Рис. 77. Схема автоматического управления дверьми на триггерах Шмитта с фотодатчиками
Для осуществления автоматического открывания и закрывания ворот и дверей разработано множество вариантов схем. Чертеж на рис. 76 дает представление о работе одной из таких схем, содержащей два фотодатчика.
Предположим, что речь идет, например, об автоматическом открывании садовых ворот (калитки). После того как мы позвонили, находящиеся в доме нажимают кнопку и таким образом дают нам возможность войти. Войдя в ворота, мы проходим контрольный пункт (контрольно-управляемые световые датчики); ворота при этом автоматически закрываются. Если же подойти с противоположной стороны и пройти через контрольный пункт, то ворота автоматически откроются. При входе и выходе из ворот функции системы различны. Очевидно, что в зависимости от направления движения субъекта ворота надо закрывать или открывать. Задача легко решается при помощи схемы с двумя фотореле (рис. 77). Транзисторы 77 и Т5 представляют собой усилительный каскад.
На транзисторах Т2, ТЗ и Т6, 77 построены триггеры Шмитта, имеющие напряжение запуска 1,3 В. Выходные напряжения триггеров управляют релейными выходными каскадами, построенными на транзисторах Т4 и Т8. Предположим, что кто-то движется в направлении от фотодатчика F1 к F2. Его тень падает сначала на F1, а потом на F2. Если двигаться в противоположном направлении, все происходит в обратном порядке. Датчик F1 управляет работой реле Л, a F2 — J2.
В схеме есть еще и третье реле J3, обмотка возбуждения которого через контакты реле j21 и j11 соединена параллельно с обмоткой возбуждения J1. Если субъект движется по направлению автоматического открывания двери, сначала прерывается путь светового луча, падающего на фотодатчик F2. Срабатывает реле J2 и, замыкая контакт j21, параллельно соединяет катушки возбуждения реле J3 и J1, транзистор Т8 открывается. Большая часть тока потечет через реле J3, и оно сработает. Реле Л вследствие большого сопротивления обмотки не сработает, его контакт jll останется замкнутым. Автоматическое открывание осуществляется через контакт 131 реле 13. При движении в противоположном направлении (автоматическое закрывание) срабатывает сначала реле J1, а потом J2. Реле J3 будет находиться в состоянии отпускания, так как при срабатывании J1 контакт jll через ]21 разомкнет его цепь. Затем реле J2 (контакт j21 замкнут) срабатывает вхолостую, контакт jll продолжает оставаться открытым. Управление автоматическим закрыванием осуществляется контактом jl2.
2.2 ЭЛЕКТРОННЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
2.2.1. СЕНСОРНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
В наши дни включение и выключение различных приборов все чаще осуществляется при помощи сенсорных переключателей.
Рис. 78. Сенсорный переключатель
На рис. 78 приведена схема такого переключателя. Большое входное сопротивление обеспечивается применением полевого транзистора Т1. Возможность включения и выключения различных устройств достигается при помощи контактов реле, расположенного в коллекторной цепи транзистора ТЗ в схеме мультивибратора. Схема работает при напряжении питания 9 или 12 В.
В первом случае применяют реле типа 2RT фирмы Siemens с катушкой возбуждения 200 Ом, во втором — 300 Ом. На транзистор ТЗ целесообразно поместить охлаждающий радиатор. На рис. 79 показаны печатная плата и монтажная схема переключателя.
Рис. 79. Печатная плата (а) и монтажная схема (б) сенсорного переключателя, изображенного на рис. 78
Бистабильный сенсорный переключатель, изображенный на рис, 80, служит для надежного включения и выключения устройств, работающих от сети. Его достоинством является то, что он не включается на ложный сигнал (прикосновение). Полевой транзистор Т1 работает как трансформатор полного сопротивления. Переменное напряжение, попадающее на затвор G полевого транзистора, выпрямляется диодом D1, соединенным со стоком D, в качестве фильтра используется конденсатор СУ, емкость которого выбирают с учетом того, чтобы задержка была достаточной для препятствия проникновению ложного пускового сигнала на биста-бильный переключающий каскад (IC1). Напряжение с конденсатора С1 передается на формирующий контур, состоящий из транзисторов Т2 и ТЗ. В том случае, когда коллекторное напряжение транзистора ТЗ достигнет уровня переключения бистабильного каскада 1C, последний переключается и на его выходе 14 возникает управляющий импульс. Выходной сигнал 1C может управлять реле через согласующий каскад.
Рис. 80. Бистабильный сенсорный переключатель
На рис. 81 изображена схема сенсорного переключателя, построенного на интегральной микросхеме таймеpa типа 555. Путем прикосновения к контактной пластине можно включить, например, лампу или любое другое устройство. Микросхема обладает очень большой чувствительностью: для ее переключения достаточно, чтобы на клемму 2 был подан ток всего в 1 мкА. Вывод 2 соединен с положительным питающим напряжением через резистор R2 (2,2 — 10 МОм). При Rj = S,2 МОм и Сг = 300 нФ реле срабатывает примерно через 3 с. Применяя конденсатор большей емкости, можно увеличить время включения. Однако максимальная выдержка времени не может превышать 60 мин. В качестве реле использовано малогабаритное реле типа IO1 фирмы Siemens с номинальным напряжением б В. Диод D1, соединенный параллельно с обмоткой реле, служит для подавления всплесков индуктивного напряжения. В зависимости от напряжения срабатывания реле значения питающего напряжения могут находиться в диапазоне от 4,5 до 16 В.
Рис. 81. Схема сенсорного переключателя, построенного на интегральной схеме таймера типа 555
Схема применима и для управления, например, квартирным звонком. Выдержку в этом случае не имеет смысла устанавливать больше чем на 3 с. Для автоматического выключения радиоприемников она может составлять, например, 60 мин.
На рис. 82 представлена схема сенсорного переключателя, построенного с использованием интегральной микросхемы типа SAS560 фирмы Siemens, что позволяет при минимальном количестве внешних элементов управлять (включать — выключать) четырьмя различными устройствами (цепями). На выходе схемы предусмотрены триаки, которые обеспечивают поканэльное управление и имеют максимальную мощность 1000 Вт.
Схема начинает работать при автоматической подаче питающего напряжения к устройству управления, соответствующему сенсорному контакту S1, и светодио-ду LED индикатора. Аналогично можно включить и остальные цепи.
Рис. 82. Сенсорный переключатель для управления четырьмя различными устройствами
Выпрямленное напряжение, используемое для питания микросхемы, может меняться в пределах от 17,5 до 26 В. В качестве фильтра используется конденсатор С1. Питание осуществляется через контакты 1 и 7 — 8. Подавление паразитных сигналов, т. е. надежная работа микросхемы, обеспечивается конденсаторами С2, СЗ, С4 и С5. С сенсорными контактами последовательно соединены резисторы на 1 МОм и резистор R14 (1 МОм), которые обеспечивают необходимую изоляцию от сети. Резистор R14 надо припаивать как можно ближе к выводам сенсорных контактов. Ими могут быть любые металлические электроды, важно лишь, чтобы они не находились слишком далеко друг от друга. В качестве светодиодов применяют CQY11 или любой другой аналогичный тип. Приклеивание — самый простой способ их фиксации.
Диоды Dl, D2, D3 и D4 обеспечивают включение триаков только при положительных импульсах. Для управления устройствами мощностью 1 кВт надо использовать триаки с параметрами 400 В/6 или 8 А, причем резисторы не требуются.
Для того чтобы избежать во время припаивания повреждений ИМС, целесообразно ставить панельки. Печатная плата и монтажная схема переключателя приведены на рис. 83. Если вместо триаков установить реле (например, типа 2RT) и исключить резисторы R10,R11, R12 и R13, появится возможность подключения при помощи сенсорного переключателя к усилителю (рис. 84) тюнера, проигрывателя, магнитофона или микрофона.
Рис. 83. Печатная плата (а) и монтажная схема (б) переключателя, изображенного на рис. 82 (Ml ; 1)
Рис. 84. Подключение к усилителю бытовой радиоаппаратуры высокого класса при помощи реле вместо триаков
2.2.2. ЗВУКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
Приборы, управляемые звуковым или низкочастотным сигналом, называют звукочувствительными переключателями или, другими словами, звукочувствительными реле. Их можно использовать и в качестве звуковых сигнализаторов. Тогда они могут быть настроены на минимальный уровень звука и применяться для управления любой системой сигнализации. Цепь звукочувстви-тельного реле состоит из (рис. 85) звукоприемника, усилителя напряжения, коммутирующего каскада.
Достарыңызбен бөлісу: |