Дифавтомат и однофазная сеть: способ подключения

Инструкция, как подключить дифавтомат к однофазной сети имеет ряд особенностей. Так защитный автомат в зависимости от того, к какой сети его подключают, может иметь как два, так и четыре полюса. Но это не все особенности.

Так в обычных, бытовых, домашних электросетях подавляющее большинство составляют именно однофазную составляющую. Тем самым напряжение, которое циркулирует через сеть, составляет всего 220 вольт.

Подключение к однофазной сети лучше доверить электрику, но для тех, кто хочет выполнить данную работу самостоятельно следует действовать следующим образом:

• Возьмите нулевые провода;
• Присоединить ноль от нагрузки к контактам в нижней части вашего устройства.
• Присоединить ноль от питания к контактам в верхней части прибора.
• Помните о полярности при подсоединении контактов ( на приборах должна быть общая схема подключения)

Осуществляйте подсоединение устройства лишь в обесточенной сети. Заранее убедитесь в этом, а также проверьте корпус на наличие каких-либо повреждений.

Дифавтомат и трехфазная сеть: способ подключения

Подключение автомата к трехфазной сети требует больших мер предосторожности, так как работа ведется с более высоким напряжением в сети. Монтаж такого автомата, который к тому же имеет четыре полюса, осуществляется при работе с напряжением в 380 вольт.

Осуществляется установка схожим образом, что и подключение двуполюсного автомата к однофазной сети. При этом следует принять в расчет, что по своим размерам трехфазное устройство занимает больше места в щитке. Причина банальна и обусловлена безопасностью, так как необходимо установить блок, осуществляющий дифференциальную защиту.

Помимо этого следует упомянуть и о типе дифавтомата, который может осуществлять работу, как в однофазной, так и трехфазной сетях. На них нанесена маркировка – 230/400V.

Но необходимо принять во внимание, что при установке в трехфазную сеть такой дифавтомат будет располагаться не в щитке, к примеру, на отдельной группе розеток, или же на отдельном приборе.

Роль заземления для дифавтомата

Согласно более ранним технологиям строительства зданий, каждое должно было иметь заземление для безопасного функционирования.

Однако, в современном мире щиток с дифавтоматом без заземления не редкость, так как данное устройство берет на себя функцию по защите электросети. Помимо этого в сетях без заземления он также играет роль по прекращению утечки электроэнергии.

Советы для правильного подключения дифавтомата своими руками

Как говорилось ранее, лучше всего доверить установку дифавтомата квалифицированному электрику. Но для тех, кто хочет сделать это самостоятельно, приведем несколько советов для подключения:

Правильно выбрать линию, часть сети, или сеть для защиты, которой предназначен дифавтомат. Так как универсальной схемы для правильного подключения дифавтомата своими руками не существует, необходимо тщательно разобраться, что именно вы хотите защитить, установив дифавтомат. Может быть это группа розеток? Отдельный прибор, или станок?

Или же вся домашняя сеть?

В случае если решили защищать всю сеть сразу и установить дифавтомат в щиток. Устанавливайте дифавтомат на вводном проводе. У данной схемы имеется ряд положительных и отрицательных качеств.

К положительным качествам можно отнести: защиту одновременно всей сети, экономию средств (вы купите только один дифавтомат), занимает мало места. К отрицательным качествам отнесем: зависимость всей сети (при нарушении в какой-либо части сети будут выключены абсолютно все электроприборы дома), невозможно сразу определить, где произошла неполадка.

В случае если решили защитить отдельные ветви электросети, производится установка дифавтоматов на каждую ветвь электросети, а также на наиболее энергопотребляющие приборы.

Главной положительной характеристикой является уровень предлагаемой безопасности. Также можно выяснить в какой части сети произошел сбой. При возникновении перепада напряжения в одной части дома, будет обесточена лишь та часть, в которой это произошло.

Очевидным минусом является большая стоимость одновременной покупки нескольких дифавтоматов. Также потребуется больше места для их установки.

В заключении хотелось бы отметить, что в данный момент дифавтомат, представляет собой один из наиболее надежных способов защиты электросети вашего дома!

Фото подключения дифавтомата

Как правильно подключить дифавтомат?

Просмотрите пошаговую инструкцию с фото примерами, которая подробно описывает процесс установки и подключения дифавтомата в щитке!

Назначение дифференциального автомата заключается в трех основных функциях: защита от короткого замыкания, утечки тока и перенапряжения электросети. Как Вы понимаете, данное устройство представляет собой сочетание УЗО и автоматического выключателя в одном корпусе. Далее мы поговорим о том, как должны происходить установка и подключение дифавтомата своими руками! Содержание:

Выбираем способ

Для начала разберемся с основными вариантами электромонтажных работ, т.к. домашняя электропроводка может быть однофазной (220 В), трехфазной (380 В), с заземлением и без него. К тому же изделие можно установить только на вводном щитке в квартире либо на каждую отдельную группу проводов. В зависимости от этих условий, схема подключения дифавтомата может быть немного видоизмененной, да и самой устройство будет иметь другую конструкцию (двухполюсный либо четырехполюсный).

Итак, рассмотрим по порядку каждый из способов подключения дифавтомата в щитке.

Устанавливаем изделие

После того как Вы определитесь со способом подключения, нужно переходить к не менее важному этапу – установочным работам. На самом деле установка диф автомата не представляет ничего сложного, главное делать все правильно и согласно инструкции. Чтобы читатели «Сам электрика» смогли быстро и без проблем установить дифавтомат в щитке, предоставляем следующую пошаговую инструкцию:

1. Осмотрите корпус на наличие дефектов и механических повреждений. Любая трещина в корпусе может стать причиной неправильной работы изделия.
   
2. Отключите электроэнергию в доме и убедитесь что напряжение в сети отсутствует, использовав индикаторную отвертку (либо мультиметр). О том, как проверить напряжение в розетке, мы рассказывали в соответствующей статье!
   
3. Установите дифавтомат на DIN-рейку, как показано на фото.
   
4. Зачистите изоляцию на подсоединяемых жилах, для этого рекомендуется использовать инструмент для снятия изоляции, который не повредит токоведущий контакт.
   
5. Подключите фазные и нулевые проводники, согласно схеме, в специальные разъемы на корпусе дифавтомата. Обращаем Ваше внимание на то, что вводные жилы обязательно должны крепиться сверху.
   
6. Включите электропитание и проверьте работоспособность устройства.

Вот и вся технология установки дифференциального автомата. Рекомендуем использовать продукцию только от известных производителей: Legrand (легранд), ABB, IEK и Dekraft (декрафт).

Также советуем Вам обязательно ознакомиться с ошибками при подключении, которые мы предоставили ниже.

Основные ошибки подключения

Как мы уже сказали, при неправильном подключении дифавтомата к сети могут возникнуть такие проблемы, как его ложное срабатывание либо вообще полный выход из строя.

Виновниками неисправностей могут быть следующие ошибки подключения:

1. Нулевой провод на выводе из корпуса соединен с остальными нулями. Как уже было сказано ранее, проходящие токи будут провоцировать устройство на ложное срабатывание.
2. Вводные L и N заведены снизу корпуса. Такая ошибка встречается очень часто на практике, свидетельствуя о невнимательности электрика, который совершал установку. Даже на передней панели дифференциального автомата нарисована схема, согласно которой ввод осуществляется только сверху.
3. Ноль соединяется с «землей». Такой вариант иногда используют в старых домах, где применяется двухпроводная сеть. Результат неправильного подключения – ложное срабатывание защиты.
4. Провод N заведен к электроприбору напрямую (мимо защиты). В этом случае также будет происходить срабатывание.
5. В схеме присутствуют несколько диф автоматов и при этом электроприбор подсоединен фазой к одному, а нулем к другому. Результат – отключение одного либо двух сразу защитных устройств.

Наглядно увидеть ошибки Вы можете на видео ниже:

Вот и все что хотелось рассказать Вам о том, как правильно установить и подключить дифавтомат своими руками.

Похожий материал:

• Что лучше выбрать: дифавтомат или УЗО
• Как правильно подключить УЗО?
• Устройство защиты от перенапряжения в сети
• Установка автоматического выключателя

Схема подключения дифавтомата в однофазной и трехфазной сети

Однофазная сеть 220 В

В квартирах и частных домах чаще всего используется устаревший вариант электропроводки – с одной фазой. В этом случае номинальное напряжение составляет 220 В, поэтому использовать необходимо двухполюсное изделие. Что касается схемы подключения дифавтомата, она может быть представлена в двух вариантах. Первый – когда защита устанавливается только после электросчетчика, обслуживая всю домашнюю проводку.

В этом случае при срабатывании и отключении автоматики будет сложнее найти причину выхода из строя, поэтому желательно отдавать предпочтение второму, более надежному варианту.

Правильная схема подключения дифавтомата в однофазной сети с заземлением:

Как Вы видите, на каждую группу проводов устанавливается по отдельному аппарату. Если сработает один дифавтомат, второй продолжит свое функционирование.

Трехфазная сеть 380 В

Единственное важное отличие 3-х фазной сети заключается в том, что вместо одного фазного проводника на вводе предоставляется сразу три фазы : L1, L2, L3. В этом случае необходимо использовать 4 полюсный дифавтомат на 380В, схема подключения которого будет выглядеть так:

Такой вариант может использоваться в новом доме, а точнее коттедже, который должен выдерживать высокую токовую нагрузку от электроприборов. Также такой вариант иногда используют при монтаже электропроводки в гараже, т.к. здесь могут применяться мощные сварочные аппараты, компрессоры и другое электрооборудование.

Без заземления

Все предыдущие схемы подключения дифференциального автомата были с заземлением, теперь хотелось бы предоставить устаревшую модель, в которой используется двухпроводная сеть 220В.

Подключать дифавтомат без земли нужно по следующей схеме:

Такой способ электромонтажа можно увидеть в старых домах панельного типа. Он является крайне не безопасным и, поэтому рекомендуем заменить электропроводку в доме на новую, с заземляющим контактом.

Рекомендуем также просмотреть существующие варианты подключения на видео обзорах:

Вот и все, что хотелось рассказать по поводу данной темы. Советуем Вам использовать дифференциальные автоматы только от популярных производителей: abb, legrand (легранд), IEK и Schneider electric, чтобы защита прослужила долго, а главное — на совесть.

Похожие материалы:

Диф автомат авв что это такое и 3 главные схемы подключения

Как подключить дифференциальный автомат в щитке, как проверить дифавтомат на работоспособность, как подключить дифавтомат без заземления, схемы подключения и многое другое.

ТЕСТ:

1. Заводской ток отсечки прибора составляет:

а. 80 мА; б. 30 мА.

2. Селективный дифавтомат позволяет:

а. защищать несколько потребителей одновременно;

б. защищать только одного потребителя.

3. Нулевой провод необходимо:

а. подключать к потребителю через диф. автомат;

б. подключать непосредственно к нагрузке.

4. Кнопка «Тест» позволяет:

а. проверить работоспособность прибора;

б. узнать заводские характеристики прибора.

Итак, правильные ответы б, а, а, а соответственно. Если вы набрали 3 и более правильных ответов, то можете смело браться за монтаж дифавтомата. Если меньше, то вам необходимо подтянуть теорию и лучше доверить установку прибора профессионалам.

4 основных факта о диф. автоматах.

1. Дифференциальный  (неодинаковый, разный). Дифавтомат – это такой электротехнический прибор, который производит постоянный контроль тока, проходящего через нулевой и фазный провод, сравнивает их и при несоответствии друг другу выполняет отключение прибора от сетевого напряжения.
2. Любой дифавтомат состоит из двух логических частей – автоматический выключатель и дифференциальная защита.
3. Селективные дифавтоматы – позволяют подключать сразу несколько автономных потребителей.
4. Дифавтоматы бывают 1- и 3-х фазные на рабочие напряжения 220 и 380 вольт.

Рассмотрим 2 главные части диф-ного автомата.

Рабочая часть. Представляет собой автоматический выключатель, который разъединяет электрические контакты при коротком замыкании – для этого служит электромагнитный  разъединитель – и при превышении номинального тока – тепловой расцепитель. Как видим, рабочая часть повторяет своей конструкцией и рабочим назначением обычный автоматический выключатель.

Защитная часть или модуль дифференциальной защиты. Этот блок регистрирует ток утечки (ток на землю) и при его обнаружении, преобразует электрический сигнал в механическое воздействие на специальную планку, которая выполняет разъединяющее действие на силовые контакты. Что бы обеспечить питание защитной части дифференциальный  автомат подключают последовательно автоматическому выключателю.

Рис. 1. Дифференциальный автомат

Важно помнить! Для проверки правильности работы дифзащиты, на корпусе прибора есть кнопка «ТЕСТ». При нажатии этой кнопки генерируется искусственный ток утечки и происходит выключение дифференциального автомата.

Дифференциальный автомат. Принцип работы дифавтомата.

3 главных принципа работы.

Прибор устанавливается в разрыв проводов (фазного и нулевого), для этого служат клеммы 1, а выходными или нагрузочными являются клеммы 2. При нажатии на кнопку 3 происходит замыкание контактов 4 и через прибор начинает протекать электрический ток. Чтобы поддерживать контакты замкнутыми после отпускания кнопки служит электромагнитная катушка 5.

Расцепитель прибора подключен к вторичной обмотке дифференциального трансформатора 6. В рабочем состоянии через фазный и нулевой проводники протекает одинаковый ток, который численно равен, но отличается по направлению магнитного потока. Эти 2 потока компенсируют друг друга, и в обмотке отсутствует ЭДС – прибор работает в штатном режиме.

Ток замыкания (ток на землю) приводит к смещению баланса токов, а соответственно и магнитных потоков и выводит систему из равновесия. Объяснить это можно так: через линейный провод протекает общий ток, а через нулевой провод общий ток за вычетом той части, которая уходит через человеческое тело в землю. То есть, ток линейного проводника будет всегда больше тока нулевого проводника, и система всегда будет выходить из равновесия.

ОПАСНО! Прибор регистрирует и реагирует только на ток утечки в землю, и не реагирует на замыкание человеком двух проводников на себя. Это значит, что прибор не произведет необходимых отключений!

При возникновении ЭДС во вторичной обмотке она тут же регистрируется следящим устройством 7 и отключает питание соленоида 5, что приводит к размыканию силовых контактов прибора 4.

Кнопка 8 «ТЕСТ» служит для проверки прибора и пропускает, при нажатии, небольшой ток через проверочный проводник 9, который проходит через сердечник трансформатора и приводит к разбалансировке прибора, а значит и его отключению.

2 Типовые схемы подключения диф-ного выключателя.

Первая схема предусматривает включение дифференциального автомата для защиты всех электрических групп и устанавливается на вводе линии. Как видно на рисунке Дифференциальный автомат стоит сразу после вводного выключателя и электрического счетчика. При этом линейный провод подключается к потребителю через промежуточные защитные автоматы, нулевой провод подключается к общей нулевой шине всех потребителей.

Важно! Заземляющий контур подключается напрямую к каждому электрическому прибору!

Главным недостатком такой схемы является полное отключение всех потребителей при обнаружении утечки тока на любом из них. Ввиду этого чаще применяют вторую схему, где каждому потребителю соответствует свой дифавтомат. Тогда при отключении одного прибора остальные продолжают работать. Это является бесспорным преимуществом перед предыдущей схемой. Однако подключение по такому типу является более финансово затратной.

3 главные достоинства селективной схемы подключения

Селективная, то есть выборочная, схема позволяет при помощи одного дифференциального автомата подключить и контролировать 3 независимые линии со своими отдельными дифавтоматами. Допустим через один дифавтомат подключено сразу 3 квартиры, расположенные на одной площадке, тогда при возникновении тока утечки на землю в первой квартире селективный автомат отключит только её и оставит включенными две другие. Это выгодно отличает такие автоматы от обычных тем, что снижаются капитальные затраты, упрощается электрическая схема, становится легче монтаж и обслуживание.

Важно знать еще 3 факта о диф-ных автоматах!

1. Ток утечки, при котором происходит отключение, можно настроить в пределах 10-40 мА. Если настройка конструктивно невозможно значит, применяется заводской стандарт 30мА.
2. Существуют дифавтоматы на 1- и 3-фазное напряжение. Выпускаются с 2- и 4-мя клеммами соответственно, для подключения одного (трех) линейных проводников и одного нулевого.
3. Селективный дифавтомат на схеме обозначается латинской литерой «S», если этого обозначения нет – прибор обычного исполнения.

Как избежать 5 частых ошибок при подключении диф.

1. Нулевой провод не соединен с нулями потребителей либо соединен не со всеми. Тогда ток нулевого провода будет отличаться от тока линейного, что будет вызывать ложные срабатывания.
2. Водные проводники подключены к нагрузочным клеммам. Случается при невнимательности подключающего электрика.
3. Ноль и земля прибора соединены накоротко. Встречается при подключении в старых зданиях без заземляющей линии. Может вызвать ложные срабатывания.
4. Нулевой провод подключен к прибору напрямую, миную защиту.
5. Когда в схеме несколько дифавтоматов важно следить, чтобы линейный и нулевой провод подключались от одного, а не разных приборов.

Топ 5 производителей диф-ных автоматов.

Рассмотрим сравнительную таблицу дифавтоматов разных компаний. Мы брали однофазные дифференциальные автоматы на номинальный ток 16 ампер, то есть такой автомат, который чаще всего устанавливается в обычной квартире.

Как видно из таблицы средние показатели большинства фирм практически совпадают.

5 часто задаваемых вопросов и ответы к ним.

1. Чем УЗО отличается от дифференциального автомата?

Устройство защитного отключения (УЗО) производит отключение от сети только при регистрации тока утечки на землю, в то время как дифавтомат еще и обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрузки сети.

2. В чем отличие типов «АС» и «А»?

Тип «АС» рассчитан только на работу с синусоидальным (переменным) напряжением.

Тип «А» рассчитан на работу с синусоидальным, пульсирующим и постоянным напряжением.

3.  Какие требования к монтажу дифавтоматов вне помещения?

Корпус щита должен быть выполнен из армированного пластика, соответствовать противовандальным требованиям. Должны быть соблюдены температурные диапазоны использования приборов, коррозионная стойкость, пыле- и влагозащита.

4. В чем разница выключающей способности автомата?

Число 4кА, 6кА, 10кА – показывает, какой ток короткого замыкания ( в килоамперах) способен выдержать дифференциальный автомат и не выйти из строя, то есть «сгореть». Требования для квартир регламентируют установку не менее чем дифавтомата на 6кА. Стоит понимать, что это число характеризует запас прочности прибора.

5. Что такое нулевая шина дифференциального трансформатора?

Это специальная соединительная клеммная колодка из высокачественного сплава латуни и/или бронзы и служит для соединения в одной точке всех рабочих нулевых проводников цепи.

4 основные причины ложного срабатывания диф.

1. Срабатывает при отключенной нагрузке.

Проблема возникает при тотальной изношенности изоляции проводки либо при неправильном ее монтаже, механическом повреждении. В таком случае, могут проявиться спонтанные утечки тока, связанные с влажностью воздуха. Чтобы выяснить корень проблемы придется провести ремонт-ревизию проводки. Отключая из распределительной коробки отдельные цепи (розетки, освещение, отдельные комнаты и приборы) ищем неисправный участок.

2. При замыкании нулевого проводника и заземления.

Не смотря на то, что эти два проводника соединяются в коробке щитовой, увеличивая суммарное сечение проводника, мы как бы разделяем ток на 2 потока и соответственно токи линейного и нулевого провода будут отличаться и дифференциальный трансформатор будет ложно выключаться.

3. При включении нагрузки.

Если при включении приборов постоянно отключается дифавтомат – это свидетельствует о неправильной работе прибора и продолжать его эксплуатацию небезопасно. Скорее всего, в приборе повреждена изоляция токоведущих проводников и это может стать причиной электротравматизма или пожара.

4. При скачке напряжения.

Если дифавтомат выполнен по электронной схеме защиты, то при превышении номинального напряжения, он отключает его от управляющей платы и происходит разрыв цепи.

Важно знать! Причиной частых ложных срабатываний может быт банально плохое качество самого прибора. Остерегайтесь подделок и покупайте дифавтоматы только в фирменных магазинах.

Как подключить инфракрасный фотодиодный датчик в цепь

В этом посте мы узнаем, как правильно подключить инфракрасный фотодиод в цепи, такие как цепь датчика приближения. Объяснение представлено в виде обсуждения между мной и одним из преданных читателей этого блога NVD.

Вот обсуждение, в котором объясняется, как подключить фотодиод к электронной схеме.

Проверка подключения ИК-фотодиода в цепи

Вопрос : Скажите, пожалуйста, работает ли следующая схема или нет.Я думаю, что выход ic составляет 5 В. Я хочу, чтобы выход был подключен к реле на 12 В, а не к зуммеру. Вы можете сказать, какие изменения мне следует внести в схему ..

Анализ схемы

Ответ:

(+) — это анод, а (-) — катод фотодиода. Другими словами, вывод, связанный с более широкой пластиной внутри фотодиода, будет катодом, а вывод, связанный с более тонкой пластиной внутри фотодиода, будет анодом

• , если он установлен правильно, он должен работать.Однако приведенная выше диаграмма содержит много ошибок и никогда не будет работать. Конфигурация ИК-фотодиода с операционным усилителем потребует некоторых изменений.
• Для настройки реле вы можете использовать BC547 / релейный каскад на выходе операционного усилителя, холодное сопротивление базового резистора составляет 10 кОм.
• Для получения подробной информации о каскаде драйвера реле вы можете обратиться к следующей статье: https: / /homemade-circuits.com/2012/01/how-to-make-relay-driver-stage-in.html

Вопрос:

Хорошо, есть ли положительные и отрицательные клеммы для ИК-приемника и передатчика, такие как светодиод .Я новичок в этом, поэтому спрашиваю

Полярность для ИК-фотодиодов в передатчиках

• , как и любой другой диод, ИК-фотодиоды также имеют полярность и должны быть подключены соответственно.

Вопрос:

В схему подключен фотодиод прямого смещения. это неправильно? Пожалуйста, проверьте, сэр.

Принципиальная схема

Полярность ИК-фото для приемника

• Полярность ИК-фотодиода передатчика правильная … Неправильная полярность приемника , для приемника необходимо инвертировать, как показано ниже.

Вопрос:

Сэр, сначала я забыл подключить вывод 3 микросхемы к резистору приемника, затем я дал питание 12 В, поэтому светится только светодиод. После этого я подключил контакт 3 к резистору и дал 9В. Теперь светодиод загорается, когда я поворачиваю переменный резистор в одну сторону. Светодиод не загорается, когда впереди появляется препятствие.

Может ли сгореть ИК-фотодиод?

Я подключил все правильно, но он не работает, есть ли вероятность сгорания ИС или фотодиода при подключении к источнику питания 12 В.У вас есть электрическая схема ИК-датчика приближения.

Пожалуйста, помогите мне, сэр.

Ответ

• Фотодиод никогда не сгорит, пока он подключен последовательно с резистором.

Итак, почему фотодиод приемника не отвечает

Ответ:

На схеме выше фотодиод, подключенный к операционному усилителю, никогда не сможет запустить операционный усилитель в ответ на полученный инфракрасный сигнал. Почему?

Правильный способ подключения фотодиода к операционному усилителю

Напряжение, генерируемое фотодиодом приемника в ответ на сигналы от фотодиода передатчика, вряд ли составит милливольт, , может быть всего несколько милливольт.

Хотя операционные усилители могут быть чувствительны к обнаружению даже до пары милливольт, резистор 10 кОм между контактом № 3 и землей мгновенно аннулирует крошечный сигнал милливольт, что делает невозможным его обнаружение операционным усилителем.

Таким образом, мы можем предположить, что именно резистор 10 кОм не позволяет операционному усилителю обнаруживать выходной сигнал фотодиода.

На следующей схеме показано, как правильно подключить фотодиод к операционному усилителю, чтобы он эффективно реагировал на сигналы от любого источника ИК-фотодиодного передатчика:

На приведенной выше диаграмме мы видим, что более ранний резистор 10 кОм на неинвертирующем выводе Операционного усилителя заменен конденсатором малой емкости, и теперь это позволяет операционному усилителю реагировать на сигналы, генерируемые фотодиодами Rx, Tx.

Фактически, операционный усилитель все равно будет реагировать без конденсатора, однако никогда не рекомендуется оставлять входы операционного усилителя плавающими, пока он запитан, поэтому заземленный конденсатор гарантирует, что соответствующий вход операционного усилителя никогда не останется плавающим и подвержен риску паразитные сигналы.

Вы можете подумать, что конденсатор можно заменить резистором высокого номинала, порядка многих мегомов, извините, что это тоже может не помочь, что снова запретит операционному усилителю воспринимать сигналы с фотодиода и, в конечном итоге, низкий Значение конденсатора приводит к тому, что это правильный выбор.

Подключение фотодиода для активации реле

Детектор фотодиода на основе ОУ, показанный выше, может быть дополнительно модернизирован для запуска ступени реле путем интеграции ступени драйвера реле, как показано на следующей схеме:

Обратная связь от г-на Нормана Келли (один из активных читателей этого блога):

Как пользоваться осциллографом

Введение

Вы когда-нибудь обнаруживали, что при поиске неисправностей в цепи вам требуется больше информации, чем может предоставить простой мультиметр? Если вам нужно получить такую ​​информацию, как частота, шум, амплитуда или любые другие характеристики, которые могут измениться со временем, вам понадобится осциллограф!

— важный инструмент в лаборатории любого инженера-электрика.Они позволяют видеть электрические сигналы , поскольку они меняются во времени, что может иметь решающее значение для диагностики, почему ваша схема таймера 555 не мигает правильно или почему ваш генератор шума не достигает максимальных уровней раздражения.

HAMlab — 160-6 10 Вт

HAMlab — это полнофункциональный SDR-трансивер с диапазоном 160-10 м и выходной мощностью 10 Вт, построенный на платформе STEMlab…

рассматривается в этом учебном пособии

Это руководство предназначено для ознакомления с концепциями, терминологией и системами управления осциллографов.Он разбит на следующие разделы:

• Основы O-Scopes — Введение в то, что конкретно представляют собой осциллографы, что они измеряют и почему мы их используем.
Лексикон осциллографов
• — Глоссарий, охватывающий некоторые из наиболее распространенных характеристик осциллографов.
• Анатомия O-Scope — Обзор наиболее важных систем осциллографа — экрана, горизонтальных и вертикальных элементов управления, триггеров и пробников.
• Использование осциллографа — Советы и рекомендации для тех, кто впервые использует осциллограф.

Мы будем использовать Gratten GA1102CAL — удобный цифровой осциллограф среднего уровня — в качестве основы для обсуждения осциллографа. Другие o-области могут выглядеть иначе, но все они должны иметь одинаковый набор механизмов управления и интерфейса.

Рекомендуемая литература

Прежде чем продолжить изучение этого руководства, вы должны быть знакомы с приведенными ниже концепциями. Ознакомьтесь с руководством, если хотите узнать больше!

Видео

Основы O-Scopes

Основное назначение осциллографа — графическое отображение электрического сигнала, изменяющегося во времени .Большинство осциллографов создают двумерный график с временем по оси x и напряжением по оси y .

Пример дисплея осциллографа. Сигнал (в данном случае желтая синусоида) отображается на горизонтальной оси времени и вертикальной оси напряжения.

Элементы управления, окружающие экран осциллографа, позволяют настраивать масштаб графика как по вертикали, так и по горизонтали, что позволяет увеличивать и уменьшать масштаб сигнала.Также имеются элементы управления для установки триггера на прицеле, который помогает сфокусировать и стабилизировать изображение.

Что могут измерить прицелы

Помимо этих основных функций, многие осциллографы имеют инструменты измерения, которые помогают быстро определять частоту, амплитуду и другие характеристики формы сигнала. Как правило, осциллограф может измерять характеристики как по времени, так и по напряжению:

• Временные характеристики :
  • Частота и период — Частота определяется как количество повторений сигнала в секунду.И период является обратной величиной (количество секунд, которое занимает каждый повторяющийся сигнал). Максимальная частота, которую может измерить осциллограф, варьируется, но часто она находится в диапазоне 100 МГц (1E6 Гц).
  • Рабочий цикл — Процент периода, в течение которого волна является либо положительной, либо отрицательной (есть как положительные, так и отрицательные рабочие циклы). Рабочий цикл — это соотношение, которое показывает, как долго сигнал «включен» по сравнению с тем, как долго он «выключен» в каждом периоде.
  • Время нарастания и спада — Сигналы не могут мгновенно переходить от 0 В до 5 В, они должны плавно возрастать.Продолжительность волны, идущей от нижней точки к верхней точке, называется временем нарастания, а время спада измеряет обратное. Эти характеристики важны при рассмотрении того, насколько быстро цепь может реагировать на сигналы.
• Характеристики напряжения :
  • Амплитуда — Амплитуда — это мера величины сигнала. Существует множество измерений амплитуды, включая размах амплитуды, которая измеряет абсолютную разницу между точкой высокого и низкого напряжения сигнала.Пиковая амплитуда, с другой стороны, измеряет только то, насколько высокий или низкий сигнал превышает 0 В.
  • Максимальное и минимальное напряжение — осциллограф может точно сказать вам, насколько высоким и низким становится напряжение вашего сигнала.
  • Среднее и среднее напряжение — Осциллографы могут вычислить среднее или среднее значение вашего сигнала, а также могут сказать вам среднее значение минимального и максимального напряжения вашего сигнала.

Когда использовать O-Scope

o-scope полезен в различных ситуациях поиска и устранения неисправностей, в том числе:

• Определение частоты и амплитуды сигнала, которые могут иметь решающее значение при отладке входа, выхода или внутренних систем схемы.По этому вы можете определить, неисправен ли какой-либо компонент в вашей цепи.
• Определение уровня шума в вашей цепи.
• Определение формы волны — синус, квадрат, треугольник, пилообразная, сложная и т. Д.
• Количественное определение разности фаз между двумя разными сигналами.

Осциллограф Lexicon

Научиться пользоваться осциллографом означает познакомиться с целым словарем терминов.На этой странице мы познакомим вас с некоторыми важными модными словечками o-scope, с которыми вам следует ознакомиться, прежде чем включать его.

Некоторые прицелы лучше других. Эти характеристики помогают определить, насколько хорошо вы можете ожидать от прицела:

• Полоса пропускания — Осциллографы чаще всего используются для измерения сигналов определенной частоты. Однако ни один прицел не идеален: у всех есть ограничения на то, насколько быстро они могут видеть изменение сигнала.Полоса пропускания осциллографа определяет диапазон частот , который он может надежно измерить.
• Сравнение цифровых и аналоговых — Как и большинство всего электронного, осциллографы могут быть аналоговыми или цифровыми. Аналоговые осциллографы используют электронный луч для прямого отображения входного напряжения на дисплей. Цифровые осциллографы включают микроконтроллеры, которые отбирают входной сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя и отображают это показание на дисплее. Как правило, аналоговые осциллографы старше, имеют меньшую полосу пропускания и меньше функций, но они могут иметь более быстрый отклик (и выглядеть намного круче).
• Количество каналов — Многие осциллографы могут считывать более одного сигнала одновременно, отображая их все на экране одновременно. Каждый сигнал, считываемый осциллографом, подается в отдельный канал. Очень распространены осциллографы от двух до четырех каналов.
• Частота дискретизации — Эта характеристика уникальна для цифровых осциллографов, она определяет, сколько раз в секунду считывается сигнал. Для осциллографов с более чем одним каналом это значение может уменьшиться, если используется несколько каналов.
• Время нарастания — Указанное время нарастания осциллографа определяет самый быстрый нарастающий импульс, который он может измерить. Время нарастания осциллографа очень тесно связано с полосой пропускания. Его можно рассчитать как Время нарастания = 0,35 / Пропускная способность .
• Максимальное входное напряжение — Каждая электроника имеет свои пределы, когда дело касается высокого напряжения. Все осциллографы должны быть рассчитаны на максимальное входное напряжение. Если ваш сигнал превышает это напряжение, есть большая вероятность, что прицел будет поврежден.
• Разрешение — разрешение осциллографа показывает, насколько точно он может измерять входное напряжение. Это значение может измениться при настройке вертикального масштаба.
• Вертикальная чувствительность — Это значение представляет собой минимальное и максимальное значения вертикальной шкалы напряжения. Это значение указано в вольтах на деление.
• База времени — База времени обычно указывает диапазон чувствительности на горизонтальной оси времени. Это значение указывается в секундах на div.
• Входное сопротивление — Когда частота сигнала становится очень высокой, даже небольшой импеданс (сопротивление, емкость или индуктивность), добавленный к цепи, может повлиять на сигнал. Каждый осциллограф добавляет к считываемой цепи определенный импеданс, называемый входным сопротивлением. Входные импедансы обычно представлены в виде большого резистивного сопротивления (> 1 МОм), соединенного параллельно (||) с малой емкостью (в диапазоне пФ). Влияние входного импеданса более очевидно при измерении очень высокочастотных сигналов, и пробник, который вы используете, может помочь его компенсировать.

Используя GA1102CAL в качестве примера, вот характеристики, которые можно ожидать от прицела среднего класса:

Понимая эти характеристики, вы сможете выбрать осциллограф, который лучше всего соответствует вашим потребностям.Но вам все равно нужно знать, как им пользоваться … на следующей странице!

Анатомия O-Scope

Хотя никакие осциллографы не создаются абсолютно равными, все они должны иметь несколько общих черт, благодаря которым они работают одинаково. На этой странице мы обсудим несколько наиболее распространенных систем осциллографа: дисплей, горизонтальную, вертикальную, триггер и входы.

Дисплей

Осциллограф бесполезен, если он не может отображать информацию, которую вы пытаетесь проверить, что делает дисплей одним из наиболее важных разделов осциллографа.

Каждый дисплей осциллографа должен быть пересечен горизонтальными и вертикальными линиями, называемыми делениями . Масштаб этих делений изменен с помощью горизонтальной и вертикальной систем. Вертикальная система измеряется в «вольтах на деление», а горизонтальная — в «секундах на деление». Как правило, прицелы имеют около 8-10 делений по вертикали (напряжение) и 10-14 делений по горизонтали (секунд).

Старые прицелы (особенно аналоговые) обычно имеют простой монохромный дисплей, хотя интенсивность волны может варьироваться.Более современные осциллографы оснащены многоцветными ЖК-экранами, которые очень помогают отображать более одной формы сигнала за раз.

Многие дисплеи осциллографа расположены рядом с набором из пяти кнопок — сбоку или под дисплеем. Эти кнопки могут использоваться для навигации по меню и управления настройками осциллографа.

Вертикальная система

Вертикальная секция осциллографа управляет шкалой напряжения на дисплее. В этом разделе традиционно есть две ручки, которые позволяют индивидуально управлять вертикальным положением и вольт / дел.

Более критичная ручка вольт на деление позволяет установить вертикальный масштаб на экране. Вращение ручки по часовой стрелке уменьшает масштаб, а против часовой стрелки — увеличивает. Меньший масштаб — меньшее количество вольт на деление экрана — означает, что вы в большей степени увеличиваете масштаб сигнала.

Дисплей GA1102, например, имеет 8 вертикальных делений, а ручка вольт / дел может выбрать шкалу от 2 мВ / дел до 5 В / дел. Таким образом, при полном увеличении до 2 мВ / дел на дисплее может отображаться осциллограмма 16 мВ сверху вниз.Полностью уменьшенный, осциллограф может отображать сигнал в диапазоне более 40 В. (Зонд, как мы обсудим ниже, может еще больше увеличить этот диапазон.)

Положение Ручка управляет вертикальным смещением формы сигнала на экране. Поверните ручку по часовой стрелке, и волна будет двигаться вниз, против часовой стрелки — вверх по дисплею. Вы можете использовать ручку положения, чтобы сместить часть сигнала за пределы экрана.

Используя одновременно ручки положения и вольт / деления, вы можете увеличить только крошечную часть сигнала, которая вас больше всего волнует.Если у вас была прямоугольная волна 5 В, но вы заботились только о том, насколько сильно она звенела по краям, вы могли бы увеличить нарастающий фронт, используя обе ручки.

Горизонтальная система

Горизонтальная часть осциллографа контролирует шкалу времени на экране. Как и в вертикальной системе, горизонтальный элемент управления дает вам две ручки: положение и секунды / дел.

Регулятор секунд на деление (с / дел) вращается для увеличения или уменьшения горизонтального масштаба.Если вы повернете ручку s / div по часовой стрелке, количество секунд, которое представляет каждое деление, уменьшится — вы «увеличите масштаб» шкалы времени. Поверните против часовой стрелки, чтобы увеличить шкалу времени и отобразить на экране большее количество времени.

Если снова использовать GA1102 в качестве примера, дисплей имеет 14 горизонтальных делений и может отображать от 2 нс до 50 с на деление. Таким образом, при полном увеличении по горизонтали осциллограф может отображать 28 нс формы волны, а при увеличении масштаба он может отображать сигнал, когда он изменяется в течение 700 секунд.

Регулятор положения позволяет перемещать форму сигнала вправо или влево от дисплея, регулируя горизонтальное смещение .

Используя горизонтальную систему, вы можете настроить , сколько периодов осциллограммы вы хотите видеть. Вы можете уменьшить масштаб и показать несколько пиков и впадин сигнала:

Или вы можете увеличить масштаб и использовать ручку положения, чтобы показать только крошечную часть волны:

Система запуска

Раздел запуска посвящен стабилизации и фокусировке осциллографа.Триггер сообщает осциллографу, какие части сигнала «запускать» и начинать измерение. Если ваша форма волны периодическая , триггером можно управлять, чтобы дисплей оставался неизменным, и неподвижным. Плохо сработавшая волна будет давать такие широкие волны, как это:

Секция триггера осциллографа обычно состоит из ручки уровня и набора кнопок для выбора источника и типа триггера. Регулятор уровня можно повернуть, чтобы установить триггер на определенную точку напряжения.

Ряд кнопок и экранных меню составляют остальную часть триггерной системы. Их основное назначение — выбор источника и режима запуска. Существует множество типов триггеров , которые определяют способ активации триггера:

• Спусковой механизм edge — это самый простой вид спускового крючка. Он заставит осциллограф начать измерение, когда напряжение сигнала перейдет на определенный уровень. Триггер по фронту может быть настроен на захват нарастающего или спадающего фронта (или обоих).
• Запуск по импульсу сообщает осциллографу ввести заданный «импульс» напряжения. Вы можете указать длительность и направление импульса. Например, это может быть крошечный всплеск 0 В -> 5 В -> 0 В, или это может быть секундное падение от 5 В до 0 В, обратно до 5 В.
• Триггер по наклону может быть настроен на запуск осциллографа по положительному или отрицательному наклону в течение заданного периода времени.
• Существуют более сложные триггеры, позволяющие сосредоточиться на стандартизированных формах сигналов, передающих видеоданные, например, NTSC или PAL .Эти волны используют уникальный шаблон синхронизации в начале каждого кадра.

Обычно вы также можете выбрать режим запуска , который, по сути, сообщает осциллографу, насколько сильно вы относитесь к триггеру. В режиме автоматического запуска осциллограф может попытаться нарисовать сигнал, даже если он не срабатывает. Нормальный режим будет рисовать вашу волну, только если видит указанный триггер. И single mode ищет указанный вами триггер, когда он его видит, он рисует вашу волну, а затем останавливается.

Зонды

Осциллограф хорош, только если вы действительно можете подключить его к сигналу, а для этого вам нужны пробники. Пробники — это устройства с одним входом, которые направляют сигнал от вашей схемы к осциллографу. У них есть острый наконечник , который исследует точку на вашей цепи. Наконечник также может быть оснащен крючками, пинцетом или зажимами, чтобы упростить фиксацию на цепи. Каждый пробник также включает зажим заземления , который следует надежно прикрепить к общей точке заземления на тестируемой цепи.

Хотя пробники могут показаться простыми устройствами, которые просто подключаются к вашей схеме и передают сигнал в осциллограф, на самом деле многое нужно сделать в конструкции и выборе пробника.

В оптимальном случае зонд должен быть невидимым — он не должен влиять на ваш тестируемый сигнал. К сожалению, все длинные провода обладают собственной индуктивностью, емкостью и сопротивлением, поэтому, несмотря ни на что, они будут влиять на показания осциллографа (особенно на высоких частотах).

Существует множество типов пробников, наиболее распространенным из которых является пассивный пробник , входящий в состав большинства прицелов.Большинство «штатных» пассивных зондов — это аттенуированных . Ослабляющие пробники имеют большое сопротивление, намеренно встроенное и шунтируемое небольшим конденсатором, что помогает свести к минимуму влияние длинного кабеля на нагрузку вашей цепи. Последовательно с входным сопротивлением осциллографа этот ослабленный пробник будет создавать делитель напряжения между вашим сигналом и входом осциллографа.

Большинство пробников имеют резистор 9 МОм для ослабления, который в сочетании со стандартным входным сопротивлением 1 МОм на осциллографе создает делитель напряжения 1/10.Эти зонды обычно называются 10X ослабленными зондами . Многие пробники включают переключатель для выбора между 10X и 1X (без затухания).

Аттенюированные пробники отлично подходят для повышения точности на высоких частотах, но они также уменьшат амплитуду вашего сигнала. Если вы пытаетесь измерить сигнал очень низкого напряжения, вам, возможно, придется использовать пробник 1X. Вам также может потребоваться выбрать настройку на вашем осциллографе, чтобы сообщить ему, что вы используете ослабленный зонд, хотя многие осциллографы могут это обнаружить автоматически.

Помимо пассивного ослабленного пробника, существует множество других пробников. Активные пробники — это пробники с питанием (для них требуется отдельный источник питания), которые могут усилить ваш сигнал или даже предварительно обработать его, прежде чем он попадет в ваш осциллограф. Хотя большинство пробников предназначены для измерения напряжения, существуют пробники, предназначенные для измерения переменного или постоянного тока. Токовые пробники уникальны, потому что они часто зажимают провод, никогда не контактируя с цепью.

Использование осциллографа

Бесконечное разнообразие сигналов означает, что вы никогда не сможете использовать один и тот же осциллограф дважды. Но есть несколько шагов, на выполнение которых вы можете рассчитывать практически каждый раз, когда тестируете схему. На этой странице мы покажем пример сигнала и шаги, необходимые для его измерения.

Выбор и настройка датчика

Во-первых, вам нужно выбрать зонд. Для большинства сигналов простой пассивный пробник , входящий в комплект поставки осциллографа, будет работать идеально.

Затем, прежде чем подключать его к осциллографу, установите ослабление на пробнике. 10X — наиболее распространенный коэффициент затухания — обычно является наиболее всесторонним выбором. Однако если вы пытаетесь измерить сигнал очень низкого напряжения, вам может потребоваться 1X.

Подсоедините зонд и включите осциллограф

Подключите пробник к первому каналу осциллографа и включите его. Наберитесь здесь терпения, некоторые осциллографы загружаются так же долго, как старый компьютер.

При загрузке осциллографа вы должны увидеть деления, масштаб и зашумленную ровную линию сигнала.

На экране также должны отображаться предварительно установленные значения времени и вольт на деление. Игнорируя пока эти шкалы, внесите эти корректировки, чтобы поместить ваш прицел в стандартную установку :

• Включите канал 1 и выключите канал 2.
• Установите канал 1 на Соединение по постоянному току .
• Установите источник запуска на канал 1 — без внешнего источника или срабатывания по альтернативному каналу.
• Установите для типа запуска по нарастающему фронту, а для режима запуска установите автоматический (в отличие от одиночного).
• Убедитесь, что ослабление пробника осциллографа на вашем прицеле соответствует настройке на вашем пробнике (например, 1X, 10X).

Для получения помощи по настройке этих параметров обратитесь к руководству пользователя осциллографа (например, к руководству GA1102CAL).

Тестирование зонда

Давайте подключим этот канал к значимому сигналу. Большинство осциллографов будут иметь встроенный частотный генератор , который излучает надежную волну заданной частоты — на GA1102CAL в правом нижнем углу передней панели имеется прямоугольный выходной сигнал частотой 1 кГц.Выход генератора частоты имеет два отдельных проводника — один для сигнала и один для заземления. Подключите заземляющий зажим пробника к земле, а наконечник пробника к выходу сигнала.

Как только вы подключите обе части зонда, вы должны увидеть, как сигнал начинает танцевать вокруг вашего экрана. Попробуйте поиграть с горизонтальными и вертикальными регуляторами системы , чтобы перемещать осциллограмму по экрану. Поворот регуляторов шкалы по часовой стрелке «увеличивает» осциллограмму, а против часовой стрелки — уменьшает.Вы также можете использовать ручку положения для дальнейшего определения вашего сигнала.

Если ваша волна все еще нестабильна, попробуйте повернуть ручку положения триггера на . Убедитесь, что триггер не превышает наивысшего пика сигнала . По умолчанию тип триггера должен быть установлен по фронту, что обычно является хорошим выбором для таких прямоугольных волн.

Попробуйте повозиться с этими ручками, чтобы отобразить на экране один период вашей волны.

Или попробуйте уменьшить масштаб временной шкалы, чтобы отобразить десятки квадратов.

Компенсация ослабленного пробника

Если ваш датчик настроен на 10X, и у вас нет идеально прямоугольной формы волны, как показано выше, вам может потребоваться компенсировать ваш датчик . Большинство пробников имеют утопленную головку винта, которую можно поворачивать, чтобы отрегулировать шунтирующую емкость пробника.

Попробуйте использовать небольшую отвертку, чтобы повернуть триммер, и посмотрите, что происходит с осциллограммой.

Отрегулируйте подстроечный колпачок на рукоятке зонда так, чтобы получился прямоугольный сигнал с прямым краем .Компенсация необходима только в том случае, если ваш зонд ослаблен (например, 10X), и в этом случае это критично (особенно если вы не знаете, кто использовал ваш прицел последним!).

Наконечники для пробников, запуска и масштабирования

После того, как вы скомпенсировали зонд, пришло время измерить реальный сигнал! Иди найди источник сигнала (генератор частоты ?, Террор-Мин?) И возвращайся.

Первый ключ к зондированию сигнала — найти прочную и надежную точку заземления . Прикрепите зажим заземления к известному заземлению, иногда вам, возможно, придется использовать небольшой провод для промежуточного звена между зажимом заземления и точкой заземления вашей схемы.Затем подключите наконечник пробника к тестируемому сигналу. Наконечники пробников существуют в различных форм-факторах — подпружиненный зажим, острие, крючки и т. Д. — постарайтесь найти такой, который не требует от вас постоянного удерживания его на месте.