automatyczny wyłacznik czasowy.pdf

Automatyczny wyłącznik czasowy

Automat schodowy

2442

Do czego to służy?

Urządzenie pełni funkcję automatu schodo−

wego. Po naciśnięciu przycisku włącza

oświetlenie. Następne przyciśnięcie – wyłą−

cza. Włączone żarówki po określonym czasie

zostają samoczynnie wyłączone. Urządzenie

spełnia więc funkcje przerzutnika załącz/wy−

łącz oraz układu czasowego. Dodatkową za−

letą jest fakt, że do jednej linii sterującej moż−

na przyłączyć dowolną liczbę przycisków.

Układ może być wykorzystany wróżnych

sytuacjach, gdy trzeba włączać i wyłączać

urządzenie elektryczne z kilku miejsc i gdy

wyłączenie ma następować automatycznie.

Układ może być też częścią nietypowego

układu sygnalizacyjno−alarmowego, który po

wykryciu obcych osób (czujki podczerwieni,

ultradźwiękowe, mikrofalowe) włączy na pe−

wien czas oświetlenie.

więc po każdym naciśnięciu przycisku stan

wyjścia zmienia się na przeciwny. W spo−

czynku na wyjściu Q panuje stan niski i kon−

densator C3 jest naładowany. Każdorazowe

pojawienie się stanu wysokiego na wyjściu

Q (nóżka 13) powoduje włączenie triaka,

a także zapoczątkowuje proces rozładowania

kondensatora C3 przez R8. Gdy napięcie na

wejściu zerującym (n. 10) przekroczy próg

logiczny, przerzutnik zostaje wyzerowany,

a triak wyłaczony.

Obwód sterowania triaka może wydać się

dziwny, ale taki sposób sterowania jest wtym

przypadku optymalny. Jak widać, zasilacz

Jak to działa?

Schemat ideowy urządzenia jest pokazany na

rysunku 1 . Sercem prościutkiego układu jest

znana kostka 4013 zawierająca dwa przerzut−

niki D. Jeden z przerzutników (U1A) pracuje

wnietypowej roli bramki Schmitta. Histerezę

zapewniają rezystory R6, R7, a obwód R5C2

filtruje ewentualne “śmieci”, mogące poja−

wić się w długich przewodach. Po naciśnię−

ciu jednego z przycisków na wejściu CLK

przerzutnika pojawia się rosnące zbocze.

Przerzutnik ten pracuje jako dwójka licząca,

Rys. 1 Schemat ideowy

*) bezpiecznik

topikowy rurkowy

Elektronika dla Wszystkich

dostarcza napięcia dodatniego do układu czę−

ści cyfrowej (D1, C4, D3) oraz napięcia

ujemnego do wyzwalania triaka (D6, C6, D4,

D5). Napięcie ujemne jest znacznie mniejsze,

ale z powodzeniem wystarcza do otwarcia

triaka.

Gdy na wyjściu zanegowanym przerzutni−

ka (n. 12) występuje stan wysoki, na bazie

tranzystora T1 występuje napięcie dodatnie

względem masy i tranzystor ten jest zatkany.

Gdy napięcie na nóżce 12 spadnie do pozio−

mu masy, tranzystor T1 zostaje otwarty i pły−

nie (ujemny) prąd bramki triaka. Triak zosta−

je otwarty i lampy zostają włączone.

Podczas testów modelu okazało się, że

stosując czułe triaki o małym prądzie bramki

można znacznie zmniejszyć pojemność C1

i C5 do 220nF, a nawet 150nF. Przy zastoso−

waniu standardowych triaków o prądzie wy−

zwalania 15mA należy stosować pojemności

podane na schemacie lub nawet większe

(470nF).

Stopień trudności projektu (dwie gwiazd−

ki) wynika wyłącznie z faktu, że układ jest

zasilany wprost z sieci, a to stanowi pewne

niebezpieczeństwo podczas testowania

i użytkowania. Nie jest to więc na pewno

układ przeznaczony dla początkujących i dla

młodzieży.

Układ zmontowany ze sprawnych ele−

mentów będzie od razu poprawnie pracował.

W przypadku kłopotów należy najpierw

sprawdzić, czy na kondensatorach C4, C6

występują napięcia zasilania (w spoczynku

około +12V i –4,4V). Następnie skontrolo−

wać, czy na wyjściach przerzutników zmie−

niają się stany po każdym naciśnięciu przyci−

sku. Jeśli ta część pracuje, należy odłączyć

R9 od przerzutnika – triak powinien się

otworzyć, a żarówka zaświecić. Jeśli to nie

nastąpi, trzeba zewrzeć wyprowadzenia emi−

tera i kolektora T2. Jeśli i to nie otworzy tria−

ka, przyczyną jest albo uszkodzenie triaka,

albo wyjątkowo mała czułość triaka – należy

go wymienić (albo zwiększyć pojemność C1,

C5). Takie kłopoty mogą wystąpić tylko

wprzypadku zastosowania triaka okiepskich

parametrach. Zastosowanie triaka BTA06 lub

BTA08 o gwarantowanym prądzie otwiera−

nia 15mAeliminuje opisane problemy.

W razie potrzeby można śmiało zmieniać

wartości C3 (1...4700uF) oraz R8

(10k...4,7M

przypadku wystarczy rezystor R4 wlutować

w miejsce oznaczone na schemacie oraz na

płytce drukowanej literą X, a przyciski włą−

czyć między punkty B i C, jak pokazuje ry−

sunek 3 . Układ będzie nadal poprawnie pra−

cował – przecież przerzutnik U1B reaguje na

zbocza – ściślej na rosnące zbocze. Jedyną

zmianą w stosunku do układu z rysunku 1

okaże się to, że przełączanie będzie następo−

wać nie wchwili naciśnięcia przycisku, tylko

w chwili jego zwalniania.

Piotr Górecki

Zbigniew Orłowski

Wykaz elementów

Rezystory

R1,,R2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..47k

Montaż i uruchomienie

ΩΩ

R3 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..220 ΩΩ 0,,5W

R4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..10kQW

Uwaga!

W urządzeniu występują napięcia

groźne dla życia i zdrowia. Osoby

niepełnoletnie mogą je wykonać

tylko pod opieką wykwalifikowanych

osób dorosłych.

R5,,R6 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..100k ΩΩ

R7,,R8 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1M

), by uzyskać potrzebny dowol−

ny czas wyłączania.

Gotowe urządzenie należy umieścić

w obudowie gwarantującej bezpieczeń−

stwo użytkowników. Należy też pamiętać,

że także na przewodach sterujących dołą−

czonych do punktów A, B oraz na przyci−

skach może wystąpić napięcie sieci groźne

dla życia.

R9 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4,,7k ΩΩ

Kondensatory

C1,,C5 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..330nF//400V

C2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..220nF

Układ można zmontować na płytce dru−

kowanej, pokazanej na rysunku 2 . Montaż

nie powinien sprawić trudności. Przed

pierwszym włączeniem do sieci należy jed−

nak wyjątkowo starannie sprawdzić po−

prawność montażu (najlepiej dać komuś in−

nemu do sprawdzenia), ponieważ układ jest

zasilany wprost z sieci i pomyłki mogą spo−

wodować uszkodzenie elementów, a nawet

ich wybuch.

C3 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..220µF//10V

C4 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..470µF//16V

Możliwości zmian

W układzie pokazanym na rysunku 1 przyci−

ski podają na wejście modułu (na punkt B)

dodatnie napięcie (Vcc). W wielu przypad−

kach znacznie korzystniejsze będzie sterowa−

nie polegające na zwieraniu wejścia sterują−

cego B do masy (do punktu C). W takim

C6 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..470µF//10V

Półprzewodniki

D1,,D6 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1N4001

D2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1N4148

Rys. 2 Schemat montażowy

Rys. 3 Możliwości zmian sterowania

D3 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..Diioda Zenerra 12V

D4,,D5 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..diioda LED zziiellona 3mm

Tc1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ttrriiak np.. BTA08 600C

T1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..BC558

U1 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..CMOS 4013

Pozostałe

Z1,,Z2 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ARK2

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT jako

kit szkolny AVT − 2442

Elektronika dla Wszystkich

R10 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2,,2k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: