Világításvezérlés bináris számlálóval

Bináris számokkal valamikor az iskolában, később az elektronikában és természetesen a számítástechnikában találkozhattunk. Főként akkor, ha behatóbban tevékenykedtünk ezeken a területeken akár profi szakemberként, akár hobbiból. A számítógép az adatok, programok tárolásához, a különböző műveletekhez bináris, kettes számrendszert használ. Ennek egyik fő oka, hogy két számjegyből áll „0” és „1”, ami elektronikusan könnyen megvalósítható. Pl., ha van feszültség, akkor „1”, ha nincs, akkor „0” - pontosabban digitális áramkörökben a két szintre két feszültségtartomány van általában megadva, melyeket a megfelelő logikai szintként értelmez az elektronika. A két érték magas („H” - Hight) vagy alacsony („L” - Low) szintként jelölve is használatos, de gyakori az igaz - hamis (TRUE - FALSE) elnevezés is.

És, hogy mi köze ennek a relékhez?

Egy relé NO vagy NC kontaktus kimenete is kétállapotú, melyeket bináris számként is értelmezhetünk: a zárt kontaktus megfelelhet a logikai, kettes számrendszerbeli „1” értéknek, míg a nyitott kontaktus a „0” értéknek.

Mostani bejegyzésünkben világítási köröket fogunk bináris számlálókkal vezérelni. Tesszük ezt azért, hogy egyetlen nyomógomb bemenetről - melyhez több gomb is beköthető párhuzamosan - vezérelni tudjunk két, három vagy akár több világítási kört is oly módon, hogy a gombnyomásokra a világítási körök be- vagy kikapcsolt állapotának összes kombinációját elő lehessen csalni. A gomb megnyomásainak száma határozza meg, hogy melyik világítási kör kapcsol be vagy ki. Ehhez a bináris számláló ideális megoldás (0 = kikapcsolt, 1 = bekapcsolt):

• 2 világítási körnél 4 lehetséges állapot: 
  0-0, 0-1, 1-0, 1-1;

• 3 világítási körnél 8 lehetséges állapot: 
  0-0-0, 0- 0-1, 0-1-0, 0-1-1, 1-0-0, 1-0-1, 1-1-0, 1-1-1;

Hogyan valósítható meg relékkel egy bináris számláló?

Két világítási körnél nincs sok dolgunk, hiszen az MR-42 típusú (230V vagy UNI tápos!) két kimenetes impulzusrelé egyik üzemmódja (ha B1 - B2 nincs összekötve) éppen így működik, tehát csak be kell kötni és készen is vagyunk. Az első ábra bekötési rajz alatti ábrarészén a gombnyomásonkénti működési fázisok is követhetők.

Az áramkör három világítási körre történő továbbgondolásához a digitális bináris számlálók működésének elvét vesszük elő. A számláló úgynevezett él vezérlésű, azaz fel-vagy lefutó élre számol. A fenti MR-42-nél is a nyomógomb lenyomása, azaz az ON/OFF bemenetre adott feszültség megjelenése (felfutó él) váltja át a relé állapotait. Lefutó élre, azaz a gomb elengedésére semmi nem történik. Ha egy MR-42 2-es csatornájáról (második helyiérték a számlálóban) indítunk egy MR-41 (egy csatornás) impulzusrelét, akkor megkapjuk a harmadik helyiértéket is. 

Egy probléma, hogy felfutó élre van szükség az MR-41 átkapcsolásához, ezért az MR-42 2-es csatornájának nyugalmi érintkezőjét használjuk a harmadik helyiérték váltásához. 

A kapcsolás a következő ábrán látható, az alsó ábrarészen a 8 lehetséges működési fázissal.

A működést az utolsó ábra folyamatdiagramja is szemlélteti. A diagramon feltűnhet, hogy az alaphelyzetben történő tápfeszültségre kapcsolásnál a 21 - 22 kontaktusok zártak, így feszültséget kapcsolnak az MR-41 ON/OFF bemenetére, ami első ránézésre akár át is kapcsolhatná annak kimenetét. Az ON/OFF bemenet felfutó élű vezérlése miatt viszont ez elvileg nem lehetséges, hiszen a felfutó él azt jelenti, hogy alacsonyabb szintről magasabb szintre vált a bemenet. Táp bekapcsoláskor ez nem így van, valamint az áramkör feléledési időtartama miatt sem működhet így, ugyanis csak a RESET folyamat után képes figyelni a bemenetét, amikor a mikrovezérlő programja már fut.

A fentiekben vázolt megoldások jól használhatók előadó- vagy konferenciatermekben, nagyobb nappaliban vagy akár egy térben lévő nappali-étkező-konyha elrendezésnél, amikor bárhol, bármelyik telepített nyomógombbal bármelyik lámpakör kombináció kapcsolhatóvá válik. És persze számlálóként is ☺.

A felhasználásnál érdemes figyelembe venni, hogy valós impulzusrelékről van szó, tehát áramszünet utáni visszakapcsoláskor a tárolt áramszünet előtti állapotra fognak beállni.

Legközelebb még bátrabbak leszünk és bemutatjuk 4 (vagy akár több) világítási körre ugyanezt, … bár a fentiek alapján nem nehéz rájönni a megoldásra.