (1N4742A)

Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов
VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3
ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.
Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.
Микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет
биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован просто таймер, который включает реле на время заряда – 60 минут.

При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.
Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.
Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки
«Пуск» микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника
питания. При нажатии кнопки «Пуск» напряжение питания от выпрямителя
поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.
Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод
микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается
транзистор S9012, которым она управляет.
Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на
обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на
аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора.
Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.
Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.
Что будет после того, когда контакты кнопки «Пуск» разомкнутся? По
схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое
напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся
подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки
будут разомкнуты.

Сменный аккумулятор.

Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.

На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.

Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.

Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.

Читайте также:  Пылесос bissell 10z3 j зарядное устройство

Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом
аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему
разъёму.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При
подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который
свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.
При нажатии кнопки «Пуск» электромагнитное реле замыкает свои
контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя,
начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а
зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда
аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет.
Зарядка завершена.
После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.
Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так
называемому «эффекту памяти» у аккумулятора. То есть ёмкость
аккумулятора снижается.
Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала
каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12
аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта
такой режим не реализован.
Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).
Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение
напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для
Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился
ли элемент.
Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с
помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура
зарядившегося элемента составляет около 45 0 С.

Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно,
что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного
блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45 0 С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме
HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за
«эффекта памяти». При этом полная зарядка такого аккумулятора
происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.
Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со
временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для
зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.

Возможные неполадки зарядного устройства:

Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 «Пуск» начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.

Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.
Для поиска неисправностей нужно, для начала проверить ВСЕ напряжения согласно схеме:
«+» 12 вольт на 16 ножке микросхемы относительно 8 ножки;
«-» 12 вольт на коллекторе транзистора Q1 относительно 16 ножки микросхемы.
Для проверки реле — замкнуть перемычкой коллектор и эмиттер Q1, одновременно контролируя, любым удобным способом, напряжение или ток заряда АКБ.
Если все напряжения в норме — проверяем прозвонкой исправность деталей. Микросхему. — заменой на оригинальную.. Ломаться то, по большому счёту, нечему, главное — ТРАНСФОРМАТОР.
Начинать проверку деталей, нужно с кнопки «старт» которая со временем просто закисает.

Микросхема HCF4060BE (datasheet — http://www.st.com/st-web-. 386.pdf) Эта микросхема – таймер. Кнопкой мы, просто, запускаем его. Таймер, тупо, отсчитывает 1 час и отключает ЗУ! Ни за током заряда, ни за напряжением на АКБ, он, естественно, не следит. Главная задача – включить реле (S3-12A – обмотка 400 ом, питание 12 вольт). Реле же, своими контактами, подключает АКБ к простейшему ЗУ – трансформатор (220/20 при токе нагрузки 1,5 Ампера); диодный мост (4 х IN5408 /400 вольт х 3 Ампера) ; предохранитель; диод FR304( хотя на плате надпись — IN5408) — импульсный /3Ампера х 400В, ну и, собственно – сама АКБ!
Зарядка происходит в жёстком режиме – без ограничения тока.

Если, по каким либо причинам, Вам необходимо СРОЧНО зарядить АКБ шуруповёрта, то единственное условие быстрого восстановления ЗУ до работоспособного состояния– исправность того самого «простейшего ЗУ», о котором говорилось ранее – «трансформатор; диодный мост; предохранитель; импульсный диод; разъём подключения АКБ, ну и собственно сама АКБ! Смотрим схему ( переделка отмечена красным) и отпаиваем любой из выводов резистора R6(отключаем питание таймера), впаиваем перемычку параллельно выводам контактов реле, собираем всё в корпус, втыкаем ЗУ в розетку, АКБ в гнездо зарядного, ждём час — АКБ подключаем к «шурупику»

Источник