उच्च / कम वोल्टेज सुरक्षा के साथ इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर

वोल्टेज में उतार-चढ़ाव हमेशा एक समस्या रही है और एसी उपकरणों में अधिकांश विफलता के लिए जिम्मेदार है। यह एक टोस्टर की तरह एक सामान्य घरेलू उपकरण हो या एक उच्च प्रदर्शन औद्योगिक मशीन जैसे सीएनसी, हर चीज में केवल एक रेटेड वोल्टेज होता है, जिस पर वह अपनी अधिकतम दक्षता पर बिना किसी समस्या के चलेगा। दुर्भाग्य से हमारी घरेलू / औद्योगिक लाइनें विभिन्न कारणों से हमें उस रेटेड वोल्टेज को प्रदान करने में विफल रहती हैं, इसलिए इस परियोजना में हम एक सरल इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर बनाने जा रहे हैं जो उच्च / कम वोल्टेज का पता चलने पर लोड को डिस्कनेक्ट करने के लिए रिले को ट्रिगर कर सकता है।

यह परियोजना प्रसिद्ध ऑप-amp LM358 के आसपास डिज़ाइन की गई है। हम सेशन-एम्पी को डिफरेंशियल मोड में काम करने जा रहे हैं, इस प्रकार यह प्रीसेट वोल्टेज के साथ करंट वोल्टेज की तुलना कर सकता है। पूरी परियोजना को एक ब्रेड बोर्ड (बिजली लाइनों को छोड़कर) पर बनाया जा सकता है और कुछ ही समय में काम करने के लिए बनाया जा सकता है। तो चलिए शुरू करते है…..

सर्किट ब्रेकर के लिए आवश्यक घटक:

1. LM358 (दोहरा पैकेज Op-amp)
2. 7805 (+ 5 वी नियामक)
3. 12V स्टेप डाउन ट्रांसफार्मर
4. 5V रिले
5. BC547 (2Nos)
6. 10K चर बर्तन
7. 1K, 2K, 2.2K, 10K, 5.1K प्रतिरोध
8. 100uF, 10uF, 0.1uF कैपेसिटर
9. डायोड ब्रिज
10. तारों को जोड़ना
11. ब्रेड बोर्ड

सर्किट आरेख:

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर का पूरा योजनाबद्ध आरेख नीचे की छवि में दिया गया है। उसी की व्याख्या के लिए आगे पढ़ें।

सर्किट स्पष्टीकरण:

जैसा कि सर्किट ब्रेकर योजनाबद्ध में ऊपर दिखाया गया है, यह वास्तव में सरल है और प्रतिरोधों, कैपेसिटर और अन्य सामान का सिर्फ एक गुच्छा है। लेकिन वास्तव में इन सब के पीछे क्या होता है। घटकों के मूल्यों का चयन कैसे किया जाता है और यहां उनकी भूमिका क्या है?

मैंने प्रत्येक खंड में उन्हें तोड़कर और उन्हें समझाकर इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया है।

पावर सेक्शन:

Op-amp इस इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर आरेख का दिल है । इस ऑप-एम्प को पावर देने के लिए हमें एक विनियमित 5 वी आपूर्ति की आवश्यकता है। इसके अलावा, हमें op- amp के लिए वर्तमान वोल्टेज (किसी भी विशेष समय में वोल्टेज) को खिलाने की आवश्यकता है। ऑप-एम्प केवल 5V तक ही संभाल सकता है क्योंकि यह 5V द्वारा संचालित होता है। इसलिए हमें इनपुट एसी वोल्टेज (220 वी एसी) को 0-5 वी डीसी में बदलना होगा।

तो उपरोक्त सर्किट दो उद्देश्यों को हल करता है।

1. सर्किटरी को शक्ति प्रदान करने के लिए एक निरंतर 5V प्रदान करें
2. ऑप-एम्प के लिए इनपुट एसी वोल्टेज को 0-5V तक मैप करें

इसे प्राप्त करने के लिए हमने 12V स्टेप डाउन ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया है जो 220V AC को 12V AC में परिवर्तित करता है फिर हम इसे डायोड ब्रिज के साथ 12V DC (लगभग) में सुधार करते हैं और फिर 7805 वोल्ट रेगुलेटर का उपयोग करके वोल्टेज को 5V में नियंत्रित करते हैं। इनपुट वोल्टेज में कोई भी बदलाव डायोड ब्रिज के आउटपुट साइड में वोल्टेज के मूल्य को प्रभावित करेगा। इसलिए इस वोल्टेज को एसी मेन के "वर्तमान वोल्टेज" के रूप में माना जा सकता है। 5.1K रोकनेवाला और 10K POT (संभावित विभक्त बनाने) का उपयोग करके हमने वोल्टेज को 0-5V के बीच मैप किया है।

सेशन- Amp सेक्शन:

यह खंड वह हिस्सा है जहां तुलना होती है। हमारे पास op-amp अनुभाग में दो उपखंड हैं। एक का उपयोग उच्च वोल्टेज मान के साथ "वर्तमान वोल्टेज" की तुलना करने के लिए किया जाता है और दूसरे का उपयोग कम वोल्टेज मान के साथ किया जाता है। दोनों अनुभाग नीचे दी गई छवि में दिखाए गए हैं।

ऊपर दिखाया गया op-amp सर्किट एक Op-amp का अंतर मोड है। Op-amp वास्तव में अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट के लिए एक काम का घोड़ा है, इसमें कई प्रकार के ऑपरेशन और एप्लिकेशन होते हैं जैसे कि Summing, subtracting, amplifying आदि… हमने इसे एक तुलनित्र के रूप में उपयोग किया है।

तो एक वोल्टेज तुलनित्र क्या है और हमें यहां उनकी आवश्यकता क्यों है?

हमारे मामले में एक वोल्टेज तुलनित्र पिन 3 और 2 के बीच वोल्टेज की तुलना करता है और यदि पिन 3 पर वोल्टेज पिन 2 से अधिक है, तो पिन 1 पर आउटपुट उच्च (3.6V) हो जाता है, अन्यथा आउटपुट 0V होगा। हम उच्च / निम्न वोल्टेज ट्रिगर पाने के लिए पूर्व निर्धारित उच्च और निम्न वोल्टेज के साथ "वर्तमान वोल्टेज" की तुलना करते हैं।

कम वोल्टेज थ्रेशोल्ड के ऊपर दिखाए गए सर्किट में प्रतिरोधों 1K और 2K का उपयोग करके पिन 2 पर सेट किया गया है। उच्च वोल्टेज सीमा 1K और 2.2K प्रतिरोधों का उपयोग करके पिन 5 पर सेट है।

इन प्रतिरोधों का उपयोग करने से एक संभावित विभक्त बनता है और 3.33V कम वोल्टेज कट ऑफ और 3.43V उच्च वोल्टेज कट-ऑफ प्रदान करता है। इसका मतलब यह है कि केवल अगर "चालू वोल्टेज" 3.33V से 3.43V के बीच है, तो दोनों op-amps उच्च जाएंगे।

नोट: मैंने 3.33V और 3.43 वोल्ट पर थ्रेशोल्ड वाल्टेज सेट किया है क्योंकि मेरा ऊपरी कट 230V था और प्रेमी कट-ऑफ 220V था। आप उन्हें तदनुसार सेट कर सकते हैं और फिर "वर्तमान वोल्टेज" को नियंत्रित करने के लिए 10K पॉट का उपयोग करके सर्किट को कैलिब्रेट कर सकते हैं।

रिले खंड:

यह वह जगह है जहां हम एसी लोड संलग्न करते हैं। रिले का उपयोग एसी लोड को चालू / बंद करने के लिए किया जाता है।

जैसा कि op-amp अनुभाग में चर्चा की गई है। यदि उच्च और निम्न वोल्टेज कट-ऑफ सीमाओं के बीच वोल्टेज है, तो दोनों ऑप-एम्प उच्च प्राप्त करेंगे। इसलिए हमें केवल एक AC लोड को चालू करना होगा, यदि दोनों सेशन-एम्प के आउटपुट अधिक हों। यहां " लो वोल्टेज वोल्टेज " और " हाई वोल्टेज ट्रिगर " क्रमशः पिन 1 और पिन 7 का आउटपुट हैं।

केवल अगर दोनों उच्च हैं, तो रिले को अपनी जमीन मिल जाएगी और इच्छा को ट्रिगर किया जाएगा। एसी लोड (यहां एक लैंप) आईडी रिले के माध्यम से जुड़ा हुआ है। 1K का एक रोकनेवाला वर्तमान सीमित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

एक बार जब आप समझ जाते हैं कि सर्किट कैसे काम करता है तो यह काम नहीं करेगा। बस सर्किट को तार दें और अपने "उच्च वोल्टेज ट्रिगर" और "कम वोल्टेज ट्रिगर" के बीच हमारे "वर्तमान वोल्टेज" को सेट करने के लिए 10K पॉट का उपयोग करें। अब यदि AC मुख्य वोल्टेज में कोई परिवर्तन होता है, तो आपका ऑप-एम्प कम हो जाएगा और आपका रिले बंद हो जाएगा, इस प्रकार इससे जुड़े लोड को बंद कर दिया जाएगा।

आप अपने उच्च या निम्न वोल्टेज थ्रेशोल्ड मूल्यों के आधार पर अपने सर्किट को सत्यापित / संशोधित करने के लिए, यहां संलग्न सिमुलेशन फ़ाइल का उपयोग कर सकते हैं।

सिमुलेशन इनपुट वोल्टेज और ग्रीन एलईडी को लोड के रूप में भिन्न करने के लिए एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग करता है। आप प्रत्येक टर्मिनल पर वोल्टेज मानों की निगरानी भी कर सकते हैं जो आपको सर्किट को बेहतर ढंग से समझने में मदद करेगा।

आशा है कि आपको यह सर्किट ब्रेकर परियोजना पसंद आई और इसके पीछे काम करने की समझ है। परियोजना का पूरा काम नीचे दिए गए वीडियो में देखा जा सकता है।

यह परियोजना निम्नलिखित कमियों से ग्रस्त है जिसे आप केवल मामले में विचार करना चाहते हैं यदि यह आपके लिए है।

1. यहाँ मापा गया वोल्टेज Vrms वोल्टेज नहीं है। मूल्य भी चोटियों और लहरों के अधीन है
2. यदि आपका वोल्टेज धीरे-धीरे बढ़ता है (ज्यादातर मामलों में नहीं होता है) तो आपका लोड एक स्विचिंग प्रभाव का अनुभव कर सकता है।
3. 5 ए से अधिक खपत वाले भार को कनेक्ट न करें। यह सबसे अधिक संभावना आपके रिले और उसके चालक को मार देगा।

आप अधिक जानने के लिए इस तरह की परियोजना की भी जांच कर सकते हैं: PIC माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके उच्च / कम वोल्टेज का पता लगाना