„Kisokos ház” impulzusrelékkel - 3. rész

A közös nyomógombbal is kapcsolható impulzusrelés világításvezérlések néhány lehetőségét bemutató sorozatunk utolsó részében egy olyan megoldást mutatunk be, mely nem szokványos a villanyszerelői gyakorlatban. 

Ha a világítást vezérlő impulzusrelék kapcsolószekrénybe vannak telepítve, akkor a helyiségekben lévő nyomógombok általában gombonként két vezetékkel csatlakoznak a relék ON/OFF bemeneteire, ami teljesen elegendő is a vezérléshez. Az eddig bemutatott kapcsolási rajzoknál váltóérintkezős nyomógombokat használtunk, hogy le tudjuk választani a helyi vezérlést a közös vezérlő vezetékről. Ehhez viszont három vezetékre van szükség a nyomógombtól.

A következőkben bemutatunk egy lehetőséget a már meglévő 2-vezetékes rendszer közös vezérléssel történő kiépítésére.

Mire elég a két vezeték?

A nyomógomboktól érkező két vezeték éppen elég impulzusrelénként egy-egy váltóérintkezős normál relé vezérlésére - és ezzel meg is oldottuk a feladatot. A közös vezérléssel kiegészített rendszer úgy fog működni, mint az előzőekben tárgyalt váltóérintkezős nyomógombokkal szerelt verzió, csak éppen relé kontaktusok veszik át a nyomógomb váltóérintkezőinek szerepét. 

A megoldással semmi gond nincs, csupán két „apróság” vetődik fel:

• Van-e hely a kapcsolószekrényben pl. a bemutatott 6 világítási kör impulzusreléi mellé 6 darab relét telepíteni? És ne feledkezzünk meg a plusz időreléről és impulzusreléről sem, tehát kb. 8 modulnyi hely kellene (ez a minimum, feltéve, hogy nincs szükség más modulok miatt EMC és melegedési távolságok tartására).
• Akarjuk-e plusz 6 relével növelni a költségeket, pláne, ha van kedvezőbb megoldás?

Javaslat tehát: keressünk más lehetőséget.

A logikai kapcsolatok másként

Mielőtt továbblépnénk, tekintsünk picit vissza. Korábbi bejegyzéseinkben már foglalkoztunk a kontaktusokkal megvalósítható logikai „VAGY”, valamint a logikai „ÉS” kapcsolatokkal. Az impulzusrelék közös vezérléséhez is ilyen logikai kapcsolatot kell használnunk, konkrétan a „VAGY” kaput, hogy bárhonnan is érkezik a vezérlőjel, mindig átkapcsoljon a relé. Az egyik legegyszerűbben megvalósítható logikai „VAGY” kapcsolat valamikor a digitális áramkörök hőskorából eredhet, amikor nem voltak ennyire elterjedve az integrált áramkörök, de a félvezető technika már létezett és ismert volt a dióda, mint áramköri elem. Legismertebb az egyenirányítóként történő felhasználása egyenáramú tápegységekben, de sok más funkcióra is alkalmas, sok speciális fajtája létezik. A dióda olcsó alkatrész, és megvalósítható vele a „VAGY” logika szerinti működés, de kizárólag csak DC áramkörökben.

Az ábra segítségével elemezhető a diódás logikai kapcsolatok működése. Bizonyára feltűnik, hogy jócskán eltér a kontaktusos verzióktól. Egyben viszont mindenképpen megegyeznek: a logikai műveletek eredményei ugyanazok. A mi megoldásunkhoz „VAGY” kapcsolatot fogunk használni, de a teljesség kedvéért mutatjuk a diódás „ÉS” logikát is (pozitív és negatív logikák szerint is különbözhetnek a megoldások, de itt ezekkel nem foglalkozunk).

A kimenet állapota mindig attól függ, hogy a diódák nyitva vannak vagy zárva, azaz vezetnek vagy nem. Az a dióda vezet, melynek két kivezetése, az anódja és katódja között nyitóirányú feszültség van, ami pl. szilíciumdiódáknál jellemzően 0,5 - 07 V. A vezető diódán ez a feszültség „esik”, ezért ez mindig torzítja a kimenet feszültségét, ami ez esetben nem jelent problémát.

Csak a „VAGY” kapcsolat működését elemezzük:

• Ha mindkét bemenet alacsony szinten van (0 V), akkor egyik dióda se tud kinyitni, ezért a kimeneten is közel 0 V lesz az áramkorlátozó ellenálláson keresztül, mely megfelel a logikai „0” szintnek (alacsony szint)
• Ha bármelyik vagy mindkét dióda nyitóirányú feszültséget kap, akkor a kimeneten a diódán eső feszültséggel csökkentett bemeneti feszültség jelenik meg, ami logikai „1” szint lesz (magas szint).

Hogy mire is jó ez nekünk az impulzusrelék vezérlésénél, azt a következő ábra szemlélteti:

A diódás logika csak DC áramkörökben működik helyesen, ezért a kapcsolásban felhasznált összes eszköz UNI tápos (AC/DC 12 - 240 V). Az ELKO EP vezérlő relék (időrelék, impulzusrelék, stb.) külső bemenetei általában az „A1” jelű sorkapocs pont potenciáljáról vezérelhetők. Váltófeszültségű tápellátásnál a legtöbb ilyen relénél mindegy, hogy ide fázis vagy nulla van csatlakoztatva. Egyenfeszültségnél viszont kötött: az „A1” sorkapocsba a DC feszültség pozitív pólusát kell bekötni, ami egyben azt is jelenti, hogy DC tápellátásnál az impulzusrelé az GND (A1) ponthoz képest figyeli az ON/OFF bemenet állapotát. Mivel az ON/OFF bemeneten vezérlés nélkül nincs külső feszültség, ezért a belső áramkör számára a bemenet vezérlés nélküli állapotát belső ellenállás határozza meg - ahogy ezt az ábra is mutatja. Természetesen a valós bemeneti áramkör ettől valamivel több alkatrészből áll (védelem, szűrés, stb.), de logikai szempontból egy ellenállással helyettesíthető a működés megértéséhez (a berajzolt ellenállás csak virtuális belső alkatrész, nem kell és nem is szabad beépíteni!).

Fenti gondolatok értelmében a diódás logikai kapcsolások nem egy általánosan használható megoldást jelentenek. Alkalmazásukhoz ismerni kell a velük kapcsolatba kerülő áramkörök, eszközök lehetőségeit, bemeneteik működését, valamint ne feledjük, hogy az itt tárgyalt formában kizárólag DC áramkörökben működőképesek.

A hat világítási kör közös vezérlése kétvezetékes rendszerben

Az utolsó ábrán a már jól ismert hatkörös impulzusrelés vezérlés kapcsolási rajza látható a diódás logikákkal kiegészítve. A változás még annyi az eddigiekhez képes, hogy minden eszköz UNI tápos. A CRM-91H és az MR-41 lehet 230 V-os is, de akkor a „Mind BE/KI” nyomógombnak az „A1” potenciálját kell kapcsolni (A1 - A2 ekkor 230 V AC tápon van).

A működés elemzésére bizonyára nincs már szükség, hiszen az alapok megegyeznek a mini sorozat előző megoldásaival. Diódaként itt az 1N4007 típusú szilíciumdióda szerepel, de bármilyen más típus szóba jöhet, melynek paraméterei (áram, feszültség, stb.) megfelelnek az áramkörbe. 24 V DC feszültséget használva a diódán eső kb. 0,7 V nem jelent problémát az impulzusrelé bemenetén, hiszen a 23,3 V-ot is bementi triggernek fog értelmezni. 

Az MR-42 tápfeszültség tűrése -15% és +10%, így 12 V DC táp mellet a kimenet 11,3 V feszültsége is elvileg belefér, de célszerűbb nem ennyire az alsó határon üzemeltetni, ezért szerepel a kapcsolási rajzon 24 V DC.