అధిక / తక్కువ వోల్టేజ్ రక్షణతో ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్

వోల్టేజ్ హెచ్చుతగ్గులు ఎల్లప్పుడూ సమస్యగా ఉన్నాయి మరియు ఎసి ఉపకరణాలలో చాలా వైఫల్యాలకు కారణమవుతాయి. ఇది టోస్టర్ వంటి సాధారణ గృహోపకరణం లేదా సిఎన్‌సి వంటి అధిక పనితీరు గల పారిశ్రామిక యంత్రం అయినా, ప్రతిదీ రేట్ చేయబడిన వోల్టేజ్‌ను కలిగి ఉంటుంది, దానిపై గరిష్ట సామర్థ్యం వద్ద ఎటువంటి సమస్య లేకుండా నడుస్తుంది. దురదృష్టవశాత్తు మా దేశీయ / పారిశ్రామిక పంక్తులు వివిధ కారణాల వల్ల రేట్ చేయబడిన వోల్టేజ్‌ను మాకు అందించడంలో విఫలమయ్యాయి, అందువల్ల ఈ ప్రాజెక్టులో మేము ఒక సాధారణ ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్‌ను నిర్మించబోతున్నాము, ఇది అధిక / తక్కువ వోల్టేజ్ కనుగొనబడినప్పుడు లోడ్‌ను డిస్‌కనెక్ట్ చేయడానికి రిలేను ప్రేరేపించగలదు.

ఈ ప్రాజెక్ట్ ప్రసిద్ధ op-amp LM358 చుట్టూ రూపొందించబడింది. ప్రస్తుత వోల్టేజ్‌ను ప్రీసెట్ వోల్టేజ్‌తో పోల్చడానికి మేము డిఫరెన్షియల్ మోడ్‌లో ఆప్-ఆంప్ పని చేయబోతున్నాం. మొత్తం ప్రాజెక్ట్ను బ్రెడ్ బోర్డులో నిర్మించవచ్చు (విద్యుత్ లైన్లు తప్ప) మరియు ఏ సమయంలోనైనా పని చేసేలా చేయవచ్చు. కాబట్టి ప్రారంభిద్దాం…..

సర్క్యూట్ బ్రేకర్ కోసం అవసరమైన భాగాలు:

1. LM358 (ద్వంద్వ ప్యాకేజీ Op-amp)
2. 7805 (+ 5 వి రెగ్యులేటర్)
3. 12 వి స్టెప్ డౌన్ ట్రాన్స్ఫార్మర్
4. 5 వి రిలే
5. BC547 (2 సంఖ్యలు)
6. 10 కె వేరియబుల్ పాట్
7. 1 కె, 2 కె, 2.2 కె, 10 కె, 5.1 కె రెసిస్టర్లు
8. 100uF, 10uF, 0.1uF కెపాసిటర్లు
9. డయోడ్ వంతెన
10. వైర్లను కనెక్ట్ చేస్తోంది
11. బ్రెడ్ బోర్డు

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం:

ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ యొక్క పూర్తి స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం క్రింది చిత్రంలో ఇవ్వబడింది. అదే వివరణ కోసం మరింత చదవండి.

సర్క్యూట్ వివరణ:

సర్క్యూట్ బ్రేకర్ స్కీమాటిక్‌లో పైన చూపినట్లుగా, ఇది నిజంగా సులభం మరియు రెసిస్టర్లు, కెపాసిటర్లు మరియు ఇతర వస్తువుల సమూహం. అయితే వీటన్నిటి వెనుక అసలు ఏమి జరుగుతుంది. భాగాల విలువలు ఎలా ఎంచుకోబడతాయి మరియు ఇక్కడ వాటి పాత్ర ఏమిటి?

నేను ఈ ప్రశ్నకు ప్రతి విభాగాలుగా విభజించి క్రింద వివరించడం ద్వారా సమాధానం ఇవ్వడానికి ప్రయత్నించాను.

శక్తి విభాగం:

ఈ ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ రేఖాచిత్రం యొక్క గుండె ఆప్-ఆంప్. ఈ op-amp ను శక్తివంతం చేయడానికి మాకు నియంత్రిత 5V సరఫరా అవసరం. ప్రస్తుత వోల్టేజ్ (ఏదైనా నిర్దిష్ట సమయంలో వోల్టేజ్) ను ఆప్-ఆంప్‌కు అందించాలి. ఆప్-ఆంప్ 5 వి ద్వారా శక్తినివ్వగలదు కాబట్టి 5 వి వరకు మాత్రమే నిర్వహించగలదు. అందువల్ల మనం ఇన్‌పుట్ ఎసి వోల్టేజ్ (220 వి ఎసి) ను 0-5 వి డిసిగా మార్చాలి.

కాబట్టి పై సర్క్యూట్ రెండు ప్రయోజనాలను పరిష్కరిస్తుంది.

1. సర్క్యూట్‌ని శక్తివంతం చేయడానికి స్థిరమైన 5 విని అందించండి
2. Op-amp కోసం ఇన్‌పుట్ AC వోల్టేజ్‌ను 0-5V కి మ్యాప్ చేస్తుంది

దీన్ని సాధించడానికి మేము 12 వి స్టెప్ డౌన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను ఉపయోగించాము, ఇది 220 వి ఎసిని 12 వి ఎసిగా మారుస్తుంది, తరువాత మేము దానిని డయోడ్ బ్రిడ్జ్‌తో 12 వి డిసి (అప్రోక్స్) కు సరిదిద్దుకుంటాము మరియు తరువాత 7805 వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌ను ఉపయోగించి 5 వికి వోల్టేజ్‌ను నియంత్రిస్తాము. ఇన్పుట్ వోల్టేజ్లో ఏదైనా మార్పులు డయోడ్ వంతెన యొక్క అవుట్పుట్ వైపు వోల్టేజ్ విలువను ప్రభావితం చేస్తాయి. అందువల్ల ఈ వోల్టేజ్‌ను AC మెయిన్‌ల “ప్రస్తుత వోల్టేజ్” గా పరిగణించవచ్చు. 5.1K రెసిస్టర్ మరియు 10K POT ను ఉపయోగించడం ద్వారా (సంభావ్య డివైడర్‌ను ఏర్పరుస్తుంది) మేము 0-5V మధ్య వోల్టేజ్‌ను మ్యాప్ చేసాము.

Op-Amp విభాగం:

ఈ విభాగం పోలిక జరిగే భాగం. ఆప్-ఆంప్ విభాగంలో మాకు రెండు ఉపవిభాగాలు ఉన్నాయి. ఒకటి "ప్రస్తుత వోల్టేజ్" ను హై వోల్టేజ్ విలువతో పోల్చడానికి మరియు మరొకటి తక్కువ వోల్టేజ్ విలువతో పోల్చడానికి ఉపయోగిస్తారు. రెండు విభాగాలు క్రింది చిత్రంలో చూపించబడ్డాయి.

పైన చూపిన ఆప్-ఆంప్ సర్క్యూట్ ఒక ఆప్-ఆంప్ యొక్క డిఫరెన్షియల్ మోడ్. Op-amp నిజంగా చాలా ఎలక్ట్రానిక్స్ సర్క్యూట్‌లకు పని గుర్రం, దీనికి చాలా ఆపరేషన్ మోడ్ మరియు సమ్మింగ్, వ్యవకలనం, యాంప్లిఫైయింగ్ మొదలైన అనువర్తనాలు ఉన్నాయి… మేము దీనిని ఇక్కడ వోల్టేజ్‌గా పోల్చాము.

కాబట్టి వోల్టేజ్ కంపారిటర్ అంటే ఏమిటి మరియు మనకు ఇక్కడ ఎందుకు అవసరం?

మా విషయంలో వోల్టేజ్ కంపారిటర్ పిన్స్ 3 మరియు 2 ల మధ్య వోల్టేజ్‌ను పోల్చి చూస్తుంది మరియు పిన్ 3 లోని వోల్టేజ్ పిన్ 2 కన్నా ఎక్కువగా ఉంటే పిన్ 1 వద్ద అవుట్పుట్ అధికంగా ఉంటుంది (3.6 వి) లేకపోతే అవుట్పుట్ 0 వి అవుతుంది. అధిక / తక్కువ వోల్టేజ్ ట్రిగ్గర్ పొందడానికి “ప్రస్తుత వోల్టేజ్” ను ముందుగానే అమర్చిన హై మరియు తక్కువ వోల్టేజ్‌తో పోల్చాము.

తక్కువ వోల్టేజ్ థ్రెషోల్డ్ పైన చూపిన సర్క్యూట్లో 1K మరియు 2K రెసిస్టర్లు ఉపయోగించి పిన్ 2 పై సెట్ చేయబడింది. 1K మరియు 2.2K రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించి పిన్స్ 5 పై హై వోల్టేజ్ థ్రెషోల్డ్ సెట్ చేయబడింది.

ఈ రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించడం సంభావ్య డివైడర్‌ను ఏర్పరుస్తుంది మరియు 3.33V తక్కువ వోల్టేజ్ కట్ ఆఫ్ మరియు 3.43V ను అధిక వోల్టేజ్ కట్-ఆఫ్‌గా అందిస్తుంది. దీని అర్థం “ప్రస్తుత వోల్టేజ్” 3.33V నుండి 3.43V మధ్య ఉంటే మాత్రమే ఆప్-ఆంప్స్ రెండూ అధికంగా వెళ్తాయి.

గమనిక: నా ఎగువ కట్ ఆఫ్ 230 వి మరియు ప్రేమికుల కట్-ఆఫ్ 220 వి కాబట్టి నేను థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్లను 3.33 వి మరియు 3.43 వోల్ట్ వద్ద సెట్ చేసాను. మీరు "కరెంట్ వోల్టేజ్" ను నియంత్రించడానికి 10 కె పాట్ ఉపయోగించి సర్క్యూట్ను క్రమాంకనం చేయవచ్చు.

రిలే విభాగం:

మేము ఎసి లోడ్‌ను అటాచ్ చేసే స్థలం ఇది. AC లోడ్‌ను ఆన్ / ఆఫ్ చేయడానికి రిలే ఉపయోగించబడుతుంది.

Op-amp విభాగంలో చర్చించినట్లు. వోల్టేజ్ హై మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ కట్-ఆఫ్ పరిమితుల మధ్య ఉంటే మాత్రమే ఆప్-ఆంప్ రెండూ అధికంగా ఉంటాయి. కాబట్టి ఆప్-ఆంప్ యొక్క రెండు అవుట్‌పుట్‌లు ఎక్కువగా ఉంటేనే మనం ఎసి లోడ్‌ను ఆన్ చేయాలి. ఇక్కడ “ తక్కువ వోల్టేజ్ ట్రిగ్గర్ ” మరియు “ హై వోల్టేజ్ ట్రిగ్గర్ ” వరుసగా పిన్ 1 మరియు పిన్ 7 యొక్క అవుట్పుట్.

రెండూ ఎక్కువగా ఉంటేనే, రిలే దాని మైదానాన్ని పొందుతుంది మరియు ప్రేరేపించబడుతుంది. AC లోడ్ (ఇక్కడ ఒక దీపం) ఐడి రిలే ద్వారా కనెక్ట్ చేయబడింది. ప్రస్తుత పరిమితి కోసం 1K యొక్క నిరోధకం ఉపయోగించబడుతుంది.

సర్క్యూట్ ఎలా పనిచేస్తుందో మీరు అర్థం చేసుకున్న తర్వాత అది సమస్య కాదు. మీ “హై వోల్టేజ్ ట్రిగ్గర్” మరియు “తక్కువ వోల్టేజ్ ట్రిగ్గర్” మధ్య మా “ప్రస్తుత వోల్టేజ్” ను సెట్ చేయడానికి సర్క్యూట్లను తీర్చండి మరియు 10 కె పాట్ ఉపయోగించండి. ఇప్పుడు ఎసి మెయిన్ వోల్టేజ్‌లో ఏదైనా మార్పు ఉంటే మీ ఆప్-ఆంప్ తక్కువ అవుతుంది మరియు మీ రిలే ఆపివేయబడుతుంది, తద్వారా దానికి కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్‌ను ఆపివేయండి.

మీ అధిక లేదా తక్కువ వోల్టేజ్ ప్రవేశ విలువల ఆధారంగా మీ సర్క్యూట్‌ను ధృవీకరించడానికి / సవరించడానికి మీరు ఇక్కడ జతచేయబడిన అనుకరణ ఫైల్‌ను కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

అనుకరణ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ మరియు గ్రీన్ ఎల్ఇడిని లోడ్గా మార్చడానికి పోటెన్టోమీటర్ను ఉపయోగిస్తుంది. మీరు ప్రతి టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ విలువలను కూడా పర్యవేక్షించవచ్చు, ఇది సర్క్యూట్‌ను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి మీకు సహాయపడుతుంది.

మీరు ఈ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ ప్రాజెక్ట్ను ఇష్టపడ్డారని మరియు దాని వెనుక ఉన్న పనిని అర్థం చేసుకున్నారని ఆశిస్తున్నాము. ప్రాజెక్ట్ యొక్క పూర్తి పనిని ఈ క్రింది వీడియోలో చూడవచ్చు.

ఈ ప్రాజెక్ట్ ఈ క్రింది లోపాలతో బాధపడుతోంది, అది మీకు అర్ధం అయితే మీరు పరిగణించాలనుకోవచ్చు.

1. ఇక్కడ కొలిచిన వోల్టేజ్ Vrms వోల్టేజ్ కాదు. విలువ కూడా శిఖరాలు మరియు అలలకి లోబడి ఉంటుంది
2. వోల్టేజ్ క్రమంగా పడిపోతే / పెరుగుతుంటే మీ లోడ్ మారే ప్రభావాన్ని అనుభవించవచ్చు (చాలా సందర్భాలలో అది జరగదు).
3. 5A కన్నా ఎక్కువ కరెంట్‌ను వినియోగించే లోడ్‌లను కనెక్ట్ చేయవద్దు. ఇది మీ రిలే మరియు దాని డ్రైవర్‌ను చంపుతుంది.

మరింత తెలుసుకోవడానికి మీరు ఇలాంటి ప్రాజెక్ట్ను కూడా తనిఖీ చేయవచ్చు: పిఐసి మైక్రోకంట్రోలర్ ఉపయోగించి హై / తక్కువ వోల్టేజ్ డిటెక్షన్