А подобное доработанное устройство вполне может управлять уже «неигрушечным» периферийным устройством нагрузки. Таким образом, польза в экономии времени и радиоэлементов очевидна.
На месте VT1 можно использовать не только биполярный, но и составной или полевой (МОП) транзистор. К примеру, КП501, КП505, ZVN2120.
Для выбора оптопары нужно заглянуть в проверенный справочник. В рассматриваемом случае вполне подойдет симисторная одноканальная оптопара, управляемая напряжением 1,2–1,5 В при входном токе 10 мА, с параметрами напряжения коммутируемой цени до 260 В, к примеру АОУ163А в шестивыводном корпусе DIP6. Она состоит из инфракрасного AsGaAl светодиода и кристалла высоковольтного фоточувствительного симистора, рассчитана на коммутацию переменного напряжения в силовой цепи с током до 100 мА. Цена такого радиоэлемента невысока, до 50 рублей.
Расположение (цоколевка) выводов представлено на рис. 3.4.
Рис. 3.4.Цоколевка (расположение выводов) оптопары АОУ163А
В этой типовой схеме элементы R и С являются цепью защиты симистора, а нагрузка подключается вместо Rогр, последовательно с симистором.
Эта типовая схема включения взята с сайта http://www.may.ru/otcomp/optorele/docs/lprac.pdf.
Можно подобрать и другую, более мощную оптопару — для управления силовыми цепями, к примеру МОС3030, МОС3063 или аналогичную, по тому же принципу.
Но здесь кроятся интересные особенности.
Если собрать схему согласно рис. 3.4, то есть на вход оптопары (выводы 1 и 2 — вход согласно рис. 2.38) подключить параллельно мигающему светодиоду, а выход (выводы 4 и 6 — безотносительно полярности) — к силовой цепи (рис. 3.5), то устройство работает некорректно: включается по звуковому сигналу от микроконтроллера видеорегистратора и остается во включенном состоянии. И основная причина явления здесь не в стабилизационной цепи VD2, С1.
Рис. 3.5.Подключение симисторной оптопары МОС3063 без дополнительного симистора
Это подтверждается тем, что если собрать дополнение к такой схеме с добавочным симистором ТС106-10 (как вариант ТС112-16) — в соответствии с рис. 3.5, тогда устройство будет работать нормально и безупречно управлять мощной нагрузкой. Надо понимать, что мощная нагрузка (к примеру, электролампа) в цепи ТС 106 подключается последовательно с ним.
Цифровой электронный таймер BND-50/SG1, имеющий 8 различных программ и встроенный автономный источник питания, достиг, наконец, прилавков розничной торговой сети.
Учитывая небольшую стоимость (400 рублей), радиолюбители с удовольствием применяют это многофункциональное устройство в быту. Однако не все знают, что таймер может применяться не только по прямому назначению, но и в большой вариативности — для управления работой видеокамер, установленных как снаружи, так и внутри помещения. Эти особенности рассмотрены ниже.
Внешний вид цифрового таймера BND-50/SG1 представлен на рис. 3.6.
Рис. 3.6.Внешний вид цифрового таймера
В верхней части корпуса таймера имеется светодиод красного цвета, который индицирует включенное состояние нагрузки. Если открутить два винта на обратной стороне корпуса таймера, получим доступ к электронной «начинке» устройства, она представлена на рис. 3.7.
Рис. 3.7.Вид на внутреннюю начинку цифрового таймера
Таймер имеет встроенный дисковый Ni-Mh аккумулятор с номинальным напряжением 1,2 В энергоемкостью 70 мА/ч. Благодаря ему электронная схема продолжает отсчет времени, даже если отключат электроэнергию.
При подключенном вновь напряжении осветительной сети 220 В встроенный аккумулятор подзаряжается в течение 50–60 мин до максимальной емкости.
Внимание, важно!
Перед первым включением или после длительного хранения рекомендуется включить таймер в сеть 220 В на 3–4 часа, для того чтобы внутренний аккумулятор зарядился.
Элементы устройства смонтированы на двух печатных платах, которые соединяются между собой с помощью 5-контактного разъема (обозначение на плате S1).
Плата 1 — электронное исполнительное устройство (рис. 3.7). На ней расположены электромагнитное реле, 5-контактный разъем S1, встроенный аккумулятор, выпрямитель и стабилизатор напряжения (выполненные по бестрансформаторной схеме), ограничительные резисторы, сглаживающие конденсаторы и усилитель тока на биполярном транзисторе. Плата 2 (блока отсчета и программирования) представлена на рис. 3.8.
Рис. 3.8.Печатная плата блока отсчета времени и программирования
На плате расположены микросхема таймера (в залитом каплевидном корпусе) с электрическими элементами и ответная часть штырькового разъема, соединяющая две платы устройства.
Плата исполнительного устройства с 5-контактным разъемом имеет в данном устройстве особенное значение.
Данный электронный узел может работать самостоятельным исполнительным устройством под управлением другого электронного устройства (об этом ниже).
Замеры напряжений постоянного тока между контактами разъема
S1 (контакты считаем от обозначения S1):
• 1–2 100 В;
• 4–2 100 В;
• 4–3 3 В (4 — общий, 3 — «+» питания);
• 4–5 0,2 В.
Если цифровой таймер включить в сеть (до того, как будет установлен определенный режим программирования), немедленно включится устройство нагрузки (и зажжется индикаторный светодиод).
Для выключения нагрузки необходимо замкнуть выводы 4 и 5 соединительного разъема, то есть подать «нулевой» потенциал (относительно общего провода, вывода 4 разъема S1) на контакт 5 того же разъема.
На рис. 3.9 представлена схема управления исполнительным устройством (платой 1).
Рис. 3.9.Схема исполнительного узла электронного цифрового таймера
Исполнительный узел сконструирован так, что (в подключенном к сети 220 В устройстве) усилитель тока на транзисторе VT1 открыт и реле К1 включено. Контакты реле К1 замыкают электрическую цепь нагрузки.
При поступлении в точку А (вывод 5 разъема S1 — обозначение на плате) потенциала, близкого к «0», транзистор VT1 закрывается, реле К1 и нагрузка обесточиваются.
Данное промышленное устройство несложно преобразовать в электронный блок управления мощной нагрузкой, где управляющим электронным узлом (подключенным к исполнительному устройству) может служить не только программируемый цифровой (или механический) таймер, но и, например, приемник ИК- или радиосигналов — любой электронный узел с выходным напряжением 2,5–5 В постоянного тока.
3.3.1. Технические и электрические характеристики таймера
Максимальная коммутационная нагрузка 3,52 кВт, 16 А в осветительной сети 220 В, 50–60 Гц.
В устройстве применен выпрямительный диодный мост DB107.
Электрические характеристики диодного моста DB107
• Максимальное постоянное обратное напряжение 1000 В.
• Максимальное импульсное обратное напряжение 1200 В.
• Максимальный допустимый прямой импульсный ток 50 мА.
• Максимальный обратный ток 10 мкА.
• Рабочая температура -55…+125 *С.
• Корпус DB-1.
Его можно заменить аналогами по электрическим характеристикам BR310, КЦ422Г или составить, например, из четырех дискретных диодов типа КД213Б.
Усилитель тока реализован на популярном биполярном транзисторе S9014. Его предельные электрические характеристики: напряжение коллектор-эмиттер 50 В, ток коллектора 150 мА. Вместо S9014 можно использовать транзисторы-аналоги: S9015, S9018, КТ368А.
Исполнительное реле К1 — электромагнитное, рассчитанное на постоянное напряжение 24 В (в активном состоянии ток потребления 25 мА) и ток коммутации в электрической цепи 220 В до 16 А.
Это значение тока коммутации написано на корпусе реле (фирмы Eleway) и представляет довольно большую величину.
Внимание!
Автор не испытывал данного реле (и устройства) при максимальном токе нагрузки. Для коммутации тока 16 А (в цепи 220 В) придется предусмотреть электрические соединительные провода с большим сечением жил.
Представляется, что радиолюбителю вполне достаточно тока нагрузки до 6 А. Подходящая нагрузка может быть различной (от утюга мощностью 1,3 кВт, электрочайника и конвектора-обогревателя) — этими нагрузками эксплуатация таймера подтверждается авторскими экспериментами длительное время (полгода).
3.3.2. Функциональные особенности и сервисные возможности
Таймер работает 7 дней в неделю 24 ч в сутки. Он снабжен многофункциональным дисплеем на жидких кристаллах (ЖКИ) и имеет 8 программ различных комбинаций включения/отключения нагрузки.
3.3.3. Особенности настройки и программирования таймера
На передней панели электронного таймера расположены многофункциональный ЖКИ и семь тактильных датчиков (кнопок), подписанных (латинскими словами): Week, Hour, Min, R, Clock, Prog, On/Auto/Off. Здесь же (на передней панели) имеется кнопка сброса и обнуления программ таймера, которой управляют с помощью любого подходящего тонкого предмета — спички, стержня шариковой ручки, зубочистки.
Практическое программирование таймера
Нажатием кнопки «символ руки» выбирают режим работы таймера:
• On — таймер постоянно включен;
• Auto — режим работы с программами;
• Off — таймер выключен.
Выбранный режим будет подтвержден соответствующим значком на ЖКИ.
Одновременным нажатием кнопок Hour и Min (на передней панели корпуса таймера) осуществляется переход на летнее время, при этом на ЖКИ появляется специальный символ. При повторном нажатии указанных кнопок возвращается первоначальное показание времени.
При нажатии кнопки