Приборы простой автоматизации (сторож, переключатель гирлянд)
Электронный сторож. Устройство, принципиальная схема которого приведена на рис. 1, может быть приспособлено для охраны различных объектов — автомашин, школьных помещений, складов.
Схема его достаточно проста и содержит контакты или кнопки В1—В3, работающие на размыкание, два транзистора Т1, Т2 с различной проводимостью, электромагнитное реле P1, включающее сигнал тревоги (СТ) — звонок, гудок, сирену, три резистора и источник питания.
Схема электронного сторожа
Схема электронного сторожа исключает возможность предотвращения подачи сигнала тревоги путем умышленного обрыва, либо закорачивания сигнальных проводов 1, II с целью повреждения системы сигнализаций. Сигнал тревоги прозвучит в любом случае. Сигнальные провода могут проходить как внутри, так и снаружи охраняемого объекта.
Электронный сторож работает следующим образом. В состоянии покоя на базу транзистора Т1 с делителя, образованного резисторами R1, R2, подается очень небольшое положительное смещение.
Поэтому транзистор Т1 практически заперт, а следовательно, заперт и транзистор Т2, эмиттерно-базовый переход которого служит коллекторной нагрузкой транзистора 77. В этом режиме реле Р1 обесточено, и цепь СТ разорвана.
При открывании двери, окна и т. д. (один из контактов В1— В3 размыкается), либо обрыве провода 1 отключается резистор R1 и положительное смещение на базе транзистора Т1 резко увеличивается.
Это приводит к увеличению коллекторных токов транзисторов Т1 и Т2 и срабатыванию реле Р1, включающего СТ. При попытке замкнуть провода 1, II, опоясывающие охраняемый объект, параллельно резистору R2 подключается резистор R3, вследствие чего и в этом случае смещение на базе транзистора Т1 увеличивается, что приводит в конечном счете к включенню СТ.
Рис. 1. Схема электронного сторожа.
Электронный сторож экономичен. Фактически источник питания используется только в момент подачи сигнала тревоги.
Налаживание схемы электронного сторожа несложно, Сначала при отключенных резисторах R1, R3 подбирают сопротивление резистора R2 таким, чтобы реле Р1 надежно срабатывало. Затем подключают резистор R1.
При этом ток в цепи коллектора Т2, который измеряется миллиамперметром, должен быть близким к нулю. Обычно сопротивление резистора R1 не превышает 1— 2 ком.
Для уточнения сопротивления резистора R3 его включают параллельно резистору R2. Если ток коллектора транзистора Т1, который в этом случае увеличится, будет превышать на 20— 50% ток срабатывания реле, налаживание схемы можно считать законченным. Следует учесть, что чем меньше будет сопротивление резистора R3, тем больший ток будет протекать через реле.
Реле Р1 из схемы можно исключить, если использовать более мощные транзисторы и питать устройство от напряжения порядка 12—24 в. Обмотка сигнала тревоги — звонка, сирены, гудка в такой схеме включается вместо реле, т. е, непосредственно в цепь коллектора транзистора Т2.
Проводку нужно вести тонкими, свитыми вместе проводами или тонким гибким двухжильным кабелем. При испытании устройства было использовано электромагнитное реле с током срабатывания 10 ма и сопротивлением обмотки 300 ом.
Переключатели елочного освещения. При украшении елки обычно используют одну или несколько гирлянд небольших осветительных лампочек, окрашенных в разные цвета. Очень эффектно, если такие гирлянды включаются периодически. Ниже даются описания двух переключающих устройств, в которых необходимая коммутация осуществляется контактами реле.
Реле времени для гирлянд
На рис. 2 приведена схема простого устройства для периодической подсветки звезды новогодней елки, отдельных игрушек либо переключения двух гирлянд лампочек небольшой мощности. При включении сети выключателем В1 по цепи: провод /, выключатель В1, лампочка Л2, контакты 1— 2 реле Р1, провод II — потечет ток и загорится лампочка Л2. Одовременно с помощью диода Д1 осуществляется выпрямление переменного тока.
Рис. 2. Реле времени для гирлянд - схема.
Выпрямленный ток протекает по цепи: провод I (когда полярность сети на нем положительна), выключатель В1, резистор R1, обмотка реле Р1, конденсатор С1 (присоединен параллельно обмотке для увеличения времени срабатывания и отпускания реле), диод Д1, контакты 1— 2 реле Р1, провод II (минус).
При включении сети в первый момент времени напряжение на конденсаторе С1 и реле равно нулю. С течением времени но мере заряда конденсатора напряжение на нем возрастает, и ток через реле увеличивается.
Когда ток станет равным току срабатывания реле, последнее срабатывает (притягивает якорь), в результате чего контакты 1— 2 размыкаются, а 2— 3 замыкаются.
Размыкание контактов 1— 2 разрывает цепь подзаряда конденсатора С1 и питания лампы Л2, которая гаснет. Одновременно нажигается лампа Л1, так как на нее подается питание через замкнутые контакты 2......3. Прекращение тока подзаряда конденсатора С1 не вызывает отпускания реле, так как оно продолжает притягивать якорь за счет энергии тока разряда конденсатора С1 через обмотку.
Постепенно ток через обмотку реле уменьшается, и при токе, равном току отпускания, реле отпускает свой якорь. При этом размыкаются контакты 2— 3, замыкаются 1— 2, и весь процесс повторяется снова.
Частота повторения указанного процесса зависит от сопротивления обмотки реле и емкости конденсатора С1. В случае применения реле типа РЭС-10 (паспорт РС4.524.301) периодичность процесса достигает 4 сек.
Лампы Л1, Л2 в этой и последующей схеме должны быть рассчитаны на напряжение сети переменного тока и должны потреблять мощность, не превышающую 20 вт.
Приведенная на рис. 2 схема допускает использование любых высокоомных реле с током срабатывания не более 10 ма. При налаживании схемы сначала подбирают сопротивление резистора R1, при котором постоянная составляющая тока, протекающего через обмотку реле, на 10— 15% больше тока срабатывания реле.
С этой целью временно замыкают контакты 1— 2 реле. Затем, восстановив схему, подбирают значение емкости конденсатора С/ до получения требуемой периодичности повторения процесса.
Переключатель двух ламп
На рис. 3 приведена схема устройства для переключения двух ламп (или гирлянд), выполненного на кенотроне типа 6Ц5С. В такой схеме может быть использовано реле с низкой чувствительностью, с током срабатывания до 70 ма Кенотрон должен иметь раздельные выводы катода и накала. Тип кенотрона зависит от чувствительности примененного реле, так как номинальный выпрямленный ток кенотрона должен быть больше тока срабатывания реле. В качестве безваттного ограничителя тока накала кенотрона применен конденсатор С1.
Рис. 3. Переключатель двух ламп - схема.
При включении устройства нить накала лампы Л1 оказывается включенной в сеть переменного тока (провод I, выключатель В1, конденсатор СІ, нить накала лампы Л1, контакты I -2 реле Р1, предохранитель ПрІ, провод II).
Одновременно подается напряжение на гирлянду Л3 (провод I, выключатель В1, гирлянда Л3, контакты 1— 2 реле Р1, предохранитель Пр1, провод II).
По мере разогрева катода лампы Л1 растет величина выпрямленного тока, протекающего через кенотрон по цепи: провод I (когда полярность на нем относительно провода II положительна), выключатель В1, анодная цепь лампы Л1, резистор R1, обмотка реле P1, предохранитель Пр1, провод II.
Когда ток в этой цепи станет достаточным для срабатывания реле, якорь его притянется и переключит гирлянды: Л3 погаснет, Л2 зажжется. Так как контакты 1— 2 реле разомкнутся, прекратится ток через нить накала лампы Л1 и катод начнет охлаждаться.
По мере снижения температуры катода ток, протекающий через кенотрон и реле Р1, уменьшается. Когда он станет равным току отпускания, реле Р1 разомкнет контакты, и весь процесс повторится.
В этой схеме конденсатор С2 выполняет функции простейшего емкостного фильтра, а конденсаторы С3, С4 служат для искрогашения. Время переключения в этой схеме зависит в основном от инерции катода. Однако, изменяя величину емкостей конденсаторов С1 и С2, можно в некоторых пределах изменять время горения гирлянд Л1, Л2.
Сопротивление резистора подбирают таким, чтобы ток через обмотку реле Р1 был в 1,5— 2 раза больше тока срабатывания. Указанные на рис. 3 данные относятся к реле типа РЭС-6 (паспорт РФ0.452.100), имеющему сопротивление обмотки 2500 ом и ток срабатывания 20 ма.
Предохранитель для транзисторных устройств
Устройства с использованием транзисторов нуждаются в весьма надежной защите, так как даже случайное замыкание электродов, вызывающее увеличение коллекторного тока, может повлечь за собой выход транзистора из строя. Защита транзисторов от перегрузки особенно необходима в процессе налаживания транзисторных устройств. Схема одного из подобных предохранителей приведена на рис. 4.
Рис. 4. Предохранитель для транзисторных устройств - схема.
В рабочем состоянии при замкнутом выключателе В1 через низкоомную обмотку I реле Р1 проходит ток, не превышающий тока срабатывания реле.
Ток проходит по цепи: зажим 1, обмотка I реле Р1, нормально замкнутые контакты 2— 3, нагрузка, выключатель В1, зажим 2. В момент, когда ток превысит максимальное значение, определяемое положением переключателя В2, реле Р1 сработает и отключит контактами 2 -3 нагрузку.
Одновременно контактами 1—2 подается питание на обмотку II и реле Р1 за счет блокировки будет включено до тех пор, пока не будет нажата кнопка Кн.
При нажатии кнопки Кн на обмотку II реле Р1 подается напряжение противоположной полярности, вследствие чего ток в ней изменит направление и осуществится переброс якоря в исходное состояние.
В схеме применено поляризованное реле РП-4 (паспорт РС4.520.006) с током срабатывания 1,0 ма. Наличие шунтов позволяет подобрать требуемую чувствительность предохранителя. При налаживании предохранителя следует правильно включить полярность обмоток реле Р1. Подобный предохранитель может быть также использован для предохранения различных стрелочных приборов от перегрузок.
Источник: С. Л. Матлин - Радиосхемы (пособие для радиокружков), 1974г.