АВТОМАТ ДЛЯ ПОДАЧИ ЗВОНКОВ ПО РАСПИСАНИЮ

April 3, 2011 by admin Комментировать »

 

Автомат, принципиальная схема которого приведена на рис. 1, предназначен для подачи звонков в школе. Длительная эксплуатация автомата подтвердила надежность его работы и целесообразность применения. Питание автомата может производиться от сети переменного тока с помощью выпрямителя нли от аккумуляторной батареи.

Как видно из принципиальной схемы, основными частями автомата служат: датчик времени, распределительное устройство, электромагнитное реле Р1 и термореле Р2.

Датчик времени представляет собой часы с гиревым, пружинным нли электрическим приводом, имеющие обычный циферблат, минутную и часовую стрелки, На циферблате устанавливают изолированные от него контакты, которых касается минутная стрелка при своем движении. На стрелке для надежного замыкания установлены специальные гибкие посеребренные щетки, которые при соприкосновении с контактами создают небольшое контактное давление, не влияющее на ход часов.

В качестве распределительного устройства использован обычный шаговый искатель обратного хода с двумя контактными полями. Подобные искатели выпускает наша промышленность для шаговых автоматических телефонных станций.

Реле Р1 служит исполнительным элементом. Для этой цели можно использовать реле электромагнитного типа, имеющее четыре группы контактов на замыкание и ток срабатывания, не превышающий 10—15 ма. Применение реле с током срабатывания более 15 ма не рекомендуется, так как может привести к обгоранию контактов на часах и снижению надежности работы всей системы автоматики.

Тепловое реле Р2 служит для получения необходимой выдержки времени, определяющей длительность подачи звонка.

В качестве термореле лучше всего применить биметаллическое тепловое реле, которое широко распространено в различных схемах автоматики. Все элементы автоматического устройства в нашем случае рассчитаны на рабочее напряжение 48 в.

Рассмотрим работу схемы автомата, когда шаговый искатель (его щеткн) находятся на контакте 1. В этом положении цепь срабатывания исполнительного реле Р1 образуется только в том случае, когда минутная стрелка часов подойдет к тому контакту около цифры на циферблате часов, который соединен с контактом 1 шагового искателя ШИ.

Допустим, что звонок подается, например, в 9 ч 25 мин; в этом случае контакт должен быть расположен у цифры «5» (25 мин). Когда минутная стрелка подойдет к цифре 5 и замкнется с имеющимся там контактом, образуется цепь: плюс источника питания ( + 48 в), обмотка исполнительного реле Р1, щетка шагового искателя ШИ, контакт 1, контакт 5 на циферблате часов, минутная стрелка, контакты 1—2 термореле Р2, минус источника питания (—48 в). В этой цепи срабатывает реле PL

При срабатывании реле Р1 оно замыкает четыре пары контактных групп: 1—1;

2—    2; 3—3; 4—4. Через контакты /—/ подается питание на обмотку шагового искателя ШИ: плюс 48 в, обмотка ШИ, контакты 1—/ реле Р1, минус 48 в. Через контакты 2—2 реле блокируется и независимо от наличия соединения на’часах получает питание по цепи: плюс 48 в, обмотка реле Р1, контакты 2—2 реле Р1, нормально замкнутые контакты /—2 термореле Р2, минус 48 в. Через контакты

3—  3   создается цепь для питания нагревающей обмотки термореле Р2: плюс 48 в, контакты 3—3 реле Р1, нагревающая обмотка реле Р2, минус 48 е. Одновременно с замыканием контактов 4—4 реле Р1 подается напряжение сети переменного тока на школьный звонок Зв: зажим сети, контакты 4—4, реле Р1, обмотка звонка Зв, второй зажим сетн. Звонок Зв начинает звонить.

По мере прохождения тока через обмотку реле Р2 последняя нагревается и нагревает биметаллическую пластинку, которая разрывает контакты 1—2, реле Р1

разблокировывается, лишается питания и отпускает свой якорь, размыкая цепь питания звонка, обмоткн шагового искателя и термореле Р2.

Шаговый искатель ШИ при размыкании цепи его обмотки переводит щетки во второе положение, где контакт 2 шагового искателя соединяется с контактом часов, расположенным на окружности циферблата в том месте, где применительно к данному расписанию будет находиться минутная стрелка часов ко времени подачи следующего звонка. Замыканием минутной стрелки этого контакта восстановятся все вышеперечисленные цепи и произойдет замыкание цепи звонка, после которого шаговый искатель подготовит цепь для последующего звонка. Из всех имеющихся на циферблате контактов подключается только тот, время касания которого минутной стрелкой определено расписанием подачи звонка.

Необходимая длительность работы звонка (30—60 сек) регулируется временем срабатывания термореле Р2. Составление монтажной схемы соединений контактов шагового искателя с контактами на циферблате часов упрощается, если составить следующую таблицу:

Таблица

Время подачи звонка

Назначение звонка

Ni контакта шагового искателя

Положение контакта на циферблате часов

8 нас 25 мин

Предварительный

1

25 мин

8 час 30 мин

Начало 1-го урока

2

30 мин

9 час 15 мин

Конец 1-го урока

3

15 мин

 

Перемена 10 мин

9 час 25 мин

Начало 2-го урока

4

25 мин

10 час 10 мин

Конец 2-го урока

5

10 мин

 

Перемена 10 мин

10 час 20 мин

Начало 3-го урока

6

20 мин

11 час 05 мин

Конец 3-го урока

7

05 мин

 

Перемена 15 мин

11 час 20 мин

Начало- 4-го урока

8

20 мин

12 час 05 мин

Конец 4-го урока

9

05 мин

 

Перемена 10 мин

12 час 15 мин

Начало 5-го урока

10

15 мин

13 час 00 мин

Конец 5-го урока

11

00 мин

 

Перемена 5 мин

 

и т. д.

 

 

Из приведенного примера расписания подачн звонков следует, что контакты 1, 4 шагового искателя надо соединить с контактом «25 мин» на циферблате часов,

контакт 2 — с контактом «30 мин», контакты 3, 10 — с контактом «15 мин», контакт 5 — с контактом «10 мин» и т. д.

С подачей последнего звонка (например, в 20 час 30 мин.) щетка шагового искателя должна устанавливаться иа крайний контакт, который соединяется с дополнительным контактом а на циферблате часов. Этим обесточиваются все минутные контакты и подача звонков прекращается до 7 час. 30 мин. утра, пока часовая стрелка не соединится с контактом а н не вызовет срабатывания автомата. В этом случае щетки шагового искателя установятся в первое положение, подготовляя автомат к работе по расписанию. Одновременно подается звонок, извещающий о включении автомата.

Исходная установка нскателя в требуемое положение осуществляется кнопкой Кн1. Прн наличии свободного контактного поля в шаговом искателе его можно использовать для включения индикаторных лампочек, которые указывают иа положение щеток искателя. Свободное поле можно также использовать для автоматической установки искателя на последний контакт при нажатии кнопки (на схеме не показана), переводящей искатель в режим работы однорелейиого импульсного генератора. В автомате можно использовать и искатели прямого хода.

Конструкция автомата достаточно проста. Все его детали (шаговый искатель ШИ, реле PI, Р2 и источники питания) установлены в закрытом оргстеклом металлическом ящике размерами 480X240X120 мм. Автомат соединяют с часами с помощью жгута, состоящего из 14 проводов, концы которых припаивают к многоконтактным разъемам, в качестве которых можно использовать панельки и цоколи от восьмиштырьковых радиоламп. Щетки на минутной и часовой стрелках можно изготовить из елочной канители. В качестве контактов на циферблате используются медные посеребренные заклепкн с плоской головкой, изолированные от циферблата гетинаксовымн втулками и шайбами.

На лицевой панели автомата размещены: выключатель сети, кнопки установки в нужное положение шагового искателя и ручной подачи звонка Кн2.

Автомат, опнсанне которого приведено выше, разработан техническим кружком учащихся 8-й средней школы г. Новгорода.

Одним из важных элементов автоматических устройств являются различные электронные реле времени, предназначенные для получения заданной выдержки времени при включении и выключении различных электрических устройств и, в частности, дли автоматического прекращения времени экспонирования фотобумаги через заданный промежуток времени.

На рис, 1 приведена схема электронного реле времени, собранного на транзисторе 77. Работает реле следующим образом. В коллекторную цепь транзистора включено поляризованное реле Р1, а в цепь базы — конденсатор большой емкости С1, постоянный резистор R1 и переменный резистор R2. В исходном состоянии контакты 1—2 секции Bla переключателя В1 разомкнуты и токи в цепях базы и коллектора отсутствуют В этом положении контактами 3—4 указанного переключателя конденсатор С/ закорочен.

При включении реле времени контакты 3—4 переключателя В1 будут разомкнуты, а /—2 замкнуты, и в цепи базы начнет протекать ток, который зарядит конденсатор С1 до напряжения источника питания Б. После того, как конденсатор С1 зарядится, ток в цепи базы прекращается.

В момент замыкания контактов /—2 в цепи коллектора будет проходить ток, который больше тока базы в Р раз ({$– коэффициент усиления по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером). Если этот ток больше тока срабатывания реле Р1, то оно сработает, замкнет свои контакты 1—2 и включит исполнительную цепь (например, лампу Л фотоувеличителя для фотопечати). Так как по мере заряда конденсатора С/ ток в цепи базы будет уменьшаться, это вызовет соответствующее уменьшение тока в цепи коллектора. При токе коллектора, равном току отпускания реле Р1, последнее отпустит свой якорь, разомкнет контакты 1—2 и выключит лампу Л фотоувеличителя.

Для повторного включения реле следует выключить и снова включить переключатель В1, в качестве которого используют обычный сдвоенный перекидной тумблер.

Время заряда конденсатора С1 зависит от его емкости и сопротивлений резисторов Rl, R2. Поэтому регулируя величину переменного резистора R2, можно изменять интервал выдержки времени.

При указанных на схеме данных и использовании поляризованного реле типа РП-4, отрегулированного на ток срабатывания 0,8 ма и ток отпускания 0,4 ма, такое электронное реле обеспечивает выдержку времени до 15 сек.

Несколько рекомендаций по налаживанию описанного выше устройства. Прежде чем поляризованное реле РП-4 (паспорт У. 172.22.37) включить в коллекторную цепь транзистора, его необходимо установить в режим однопозиционной работы (с преобладанием) Затем нужно определить полярность включения обмотки (в схеме используется только высокоомная секция). При правильном включении обмотки реле, коллекторный ток, превышающий ток срабатывания реле, должен вызывать переброску якоря (подвижного контакта) из одного крайнего положения в другое. В процессе регулировки реле РП-4 необходимо добиться, чтобы ток отпускания был минимальным. Это позволит увеличить время выдержки. В схеме можно использовать конденсаторы только с малой утечкой. Для более точной установки времени выдержки, которое наносится на шкалу переменного резистора R2, рекомендуется разбить его на несколько поддиапазонов (шкал). С этой целью в схеме следует предусмотреть дополнительный переключатель для скачкообразного изменения емкости конденсатора С/.

Реле времени, собранное по схеме рис. 2, отличается применением составного транзистора ("77, Т2). благодаря чему оно обладает более высокой чувствительностью. Составной транзистор имеет коэффициент усиления по току, равный произведению коэффициентов усиления по току отдельных транзисторов, и поэтому при одном и том же управляющем токе коллекторный ток получается гораздо большим, чем в предыдущей схеме. Это позволило отказаться от применения дорогостоящего реле и заменить его обычным электромагнитным.

Изменение выдержки времени осуществляется плавно — резистором R2 и скачками — переключателем В2. При испытании данной схемы с использованием реле типа РСМ-2 (паспорт Ю.171.81.21), у которого из-за разгрузки якоря удалось получить токи срабатывания н отпускания 10 и 4 ма, время выдержки оказалось равным: на первом пределе 1—6 сек, на втором—6—24 и на третьем пределе 24—125 сек.

Каждый из конденсаторов С2, СЗ набран из нескольких конденсаторов с минимальным током утечки и рабочим напряжением не менее 10 е. Следует отметить, что пределы выдержки времени зависят от фактической емкости конденсаторов С1—СЗ и величины утечки, поэтому они уточняются в процессе налаживания.

Еще один вариант схемы реле времени на одном транзисторе приведен на рис. 3. В этом реле время выдержки определяется временем разряда конденсатора С1 через резисторы Rl, R4 и входную цепь транзистора 77. Изменяя величину переменного резистора R4, можно плавно изменять время выдержки.

В исходном состоянии напряжение на конденсаторе С1 равно нулю, а следовательно, на базе транзистора Т1 напряжение отсутствует. Ток в цепи коллектора настолько мал, что реле Р1 не срабатывает. При нажатии на кнопку Кн конденсатор С1 почти мгновенно заряжается до напряжения на выходе выпрямителя. Стоит только отпустить кнопку, как напряжение на конденсаторе С1 будет приложено минусом на базу транзистора, и коллекторный ток резко увеличится. При этом реле Р1 сработает, замкнет свои нормально разомкнутые контакты 1—2, и в исполнительную цепь будет подано питание. Якорь реле будет притянут до тех пор, пока конденсатор С1 не разрядится. По мере разряда конденсатора ток коллектора будет уменьшаться. Когда он станет меньше тока отпускания реле, последнее разомкнет контакты 1—2 и подача напряжения на исполнительную цепь прекратится.

Время разряда конденсатора С1 в основном определяется переменным резистором R4, шкала которого проградуирована в секундах. Электромагнитное реле Р1 имеет те же параметры, что и в предыдущей схеме.

Трансформатор Tpl выполнен на сердечнике Ш16, толщина набора 20 мм. Обмотка 1а содержит 1900 витков, а обмотка 16—1400 витков провода ПЭВ-1 0,12. Обмотка 11 содержит 925 витков провода ПЭВ-0,15. Для получения различных выпрямленных напряжений от 700, 775 и 850-го витка делаются отводы.

На рис. 4 приведена схема лампового электронного реле времени, предназначенного для получения выдержки времени длительностью 0,5—60 сек с точностью ±2%. Управление работой реле осуществляется ручкой"установки выдержки времени (R1) и кнопкой Кн.

Работает реле времени следующим образом: в исходном положении бумажный конденсатор С2 заряжен до напряжения на выходе выпрямителя и анодный ток имеет величину, достаточную для срабатывания поляризованного реле Р1. При срабатывании реле Р1 замыкаются его контакты 1—2 и размыкаются контакты 2—3, тем самым разрывая цепь питания промежуточного реле Р2 и индикаторной лампочки Л2.

Для того чтобы начался отсчет времени выдержки, необходимо нажать кнопку Кн. При этом конденсатор С2 практически мгновенно разряжается и на управляющей сетке левого триода лампы Л1 окажется большое отрицательное смещение, лампа запрется, ее анодный ток станет равным нулю, и реле Р1 отключится. Отключение реле Р1 вызовет размыкание контактов 1—2 (Р1) и начало заряда конденсатора С2. Одновременно при замыкании контактов 2—3 (реле Р1) включается индикаторная лампочка Л2 и реле Р2. Реле Р2 сработает и контактами 1—2 (Р2) включит питание на исполнительную цепь — гнезда «Выход». Таким образом, отсчет выдержки времени начинается с момента отключения реле Р1.

 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты