Реле времени

Автоматы включения/отключения, переключатели гирлянд, реле времени, таймеры.
Ответить
admin
Администратор
Сообщения: 32
Зарегистрирован: 31 янв 2017, 15:57

Реле времени

Сообщение admin » 11 апр 2017, 08:13

Хотя такое устройство относится к числу радиолюбительских разработок, применение оно находит у фотолюбителей, Именно они на первых порах отсчитывают выдержку при печати фотографий вслух. Способ, конечно, простой, но неточный. Поэтому и фотоотпечатки получаются некачественными: одни недодержаны, другие передержаны, хотя негативы достаточно равномерны. Выручит в подобных случаях электронное реле времени, которое включит фотоувеличитель, отсчитает заданное время экспозиции и тут же выключит фотоувеличитель.

Но какое реле времени взять на вооружение? Конечно, простое по конструкции. Оно хотя и будет обладать некоторой погрешностью в точности отсчета выдержки и ее стабильности, но зато легко повторимо и вполне пригодно для практической работы в фотолаборатории начинающего. Познакомимся с несколькими конструкциями таких устройств.

Реле времени на одном транзисторе. Схема этого реле приведена на рис. Р-35, Оно позволяет получать выдержки от 1 до 100 с, что вполне достаточно для работы с любыми негативами. Как и во многих других подобных конструкциях, принцип работы электронного реле основан на зарядке эталонного конденсатора, в данном случае С1, и последующей его зарядке через чувствительную цепочку — каскад на транзисторе VT1.

Изображение

Сначала переключатель SA1 ставят в положение «Зар.». Конденсатор С1 заряжается до напряжения источника питания (24 В). На верхней по схеме обкладке будет отрицательный потенциал, на нижней — положительный. Транзистор в это время закрыт, и тока в цепи коллектора практически не будет.

После зарядки конденсатора переключатель переводят в положение «Эксп.», и конденсатор разряжается через две параллельно соединенные цепи: резисторы R2—R4 и резистор R1, эмиттерный переход транзистора, резистор R5. Сопротивлением этих двух цепей определяется продолжительность разрядки конденсатора, а значит, и выдержка времени. Переменными резисторами R3 и R4 можно изменять выдержку времени в широких пределах.

Ток разрядки конденсатора, протекающий через эмиттерный переход транзистора, вызовет увеличение тока коллектора, и реле К1 сработает. Своими контактами оно включит фотоувеличитель, соединенный с гнездами «У» («Увеличитель»). По мере разрядки конденсатора ток в цепи базы будет уменьшаться. Это соответственно вызовет уменьшение тока коллектора, и через некоторое время якорь реле не сможет удерживаться в притянутом состоянии. Реле возвратится в исходное положение, а его контакты отключат фотоувеличитель от сети.

Резисторы R1 и R5 введены для повышения входного сопротивления транзисторного каскада, что, в свою очередь, позволяет увеличить максимальную выдержку. Выключатель Q1 необходим для включения увеличителя при наводке на резкость.

Постоянное напряжение для питания реле времени подается с двухполупериодного выпрямителя на диодах VD1, VD2. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С2. Переменное напряжение на выпрямитель снимается со вторичной обмотки понижающего трансформатора Т1.

Конденсаторы С1 и С2 возьмите, например, типа К50-6 или К52-2 (их емкость более стабильна). Переключателем SA1 может быть тумблер на два положения. Электромагнитное реле — с током срабатывания не более 30 мА при напряжении до 20 В.

Трансформатор питания намотайте на магнитопроводе Ш16Х20. Обмотка I должна содержать 3300 витков провода ПЭЛ 0,1, обмотка II — 1200 витков с отводом от середины провода ПЭЛ 0,15...0,2.

Детали автомата разместите в пластмассовом или деревянном корпусе подходящих размеров (рис. Р-36).

Изображение

Налаживание автомата сводится к градуировке шкал переменных резисторов. Понадобится секундомер. Подключите увеличитель к автомату и установите движки переменных резисторов в крайнее верхнее по схеме положение. Переключатель SA1 поставьте в положение «Эксп.» и одновременно включите секундомер. По окончании экспозиции (на что укажет погасшая лампочка фотоувеличителя) выключите секундомер. Полученное значение выдержки нанесите на шкалу резистора R3. Затем движок этого резистора устанавливайте поочередно в другие положения и отградуируйте всю шкалу. Так же градуируйте и шкалу резистора R4, но в этом случае движок резистора R3 поставьте в крайнее верхнее по схеме положение. Вы увидите, что при вращении движка резистора R3 можно получить выдержки от 1 до 10 с, а при вращении движка резистора R4 — больше 60 с.

Реле времени на трех транзисторах. Оно отличается от предыдущей конструкции не просто большим числом транзисторов, но и существенной особенностью — бестрансформаторным питанием от сети (рис. Р-37). Поэтому при эксплуатации его, а также при налаживании соблюдайте меры предосторожности — все перепайки делайте только при вынутой из розетки сетевой вилке.

Изображение

Реле времени состоит из времязадающей цепи R3—R5C3, своеобразного электронного ключа на транзисторах VT1—VT3 и электромагнитного реле К1, через контакты К1.1 которого подается питание на лампу EL1 фотоувеличителя. Показанное на схеме положение контактов К1.1 является исходным.

Для пуска реле времени следует нажать кнопку SB1. Сетевое напряжение через резистор R1, выполняющий роль гасящего резистора, и конденсатор С1 поступает на выпрямитель на диодах VD1 и VD2, а пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С2. Резистор R1 ограничивает импульс тока через диоды в момент включения питания. Напряжение на конденсаторе С2 зависит от сопротивления нагрузки и при ее отсутствии или сравнительно большом сопротивлении может достигать 600 В. По мере повышения напряжения на нем увеличивается ток в цепи нагрузки, состоящей из последовательно соединенных резисторов R9, R6 и электромагнитного реле К1. При некотором напряжении реле срабатывает, контактами К1.1 блокирует кнопку SB1 и одновременно отключает левый (по схеме) вывод резистора R2 от плюсовой обкладки конденсатора СЗ. При этом конденсатор СЗ сразу же начинает заряжаться через резисторы R3—R5. Как только напряжение на нем превысит падение напряжения на резисторе R6, транзистор VT1 откроется, транзистор VT2 закроется и откроет транзистор VT3. Малое сопротивление открывшегося транзистора VT3 зашунтирует обмотку реле К1, и оно отпустит, контакты К1.1 возвратятся в исходное положение. В результате лампа увеличителя и реле времени окажутся отключенными от сети, а конденсатор СЗ разрядится через резистор R2.

Продолжительность зарядки конденсатора СЗ до некоторого определенного напряжения зависит от его емкости, сопротивления резисторов R3—R5 и напряжения питания. Поэтому, например, при повышении напряжения сети, казалось бы, продолжительность зарядки должна уменьшиться, а значит, и измениться выдержка. Однако этого не произойдет, и вот почему. При увеличении напряжения увеличивается ток через нагрузку, отчего возрастает и падение напряжения на резисторе R6. Поэтому и конденсатору нужно теперь зарядиться до большего напряжения, чтобы сработал электронный ключ. А на это уйдет дополнительное время. Таким образом, продолжительность зарядки конденсатора до нового напряжения будет соответствовать продолжительности его зарядки при прежнем напряжении питания.

Когда движки резисторов R3 и R4 находятся в нижнем по схеме положении, в зарядной цепи остается только резистор R5, выдержка реле равна 1 с. При вращении ручки только резистора R4 можно получить выдержки от 1 до 9 с, а при вращении ручки только резистора R3 (движок резистора R4 при этом должен быть в нижнем положении) — от 1 до 60 с. Причем в первом случае минимально возможная выдержка (после 1 с) 1,5 с, а во втором — 5 с. При других номиналах резисторов R3—R5 можно подобрать другие пределы изменения выдержек.

Все транзисторы автомата могут быть серий МП25, МП26 с любым буквенным индексом и коэффициентом передачи тока не менее 20. Транзистор VT1 желательно подобрать с минимальным обратным током коллектора. Реле К1 — РКП (паспорт РС4.503.022, РС4.503.025), МКУ-48 (паспорт РА4.500.232, РА4.500.132) или другое с обмоткой сопротивлением 500...600 Ом. Диоды VD1 и VD2 выпрямителя могут быть Д203—Д205 или другие, рассчитанные на выпрямленный ток не менее 200 мА и обратное напряжение не менее 200 В.

Постоянные резисторы — МЛТ, переменные — СП-1. Конденсатор С1 бумажный, на номинальное напряжение не менее 500 В. Его можно составить из трех параллельно соединенных конденсаторов МБМ емкостью по 0,5 мкФ и на номинальное напряжение 500 В. Конденсаторы С2 — К50-ЗА, СЗ — ЭТО-2 или К52-2. Кнопка SB1 и переключатель SA1 любых конструкций, но с хорошей изоляцией между контактами и ручками управления.

Детали реле времени надо смонтировать в корпусе из изоляционного материала. На верхней стенке корпуса размещают переменные резисторы выдержки времени, кнопку пуска и переключатель SA1, на задней стенке — двухгнездную колодку X1 для подключения фотоувеличителя.
Налаживание начинают с проверки выпрямителя. Проволочными перемычками временно соединяют левый (по схеме) вывод резистора R2 с плюсовым выводом конденсатора СЗ, контакты кнопки SB1, выводы эмиттера и коллектора транзистора VT2. Включают автомат в сеть и измеряют напряжение на конденсаторе С2 — оно должно быть около 38 В при нормальном напряжении сети. Если измеренное напряжение отличается более чем на ±20%, то подбирают конденсатор С1.

Затем последовательно с обмоткой реле К1 включают миллиамперметр и измеряют ток в этой цепи — он должен быть не менее паспортного значения тока срабатывания используемого реле. При этом падение напряжения на резисторе R6 должно быть около 12 В. Для выполнения этих двух условий придется, возможно, подобрать соответствующий резистор R9. После этого проволочную перемычку, замыкающую выводы эмиттера и коллектора транзистора VT2, переключают на аналогичные выводы транзистора VT1. При этом ток через обмотку реле должен уменьшиться почти до нуля, что будет свидетельствовать об открывании транзистора VT3. Если ток уменьшается, но он все же больше тока отпускания реле, то следует подобрать резистор R8 с меньшим сопротивлением.

Далее удаляют перемычку с выводов транзистора VT1 и убеждаются, что электромагнитное реле вновь срабатывает (контролируют ток через обмотку). Если этого не происходит, то нужного результата добиваются подбором резистора R7 или заменяют транзистор VT2 другим, с большим коэффициентом передачи тока базы.

После этого удаляют все проволочные перемычки, к автомату подключают настольную лампу (вместо фотоувеличителя) и устанавливают движки резисторов R3 и R4 в верхнее по схеме положение. При нажатии кнопки должно сработать электромагнитное реле, заблокировать ее контакты (кнопку теперь можно отпустить) и включить лампу. Через некоторое время (не более 2,5.,,3 мин) лампа должна погаснуть. Если этого не происходит, то следует отключить автомат от сети, подключить параллельно конденсатору СЗ высокоомный вольтметр, подключить автомат к сети и нажать кнопку. По стрелке вольтметра наблюдают за увеличением напряжения на конденсаторе. Если при наибольшем напряжении на конденсаторе автомат не сработает, то необходимо сравнить это напряжение с падением напряжения на резисторе R6. Если напряжение на конденсаторе меньше, следует подобрать резистор R6 таким, чтобы напряжение на нем (при замкнутых выводах конденсатора СЗ) было немного меньше напряжения заряженного конденсатора.

К такой подгонке напряжений приходится прибегать только тогда, когда параметры транзисторов и электромагнитного реле значительно отличаются от указанных в описании. Обычно же реле времени начинает работать сразу и никакого налаживания не требуется.

Заключительный этап — градуировка шкал переменных резисторов. Делают это с помощью секундомера, устанавливая движок того
или иного резистора в различные положения и нажимая каждый раз кнопку пуска. При градуировке шкалы одного резистора движок другого должен находиться в нижнем по схеме положении. При работе автомата выдержка будет равна сумме показаний на шкалах обоих резисторов.

Реле времени с фотоэкспонометром. Этот автомат (рис. Р-38) более совершенен по сравнению с предыдущими, поскольку совмещает в себе два устройства, необходимых во время печати фотоснимков,— реле времени и экспонометр для определения выдержки. Основой реле времени является усилитель тока на составном транзисторе VT1VT2, обладающий сравнительно большим входным сопротивлением и значительным коэффициентом усиления (равным примерно произведению коэффициентов передачи тока транзисторов). Это позволило получить диапазон выдержек до 180 с. Питается реле времени от двухполупериодного выпрямителя, выполненного на диодах VD1 — VD4.

Изображение

При включении трансформатора питания Т1 в сеть на базу транзистора VT1 поступает через резисторы R2, R3 отрицательное напряжение смещения, транзисторы усилителя открываются и срабатывает реле К1. Контактами К1.1 оно отключает лампу EL1 фотоувеличителя от сети, а контактами К1.2 разблокировывает контакты кнопки SB1. Через резистор R1 и эмиттерный переход составного транзистора начнет заряжаться конденсатор С2. Через несколько секунд автомат готов к работе.

Для пуска автомата нажимают кнопку SB1. Конденсатор С2 оказывается подключенным к эмиттерному переходу составного транзистора, оба транзистора закрываются. Реле К1 отпускает, и его контакты К1.1 и К1.2 замыкаются, в результате чего включается лампа увеличителя и блокируются контакты кнопки. Конденсатор С2 начинает разряжаться. Продолжительность его разрядки устанавливают переменным резистором R3. Когда конденсатор разрядится, на базе составного транзистора вновь появится отрицательное напряжение и сработает реле К1 — лампа увеличителя выключится.

Во время кадрирования и наводки на резкость лампу фотоувеличителя включают тумблером Q1, устанавливая его в положение разомкнутых контактов.

Вторая часть устройства — фотоэкспонометр. Он выполнен на транзисторах VT3—VT5 и фоторезисторе R15. Транзисторы VT3, VT4 и резисторы R7—R9 образуют плечи измерительного моста, в диагональ которого включен стрелочный индикатор РА1. Мост балансируют переменным резистором R6 при затемненном фоторезисторе R15 и среднем положении движка резистора R8. При освещении фоторезистора баланс моста нарушается, и по шкале индикатора определяют выдержку в секундах, при которой получается хороший отпечаток.

Переключатель SA1, являющийся своеобразным множителем выдержки, отсчитанной по шкале выдержки индикатора, позволяет корректировать уровень разбаланса моста при изменении освещенности фоторезистора. Положение движка переменного резистора R8 относительно среднего значения зависит от типа используемой фотобумаги.

В автомате можно использовать любые маломощные низкочастотные транзисторы структуры р-n-р. Коэффициент передачи тока транзисторов VT1—VT4 должен составлять от 60 до 80, транзистора VT5 от 85 до 90. Обратный ток коллектора транзистора VT1 должен быть не более 2 мкА. Выпрямительные диоды могут быть серии Д226 с любым буквенным индексом. Электромагнитное реле — РКН (паспорт РС4.500.167) или другое, рассчитанное на ток срабатывания до 20 мА (сопротивлением обмотки около 1000 Ом).

Трансформатор питания выполнен на магнитопроводе Ш15Х30. Обмотка I содержит 3200 витков провода ПЭВ-1 0,15, обмотка II — 220 витков ПЭВ-1 0,27.

Конденсатор С1 типа К50-6, С2 — К52-2. Индикатор РА1 измерительного моста — микроамперметр на ток полного отклонения стрелки 100 мкА.

Налаживание устройства сводится к градуировке шкал переменного резистора R3 установки выдержки, резистора R8 корректировки выдержки, переключателя SA1 множителя выдержки. Шкалу резистора R3 градуируют с помощью секундомера при подключенной к автомату настольной лампе. Градуировку же фотоэкспонометра производят в реальных условиях с фотоувеличителем. Подобрав наилучшую выдержку при печати кадра с нормального негатива, помещают фоторезистор на бумагу в наиболее интересное в сюжетном отношении место (светочувствительным слоем к фотоувеличителю) и отмечают показания стрелки индикатора. Изменяя освещенность фотобумаги (диафрагмированием объектива фотоувеличителя), подбирают выдержки пробными отпечатками и каждый раз измеряют освещенность. Результаты заносят в таблицу, которую затем приклеивают к корпусу устройства или по ней размечают шкалу индикатора. Измерения проводят с одним наиболее часто используемым для печати типом фотобумаги (нормальная, унибром).

Затем переходят на другой тип фотобумаги и при установленной ранее выдержке добиваются хорошего отпечатка изменением освещенности, т. е. диафрагмированием объектива. Далее кладут на бумагу фоторезистор и переменным резистором R8 добиваются отклонения стрелки индикатора на деление, соответствующее установленной выдержке. На шкале резистора делают отметку о типе бумаги. Так поступают и при работе с другими типами бумаги. Если же отклонения стрелки индикатора недостаточны или она уходит за пределы шкалы, необходимо переходить на другой диапазон, устанавливая переключатель SA1 в другое положение.

Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость