Hướng dẫn Proteus - Công tắc và Rơle

Hướng dẫn Proteus - Công tắc và Rơle

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách sử dụng thành phần "Switch" trong phần mềm mô phỏng Proteus. Trong trường hợp bạn chưa nắm vững về các kiến thức cơ bản của Proteus,

1.1 Hoạt động Cơ Bản của một Công tắc

Một công tắc là một thành phần được sử dụng để mở hoặc đóng một đường dẫn mạch. Có các loại công tắc khác nhau có thể được vận hành:

(i) Bằng cách thủ công thông qua đầu vào cơ khí

(ii) Bằng cách điện thông qua một tín hiệu điều khiển được tạo ra bởi mạch điều khiển

(iii) Kết hợp các thành phần điện và cơ khí

1.2 Các loại công tắc có sẵn trong Proteus

Proteus cung cấp các công tắc thuộc các danh mục khác nhau và gần như tất cả các cấu hình được sử dụng trong các ứng dụng thực tế. Mỗi loại công tắc đều có ứng dụng riêng của nó, mặc dù cùng một hoạt động có thể được thực hiện bởi loại công tắc khác.

Các công tắc có thể được tìm thấy trong phần mềm Proteus dưới danh mục Thư viện "Switches and Relays". Hãy nhớ chọn các thành phần "ACTIVE" để trình mô phỏng cung cấp giao diện thời gian thực trong Quá trình Mô phỏng.

Bước 1: Chọn chế độ thành phần

Bước 2: Nhấp vào "Pick devices" (Chọn Thiết Bị) 'P' để chọn danh mục công tắc từ thư viện

Bước 3: Cuộn xuống các danh mục để tìm "Switches and Relays". Chọn danh mục này và nó sẽ hiển thị các công tắc có sẵn trong kết quả.

Bước 4: Cuộn để tìm thành phần cần thiết theo mạch.

Bước 5: Nhớ chọn các thành phần có thuộc tính ACTIVE trong cột Thư viện của kết quả tìm kiếm để có mô phỏng tương tác.

Kết quả tìm kiếm sẽ hiển thị xem trước của thành phần được chọn để tham khảo ngay lập tức.

Xem từ quan điểm công suất, cơ bản các công tắc có thể được phân loại như sau:

• Công tắc tín hiệu, được sử dụng để cung cấp đầu vào cho đơn vị điều khiển thông thường lên đến 24V DC với dòng điện khoảng 10 mA và công suất.
• Công tắc công suất, được sử dụng để điều khiển trạng thái của một tải thông thường 115V AC, 230V AC v.v., tùy thuộc vào yêu cầu của tải với dòng điện dao động từ 100 mA đến vài Amps.

Chương này được dành để giới thiệu các công tắc có sẵn trong Proteus và được giải thích thông qua các ứng dụng thực tế.

1.3 Kết nối bảng công tắc - Cáp điện trong nhà

Để điều khiển các tải điện gia đình:

SPST: Các công tắc Single-Pole Single-Throw (Một cực đơn) được sử dụng cho đèn cầu thang (tải) kiểu điều khiển.

SPDT: Các công tắc Single-Pole Double-Throw (Một cực đơn hai ngã) còn được gọi là công tắc Two-way được sử dụng.

Ứng dụng trong đó có hai đường dẫn độc lập được kết nối hoặc ngắt kết nối bởi một điểm đầu vào sử dụng:

DPST: Các công tắc Double-Pole Single-Throw (Hai cực đơn) loại này thường được sử dụng để tách cả hai nguồn cung từ Tải (Pha và Trung tính trong hệ thống cung cấp AC) thường được gọi là M.C.B.

Mạch mô phỏng được hiển thị ở đây sử dụng nguồn DC để cấp điện cho các tải đèn. Tuy nhiên, cùng mạch cũng có thể áp dụng cho các nguồn điện áp khác (Nguồn AC - Alternating Current). Đối với người mới bắt đầu, mạch này có thể được kết nối và kiểm tra an toàn bằng cách sử dụng một breadboard để hiểu về hoạt động của công tắc thông qua trải nghiệm thực tế.

Đối với người mới bắt đầu đang cố gắng thực hiện thực tế trong nhà, vui lòng tuân thủ các biện pháp an toàn và kiểm tra chắc chắn về dòng điện của dây dẫn, đánh giá tải, đánh giá công tắc được sử dụng.

Như mô tả ở phần 1.2, chọn các công tắc được đề cập ở trên. Cũng chọn một ắc quy, đèn từ thư viện 'SOURCES' và 'Optoelectronics' tương ứng.

Đặt các thành phần vào không gian làm việc và kết nối các thành phần theo sơ đồ mạch. Để xem lại cách kết nối các thành phần, hãy xem qua chương tạo một thiết kế mới. Nhấp chuột phải vào thành phần và chọn hướng của thành phần nếu cần.

Nhấp đúp vào thành phần Đèn và chỉnh sửa điện áp thành 9V và nhấp 'OK' vì chúng ta đang sử dụng ắc quy 9V và nó dễ dàng tìm mua.

Bây giờ, kiểm tra kết nối và thuộc tính của các thành phần và Chạy mô phỏng bằng cách nhấp vào nút Play ở góc dưới bên trái. Vận hành công tắc DPST bằng cách nhấp vào cần công tắc. Sau đó đóng các công tắc tải một cách tuần tự và các đèn sẽ sáng lên.

1.4 Kết nối công tắc hai chiều

Loại công tắc này thường được sử dụng trong chiếu sáng cầu thang. Chọn một công tắc SPDT: Single-Pole Double-Throw (Một cực đơn hai ngã) theo cách tương tự như SPST trong ví dụ ở trên. Kết nối mạch theo sơ đồ.

Thay đổi thuộc tính điện áp của Đèn thành 9V và chạy mô phỏng. Vận hành một trong hai công tắc để chuyển đổi trạng thái của đèn mà không phụ thuộc vào trạng thái của công tắc kia. Đèn sẽ chuyển đổi trạng thái của mình, tạo ra tùy chọn để điều khiển ánh sáng từ các tầng khác nhau.

Mô phỏng Chiếu sáng cầu thang

1.5 Công tác Latched và Momentary của các công tắc

Tương tự như các công tắc loại đẩy để BẬT như các công tắc của chuông cửa có sẵn trong Proteus. Trong các ứng dụng trong gia đình, chúng được sử dụng như các công tắc chuông cửa, trong khi trong ngành công nghiệp, chúng được sử dụng như các công tắc BẮT ĐẦU và DỪNG trong các mạch điều khiển khác nhau như mạch điều khiển rơle, ví dụ như một Khởi động động cơ. Các công tắc này có trong thư viện 'Switches and Relays' với mô tả về Momentary Action (Hành động tạm thời).

Kết nối mạch theo sơ đồ và chạy mô phỏng. Vận hành công tắc để đèn sáng và thả ra để TẮT đèn.

Mô phỏng ví dụ về công tác Momentary.

1.6 Công tắc xoay (Rotary Switches)

Các bộ điều chỉnh tốc độ quạt và mạch điều chỉnh tần số sử dụng các công tắc xoay. Chúng cung cấp khả năng kết nối cổng chung với nhiều cổng khác nhau một cách độc lập.

Mạch này hiển thị hoạt động cơ bản của công tắc xoay mặc dù nó có các ứng dụng khác nhau. Để giải thích với các chủ đề đã đề cập cho đến nay, hãy kết nối mạch theo sơ đồ và vận hành công tắc.

Mô phỏng ví dụ về công tắc xoay.

1.7 Công tắc nhấn (Push Buttons)

Bảng điều khiển giao diện người máy (HMI) chủ yếu sử dụng loại công tắc nhấn này. Chúng được gọi là công tắc màng. Tất cả các điện thoại di động loại bàn phím cũng sử dụng công tắc nhấn loại màng. Đồng hồ số, đồng hồ đeo tay, báo động, hầu hết các thiết bị điện tử cung cấp Giao diện Người sử dụng đều sử dụng các công tắc này. Để chọn công tắc này, nhập từ khóa 'Push Button' vào. Cũng chọn LED hoạt động cho ví dụ này. Kết nối mạch theo sơ đồ và chạy mô phỏng. Vận hành công tắc để LED sáng lên.

1.8 Công tắc trượt DIP

DIP viết tắt của Dual In Line Package (Gói Đôi Trong Dòng). Đây là một loại gói linh kiện. Các công tắc này thường được sử dụng để chọn chế độ hoạt động của một thiết bị hoặc chọn một quy trình hoặc mạch điều khiển yêu cầu đầu vào tham chiếu biến thiên trước khi được bật hoặc đôi khi ngay cả sau khi đã bật nguồn. Chúng có thể không được vận hành thường xuyên, nên được thiết kế để nhúng vào mạch điều khiển để chiếm ít không gian.

Tùy thuộc vào yêu cầu đầu vào tham chiếu, chúng có sẵn trong hai loại:

(i) Phần tử chung

(ii) Các Phần tử Độc lập

Kết nối mạch theo sơ đồ và chạy mô phỏng.

DIP Switch 1 là loại phần tử độc lập. D5, D6 là chung cho +V và D7, D8 là chung cho -V, vì vậy công tắc cung cấp tùy chọn kết nối các tín hiệu điện áp khác nhau, trong khi DIP Switch 2 là loại phần tử chung, vì vậy tất cả các cathode của LED đều được làm chung.

1.9 Rơle

Rơle là một công tắc điện từ/điện cơ được điều khiển bởi một tín hiệu điều khiển được tạo ra bởi một mạch điều khiển hoặc tín hiệu được cung cấp bởi con người. Nó thường được sử dụng trong các mạch điện tự động chuyển đổi dựa trên tình huống thời gian thực. Ví dụ về UPS cho máy tính dễ hiểu.

Âm thanh chuyển đổi nghe được, khi xảy ra cúp điện, được tạo ra bởi các rơle. Ngoài ra, sự chuyển đổi tự động của các bộ biến áp trong nhà từ Điện lưới sang biến áp và ngược lại.

Như một ví dụ, kỹ thuật rơle latching được trình bày như đã được đề cập trong chủ đề Momentary action của các công tắc.

Công tắc dừng SW2 nên được latching vào vị trí đóng trước khi bắt đầu mô phỏng. Kết nối mạch theo sơ đồ mạch và chạy mô phỏng. Nhấn ngắn chóp SW1 để latching rơle. Rơle sẽ duy trì ở trạng thái BẬT ngay cả sau khi thả SW1. Sau đó mở SW2 để TẮT rơle. Điều này thường được sử dụng trong các mạch khởi động động cơ bơm.

Tính tự cảm của rơle tạo ra điện áp đối lập cao qua các chân của nó khi nó bị TẮT, vì vậy một đoạn đường đi được đặt theo kiểu antiparallel để giảm dao động.

1.10 Bàn phím ma trận (Matrix Keypad)

Một số nút nhấn được sắp xếp thành hàng và cột tạo thành một bàn phím ma trận. Một vi điều khiển được sử dụng để vận hành nó một cách dễ dàng.

1.11 Công tắc bánh xe nhẫn (Thumbwheel Switches)

Đây là loại công tắc kỹ thuật số xoay và đưa ra đầu ra dưới dạng nhị phân. Chúng có thể được sử dụng trong các ứng dụng nơi mà các giá trị setpoint được đặt bởi người dùng như báo động, đồng hồ hoặc cài đặt nhiệt độ vv., chúng thay thế các nút nhấn để dễ sử dụng hơn đối với người sử dụng.

Một vi điều khiển được yêu cầu để đọc đầu ra. Một mạch đơn giản thay thế được trình bày ở đây, sử dụng IC giải mã BCD-Bảy đoạn 7448.