Disjoncteur électronique - Schéma et fonctionnement

Disjoncteur électronique – Schéma de circuit, fonctionnement et applications

Les appareils CA que nous utilisons dans nos maisons ont généralement une limite pour gérer le courant et la tension. Ces seuils de tension et de courant sont appelés les caractéristiques nominales de l'appareil et sont les mesures données par les fabricants dans la plage desquelles l'appareil fonctionnera correctement. Non seulement la tension et le courant nominaux sont requis pour les conditions de fonctionnement les plus optimales, mais ce sont également les mesures au-dessus desquelles l'appareil peut être endommagé. L'appareil défectueux endommage parfois d'autres appareils connectés au même réseau.

Ces problèmes se produisent en raison des fluctuations de la tension que nous recevons de notre réseau électrique et sont généralement inévitables. Ces surtensions sont responsables de l'endommagement de nombreux appareils électroniques allant des petits appareils électroniques de nos maisons aux grosses machines industrielles à haute performance. L'article traite de comment fabriquer un disjoncteur électronique qui utiliserait ses circuits de manière à protéger nos appareils des surtensions soudaines et déconnecterait la charge du réseau.

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Schéma de circuit d'un disjoncteur électronique

Un schéma du circuit est donné ci-dessous :

Composants Requis pour CB électronique

1. Amplificateur opérationnel LM358
2. Régulateur 7805 =+5V
3. Relais =5V
4. CI BC547 =2 numéros
5. Transformateur abaisseur =12 V
6. Potentiomètre variable =10kΩ
7. Pont de diodes
8. Résistances =1 kΩ, 2 kΩ, 2,2 kΩ, 5,1 kΩ et 10 kΩ
9. Condensateurs =0,1 μF, 10 μF et 100 μF

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LM358

Le CI LM358 est un CI Op-Amp. Il s'agit d'un circuit intégré d'amplificateur opérationnel à double canal de faible puissance. Il dispose de deux amplificateurs opérationnels à gain élevé, indépendants et à compensation de fréquence interne. Il est conçu pour fonctionner à partir d'une seule alimentation et peut fonctionner sur une large gamme de tensions. Il existe de nombreuses applications de ce circuit intégré, notamment le bloc de gain CC, les amplificateurs de transducteur et les circuits Op-Amp conventionnels. Ce CI a un paquet de huit broches.

Le brochage est illustré dans la figure ci-dessous.

La structure interne du CI est illustrée dans la figure ci-dessus. Le circuit intégré, comme indiqué ci-dessus, possède deux amplificateurs opérationnels indépendants. Les bornes 1 et 7 sont les bornes de sortie de l'Op-Amp. Les bornes 3 et 5 sont les bornes non inverseuses tandis que les bornes 2 et 6 sont les bornes inverseuses. Il y a les bornes de terre et VCC normalement présentes en 4 et 8 respectivement.

Ce circuit intégré, en plus d'être économique et facilement disponible, possède d'autres caractéristiques intéressantes qui sont davantage du côté électronique. Certaines des fonctionnalités de listées ci-dessous.

1. Son principal argument de vente, les deux amplificateurs opérationnels sont compensés en fréquence en interne
2. La plage d'alimentation simple est de 3 à 32 V.
3. La plage d'alimentation double est de -16 à -1,5 V ou de 1,5 V à 16 V.
4. Le gain de tension est de 100 dB et la bande passante est de 1 MHz.
5. La consommation de courant d'alimentation du circuit intégré est très faible. Il est généralement de l'ordre de 500 µA.
6. Il y a une petite tension de décalage à l'entrée, qui est généralement d'environ 2 mV.
7. La tension de mode commun obtenue à partir du CI contient le potentiel de masse.
8. La tension d'entrée différentielle et la tension d'alimentation fournie au CI sont comparables.

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IC de régulateur 7805

Les circuits qui contiennent des sources de tension peuvent avoir des fluctuations qui ne fournissent pas de sorties à tension fixe. L'un des circuits intégrés les plus populaires à cet effet est le circuit intégré régulateur 7805, qui fait partie des régulateurs de tension linéaires fixes utilisés pour maintenir de telles fluctuations. Il existe de nombreuses applications dans lesquelles le 7805 est utilisé et les principales sont :

1. Régulateur à sortie fixe
2. Régulateur positif en négatif
3. Régulateur de sortie réglable
4. Régulateur de courant
5. Régulateur de tension CC réglable
6. Double alimentation régulée
7. Circuit de protection contre l'inversion de polarité de sortie
8. Circuit de projection à polarisation inverse

CI régulateur de tension LM 7805
N° de code	Nom de la broche	Objectif
1	Entrée	Appliquez une tension non régulée pour obtenir une sortie régulée
2	Sol	Connecté à la terre
3	Sortie	La sortie est un signal de tension régulé

L'IC, lorsqu'il reçoit une tension d'entrée de 7,2 V, atteindra son efficacité maximale.

Dans le régulateur de tension IC 7805, beaucoup d'énergie est épuisée sous forme de chaleur. La différence de valeur entre la tension d'entrée et la tension de sortie se présente sous forme de chaleur. Ainsi, si la différence entre la tension d'entrée et la tension de sortie est élevée, il y aura plus de génération de chaleur. Le trou dans le transistor sert à y connecter un dissipateur de chaleur. Par conséquent, ce circuit intégré fournit également une disposition pour un dissipateur thermique.

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Transistor BC547

BC547 est un transistor à jonction bipolaire NPN. Il est principalement utilisé à des fins de commutation ainsi que pour les processus d'amplification. La plus petite quantité de courant à la base est également utilisée pour contrôler la plus grande quantité de courants au collecteur et à l'émetteur. Ses applications de base sont la commutation et l'amplification. Ci-dessous le brochage du transistor BC547 :

Le fonctionnement du transistor est simple. Lorsque la tension d'entrée est appliquée à ses bornes, une certaine quantité de courant commence à circuler de la base à l'émetteur et contrôle le courant au collecteur. La tension entre la base et l'émetteur est négative à l'émetteur et positive à la borne de base pour sa construction NPN.

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Relais

Un relais est un interrupteur à commande électrique, électromagnétique ou électronique. Le commutateur peut avoir n'importe quel nombre de contacts dans plusieurs formes de contact, telles que des contacts d'établissement, des contacts d'ouverture ou une combinaison des deux. Les relais sont utilisés pour contrôler un circuit par un signal indépendant de faible puissance, ou lorsque plusieurs circuits doivent être contrôlés par un signal. La forme traditionnelle des relais utilise un électroaimant pour fermer ou ouvrir les contacts, mais d'autres principes de fonctionnement ont été inventés, comme dans les relais à semi-conducteurs qui utilisent les propriétés des semi-conducteurs pour le contrôle sans s'appuyer sur des pièces mobiles. Le brochage d'un relais 5V qui est utilisé dans la construction du circuit est donné ci-dessous.

Relais 5V
N° de code	Nom de la broche	Description
1	Fin de bobine 1	Utilisé pour déclencher le relais
2	Bobine fin 2	Utilisé pour déclencher le relais
3	Commun(COM)	Connecté à une extrémité de la charge
4	Normalement fermé (NC)	Si l'autre extrémité est connectée à cette borne, la charge reste connectée avant le déclenchement
5	Normalement ouvert (NON)	Si l'autre extrémité est connectée à cette borne, la charge reste déconnectée avant le déclenchement

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Fonctionnement d'un disjoncteur électronique

Connectez les composants correctement selon le schéma de circuit ci-dessus. Le schéma de circuit illustré ci-dessus comporte trois parties. Les trois parties doivent être connectées pour former un seul grand circuit. Les trois parties sont

• Module d'alimentation
• Module d'ampli-op
• Module relais

Les trois modules du circuit seront discutés brièvement dans la prochaine section du rapport.

Module d'alimentation

L'ampli-op de ce circuit est le contrôleur du disjoncteur de notre projet. Cet ampli-op nécessite une alimentation régulée de 5V. Nous allons faire fonctionner ce circuit sur notre secteur qui a une tension alternative d'environ 220V. Tout d'abord, pour alimenter l'ampli-op, nous devons réduire la tension qui nous est disponible sur le secteur.

Pour cela, nous utilisons un transformateur abaisseur, dans notre cas, nous avons utilisé un transformateur qui nous donne une tension abaissée de 12 V. Cette tension 12V AV qui est obtenue à partir du transformateur est ensuite redressée à l'aide d'un circuit redresseur réalisé à l'aide d'un pont de diodes. Cela redresse la tension alternative en tension continue.

La sortie de ce redressement nous donnera maintenant une tension continue d'environ 12 V. Ce 12V DC est ensuite régulé à l'aide de notre circuit intégré régulateur de tension LM7805. Nous pouvons cartographier la tension de sortie du module d'alimentation entre 0 et 5 V en utilisant un diviseur de potentiel avec une résistance variable et une résistance. En changeant la tension du potentiomètre, nous pouvons obtenir différentes tensions. Vous pouvez également utiliser le circuit convertisseur 12 V à 5 V.

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Module d'ampli-op

Le module Op-Amp est la partie principale du circuit, et c'est là que la comparaison des tensions a lieu. Étant donné que le disjoncteur que nous fabriquons est un disjoncteur qui offre une protection contre les surtensions haute et basse tension, nous devons prendre en considération les deux cas. Les deux boîtiers ont leur circuit individuel et se connectent au circuit principal à la connexion étiquetée.

L'ampli-op dans le circuit est utilisé en mode différentiel. Et de toutes les applications d'un ampli-op, nous avons utilisé l'ampli-op dans ce circuit comme comparateur de tension. Ce comparateur donnera une sortie haute ou basse après avoir comparé les tensions à deux de ses bornes. Nous pouvons définir les tensions de seuil pour la limite inférieure et la limite supérieure peuvent être définies à l'aide de réseaux de résistances.

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Module de relais

Maintenant que nous avons fourni la bonne alimentation au circuit Op-Amp et que les Op-Amps sont conçus pour fonctionner comme ils sont censés le faire, nous devons maintenant penser à le fonctionnement du circuit après une détection de surtension haute ou basse tension est identifié par le disjoncteur électronique .

La surtension est obtenue à partir du module Op-Amp du circuit, qui est discuté ci-dessus. Sur la base de la sortie Op-Amps obtenue à partir du module Op-Amp, le relais sera déclenché. Lorsque les deux sorties des amplificateurs opérationnels sont élevées, alors seulement le relais sera déclenché et la charge CA est directement connectée au secteur. Il y a une résistance supplémentaire de 1k ohm qui est utilisée pour limiter le courant.

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