Világítás kettes számrendszerben

A digitális világ egyre nagyobb teret követel magának a munkánk során, de a magánéletben is.  Észrevétlenül vagy igencsak észrevehetően belopódzik hétköznapjainkba. Kikerülhetetlen, elkerülhetetlen. Egyik kérdés, hogy ki tudjuk-e kerülni már eldőlt. Másik kérdés, hogy ki akarnánk-e kerülni? Lássuk be, hogy a digitalizálás hozadéka nagyon komolyan hozzájárul életünk minőségének magasabb szintre emeléséhez, kezdve az ügyintézéstől egészen az egészségügyig. Bátran megkockáztathatjuk azt is, hogy az átlag életkorunk növekedésében is komoly szerepe van (gondoljunk csak a diagnosztikára). Miért is maradna ki ebből a villamosság?

Ismert, hogy a számítógépet, mikrogépet tartalmazó készülékeink (okostelefon, TV, stb.) programozott működése a kettes számrendszert használja. A kettes számrendszerben egy helyiérték két értéket vehet fel: a nullát (0) és az egyet (1). Ez tulajdonképpen az informatika alapegysége, a bit. Mindennapos készülékeink, mint például az egypólusú kapcsoló vagy egy relé is tulajdonképpen 1-bites számlálóként fogható fel. 

Az ELKO-s vezérlők között is találunk olyan eszközöket, amelyek a kettes számrendszert használva, digitálisan működnek. Ne lepődj meg a válaszon: szinte mindegyik ilyen, hiszen mikrovezérlők „ketyegnek” a modulokban. De olyat is találunk, amelyik számunkra is értelmezhető és felhasználható módon alkalmazza a kettes számrendszert. Ez nem más, mint a korábbi tortalmainkból már jól ismert MR-42 típusú impulzusrelé, melynek két relé kimenete úgynevezett léptető funkcióban is képes működni, azaz kétbites bináris számlálóként, mellyel decimális 3-ig tudunk elszámolni (1-1) a nullát nem számolva. Az első ábrán látható alapkapcsolásban az MR-42 léptető funkcióját használjuk fel arra, hogy két világítási kört mind a négy állapotába kapcsolhassuk egy (vagy több párhuzamos) nyomógomb egymás utáni megnyomásával. Első gombnyomásra tehát az „L1” kapcsol be, „L2” kikapcsolva, 2. gombnyomásra „L1” KI, „L2” BE, 3. gombnyomásra „L1” BE és „L2” is BE, negyedik gombnyomásra mindkettő kikapcsol. További gombnyomásokra a folyamat elölről kezdhető.

Számoljunk 7-ig.

Kettes számrendszerben is természetesen a megszokott tízes számrendszerhez hasonlóan végtelen a számlálás határértéke (csak legyen ilyen hosszú papír 😊). Mi persze megelégedünk jóval kevesebbel is, de az előző két bites olykor kevés lehet. Ha egyetlen bittel kiegészíthetnénk a relés számlálónkat, akkor máris 3 világítási kör mind a nyolc állapotát (benne a kikapcsolttal) tudnánk kapcsolni egy vagy több gombbal, a gombok egymás utáni megnyomásával. 

Mire lenne ez jó? Volt rá példa, hogy egy raktárban a kapcsolószekrénybe csak egy-egy nyomógombtól húzták be a vezetékeket. Utólag döntöttek úgy, hogy a tervezett egy világítási kört három körre osztják, de a különböző bejáratoknál elhelyezett nyomógombokkal mindhárom kört vezérelni szeretnék. A nyomógombos vezérlés tervezett logikáját a következő ábrán mutatjuk.

A 2. ábra szerinti működést relés eszközökkel első látásra nem egyszerű megoldani. Készítenünk kell egy 3 bites bináris számlálót tároló modulokkal. Ha ismered a digitális technikában ismert flip-flop áramkörökkel összeállított számláló működését, akkor azonnal látható, hogy impulzusrelék láncba kötésével megoldható a feladat. Persze némi csavarral, ahogy ezt az utolsó ábrán látható áramkörben is tettük.

A 3-bites bináris számlálónk 3 db MR-41/UNI típusú impulzusrelé láncba kapcsolásából áll. Egy kis csavar a helyes működés érdekében, hogy a lánc következő fokozatai az előző nyitó érintkezőjéről kap átkapcsoló impulzust (az MR-41 felfutó élre váltja át a kimenetét). Erre azért van szükség, hogy az előző fokozat kikapcsolásakor váltson a következő fokozat kimenete állapotot, különben hiányos lenne a számlánc.

1. Alaphelyzetben, azaz mindhárom kimenet kikapcsolt állapotában az első gombnyomásra bekapcsol az „L1” világítási kör. 
2. Második gombnyomásra L1 kikapcsol és L2 bekapcsol (L3 kikapcsolva marad).
3. Harmadik gombnyomásra L1 bekapcsol és L2 is bekapcsolva marad, hiszen nem kap felfutó élű vezérlést – L3 továbbra is kikapcsolva
4. Negyedik gombnyomásra L1 kikapcsol, L2 is kikapcsol a felfutó élű vezérlésre, R23 kikapcsolása pedig L3 bekapcsolását eredményezi
5. Ötödik gombnyomásra L1 bekapcsol, L2 kikapcsolva marad, L3 bekapcsolva marad.
6. Hatodik gombnyomásra L1 kikapcsol, L2 bekapcsol, L3 bekapcsolva marad.
7. Hetedik gombnyomásra mindhárom kimenet bekapcsol.
8. Nyolcadik gombnyomásra mindhárom kimenet kikapcsol
9. lásd az 1. ponttól.

Érdemes megjegyezni, hogy az impulzusrelé láncot folytatva, a 3. ábrát kiegészítve további MR-41 impulzusrelékkel, további világítási körök (vagy más fogyasztók) összes kapcsolási kombinációja elérhető egyetlen gomb egymás utáni megnyomásával.

Figyelem! A bemutatott megoldások elvi kapcsolási rajzokkal vannak illusztrálva, melyekben a többszöri ellenőrzés vagy műhely körülmények közötti tesztek ellenére is lehetnek hibák. Adott feladatra való alkalmasságuk ellenőrzése, esetleges módosítása a telepítő feladata és felelőssége! A szerző és a cég nem vállal felelősséget a bemutatott elvi megoldások felhasználásából eredő károkkal és egyéb problémákkal kapcsolatban. A rajzokon látható vezetékek színei csak a könnyebb átláthatóságot segítik, nem feltétlenül egyeznek meg a szabványos vezetékezés színeivel!