Прилади простої автоматизації (сторож, перемикач гірлянд)
Електронний сторож. Пристрій, важлива схема якого наведена на рис. 1, може бути пристосовано для охорони різних об'єктів - машин, шкільних приміщень, складів. Схема його досить проста і містить контакти або кнопки В1-В3, що працюють на розмикання, два транзистори Т1, Т2 з різною провідністю, електромагнітне реле P1, що включає сигнал тривоги (СТ) - дзвінок, гудок, сирену, три резистори та джерело живлення.
Схема електронного сторожа
Схема електронного сторожа унеможливлює запобігання подачі сигналу тривоги шляхом навмисного обриву, або закорочування сигнальних проводів 1, II з метою пошкодження системи сигналізацій. Сигнал тривоги пролунає у будь-якому випадку. Сигнальні дроти можуть проходити як усередині, так і зовні об'єкта, що охороняється.
Електронний сторож працює в такий спосіб. У стані спокою з урахуванням транзистора Т1 з дільника, утвореного резисторами R1, R2, подається дуже невелике позитивне усунення. Тому транзистор Т1 практично замкнений, а отже, замкнений і транзистор Т2, емітерно-базовий перехід якого служить колекторним навантаженням транзистора 77. У цьому режимі реле Р1 знеструмлено, і ланцюг СТ розірвано.
При відкриванні дверей, вікна і т. д. (один із контактів В1- В3 розмикається), або обриві дроту 1 відключається резистор R1 і позитивне зсув на базі транзистора Т1 різко збільшується Це призводить до збільшення колекторних струмів транзисторів Т1 і Т2 і спрацьовування реле Р1 , Що включає СТ. При спробі замкнути дроти 1, II, що оперізують об'єкт, що охороняється, паралельно резистору R2 підключається резистор R3, внаслідок чого і в цьому випадку зміщення на базі транзистора Т1 збільшується, що призводить в кінцевому рахунку до включення СТ.
Електроннийсторож економічний. Фактично, джерело живлення використовується тільки в момент подачі сигналу тривоги.
Налагодження схеми електронного сторожа нескладно Спочатку при відключених резисторах R1, R3 підбирають опір резистора R2 таким, щоб реле Р1 надійно спрацьовувало. Потім підключають резистор R1. При цьому струм у колі колектора Т2, який вимірюється міліамперметром, повинен бути близьким до нуля. Зазвичай опір резистора R1 вбирається у 1— 2 кому.
Для уточнення опору резистора R3 його включають паралельно резистору R2. Якщо струм колектора транзистора Т1, який у цьому випадку збільшиться, перевищуватиме на 20—50% струм спрацьовування реле, налагодження схеми вважатимуться закінченим. Слід врахувати, що менше буде опір резистора R3, тим більший струм протікатиме через реле.
Реле Р1 зі схеми можна виключити, якщо використовувати потужніші транзистори і живити пристрій від напруги близько 12-24 ст. Обмотка сигналу тривоги - дзвінка, сирени, гудка в такій схемі включається замість реле, тобто, безпосередньо в ланцюг колектора Т2 транзистора.
Проведення потрібно вести тонкими, звитими разом проводами або тонким гнучким двожильним кабелем. При випробуванні пристрою було використано електромагнітне реле зі струмом спрацьовування 10 ма та опором обмотки 300 ом.
Перемикачі ялинкового освітлення. При оздобленні ялинки зазвичай використовують одну або кілька гірлянд невеликих освітлювальних лампочок, пофарбованих у різні кольори. Дуже ефектно, якщо такі гірлянди включаються періодично. Нижче даються описи двох пристроїв, що перемикають, в яких необхідна комутація здійснюється контактами реле.
Реле часу для гірлянд
На рис. 2 наведена схема простого пристрою для періодичного підсвічування зіркиноворічної ялинки, окремих іграшок або перемикання двох гірлянд лампочок невеликої потужності. При включенні мережі вимикачем В1 ланцюга: провід /, вимикач В1, лампочка Л2, контакти 1-2 реле Р1, провід II - потече струм і загориться лампочка Л2. Одночасно за допомогою діода Д1 здійснюється випрямлення змінного струму.
Випрямлений струм протікає ланцюгом: провід I (коли полярність мережі на ньому позитивна), вимикач В1, резистор R1, обмотка реле Р1, конденсатор С1 (приєднаний паралельно обмотці для збільшення часу спрацьовування і відпускання реле), діод Д1, контакти 1-2 реле Р1, провід II (мінус).
При включенні мережі в перший час напруга на конденсаторі С1 і реле дорівнює нулю. З часом але мірою заряду конденсатора напруга на ньому зростає, і струм через реле збільшується. Коли струм стане рівним струму спрацьовування реле, останнє спрацьовує (притягує якір), у результаті контакти 1-2 розмикаються, а 2-3 замикаються.
Розмикання контактів 1-2 розриває ланцюг підзаряду конденсатора С1 та живлення лампи Л2, яка гасне. Одночасно напалюється лампа Л1, так як на неї подається живлення через замкнуті контакти 2. 3. Припинення струму підзаряду конденсатора С1 не викликає відпускання реле, так як воно продовжує притягувати якір за рахунок енергії розряду струму конденсатора С1 через обмотку.
Поступово струм через обмотку реле зменшується, і при струмі, що дорівнює струму відпускання, реле відпускає свій якір. При цьому розмикаються контакти 2-3, замикаються 1-2 і весь процес повторюється знову.
Частота повторення зазначеного процесу залежить від опору обмотки реле та ємності конденсатора С1. У разі застосування реле типу РЕМ-10 (паспорт РС4.524.301) періодичність процесу сягає 4 сек.Лампи Л1, Л2 у цій та наступній схемі повинні бути розраховані на напругу мережі змінного струму та повинні споживати потужність, що не перевищує 20 вт.
Наведена на рис. 2 схема допускає використання будь-яких високоомних реле зі струмом спрацьовування трохи більше 10 ма. При налагодженні схеми спочатку підбирають опір резистора R1, при якому постійна складова струму, що протікає через обмотку реле, на 10-15% більше струму спрацьовування реле. З цією метою тимчасово замикають контакти 1-2 реле. Потім, відновивши схему, підбирають значення ємності конденсатора С/до отримання необхідної періодичності повторення процесу.
Перемикач двох ламп
На рис. 3 наведена схема пристрою для перемикання двох ламп (або гірлянд), виконаного на кенотроні типу 6Ц5С. У такій схемі може бути використане реле з низькою чутливістю, зі струмом спрацьовування до 70 мА Кенотрон повинен мати роздільні висновки катода і напруження. Тип кенотрону залежить від чутливості застосованого реле, так як номінальний випрямлений струм кенотрону повинен бути більшим за струм спрацьовування реле. Як безватний обмежувач струму розжарення кенотрону застосований конденсатор С1.
При включенні пристрою нитка розжарювання лампи Л1 виявляється включеною до мережі змінного струму (провід I, вимикач В1, конденсатор СІ, нитка розжарювання лампи Л1, контакти I -2 реле Р1, запобіжник ПрІ, провід II). Одночасно подається напруга на гірлянду Л3 (провід I, вимикач В1, гірлянда Л3, контакти 1-2 реле Р1, запобіжник Пр1, провід II).
У міру розігріву катода лампи Л1 зростає величина випрямленого струму, що протікає через кенотрон по ланцюгу: провід I (коли полярність на ньому щодо проводу II позитивна), вимикач В1, анодна ланцюг лампи Л1, резистор R1,обмотка реле P1, запобіжник Пр1, провід ІІ. Коли струм цього ланцюга стане достатнім для спрацьовування реле, якір його притягнеться і переключить гірлянди: Л3 згасне, Л2 запалиться. Так як контакти 1-2 реле розімкнуться, припиниться струм через нитку розжарення лампи Л1 і катод почне охолоджуватися.
У міру зниження температури катода струм, що протікає через кенотрон та реле Р1, зменшується. Коли він стане рівним струму відпускання, реле Р1 розімкне контакти, і весь процес повториться.
У цій схемі конденсатор С2 виконує функції найпростішого ємнісного фільтра, а конденсатори С3 С4 служать для іскрогашення. Час перемикання у цій схемі залежить переважно від інерції катода. Однак, змінюючи величину ємностей конденсаторів С1 та С2, можна в деяких межах змінювати час горіння гірлянд Л1, Л2.
Опір резистора підбирають таким, щоб струм через обмотку реле Р1 був у 1,5-2 рази більший за струм спрацьовування. Вказані на рис. 3 дані відносяться до реле типу РЕМ-6 (паспорт РФ0.452.100), що має опір обмотки 2500 ом і струм спрацьовування 20 ма.
Запобіжник для транзисторних пристроїв
Пристрої з використанням транзисторів потребують надійного захисту, оскільки навіть випадкове замикання електродів, що викликає збільшення колекторного струму, може спричинити вихід транзистора з ладу. Захист транзисторів від навантаження особливо необхідний у процесі налагодження транзисторних пристроїв. Схема одного з таких запобіжників наведена на рис. 4.
У робочому стані при замкнутому вимикачі В1 через низькоомну обмотку I реле Р1 проходить струм, що не перевищує струму спрацьовування реле. Струм проходить по ланцюгу: затискач 1, обмотка I реле Р1, нормально замкнуті контакти 2-3, навантаження, вимикач В1, затискач 2.момент, коли струм перевищить максимальне значення, що визначається положенням перемикача В2, реле Р1 спрацює та відключить контактами 2 -3 навантаження.
Одночасно контактами 1-2 подається живлення на обмотку II і реле Р1 за рахунок блокування буде включено доти, доки не буде натиснута кнопка Кн. При натисканні кнопки Кн на обмотку II реле Р1 подається напруга протилежної полярності, внаслідок чого струм у ній змінить напрямок і здійсниться перекид якоря у вихідний стан.
У схемі застосовано поляризоване реле РП-4 (паспорт РС4.520.006) із струмом спрацьовування 1,0 ма. Наявність шунтів дозволяє підібрати необхідну чутливість запобіжника. При налагодженні запобіжника слід правильно включити полярність реле обмоток Р1. Подібний запобіжник може бути використаний для запобігання різним стрілочним приладам від перевантажень.
Джерело: С. Л. Матлін - Радіосхеми (посібник для радіогурток), 1974р.