Relay-based toggle flipflop with 3 relays
In forma unui foarte interesant applet realizat in Java, o astfel de schema, realizata cu 3 relee, poate fi vazuta la
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/webdemos/05-switched/20-relays/flipflop3.html
In fig.6 schema este desenata de asa maniera incat principiul de functionare sa fie foarte usor de urmarit. In plus, am completat desenul si cu o tabela care ilustreaza starea fiecarui releu in fiecare din cele 4 etape ale functionarii, fiind vorba, evident, de o functionare in 4 tacte.
Circuitul din fig.6 e desenat in stare de repaus, cand nici un releu nu e sub tensiune, deci nu se absoarbe curent din sursa de alimentare.
Functionare:
-Tactul 1: La apasarea butonului PB1 in scopul pornirii, cupleaza d1, contactul d1A trece in pozitia complementara alimentand bobina lui d2 via d3A normal inchis. Prin cuplarea lui d2, se inchid cele 3 contacte ale sale (d3A, d3B, d3C) si iesirea devine activa. Inchiderea lui d2B nu are, in aceasta etapa, nici un efect asupra lui d3, deoarece contactul d1B a trecut deja in pozitia complementara, anterior cuplarii lui d2. Tactul 1 dureaza atata timp cat butonul e tinut apasat, durata in care d1 si d2 sunt active.
- Tactul 2: Eliberarea butonului PB1 are ca efect dezexcitarea lui d1, antrenand revenirea contactelor d1A si d1B in pozitia de repaus. Releul d2 ramane in continuare cuplat gratie propriului contact d2A (automentinere), inchis deja din etapa anterioara. In plus, cupleaza si d3, fiind alimentat prin d1B si d2B. Circuitul poate ramane un timp nedefinit in aceasta stare, in care releele d2 si d3 raman cuplate pana la o noua manevra.
- Tactul 3: La o noua apasare pe buton, in vederea deconecterii iesirii, releul d1 cupleaza din nou, antrenand trcerea contactelor d1A si d1B in pozitia complementara celei din figura. Releul d3 ramane in continuare cuplat gratie propriului contact d3B (automentinere), inchis deja din etapa anterioara. In schimb, d2 ramane nealimentat, deoarece contactul d3A este inca deschis. Are loc astfel, dezactivarea iesirii. Tactul 3 dureaza atata vreme cat mentinem apasat butonul, durata in care sunt active releele d1 si d3.
-Tactul 4: Eliberarea butonului PB1 in vederea deconectarii are ca efect dezexcitarea celor 2 relee, d1 si d3. S-a ajuns astfel la starea initiala, cand nici un releu nu e cuplat, circuitul fiind din nou in stare de repaus.
Un exemplu de realizare practica utilizand relee cu 4 contacte comutator, este cel din fig.7 si fig. 8, in care se pot vedea atat pinout-ul releelor utilizate cat si schema de conexiuni.
Pornind de la schema mentionata, o mica modificare conduce la aranjamentul urmator:
Inlocuirea lui d2 din schema precedenta cu un releu SPDT , conduce la o varianta alernativa mai advantajoasa. Sunt operate cateva mici modificari, astfel ca schema devine:
Pornind de la schema precedenta, s-au operat cateva modificari pentru a reduce numarul de contacte utilizate (o minimizare este de dorit pentru simplificarea circuitului). Aceasta varianta consta in inlocuirea releului d1 de tip DPDT cu un releu SPDT. Intrucat DPDT=2xSPDT rezulta o aplicatie mai simpla. Modificarea conduce la aranjamentul urmator:
In scopul de a optimiza schema din varianta precedenta, de data asta releul d2 avand doua contacte separate, unul normal-inchis si altul normal-deschis, a fost inlocuit cu un releu avand contact de tip SPDT, modificand schema de asa maniera inacat functia ei sa se conserve. Astfel rezulta varianta 4 care utilizeaza 2 relee SPDT (d1 & d2), precum si un releu cu 3 contacte normal-deschis (d3), ca in aranjamentul urmator:
Aceasata noua versiune este o solutie postata de
roger-k pe binecunoscutul
diyAudio forum. Aceasta utilizeaza trei relee, doua cu (cel putin) 3 contacte iar al treilea
cu 4 contacte. Numai al treilea releu trebuie sa aiba contactele dimensionate pentru a suporta curentul
de sarcina, contactele celorlalte 2 relee sunt strabatute doar de curentii de comanda necesari bobinelor
releelor.
El foloseste sistemul pentru a-si alimenta amplificatorul audio. Un avantaj important
este subliniat de catre autor: Nu exista nici o tensiune pe partea electronica atunci cand
amplificatorul este oprit.
(Nota: Toate variantele prezentate in acest articol, prezinta acest avantaje).
Schema este urmatoarea:
Schema precedenta se poate modifica pentru a micsora numarul de contacte folosite. Pentru inlocuirea contactelor separate NO si NC care au cate un punct comun, se pot folosi contacte-comutator (SPDT). Daca ne referim la releul K1, inlocuirea contactelor K1B normal-inchis si K1A normal-deschis, in schema din varianta 5, cu un singur contact-comutator, va conduce la aranjamentul urmator:
Acum, vom aplica aceeasi procedura modificand releul K2. Inlocuind contactul K2C normal-inchis si contactul K2B normal-deschis, in schema din varianta 5, cu un singur contact-comutator, vom obtine urmatoarea schema:
In varianta 5, releul K3 are cel mai mare numar de contacte. Pentru minimizare, vom folosi un singur contact-comutator (SPDT) pentru a inlocui contactele K3A normal-inchis si K3B normal-deschis. Aranjamentul devine:
In continuare, vom aplica o procedura similara la cate doua relee simultan. Aplicand procedura asupra releelor K1 si K2 vom avea urmatoarea schema:
Aplicand din nou procedura asupra releelor K1 si K2 va rezulta o noua schema:
In continuare, vom aplica din nou aceeasi procedura la cate doua relee simultan. Aplicand procedura asupra releelor K1 si K3 vom avea urmatoarea schema:
Aplicand din nou procedura asupra releelor K1 si K3 va rezulta o noua schema:
In continuare, vom aplica din nou aceeasi procedura la cate doua relee simultan. Aplicand procedura asupra releelor K2 si K3 vom avea urmatoarea schema:
Aplicand procedura asupra releelor K2 si K3 vom avea urmatoarea schema:
In final, sa aplicam o procedura similara, simultan la toate cele 3 relee. Rezulta o schema optimizata, minimizand numarul de contacte si simplificand conexiunile. Folosim relee SPDT. Schema este urmatoarea:
Referindu-ne la variantele 6-15 (10 scheme), toate proiectate pornind de la ideea exploatata in varianta 5, putem remarca faptul ca toate functiunile schemei initiale sunt valabile (functiile s-au conservat in toate variantele), dar este de preferat varianta 15 deoarece este cea mai simpla, putand fi considerata optima reletiv la cele precedente.
