Электронные выключатели, управляемые одной кнопкой, стали неотъемлемой частью современной радиоэлектронной аппаратуры. В отличие от традиционных тумблеров или поворотных переключателей, они обеспечивают более удобное и современное управление. Такие устройства можно встретить в бытовой технике — телевизорах, компьютерах, усилителях, а также в промышленных приборах, блоках питания и измерительном оборудовании.
Главное преимущество подобных схем — возможность дистанционного управления различными системами, например, освещением, рекламными вывесками или вентиляцией. Ключевой особенностью представленной конструкции является гальваническая развязка, реализованная с помощью реле, что полностью изолирует цепь управления от силовой части коммутации.
Принципиальная схема устройства
Основу схемы составляет широко известная КМОП-микросхема К155ТМ2, выполняющая функцию триггера.
Короткое нажатие на кнопку приводит к включению или выключению питания нагрузки. Рабочее напряжение схемы может составлять 5, 9 или 12 вольт, в зависимости от номинала катушки используемого реле. В данном проекте применено реле РЭС-9, способное коммутировать ток до 3 ампер. При необходимости его можно заменить на более мощный аналог для работы с токами 5, 10 или даже 12 ампер.
Управление реле осуществляется через транзистор VT3. Для предотвращения ложных срабатываний в схему включен конденсатор C1. Визуальная индикация состояния (включено/выключено) обеспечивается светодиодом. Важным достоинством конструкции является её крайне низкое энергопотребление в выключенном состоянии.
Все компоненты схемы — отечественного производства, что делает проект особенно привлекательным для радиолюбителей и упрощает его повторение.
Проектирование и монтаж печатной платы
Печатная плата была разработана в программе «Дип Трейс». Для тех, кто предпочитает классические решения, предоставлен шаблон, который можно легко перенести в среду «Спринт Лайоут».
Перечень и замена компонентов
Для сборки устройства потребуются следующие детали:
- Микросхема: К155ТМ2 (аналоги: К555ТМ2, КМ155ТМ2, импортные SN7474N или SN747J).
- Резисторы: маломощные, 0.25 Вт. Номинал резистора R6 подбирается индивидуально для светодиода в зависимости от напряжения питания (можно рассчитать с помощью онлайн-калькулятора).
- Транзисторы: КТ315 (заменители: КТ3102, 2N2712), КТ503 (2SA1815, BC639), КТ972 (BD875, BD877).
- Стабилитрон VD1: любой на 5 В, 0.5 Вт (в примере — Д815А).
- Диод VD2: 1N4148 или аналогичный.
- Кнопка: любая без фиксации.
Внешний вид собранного устройства.
Тестирование и работа готового устройства
Для испытаний схема была запитана от 5-вольтового источника на основе литий-ионного аккумулятора с повышающим преобразователем. В качестве нагрузки использовалась лампа накаливания, подключенная через блок питания.
Однократное кратковременное нажатие на кнопку включает лампу, и она остается гореть до следующего такого же нажатия, которое её отключает. Это демонстрирует работу схемы в режиме триггера.
Светодиод на плате дублирует состояние реле, обеспечивая наглядную индикацию.
Видеообзор конструкции
Более подробно процесс сборки, принцип работы и испытания устройства показаны в видеоролике ниже.