Теоретическая основа, глубокая петля гистерезиса

Автор: mixon46, mixon-46@bk.ru
Опубликовано 19.09.2017
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса "Поздравь Кота по-человечески 2017!"

 Всем снова здратути! ))

      Решил вот написать небольшую статейку. Речь пойдет об электронном гистерезисе. Данное схемотическое решение может быть применено во многих устройствах. Например фотореле, термостат, генераторы ШИМ с независимой регулировкой скважности и частоты ну и т.д. Кто придумает для чего еще можно использовать может написать в комментарии. Мне пришло данное решение по просьбе сделать термостат. Который включал бы ТЕН после чего темперетура воды стала бы расти и произошло отключение ТЕНа. А последующее включение происходило бы с задержкой. Легко конечно сделать все на контроллере. Мозгов то много не надо. Да и схема совсем не сложная. Подал сигнал на АЦП микроконтроллера с термопары, и производи алгоритм дерганья выводом порта. Но это же настолько лениво. Не ну правда! Я конечно за простоту устройств но не на столько же. 

Устройство построено на двух операционных усилителях, логических элементах ИЛИ, Исключающее ИЛИ-НЕ и один D триггер. 

     Давайте разберем принцип работы и посмотрим таблицу истинности. Представим себе что подаем питание на схему. На выходе D5 есть положительное напряжение так как на выходе D1 и D2 тоже есть положительное наряжение. Это приводит к нагреву ТЕН который подключен через реле к выходу D5. При нагреве сопротивление R4 становится меньше что приводит к росту напряжения на инвертирующих входах D1 и D2 операционных усилителей. Положительное напряжение на D2 пропадает но это ни к чему не приводит так как разрешающий сигнал на D5 поступает с D4, а он там будет только в двух случаях. Когда на D1 и D2 будет положительное напряжение либо отрицательное. Рост температуры продолжается и пропадает положительное напряжение на выходе D1. Это приводит к тому что на D3 появляется лог. 0 а на D4 лог. 1. И триггер переключается. На выходе D5 пропадает положительное напряжение что приводит к отключению ТЕН. Далее температура в котле начинает падать а сопротивление R4 повышаться. Включение ТЕН произойдет когда напряжение на выходах D1 и D2 станет положительным. Что приведет к положительному напряжению на входах D и C триггера.

Такой вот график надеюсь больше сможет пояснить работу данной схемы. В таблице истинности E1 первоночальный нагрев до появления лог. 0 на выходе D2. Говорю так как ОУ работают как компараторы. Е2 нагрев продолжается до момента отключения появления лог . 0 на D2. E3 охлаждение ТЕН. Е4 тоже охлаждение но на D1 уже появилась лог. 1. Е5 тот момент включения ТЕН когда лог 1 присутствует и на D1 и на D2.

Данное схематическое решение можно применить в разных устройствах. Если его доработать то получится не плохой шим контроллер. А именно добавление ошибки по току и по выходному напряжению. Вот в принципе и все.

Поздравляю Radiokot.Ru с 12 летием. Желаю дальнейшего развития во всех сферах. С вами mixon46

Все вопросы в Форум.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Дельта-Сигма АЦП для МК на примере ATtiny2313

Измерение выходной мощности усилителей звуковой частоты.

Теоретическая основа, регулятор мощности с плавным розжигом.

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Теория и практика применения таймера 555.Часть вторая.

О среднем токе замолвите слово (к вопросу о динамической индикации).

Микроконтроллеры. Начало. STM32.

Подсчет значений АЦП после делителя на резисторах.

Что такое матрица и с кого все спросить

Modbus и stm32