Disjuntor eletrônico – esquema e funcionamento

Disjuntor Eletrônico – Diagrama de Circuito, Funcionamento e Aplicações

Os dispositivos CA que usamos em nossas casas geralmente têm um limite para lidar com a corrente e a tensão. Esses limites de tensão e corrente são chamados de classificação do dispositivo e são as medidas fornecidas pelos fabricantes na faixa em que o dispositivo funcionará corretamente. Não são apenas a tensão e a corrente nominais necessárias para as melhores condições de operação, mas também as medições acima das quais o dispositivo pode ser danificado. O dispositivo defeituoso às vezes prejudica outros dispositivos que estão conectados à mesma rede.

Esses problemas ocorrem devido às flutuações na tensão que recebemos de nossa rede elétrica e geralmente são inevitáveis. Esses surtos de tensão são responsáveis ​​por danificar muitos dispositivos eletrônicos que vão desde pequenos aparelhos eletrônicos em nossas casas até grandes máquinas industriais de alto desempenho. O artigo trata de como fazer um disjuntor eletrônico que usaria seus circuitos de forma a salvar nossos dispositivos de surtos repentinos de tensão e desconectar a carga da rede.

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Diagrama de circuito do disjuntor eletrônico

Um diagrama esquemático do circuito é dado abaixo:

Componentes Obrigatório para CB Eletrônico

1. Amp LM358 Op-Amp
2. Regulador 7805 =+5V
3. Relé =5V
4. BC547 ICs =2 Nos
5. Transformador abaixador =12V
6. Potenciômetro variável =10kΩ
7. Ponte de diodo
8. Resistores =1kΩ, 2kΩ, 2,2kΩ, 5,1kΩ e 10kΩ
9. Capacitores =0,1μF, 10μF e 100μF

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LM358

O LM358 IC é um Op-Amp IC. É um IC Op-Amp de canal duplo de baixa potência. Possui dois amplificadores operacionais independentes de frequência compensada internamente e de alto ganho. Ele é feito para funcionar com uma única fonte de alimentação e pode operar em uma ampla faixa de tensões. Existem muitas aplicações deste CI que incluem o bloco de ganho DC, amplificadores transdutores e os circuitos Op-Amp convencionais. Este IC tem pacote de oito pinos.

A pinagem é mostrada na figura abaixo.

A estrutura interna do CI é mostrada na figura acima. O IC como discutido acima tem dois Op-Amps independentes. Os terminais 1 e 7 são os terminais de saída do Op-Amp. Os terminais 3 e 5 são os terminais não inversores, enquanto os terminais 2 e 6 são os terminais inversores. Existem os terminais terra e VCC normalmente presentes em 4 e 8, respectivamente.

Este IC, além de ser econômico e facilmente disponível, tem algumas características mais redentoras de si mesmo, que são mais voltadas para o lado eletrônico dele. Algumas das características listadas abaixo.

1. Seu principal ponto de venda, os dois Op-Amps são compensados ​​internamente por frequência
2. A faixa da fonte de alimentação única é de 3 a 32 V.
3. A faixa da fonte de alimentação dupla é de -16 a -1,5 V ou de 1,5 V a 16 V.
4. O ganho de tensão é de 100 dB e a largura de banda é de 1 MHz.
5. O dreno de corrente de alimentação para o IC é muito baixo. Geralmente está na faixa de 500µA.
6. Há uma pequena tensão de deslocamento na entrada, que geralmente é de cerca de 2 mV.
7. A tensão de modo comum obtida do IC contém o potencial de terra.
8. A tensão de entrada diferencial e a tensão de alimentação fornecida ao IC são comparáveis.

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7805 Regulador IC

Circuitos que possuem fontes de tensão neles podem ter flutuações resultando em não fornecer saídas de tensão fixa. Um dos CIs populares para esta finalidade é o 7805 Regulator IC, que é um membro dos reguladores de tensão linear fixos usados ​​para manter tais flutuações. Existem muitas aplicações em que o 7805 é usado e as principais são:

1. Regulador de saída fixa
2. Regulador positivo em negativo
3. Regulador de saída ajustável
4. Regulador atual
5. Regulador de tensão CC ajustável
6. Fornecimento duplo regulamentado
7. Circuito de proteção contra inversão de polaridade de saída
8. Circuito de projeção de polarização reversa

O IC, quando recebe uma tensão de entrada de 7,2V, atingirá sua eficiência máxima.

No regulador de tensão IC 7805, muita energia é consumida na forma de calor. A diferença no valor da tensão de entrada e a tensão de saída vem como calor. Portanto, se a diferença entre a tensão de entrada e a tensão de saída for alta, haverá mais geração de calor. O buraco no transistor é para conectar um dissipador de calor com ele. Portanto, este IC também fornece uma provisão para um dissipador de calor.

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Transistor BC547

BC547 é um transistor de junção bipolar NPN. Principalmente é usado para fins de comutação, bem como para processos de amplificação. A menor quantidade de corrente na base é usada para controlar a maior quantidade de correntes no coletor e no emissor também. Suas aplicações básicas são comutação e amplificação. Abaixo está a pinagem do transistor BC547:

O funcionamento do transistor é simples. Quando a tensão de entrada é aplicada em seus terminais, uma certa quantidade de corrente começa a fluir da base para o emissor e controla a corrente no coletor. A tensão entre a base e o emissor é negativa no emissor e positiva no terminal base para sua construção NPN.

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Retransmitir

Um relé é um interruptor operado eletricamente, eletromagneticamente ou eletronicamente. A central pode ter qualquer número de contatos em vários formulários de contato, como fazer contatos, interromper contatos ou uma combinação desses dois. Os relés são usados ​​para controlar um circuito por um sinal independente de baixa potência, ou onde vários circuitos devem ser controlados por um sinal. A forma tradicional de relés usa um eletroímã para fechar ou abrir os contatos, mas outros princípios operacionais foram inventados, como no relé de estado sólido, que usa propriedades de semicondutor para controle sem depender de partes móveis. A pinagem de um relé de 5V que é usado na construção do circuito é dada abaixo.

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Funcionamento do disjuntor eletrônico

Conecte os componentes corretamente de acordo com o diagrama de circuito acima. O diagrama de circuito mostrado acima tem três partes. As três partes devem ser conectadas para formar um único grande circuito. As três partes são

• Módulo de energia
• Módulo de amplificador operacional
• Módulo de relé

Os três módulos do circuito serão discutidos brevemente na próxima seção do relatório.

Módulo de energia

O Op-Amp neste circuito é o controlador do disjuntor do nosso projeto. Este Op-Amp requer uma fonte de alimentação regulada de 5V. Estaremos executando este circuito fora de nossa rede, que tem uma tensão CA de cerca de 220V. Primeiro, para alimentar o Op-Amp, precisamos diminuir a tensão que está disponível para nós na rede elétrica.

Para isso usamos um transformador redutor, no nosso caso usamos um transformador que nos dá uma tensão rebaixada de 12V. Esta tensão AV de 12V que é obtida do transformador é então retificada usando um circuito retificador feito com ponte de diodos. Isso retifica a tensão CA para tensão CC.

A saída dessa retificação agora nos dará uma tensão de aproximadamente 12V DC. Este 12V DC é então regulado usando nosso regulador de tensão LM7805 IC. Podemos mapear a tensão de saída do módulo de potência em qualquer lugar entre 0 a 5V usando um divisor de potencial com uma resistência variável e um resistor. Alterando a tensão do potenciômetro, podemos obter tensões diferentes. Você também pode usar o circuito conversor de 12V para 5V.

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Módulo Op-amp

O módulo Op-Amp é a parte principal do circuito, e é aqui que ocorre a comparação de tensões. Como o disjuntor que estamos fabricando é um que oferece proteção contra surtos de alta e baixa tensão, temos que levar em consideração ambos os casos. Ambos os gabinetes têm seu circuito individual e se conectam ao circuito principal na conexão rotulada.

O Op-Amp no circuito é usado no modo diferencial. E de todas as aplicações de um Op-Amp, usamos o Op-Amp neste circuito como comparador de tensão. Este comparador fornecerá alta ou baixa como saída depois de comparar as tensões em dois de seus terminais. Podemos definir as tensões de limiar tanto para o limite inferior quanto para o limite superior usando redes de resistores.

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Módulo de retransmissão

Agora que fornecemos a fonte de alimentação adequada ao circuito Op-Amp e os Op-Amps são feitos para funcionar da maneira que deveriam, agora temos que pensar sobre o funcionamento do circuito após uma detecção de sobretensão de alta ou baixa tensão ser identificada pelo disjuntor eletrônico .

O pico de tensão é obtido do módulo Op-Amp do circuito, que é discutido acima. Com base na saída Op-Amps obtida do módulo Op-Amp, o relé será acionado. Quando ambas as saídas dos Op-Amps estiverem altas, somente então o relé será acionado e a carga CA é conectada diretamente à rede. Há um resistor adicional de 1k ohm que é usado para limitação de corrente.

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