Автоматическая защита сетевой радиоаппаратуры
Устройство предназначено для предотвращения перегрузки и неисправностей в радиоаппаратуре из-за отклонения сетевого напряжения питания за допуск. Оно будет особенно полезно на даче или в деревне, где нередки значительные колебания напряжения в сети. Часто используемые при нестабильной сети ферромагнитные стабилизаторы имеют узкий диапазон стабилизации и при значительных колебаниях напряжения (в сторону увеличения) просто выходят из строя. Для некоторой радиоаппаратуры опасно не только повышенное, но и пониженное напряжение сети.
Контролировать сеть измерительным прибором, каждый раз перед включением радиоприборов, неудобно да и неэффективно, так как отклонение может произойти в процессе работы. Но эту задачу может взять на себя автоматическое контрольное устройство, через которое и питается аппаратура.
Рис. 1.34
Рис. 1.35
При первоначальном включении устройства (кнопкой SB1) оно в течение одной секунды проверяет уровень сетевого напряжения на нахождение его в допуске 170...260 В, а также на наличие помех. В случае отклонения напряжения за допуск схема не позволит включить радиоаппаратуру.
Рис. 1.36. Топология печатной платы для узла А1
В процессе работы защитного устройства схема производит непрерывный контроль за состоянием сети, и при выходе напряжения за допуск 190...245 В начинает работать звуковая сигнализация, предупреждая, что лучше выключить радиоаппаратуру. При этом по свечению светодиодного индикатора можно определить вид отклонения напряжения в "+" (увеличение) или "—" (снижение). В случае опасного несоответствия сетевого напряжения (при выходе за допуск 170...260 В) радиоаппаратура, подключенная к гнездам Х1, Х2, отключится автоматически.
Электрическая схема устройства приведена на рис. 1.34 и 1.35 и состоит из четырехуровневого компаратора на элементах микросхемы D2, звукового генератора на элементах D3.1...D3.3, узла коммутации на транзисторе и реле К1, а также блока питания со стабилизатором напряжения на микросхеме D1.
Порог срабатывания компараторов устанавливается при настройке резисторами, отмеченными на схеме звездочкой "*". Их значения указаны на схеме ориентировочно. Настройка устройства производится при помощи ЛАТРА, изменяя напряжение питания на штекере ХР1. При этом резистором R15 устанавливаем превышение порога 245 В (на выходе D2/8 появится лог. "1"), а резистором R14 — снижение напряжения ниже 170 В (на выходе D2/8 лог. "0"). Для настройки удобно использовать многогабаритные регулировочные резисторы.
Настройку схемы лучше начинать с проверки работоспособности узла, показанного на рис. 1.34. При нажатии на кнопку ВКЛ (SB1), реле К1 срабатывает с задержкой примерно в 1 секунду и контактами К1.2 блокирует кнопку. Время задержки включения реле зависит от номинала емкости С2 и резистора R7. Выключение реле К1 может производиться кнопкой ОТКЛ (SB2) или же от схемы автоматики, когда на выходе микросхемы D3/11 появится импульс или лог. "1" (при выходе напряжения за допуск).
На рис. 1.36 приведена топология печатной платы для участка схемы (А1), выделенного пунктиром. Остальная часть схемы выполнена на универсальной макетной плате объемным монтажом.
В схеме применены конденсаторы С1...С4 типа К52-16 на 63 В; С5, С6 — К10-17. Резисторы и диоды подойдут любые аналогичные. Трансформатор Т1 лучше использовать из унифицированной серии ТПП. Он должен обеспечивать во вторичной обмотке напряжение 22...24 В и ток не менее 60 мА.
Реле К1 применено типа РЭС48 (паспорт 4.590.201), но подойдут и многие другие, с рабочим напряжением 24 В.
Устройство автоматической защиты можно упростить, если отказаться от звуковой и световой сигнализации отклонения напряжения. В этом случае схему контроля уровня напряжения на рис. 1.35 заменяем приведенной на рис. 1.37 . Она состоит из транзисторов, работающих в режиме микротоков. В нормальном состоянии подстроечными резисторами R12 и R15 устанавливаем на коллекторах VT2 и VT3 лог. "О" и лог. "1" соответственно. В этом случае транзисторы VT4 и VT5 заперты и на резисторе R19 нет напряжения (при его появлении сработает VS1).
Меняя сетевое напряжение с помощью ЛАТРА, резистором R12 устанавливаем порог срабатывания схемы при напряжении ниже 170 В, а резистором R15 — при превышении 260 В.
Рис. 1.37
При использовании второго варианта схемы упрощается и блок А1. В этом случае стабилизатор D1 не нужен, а если у трансформатора Т1 имеется свободная обмотка на напряжение 6...12 В, то она может быть подключена к цепям 5 и 6 (вместо резисторов R1...R3 установить перемычки, R4 и R10 исключить из схемы).
Автоматический нч - видеовход телевизора
При просмотре видеокассет видеомагнитофон к телевизору можно подключать через антенный вход или использовать низкочастотный (НЧ) видеовход телевизора. В первом случае происходит двойное преобразование видеосигнала. В магнитофоне видеосигнал преобразуется в высокочаcтотный, а в телевизоре происходит обратное преобразование. В результате в сигнал вносятся искажения и возрастает уровень шумов, что заметно по качеству изображения на телевизоре при просмотре видеокассет.
Возникают и другие неудобства и проблемы, особенно при подключении импортных видеомагнитофонов.
Есть второй путь - подключить видеомагнитофон, используя НЧ- видеовход (видеоадаптер) телевизора. К сожалению, большинство отечественных телевизоров, особенно ранних выпусков, не имеют такого устройства, хотя и предусмотрено место для установки.
На рис. 1.1 приведена схема простого видеоадаптера для телевизора. Схему не потребуется включать и выключать, так как она включится в работу автоматически при появлении сигнала с подключенного видеомагнитофона. Устройство состоит из коммутатора видеосигнала на микросхеме D1.1 и транзисторе VT1, ключа изменения постоянной времени развертки на D1.2, а также селектора синхроимпульсов на VT2 и VT3 (используется для автоматического включения режима работы с видеомагнитофоном). Сигнал с выхода магнитофона через разделительный конденсатор СЗ и эмиттерный повторитель поступает в модуль радиоканала телевизора. Постоянная составляющая напряжения на эмиттере VT1 отключает работу радиоканала телевизора, и на вход видеоусилителя телевизора поступает только сигнал с видеомагнитофона.
Рис. 1.1
Звуковой сигнал с видеомагнитофона через конденсатор С1 и подстроечный резистор R4 поступает на звуковой вход телевизора. Резистором R4, при работающем видеомагнитофоне можно выставить громкость звука такую же, как и при приеме телевизионных программ. Предварительную проверку собранной схемы удобно проводить, подав импульсы (Т = 64 мкс, tи= 58 мкс) амплитудой 0,5 В от генератора на вход гнезда Х1/1, и проконтролировать их появление на эмиттере VT1 без искажений. Для этого к эмиттеру временно нужно подключить резистор R сопротивлением 470 Ом (показан пунктиром на схеме). Постоянная составляющая напряжения на резисторе при этом должна быть около 6,5 В (контролировать осциллографом). Это напряжение обеспечивает запирание модуля радиоканала телевизора при работе с видеомагнитофоном.
Схема видеоадаптера предназначена для установки в телевизоры моделей ЗУСЦТ. Конструктивно все устройство размещается на одной печатной плате, которая устанавливается в телевизоре на плату А1 модуля радиоканала (МРК-2-5) в разъем ХЗ, если он есть на плате, или же подпаивается к соответствующим контактам платы на месте этого разъема. Гнездо Х1 (любого типа) закрепляется на задней стенке телевизора и соединяется с платой адаптера двумя экранированными проводами длиной около 40 см.
В заключение отметим, что данный видеоадаптер можно использовать и для подключения простейшего бытового компьютера к телевизору. Для этого на вход видеоадаптера через ограничительный резистор 0.1...1 кОм (подобрать при подключении) подается синхросмесь сигналов с выхода компьютера.
Автоматический селектор входных сигналов усилителя
Данное устройство может работать в составе звукоусилительного комплекса или в виде отдельной приставки к любому усилителю. Оно обеспечивает автоматическое подключение одного из четырех входов к усилителю при появлении на этом входе звукового сигнала с уровнем более 60 мВ. Это сделает пользование радиоаппаратурой более удобным, а также отпадает необходимость в переключателях входного сигнала.
Схема устройства не вносит искажений в звуковой сигнал, так как его коммутация осуществляется поляризованными реле К1...КЗ типа РПС32 или
аналогичными, с двумя группами переключающих контактов. Это позволяет использовать схему в высококачественной радиоаппаратуре. Второй отличительной особенностью приведенной схемы является однополярное питание, а также малое потребление тока. Поляризованные реле не требуют постоянного питания для фиксации положения контактов и в данной схеме потребляют энергию только в момент переключения группы контактов для выбора входа с источником сигнала.
Схема селектора (см. рис. 1.10) собрана на трех микросхемах, одной транзисторной матрице DD3 и трех реле (К1...КЗ). Она состоит из четырех компараторов на элементах операционных усилителей DA1, с выходов которых сигнал с логическим уровнем поступает на один из триггеров на DD1. В момент переключения соответствующего триггера по положительному фронту перепада напряжения дифференцирующая цепь из конденсатора С9...С12 и резистора R14...R17 формирует импульс, который усиливается одним из транзисторов матрицы DD3. Этот импульс и переключает контакты реле в нужное положение.
В начальный момент включения питания схемы, даже если нет входных сигналов, будет всегда подключен вход Х1 — это обеспечивает импульс, сформированный цепью R13 и С13 в момент включения. К этому входу лучше подключать источник сигнала, который наиболее часто используется.
При настройке схемы необходимо резистором R12 выставить порог срабатывания компараторов DA1 так, чтобы при отсутствии входных сигналов на выходах компараторов был логический "О".
При использовании поляризованных реле с низковольтным питанием, например из серии РПС45, РПС43, напряжение питания схемы может быть значительно снижено. В схеме применено реле типа РПС32Б РС4.520.224 .
Вторая схема селектора, приведенная на рис. 1.11, рассчитана на работу с двумя входами и содержит две микросхемы и одно поляризованное реле РПС45 РС4.520.755-08 (или РС4.520.755-18) с номинальным напряжением обмотки 6,3 В (фактически оно срабатывает при меньшем напряжении).
Схема может питаться от любого источника с напряжением 4,5...9 В и позволяет применить ее даже в переносной радиоаппаратуре. Ток потребления схемой не превышает 3 мА, а без применения светодиодов индикации работающего входа HL1 и HL2 он будет еще меньше. Использование индикации подключенного входа не является необходимым, и их можно исключить из схемы, если она питается от автономного источника.
Принцип работы схемы и ее настройка аналогична приведенной на рис. 1.10. Так как микросхема DA1 из-за внутреннего сопротивления не может обеспечить нулевое напряжение на выходе, то в схеме выполнено на диодах VD2 и VD3 смещение напряжения питания логической микросхемы DD1.
Используемые в обоих схемах операционные усилители можно заменить на 140УД6 (соответствующим количеством), но при этом возрастет потребляемый ток и габариты устройства.
Резисторы и конденсаторы подойдут любого типа, малогабаритные.
Рис. 1.10
Рис. 1.11
Автоматическое отключение усилителя от сети
Устройство может использоваться как полезная дополнительная приставка к любому стационарному звуковому усилителю и позволяет при отсутствии сигнала на выходной нагрузке (динамиках в колонках) в течение интервала времени более 4 минут, автоматически выключать питание радиоаппаратуры от сети 220 В, если вы забудете это сделать сами раньше.
Рис. 1.9
Электрическая схема устройства приведена на рис. 1.9, и не содержит дефицитных и дорогих деталей. Сигнал с выходов на динамики стереоусилителя (если усилитель одноканальный, подключается только один вход) через разделительные конденсаторы С1 и СЗ поступает на выпрямитель из диодов VD1...VD4 (их можно заменить одной диодной матрицей КД906А). При наличии выпрямленного напряжения на конденсаторе С2 компаратор D1 открывается и своим выходом (вывод 7) через диоды закорачивает конденсатор С4. При отсутствии звукового сигнала компаратор не работает и С4 через резистор R6 заряжается до напряжения 7.5 В за 4...5 минут (время можно увеличить или уменьшить, изменив номиналы С4 и R6).
Как только напряжение на конденсаторе превысит уровень порога переключения микросхемы D2.1, на ее выходе (выводе 11) появится нулевое напряжение, что приведет к переключению триггера на элементах микросхемы D2.3, D2.4 (появится нулевое напряжение на выводе 4). При этом реле К1 отключится и своими контактами К1.1 обесточит цепи питания усилителя, а также другую радиоаппаратуру, подключенную к гнездам Х2, ХЗ.
Для ручного включения (82) и выключения (S1) радиоаппаратуры используются две независимые кнопки без фиксации, любого типа, с контактами, рассчитанными на работу при напряжении 220 В.
В схеме устройства предусмотрена возможность дистанционного отключения радиоаппаратуры. Для этого на вход D2.2 через диод VD7 подается положительный импульс амплитудой 7 В, например, от временного таймера.
Питается схема от имеющегося в усилителе положительного напряжения 16...30 В.
При нажатии кнопки S2 включается трансформатор усилителя, со вторичной обмотки которого сразу после выпрямителя подается напряжение питания на схему. Реле К1 включается и своими контактами К1.1 блокирует кнопку S2,
Реле К1 использовано типа ТКЕ54-ПД1, но подойдут и многие другие, например РЭН34 ХР4.500.000. При его выборе необходимо учитывать допустимое рабочее напряжение на контактах, коммутируемый ток, а также рабочее напряжение обмотки: оно будет определяться величиной напряжения, которое есть в усилителе.
Используемые резисторы и конденсаторы могут быть любого типа, компаратор D1 можно заменить на 554САЗ, но при этом изменится нумерация выводов, она на схеме указана в скобках.
Автоматическое управление водяным насосом
Это устройство может пригодиться на даче или в фермерском хозяйстве, а также во многих других случаях, когда требуется контроль и поддержание определенного уровня воды в резервуаре.
Так, при пользовании погружным насосом для откачки воды из колодца на полив необходимо следить, чтобы уровень воды не снизился ниже положения насоса. В противном случае насос, работая на холостом ходу (без воды), будет перегреваться и выйдет из строя.
Избавиться от всех этих проблем вам поможет схема универсального автоматического устройства (рис. 1.27). Она отличается простотой и надежностью, а также предусматривает возможность многофункционального использования (водоподъем или дренаж).
Рис. 1.27
Цепи схемы никак не связаны с корпусом резервуара, что исключает электрохимическую коррозию поверхности резервуара, как это имеет место во многих опубликованных ранее схемах аналогичного назначения.
Принцип работы схемы основан на использовании электропроводности воды, которая, попадая между пластинами датчиков, замыкает цепь базового тока транзистора VT1. При этом срабатывает реле К1 и своими контактами К1.1 включает или выключает (зависит от положения 82) насос.
Рис. 1.28
В качестве датчиков F1, F2 можно использовать пластины из любых металлов, не подверженных коррозии в воде. Так, например, можно воспользоваться отслужившей нержавеющей бритвой (см. рис. 1.28). Расстояние между пластинами датчика может быть 5...20 мм, и крепятся они на диэлектрических основаниях из материалов, не задерживающих воду, например из оргстекла или фторопласта.
При включении питания схемы тумблером S1, если в резервуаре нет воды, реле К1 работать не будет и его контакты К1.1 (нормально замкнутые) обеспечат питание насоса до момента времени, пока вода достигнет уровня расположения датчика F1. При этом сработает реле и своими контактами отключит насос. Повторно включится насос, только когда уровень воды снизится ниже уровня датчика F2 (контакты К1.2 подключают его к работе при сработавшем реле). Так работает схема в режиме ВОДОПОДЪЕМ (начальное положение тумблера S2 указано на схеме как раз для этого режима). При переключении тумблера S2 в положение ДРЕНАЖ схема может использоваться для автоматического управления погружным насосом при откачке воды — отключать его при снижении уровня воды ниже положения датчика F2. При этом водозаборник насоса должен располагаться немного ниже самого датчика.
Схема не критична к используемым деталям. Трансформатор подойдет любой, с напряжением во вторичной обмотке 24...30 В — оно связано с рабочим напряжением обмотки реле. В схеме применяются: реле К1 типа ТКЕ52ПОД; конденсатор С1 типа К50-29 или аналогичный. Светодиод может быть любым, транзистор КТ827 можно применять с буквой А, Б, В или КТ829А, Б, В.
Датчики F1, F2 удобнее подключать к схеме через разъем (он на рисунке не показан).
При правильной сборке схема настройки не требует.
Дистанционное переключение телевизионных программ
Это устройство будет полезным дополнением к телевизору, не имеющему дистанционного управления. Оно не требует элементов питания, как это имеет место в пультах ДУ на ИК-лучах, и значительно дешевле и проще, что делает возможным его изготовление и подключение даже неопытными в радиоэлектронике людьми.
Устройство может быть применено в моделях телевизоров ЗУСЦТ, (например РУБИН Ц231, Ц281 и др.), имеющих блоки псевдосенсорного выбора программ типа СВП-4-5, СВП-4-6, СВП-4-7. Схема устройства (рис. 1.2) позволяет последовательно (по кругу) переключать с помощью одной кнопки телевизионные программы.
Электрическая схема состоит из формирователя импульса на D1.1 (после нажатия и отпускания кнопки S1, что позволяет устранить эффект дребезга контакта), повторителя импульсов D1.2 и коммутатора на транзисторе VT1. Конденсатор С1 позволяет избавиться от наводок по длинным соединительным проводам (до 10 метров) от кнопки до схемы. Соединение с кнопкой лучше выполнять перевитыми между собой проводами. Микросхему D1 можно заменить на 1561ТМ2 или 564ТМ2. Транзистор подойдет любой, с аналогичной проводимостью, например КТ312, КТ3102, КТ3117. Конденсаторы С1 и С2 лучше использовать не электролитические, а любого другого типа. В качестве диода VD1 можно применить диоды типа Д2, Д9 или любые импульсные.
Рис. 1.2
Располагается схема внутри телевизора вблизи от блока переключения программ. Три соединительных провода удобно подпаять непосредственно к выводам микросхемы 155ИЕ9. Если соединительные провода от схемы до кнопки длиннее 10 метров, то для повышения помехоустойчивости устройства цепь питания схемы (2) полезно подключать не к выводу 16 микросхемы, а к цепи +12 В на плате.
При правильной сборке и исправных деталях схема настройки не требует и будет надежно служить вам многие годы.
Электрическая зажигалка для газа
В журналах приведено много схем для самостоятельного изготовления аналогичных по назначению устройств, однако, как показывает опыт, наибольшую сложность при изготовлении таких устройств представляет намотка высоковольтной катушки так, чтобы не было пробоя у нее внутри, а также изготовление красивого корпуса. Приводимая ниже схема и конструкция легко решает эти проблемы.
Рис. 1.24
Электрическая схема (рис. 1.24) содержит только унифицированные и легко доступные детали, в том числе и высоковольтную катушку Т2, в качестве которой применен трансформатор строчной развертки от черно-белых миниатюрных телевизоров ТВС-70П1.
Предлагаемая схема позволяет снять зависимость напряжения подаваемого в высоковольтную катушку от порога срабатывания динистора (их наиболее часто применяют), как это реализуется в опубликованных ранее схемах.
Схема состоит из автогенератора на транзисторах VT1 и VT2, повышающего напряжение до 120...160 В с помощью трансформатора Т1 и схемы запуска тиристора VS1 на элементах VT3, С4, R2, R3, R4. Накопленная на конденсаторе СЗ энергия разряжается через обмотку Т2 и открытый тиристор.
Рис. 1.25
Трансформатор Т1 выполнен на кольцевом ферритовом магнитопроводе М2000НМ1 типоразмера К16х10х4,5 мм. Обмотка 1 содержит 10 витков, 2 — 650 витков проводом ПЭЛШО-0,12. Используются конденсаторы: С1, СЗ типа К50-35; С2, С4 типа К10-7 или аналогичные малогабаритные. Диод VD1 можно заменить на КД102А, Б. S1 — микровключатель типа ПД-9-2. Тиристор можно использовать любой, с рабочим напряжением не менее 200 В. Трансформаторы Т1 и Т2 крепятся к плате клеем.
Печатная плата устройства имеет размеры 88х55 мм (см. рис. 1.25).
Вся схема вместе с двумя элементами питания А316 или аккумуляторами НКГЦ-0,45 легко размещается в пачке от сигарет с жестким каркасом (типа СТОЛИЧНЫЕ) (рис. 1.26).
Рис. 1.26. Вариант конструкции корпуса
Разрядная камера располагается между двумя жесткими проводами диаметром 1...2 мм на расстоянии 80...100 мм от корпуса. Искра между электродами проходит на расстоянии 3...4 мм.
Схема потребляет ток не более 180 мА, и ресурса элементов питания хватит более чем на два часа непрерывной работы, однако не прерывная работа устройства более одной минуты не желательна из-за возможного перегрева транзистора VT2 (он не имеет радиатора).
При настройке устройства может потребоваться подбор элементов R1 и С2, а также изменение полярности включения обмотки 2 у трансформатора Т1. Желательно также проводить настройку с неустановленным R2: проверить напряжение на конденсаторе СЗ вольтметром, а после этого установить резистор R2 и, контролируя напряжение осциллографом на аноде тиристора VS1, убедиться в наличии процесса разряда конденсатора СЗ.
Разряд СЗ через обмотку трансформатора Т2 происходит при открывании тиристора. Короткий импульс для открывания тиристора формируется транзистором VT3 при возрастании напряжения на конденсаторе СЗ более 120В.
Устройство может найти и другие применения, например, в качестве ионизатора воздуха или электрошокового (пугающего) устройства, так как между электродами разрядника возникает напряжение более 10 кВ, что вполне достаточно для образования электрической дуги. При малом токе в цепи это напряжение не опасно для жизни.
Электрический термометр
Каждому приходилось во время болезни измерять себе температуру ртутным термометром. Эта процедура занимает обычно 5...7 минут. Если взрослые держат градусник спокойно, то за детьми приходится наблюдать, чтобы они его случайно не сломали.
Предлагаемое устройство позволяет за 3 секунды измерить темпера туру тела или предмета (например микросхемы) в диапазоне от 20 до 45°С с точностью не хуже 0,1°С. Этот диапазон при желании легко можно расширить или сдвинуть при изготовлении.
По сравнению с ртутным термометром электрический более удобен и безопасен, особенно когда приходится измерять температуру у маленьких детей или у животных.
Рис. 1.12. Электрическая схема термометра
В основу по строения схемы (рис. 1.12) взят мостовой преобразователь. Изменение величины сопротивления термодатчика R8 приводит к разбалансу моста и появлению на стрелочном индикаторе РА1 тока, пропорционального температуре.
Особенностью данного прибора является применение в качестве датчика температуры терморезистора типа СТЗ-19 10 кОм, который обладает очень малой массой, за счет чего и удается получить высокую скорость измерения. Этот датчик удобно закрепить на конце пластмассовой трубки от шариковой авторучки и перевитыми между собой проводами длиной 1...0.6 м через разъем Х1 подключить к измерительному блоку. На разъеме от датчика между контактами 1 и 2 установлена перемычка, которая не позволит включить схему устройства, если не подключен термодатчик, что предохраняет измерительный прибор РА1 от повреждения. Питается схема от двух любых аккумуляторов или батареек с общим напряжением 2...3 В и потребляет от источника ток не более 5 мА.
Транзисторы VT1 и VT2 используются как низковольтные стабилитроны и могут быть заменены на КТ3102А, Б, В, Г.
Переменные резисторы, для удобства настройки, лучше применить многооборотные, типа СП5-2 или аналогичные.
Габариты устройства определяются размерами стрелочного индикатора РА1, и при использовании микроамперметра М4205 на ток 0...50 мкА они не превышают 85х65х60 мм (см. рис. 1.13).
Топология печатной платы и размещение на ней элементов показаны на рис. 1.14.
Настройку прибора начинают с измерения сопротивления резисто ра R8 (желательно с высокой точностью) при фиксированной температуре 20°С. Для этих целей удобно воспользоваться промышленной термокамерой с
Рис. 1.13. Внешний вид конструкции
Рис. 1.14
автоматическим поддержанием заданной температуры, куда и помещают термодатчик. Возможны и другие способы получения температуры 20°С но надо учитывать, что от точности измерения сопротивления термодатчика при этой температуре зависит точность измерения прибора.
После измерения R8 из двух резисторов R6+R7 подбираем такой же номинал сопротивления и припаиваем их в схему.
После этого, установив движки резисторов R2 и R3 в среднее положение, включаем схему тумблером S1 и выполняем последовательно следующие операции:
а) установить переключатель 82 в положение КАЛИБРОВКА и резистором R2 вывести стрелку измерительного прибора в нулевое положение на шкале;
б) поместить датчик температуры в место с известной, постоянной температурой (в пределах желаемого измерительного диапазона);
в) установить переключатель S2 в положение ИЗМЕРЕНИЕ и резистором R3 установить стрелку прибора на значение шкалы, которое будет соответствовать измеренной величине;
Операции а), б) и в) необходимо повторить последовательно несколько раз, после чего настройку можно считать законченной.
В заключение хотелось бы отметить, что в настроенном приборе диа пазон измерения можно сдвинуть резистором R2 при переключении в режим КАЛИБРОВКА и устанавливая стрелку (ее положение будет соответствовать значению 20°С) на любое значение шкалы. После этого при переключении прибора в режим ИЗМЕРЕНИЕ шкала будет соответствующим образом сдвинута относительно положения стрелки в режиме КАЛИБРОВКА.
Прибор имеет большой запас по чувствительности, которая увеличивается с уменьшением сопротивления R3 (при первоначальной настройке). Можно сделать так, чтобы прибор улавливал температуру дыхания или же изменение температуры при циркуляции воздуха.
Кодовый включатель
Предлагаемая схема может найти применение в любых устройствах, где требуется ограничить доступ посторонних к переключению режимов. В зависимости от того, что подключено на выходе схемы (электромагнит, реле, сигнализация и т. д.), назначение может быть самым разным, например отключение режима охранной сигнализации.
В простейшем варианте, совместно с электромагнитом, схема может быть использована в качестве кодового замка. Его открывание производится набором известного ограниченному кругу лиц кода. Код состоит из 4 цифр (из 10 возможных). Кнопки с определенными цифрами необходимо нажать в заданной последовательности. Это позволяет иметь не менее 5040 возможных вариантов кода.
Код легко и оперативно можно сменить, переставив зажимы проводов с кнопками в любой последовательности. При установке кода нежелательно занимать цифры последовательного ряда (1, 2, 3, 4). Лучше, если код будет состоять из цифр вразброс, например: 9, 3, 5, 0.
Схема кодового устройства (рис. 1.38) собрана на двух микросхемах КМОП серии 561 ТМ2 (возможна замена на 564ТМ2). что обеспечивает высокую надежность и экономичность работы. Потребление схемой микротока позволяет легко выполнить, при необходимости, автономное питание. По дойдет любой, даже не стабилизированный источник постоянного напряжения 4...15 В.
Работает электрическая схема следующим образом. В начальный момент, при подаче питания, цепь из конденсатора С1 и резистора R1 формирует импульс обнуления триггеров (на выходах 1 и 13 микросхем будет лог. "0").
Рис. 1.38
При нажатии на кнопку первой цифры кода (на схеме — SB4), в момент ее отпускания триггер D1.1 переключится, т. е. на выходе D1/1 появится лог. "1", так как на входе D1/5 есть лог. "1".
При нажатии очередной кнопки, если на входе D соответствующего триггера имеется лог. "1", т. е. предыдущий сработал, то лог. "1" появится и на его выходе.
Последним срабатывает триггер D2.2 , а чтобы схема не осталась в таком состоянии надолго, используется транзистор VT1. Он обеспечивает задержку обнуления триггеров. Задержка выполнена за счет цепи заряда конденсатора С2 через резистор R6. По этой причине на выходе D2/13 сигнал лог. "1" будет присутствовать не более 1 секунды. Этого времени вполне достаточно для срабатывания реле К1 или электромагнита. Время, при желании, легко можно сделать значительно больше, применив конденсатор С2 большей емкости.
В процессе набора кода нажатие любой ошибочной цифры обнуляет все триггеры. Если сигнал управления транзистором VT1 снимать с выхода не последнего триггера (например с вывода D2/12), то будет ограничено необходимое время на нажатие цифр кода. В этом случае даже при правильном, но медленном наборе кода выходной сигнал не появится.
Размещается схема вблизи кнопочной панели.
Все используемые детали, за исключением транзистора VT2, могут быть любого типа. Транзистор VT2 применен с большим коэффициентом усиления, и в случае использования в качестве нагрузки вместо реле электромагнита его нужно заменить на более мощный из серии КТ827.
Для открывания защелки дверного замка лучше использовать не электромагнит, а электромоторчик с редуктором. Такие узлы используются в составе автомобильных сигнализаций для автоматической блокировки дверей (их можно приобрести в магазине). Они потребляют небольшой ток (60...150 мА от 12 В) по сравнению с электромагнитом и позволяют иметь источник питания небольшой мощности, что особенно важно для автономного питания.
Плавное включение усилителя мощности
Это простое приспособление позволяет повысить надежность вашей радиоаппаратуры и уменьшить помехи в сети в момент включения.
Любой блок питания радиоаппаратуры содержит выпрямительные диоды и конденсаторы большой емкости. В начальный момент включения сетевого питания происходит импульсный скачок тока — пока идет заряд емкостей фильтра. Амплитуда импульса тока зависит от величины емкости и напряжения на выходе выпрямителя. Так, при напряжении 45 В и емкости 10000 мкФ ток зарядки такого конденсатора может составить 12 А. При этом трансформатор и выпрямительные диоды кратковременно работают в режиме короткого замыкания.
Для устранения опасности выхода этих элементов из строя путем уменьшения броска тока в момент первоначального включения и служит приведенная на рис. 1.7 схема. Она также позволяет облегчить режимы и других элементов в усилителе на время переходных процессов.
Рис. 1.7
В начальный момент, когда подано питание, конденсаторы С2 и СЗ будут заряжаться через резисторы R2 и R3 — они ограничивают ток до безопасного для деталей выпрямителя значения.
Через 1...2 секунды, после того как зарядится конденсатор С1 и на пряжение на реле К1 возрастет до величины, при которой оно сработает и своими контактами К1.1 и К1.2 зашунтирует ограничительные резисторы R2, R3.
В устройстве можно использовать любое реле с напряжением срабатывания меньшим, чем действует на выходе выпрямителя, а резистор R1 подбирается таким, чтобы на нем падало "лишнее" напряжение. Контакты реле должны быть рассчитаны на действующий в цепях питания усилителя максимальный ток. В схеме применено реле РЭС47 РФ4.500.407-00 (РФ4.500.407-07 или др.) с номинальным рабочим напряжением 27 В (сопротивление обмотки 650 Ом; ток, коммутируемый контактами, может быть до 3 А). Фактически реле срабатывает уже при 16...17 В, а резистор R1 выбран величиной 1 кОм, при этом напряжение на реле будет 19...20 В.
Конденсатор С1 типа К50-29-25В или К50-35-25В. Резисторы R1 типа МЛТ-2, R2 и R3 типа С5-35В-10 (ПЭВ-10) или аналогичные. Величина номиналов резисторов R2, R3 зависит от тока нагрузки, и их сопротивление может быть значительно уменьшено.
Рис. 1.8
Вторая схема, приведенная на рис. 1.8, выполняет ту же самую задачу, но позволяет уменьшить габариты устройства за счет использования времязадающего конденсатора С1 меньшей емкости. Транзистор VT1 включает реле К1 с задержкой, после того как зарядится конденсатор С1 (типа К53-1А). Схема позволяет также вместо коммутации вторичных цепей обеспечивать ступенчатую подачу напряжения на первичную обмотку. В этом случае можно использовать реле только с одной группой контактов.
Величина сопротивления R1 (ПЭВ-25) зависит от мощности нагрузки и выбирается такой, чтобы напряжение во вторичной обмотке трансформатора составляло 70 процентов от номинального значения при включенном резисторе (47...300 Ом).
Настройка схемы состоит в установке времени задержки включения реле подбором номинала резистора R2, а также выборе R1.
Приведенные схемы можно использовать при изготовлении нового усилителя или же при модернизации уже существующих, в том числе и промышленного изготовления.
По сравнению с аналогичными по назначению устройствами для двухступенчатой подачи напряжения питания, приведенными в различных журналах, описанные здесь — самые простые.
Простой термостабилизатор
Устройство является универсальным и предназначено для поддержания фиксированного значения заданной положительной температуры в диапазоне +1...80 °С с точностью 0,2 °С.
Термостабилизатор может применяться в искусственном инкубаторе для выведения цыплят из яиц (+37,5 °С), сушильном шкафу (+60 °С), домашней бане или же поддерживать положительную температуру (+2 °С) в утепленном хранилище для овощей на балконе при отрицательной температуре окружающего воздуха. При этом на работе устройства не сказывается возможная нестабильность сетевого напряжения.
П!итается устройство по бестрансформаторной схеме (рис. 1.15) непосредственно от сети 220 В, что позволяет значительно уменьшить его габариты.
Принцип работы схемы на компараторе D1 в особых пояснениях не чуждается — он часто применяется в различных устройствах и описан в литературе. Особенностью данного включения компаратора является управление выходной нагрузкой по эмиттерному выходу микросхемы. Использование транзистора VT1 позволяет улучшить работу компаратора и упростить схему управления тиристором.
В качестве нагревателя подойдет любая нагрузка мощностью не более 1000 Вт (я использовал "воздушный" ТЭН на 500 Вт — он более долговечен, чем нагреватель в виде лампочки). Если же требуется управлять более мощной нагрузкой, то диоды VD3...VD7 необходимо применять на больший допустимый рабочий ток (например Д246А, Б, Д247А, Б) и подключить дополнительный тиристор совместно с еще одним транзистором КТ940А аналогично с приведенной схемой. Сигнал управления второй нагрузкой (она подключается к отдельным гнездам) снимается с вывода D1/1.
Рис. 1.15
Для управления нагрузкой мощностью более 1000 Вт можно применить один тиристор типа Т122-20-4 или Т122-25-4 (последняя цифра в обозначении может быть и больше).
Индикаторами режимов работы схемы являются светодиоды HL1, HL2. Так, при включении устройства тумблером S2, если не подключен нагревательный элемент А1 (или он перегорел), то светиться будут одновременно оба светодиода, а при нормальной работе устройства свечение между индикаторами будет чередоваться: при нагреве А1 светится красный светодиод HL1 (тиристор открыт), при остывании HL2 — зеленый.
В схеме применен в качестве датчика температуры терморезистор типа СТЗ-19 (он обладает малыми габаритами и массой), но подойдут и другие типы (при этом может возрасти инерционность термостабилизации).
Для удобства эксплуатации термостабилизатора используется переключатель (S1), который позволяет иметь 5 фиксированных значений температуры и одно изменяемое. В шестом положении переключателя переменный резистор R2 позволяет устанавливать любую температуру в указанном диапазоне.
Наиболее часто используемые значения температуры удобно настроить резисторами R3, R6...R8, R10 (многооборотные, типа СП5-2) в соответствующих положениях переключателя.
В схеме применены постоянные резисторы типа С2-23; переменный резистор R2 типа СП2-2; конденсатор С1— К50-15, С2 — К10-7В; переключатель S1 типа ПГ2-5-6П2Н; тумблер S2 типа ТЗ; разъем Х1 — РС-4; гнезда Х2, ХЗ типа Г4,0 .
При изготовлении конструкции необходимо преду смотреть теплоотвод для тири стоpa VSI и диодов VD3...VD7.
Внешний вид конструкции корпуса показан на рис. 1.16. Выполняется он из диэлектрических материалов.
Соединительный кабель от гнезда Х1 до термодатчика может иметь длину до двух метров и выполняется перевитыми между собой проводами
Рис. 1.16
— это уменьшит влияние помех и наводок на вход схемы.
Свет выключается автоматически
Данное устройство предназначено для использования его в прихожей квартиры дляавтоматического выключения света через 30..,90 секунд после его включения кнопкой SB1 (звонковой) или SB2 (внутри квартиры). Этого времени достаточно, чтобы раздеться.
Схема, рис. 1.3, состоит из тиристора VS1, который будет находиться в открытом состоянии в течение времени, пока идет заряд конденсатора С1. Кнопку SB2 можно установить рядом с уже имеющимся в квартире включателем света S1 (включателем удобно пользоваться, если свет нужен надолго, например при наведении порядка). Кнопка SB1 находится снаружи двери и является звонковой. При нажатии на нее зазвенит звонок и включится свет в прихожей на установленный при настройке интервал времени, что позволит при свете подойти к двери.
При работе схемы автомата в режиме освещения, лампа EL1 будет светиться вполнакала, так как она работает на одной полуволне сетевого
Рис. 1.3
напряжения, но этого вполне достаточно для освещения, а увеличить яркость можно, увеличив мощность лампочки.
При желании схему легко дополнить еще одной кнопкой — SB3 (включенной параллельно с кнопкой SB2), которая будет связана с дверью и при ее открывании включит свет. Устройство может найти и другие применения, например для включения света в подвале. В этом случае кнопка SB1 и звонок не нужны, а время работы освещения можно увеличить, применив конденсатор С1 большей емкости (в схеме применен конденсатор типа К50-29 на 300 В) или подобрав резистор R2. Для стабильной работы схемы ток утечки у конденсатора должен быть минимальным. В качестве кнопки SB2 удобно использовать любой двухсекционный включатель света, доработав одну секцию для использования ее в качестве кнопки. Для этого под подвижный контакт подкладывается пористая резина, которая не позволит одной секции включателя находиться в фиксированном состоянии после нажатия на нее. Имеющуюся кнопку звонка можно доработать, дополнив ее еще одним контактом, но если у вас есть реле с рабочим напряжением 220 В можно обойтись одной группой контактов. При этом реле включается параллельно со звонком и при его срабатывании своими контактами (работающими вместо второй группы контактов кнопки) разряжает С1.
Топология печатной платы и расположение на ней элементов приведено на рис. 1.4.
Рис. 1.4
По сравнению с другими опубликованными устройствами аналогичного назначения данная схема имеет меньшие габариты, не содержит дефицитных деталей и проще в изготовлении и подключении.
Иногда хочется иметь постоянную подсветку, например в коридоре. Подсветка не потребляет много энергии (7...15 Вт), но экономичней, если она будет работать только в темное время суток. Включать и выключать
подсветку вручную не всегда удобно. Тем более что это успешно может выполнять автоматика.
Электрическая схема автоматического включателя приведена на рис. 1.5. Она состоит из усилителя (VT1) сигнала с фотодатчика R2, генератора импульсов на однопереходном транзисторе VT2 и симисторного коммутатора VS1.
Рис. 1.5
Фоторезистор в зависимости от освещенности меняет свое сопротивление от 1 к0м (при максимальном освещении) до сотен кОм (в темноте). Этот сигнал усиливается транзистором VT1, который, как правило, находится в насыщении или закрыт - это зависит от освещенности датчика R2. Если транзистор VT1 закрыт, то работает генератор на транзисторе VT2. Принцип работы генератора основан на свойстве однопереходного транзистора разряжать конденсатор С2 через базу 1 при превышении напряжения на нем порогового значения (база 2). Периодический разряд конденсатора С2 через обмотку 1 трансформатора, формирует во вторичной обмотке импульсы открывания симистора VS1.
Нагрузкой симистора может быть лампа мощностью от 5 до 2000 Вт Сама схема управления потребляет не более 1,3 Вт и для уменьшения габаритов имеет бестрансформаторное питание.
Для нормальной работы схемы необходимо, чтобы фотодатчик раполагался удаленно от зоны освещения.
Нужная чувствительность схемы к освещенности устанавливается резистором R3.
В устройстве применены детали: R2 типа СФ2-19 (ФСК-1), R3 - СП4-1, С1 — К52-1Б на 63 В, С2 — К10-17. Стабилитроны VD2, VD3 допустимо заменить на Д814Б, В, Трансформатор Т1 наматывается проводом ПЭЛШО диаметром 0,18 мм на ферритовом кольце М4000НМ1 типоразмера К16х10х4 мм и содержит в обмотке 1 — 80 витков, 2 — 60 витков. Острые края каркаса кольца закруглить напильником перед намоткой.
Топология печатной платы для схемы и расположение элементов приведена на рис. 1.6 . Радиатор для симистора необходим при работе его на нагрузку мощностью более 1000 Вт.
Корпус может быть любым, из диэлектрических материалов.
Рис. 1.6
Таймер для заваривания чая
Любители чая знают, что в зависимости от технологии изготовления его можно разделить на два основных типа — зеленый и черный. Для хорошего заваривания черного чая необходимо выдерживать его в кипятке до 4 минут, а зеленого до 7 минут. Если время заваривания превышает указанный интервал, то в заварку из чайного листа начинают переходить вредные для здоровья вещества (что подтверждено медицинскими исследованиями). Использование таймера позволит исключить такую возможность.
Рис. 1.29. Внешний вид таймера
Таймер не потребуется включать и выключать, так как он выполняется в виде подставки под заварочный чайник и включается при установке на него чайника или чашки с чаем. Таймер (рис. 1.29) имеет два временных интервала — 4 и 7 минут, один из которых устанавливается переключателем S2.
прерывистый звуковой сигнал оповещения соз дает пьезоизлучатель любого типа (ЗП-1, ЗП-22, ЗП-18, ЗП-3).
Время срабатывания таймера зависит от величины емкости С4 и резисторов R4...R7 (настройку удобнее проводить подбором резисторов). Частота звука зависит от номиналов R9 и С6, а прерывистость звучания задается R8 и С5.
Питается устройство по бестрансформаторной схеме непосредственно от сети через выключатель S1 (см. рис. 1.30) который срабатывает под действием веса. При включении питания таймера светится светодиод HL1
Рис. 1.30
(можно применить светодиод любого типа). В схеме используются: конденсаторы С1 — типа К73-17В на 400 В; С2...С4 — типа К50-29 или К53-4А на 16 В; С5, С6 — любые малогабаритные. Резисторы годятся любого типа с рассеиваемой мощностью, не меньше указанной на схеме. Транзистор VT1 можно заменить на КТ3102А, Б, КТ312, стабилитрон подойдет любой с напряжением стабилизации 9...13 В. В качестве включателя S1 можно использовать кнопку от разобранного тумблера типа МТ-1, а в качестве S2 — малогабаритный включатель. Сетевой предохранитель F1 можно изготовить из медного проводника диаметром 0,04...0,08 мм.
Топология печатной платы и расположение на ней элементов приведены на рис. 1.31 и 1.32. Элементы крепятся пайкой к контактным площадкам. При использовании микросхемы D1 типа 561 ЛА7 контактные площадки в месте ее установки при выполнении печатной платы надо раздвинуть в соответствии с расположением выводов.
Настройку таймера начинают с интервала 7 минут при разомкнутом включателе S2, подбирая номинал резистора R7, Интервал 4 минуты настраивается при замкнутом включателе S2 резистором R5.
Общие габариты устройства, не превышают размеры 125х100х20 мм. Верхняя крышка выполняется из термостойкого диэлектрического материала (толстого стеклотекстолита или пластмассы). Крепится она на петле так, чтобы при установке на нее небольшого веса срабатывала кнопка S1.
Этот таймер на кухне может быть полезен и для других целей, когда для приготовления еды требуется точное соблюдение таких же временных интервалов.
Рис. 1.31. Топология печатной платы
Рис. 1.32. Расположение элементов со стороны печатных проводников
Таймер с 24 часовым циклом
Иногда требуется включать и отключать устройства в одно и то же время в течение суток. Например, отключать звонок в квартире на ночь, включать электрочайник утром и т. д. Я использую данный таймер для автоматического отключения телефона вечером с 22-х до 6 часов утра (на 8 часов), что позволяет избавиться от случайных звонков.
Таймер обеспечивает с дискретностью одна минута установку нужного интервала времени и повторение процесса через 24 часа. Таймер состоит из генератора минутных импульсов на микросхеме D1, делителей частоты с изменяемым коэффициентом деления D2 и D3 (16 входов для установки коэффициента деления) и формирователей коротких импульсов на элементах микросхемы D4 (рис. 1.33).
Рис. 1.33
Переключение цепей выполняет поляризованное реле К1. Оно не требует постоянного питания обмотки для фиксации положения контактов, и для их переключения достаточно кратковременного импульса на соответствующую обмотку.
Схема выполнена на легкодоступных КМОП микросхемах и отличается малым потребляемым током, что позволяет, при желании, питать ее от батарейки 9 В. В этом случае реле К1 лучше использовать с низковольтным рабочим напряжением, например РПС45 РС4.520.755-08 (или РС4.520.755- 18), и тогда стабилитрон VD2, светодиод HL1 и резистор R10 не надо устанавливать, а конденсатор С6 необходимо увеличить до 1000 мкФ.
Работает схема следующим образом. Включение таймера проводится тумблером SA1 в момент времени, с которого требуется обеспечивать временной интервал. В начальный момент, когда подано питание на схему, пока идет заряд конденсатора С1, на выходе D4/11 формируется импульс, начального обнуления счетчика D1, и этот же импульс через элементы D4.2 , D4.4 переключит реле К1 (контакты реле 22 и 23 замкнутся), а на входах начальной установки счетчика D2 появится логическая "1" в соответствии с необходимым коэффициентом деления (N).
На схеме показано положение перемычек на выводах D2 для интервала 8 часов: N=8*60=480.
Коэффициент деления для другого временного интервала легко можно определить, воспользовавшись соотношением:
N=M(1000P1+100P2+10P3+P4)+P5 , где
Р1...Р4 — изменяемые коэффициенты, называемые множителями тысяч, сотен, десятков и единиц;
Р5 — остаток;
М — коэффициент называемый модулем (на схеме показано положение перемычек для значения М=2).
Значения чисел десятичной системы Р1...Р4 устанавливаются на соответствующих входах счетчиков в двоичном коде. Так, для коэффициента деления 1440: N=2(700+20)=1440 (P1=0, P2=7, Р3=2, Р4=0, Р5=0); для коэффициента деления 480: N=2(200+40)=480 (Р1=0, Р2=2, Р3=4, Р4=0, Р5=0).
Как только на выводе D2/23 появится логическая "1", элемент D4.1 формирует импульс для переключения реле К1 (контакты 22 и 23 разомкнутся, а 12 и 13 замкнутся). В таком состоянии схема будет находиться до момента, пока на выводе D3/23 не появится импульс (лог. "1").
Счетчик D3 имеет коэффициент деления 1440, что соответствует 24 часам. Через этот интервал, с момента включения таймера, на выходе счетчика будет периодически появляться сигнал для автоматического переключения цепей. В зависимости от того, какая группа контактов реле К1 используется, устройства могут включаться или отключаться в течение суток на необходимый интервал времени.
При управлении мощной нагрузкой, например электронагревателями, необходимо использовать дополнительное промежуточное реле с соответствующим допустимым током через контакты (для нагрузки мощностью 2000 Вт ток 10 А). Промежуточное реле можно включать контактами реле К1, которые рассчитаны на максимальный ток не более 0,5 А.
Если в процессе работы таймера требуется на некоторое время включать или выключать подключенное устройство, не меняя цикла работы таймера, то можно воспользоваться соответствующими кнопками: SB1 — включение и SB2 — выключение.
При отключении таймера от сети вторая группа контактов тумблера SA1.1 подключает обмотку ВГ реле К1 к конденсатору. Разряд С7 через обмотку реле позволит ему сработать, и оно вернет свои контакты в исходное положение, независимо от того, на каком этапе цикла мы отключили таймер. Эта же группа контактов через диод VD1 ускорит разряд конденсатора С1, что обеспечит готовность схемы к работе в любой момент времени при последующем включении.
В схеме применены резисторы типа С2-23, конденсаторы С1...С5 типа К10-17, С6 и С7 типа К50-24 на 63 В.
Кварц ZQ1 подойдет любого типа с рабочей частотой 32768 Гц (они широко используется в часах). В схеме применены поляризованные реле типа РПС43 РС4.520.735-01, но подойдут и многие другие типы, например РПС32 РС4.520.224. Сетевой трансформатор Т1 должен обеспечивать напряжение во вторичной обмотке, достаточное для срабатывания примененного реле.
При правильном монтаже схема настройки не требует. Проверку работы таймера удобно производить при подаче на вход счетчиков (D2, D3) секундных импульсов с вывода 4 микросхемы D1. При этом следует учитывать, что первоначальное запоминание коэффициента деления производится через три такта входных импульсов.
Схема таймера не меняет режимов при кратковременном исчезновении сетевого напряжения. Но для того, чтобы работа таймера не нарушашлась при длительном отсутствии сетевого напряжения, необходимо применять элемент резервного питания (9В), от которого достаточно питать только микросхемы.
Термостабилизатор для температуры 150...1000 °с
Схема предназначена для автоматического поддержания нужной температуры с высокой точностью и может найти применение в различных промышленных и бытовых устройствах для управления нагревом термокамеры или паяльника.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРА
1. Диапазон рабочих температур +150...1000 °С.
2. Точность поддержания установленной температуры в рабочем диапазоне не хуже 2 °С.
3. Рабочее напряжение нагревателя может быть от 100 до 400 В.
4. Мощность нагревателя допустима до 4 кВт (или 8 кВт при использовании радиатора для симистора большей площади).
5. Датчиком температуры является термопара из спая Хромель- Алюмель.
6. Схема управления термостабилизатора имеет электрическую развязку по постоянному току от сети питания нагревателя.
7. Включение цепи нагревателя производится электронным бесконтактным способом.
8. Питание схемы управления осуществляется от двухполярного источника питания с напряжением 12В (ток потребления схемы управления не превышает 15 мА). К одному блоку питания допустимо подключать до 10 схем термостабилизаторов.
Термостабилизатор содержит минимальное число элементов, что обеспечивает высокую надежность, а малые габариты позволяют легко разместить его внутри любого корпуса.
Устройство состоит из двух узлов: схемы управления и блока пита ния.
Рис. 1.17. Электрическая схема термостабилизатора
Схема управления (рис. 1.17) выполнена на одной сдвоенной микросхеме DA1 (140УД20А) и симметричном тиристоре (симисторе) VS1. На элементе DA1.1 собран дифференциальный усилитель сигнала с термопары, а на DA1.2 — интегратор, который управляет работой генератора импульсов на однопереходном транзисторе VT1. Импульсы через разделительный трансформатор Т1 поступают на управление коммутатором VS1.
Рис. 1.18. Форма импульсов на управляющем выводе симистора
Использование в схеме интегратора вместо обычно применяемого компаратора позволяет обеспечить мягкую характеристику изменения мощности в нагревателе при выходе на режим термостабилизации. Это осуществляется за счет изменения времени заряда конденсатора С8, от которого зависит частота генератора, а значит, и начальный угол открывания симистора. Пока напряжение с выхода DA1/12 не превысит пороговое значение, установленное резисторами R1 и R2 (на DA1/6), на выходе микросхемы DA1/10 будет напряжение +12 В, что обеспечит работу генератора (VT1) на максимальной частоте. При этом форма импульсов на управляющем электроде симистора должна иметь вид, приведенный на рис. 1.18.
Если форма импульсов другая, следует поменять местами выводы на одной из обмоток трансформатора Т1.
Электрическая схема блока питания термостабилизатора может быть собрана по одному из приведенных на рис. 1.19 вариантов. Обе схемы имеют внутреннюю электронную защиту от перегрузки и в особых пояснениях не нуждаются, так как являются типовыми. При использовании одного источника питания для нескольких термостабилизаторов включение каждой схемы управления производится отдельным тумблером.
Рис. 1.19. Двухполярныи источник питания для термостабилизатора
Топологии печатных плат и расположение деталей приведены на рис. 1.20...1.22. Симистор устанавливается на радиатор, состоящий из двух медных пластин, одна из которых показана на рис. 1.23. Для удобства подключения внешних цепей схемы на плате (рис. 1.21) закреплены винты МЗ и М4 с гайками.
Рис. 1. 20. Топология печатной платы схемы управления
Рис, 1.21. Расположение детален
Рис. 1.22. Печатная плата источника питания, вариант 2
В схеме применена прецизионная микросхема, и замена ее на другой тип недопустима, так как это ухудшит точность поддержания температуры из-за увеличения дрейфа нуля, который будет соизмерим с величиной сигнала от термопары.
Импульсный трансформатор Т1 наматывается проводом ПЭЛШО-0,18 на ферритовом кольце М4000НМ1 типоразмера К16х10х4 мм или кольце М2000НМ1 — К20х12х6 мм и содержит в обмотке 1 — 80 витков, 2—60 витков. Перед намоткой острые грани сердечника нужно закруглить надфилем. Иначе они прорежут провод. После намотки и пропитки катушки лаком нужно обязательно убедиться в отсутствии утечки между обмотками, а также обмотками и ферритом каркаса.
Остальные детали схемы не критичны и могут быть любого типа, например: переменные резисторы R1 и R2 типа СПЗ-4а; R3 и R4 — подстроенные многооборотные СП5-2; постоянные резисторы типа С2-23; электролитические конденсаторы С6 и С7 — К53-1А на 16 В; остальные — типа К10-17. Диоды VD2, VD3 предназначены для защиты схемы от неправильного подключения источника питания и могут быть любыми, на ток до 100 мА.
Подключая схему управления, необходимо соблюдать положение фазы, указанное на рисунке (при правильном соединении на радиаторе симистора должна находиться фаза сетевого напряжения). Это особенно важно, если от одного источника питания включено несколько термостабилизаторов.
При подаче питания на схему управления должен включиться нагрев нагрузки RH. Индикатором включения нагревателя является свечение светодиода HL1 или включенной параллельно с нагрузкой лампы.
Рис. 1.23. Конструкция радиатора для симистора
Для настройки температуры стабилизации устанавливаем в среднее положение регуляторы R1, R2 и,
дождавшись повышения температуры в зоне нагрева до нужной величины, регулятором ГРУБО добиваемся отключения нагревателя.
Когда процесс термостабилизации установится, скорректировать температуру можно регулятором ТОЧНО.
Схема позволяет иметь несколько фиксированных значений температуры при переключении S1. В этом случае нужная температура настраивается соответствующими подстроечными резисторами R3 и R4 на плате упоавления.
