У багатьох випадках різні побутові електронні та електротехнічні вироби можуть працювати в автономному режимі за суворо заданим програмами протягом певного заданого часу. Ці вироби, як правило, оснащені відповідними пристроями та реле часу, які відстежують весь технологічний процес без участі людини. Наприклад, більшість пральних машин, холодильних камер, тостерів, духових шаф мають такі пристрої, проте в господарському побуті можна нарахувати десятки найменувань інших виробів і механізмів, не оснащених навіть простими стежать системами й електронними пристроями, які могли б значно спростити експлуатацію цих виробів. До таких виробів можна віднести весь ряд малогабаритних переносних радіоприймачів, що працюють від зовнішніх джерел живлення; магнітофонів касетного типу; електрофонів; магнітол; електронасосів, що застосовуються для поливу на садово-городніх ділянках; пристроїв охоронної сигналізації, коли зловмисник через незнання включає електроживлення, від якого і спрацьовує сигналізація; електричних нагрівальних приладів; електроосвітлення та ін

На рис. 4.17 приведена принципова електрична схема автоматичного електронного пристрою, що відключає, наприклад, переносний радіоприймач через 30 хв після включення і працюючого від зовнішнього джерела живлення. Розраховано пристрій для роботи в умовах УХЛ-клімату від мережі змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц. Найбільш доцільно використовувати цей пристрій в сільській місцевості і на садово-городніх ділянках, де спостерігаються коливання напруги живлення від 150 до 280 В і вище. Такі надзвичайно великі зміни призводять до виходу з ладу побутової РЕА і приладів.

Автомат відключення навантаження має в своєму складі вхідні і вихідні ланцюги, пристрій захисту від перевищення напруги живильної мережі змінного струму, мережний понижуючий трансформатор харчування 77, випрямний будову та електронний таймер, зібраний на чотирьох транзисторах.

Пристрій підключається до сет ^ живлення за допомогою електричного з'єднувача XI і штепсельної розетки.

Рис. 4.17. Схема пристрою автоматичного відключення навантаження по таймерного типу.

На вході встановлено плавкий запобіжник F1, Що захищає від коротких замикань і перевантажень у вхідних ланцюгах, які можуть виникнути через неправильне монтажу або дефектів комплектуючих ЕРЕ.

При замиканні контактів перемикача S1 напруга подається на мережевий трансформатор і пристрій захисту за відповідними електричних ланцюгів. Основним елементом захисного пристрою обраний стабілітрон типу СГ з напругою запалювання і напругою стабілізації, погодженими з параметрами спрацьовування електромагнітного реле Л7, з напругою на конденсаторі С / і струмом в ланцюзі /? ​​/, К1 і HI. У даній схемі напруги на випрямному діоді і на конденсаторі С / пропорційні. Якщо напруга на конденсаторі С / недостатньо для запалювання стабілітрона Я /, то струм у вказаній ланцюга недостатній для спрацьовування реле. Коли напруга на конденсаторі С / зростає до значення, при якому запалюється стабілітрон, струм збільшується і реле спрацьовує, розмикаючи свої контакти /(/./. Опір резистора R1 забезпечує необхідну напругу запалювання. Змінюючи опір, можна додатково регулювати струм спрацьовування реле. Підбір випрямного діода і конденсатора С / проводиться з розрахунку на максимальну напруга мережі живлення. Можна застосовувати два-три діода, що з'єднуються послідовно, при цьому кожен діод шунтується резистором з опором не менше 100 кОм кожен.

Мережевий понижуючий трансформатор 77 виготовляється на броньовий магнітопроводі типу Ш або ШЛ за даними, наведеними в табл. 4.9. Трансформатор 77 забезпечує можливість електроживлення побутових електронних пристроїв і приладів від мережі змінного струму, розрахунковий рівень вихідного випрямленої напруги постійного струму, а також необхідну безпеку експлуатації пристрою зниженим до 9 В напругою. У пристрої можна застосувати уніфікований трансформатор типу ТА, ТН, ТАН або ТПП, а також трансформатор кадрової розгортки типу ТВК-70, ТВК-70Л2,

ТВК-ио.

Випрямний пристрій зібрано по однофазної двухполуперіодної мостовою схемою на чотирьох випрямних діодах VD1—VD4 і конденсаторі СЗ, Що виконує функцію згладжує фільтра. Випрямляч

Таблиця 4.9. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора живлення, застосованого в автоматі відключення навантаження по таймерного типу

Позначення трансформатора на схемі і тип конст

Магніто-провід, марка сталі і товщина, мм

Обмотка

Висновки

Марка і діаметр проводу, мм

Число витків

Опір постійному струму, Ом (граничне Відхи

рукции

 

 

 

 

ня ± 15%)

77, броньовий, з одного ка

ШЛ25Х25; 3312; 0,35; ві

I

Екран

1—2

1—3

ПЕВ-1; 0,17 ПЕВ-1; 0,17

915 2160

108

255

тушкою

тієї стрічковий

0

ПЕВ-1; 0,31

1 шар

 

 

II

4—5

ПЕВ-1; 0,64

90

1

характеризується високими технічними характеристиками, підвищеною надійністю експлуатації, високим рівнем пульсацій випрямленої напруги постійного струму, відносно малими значеннями зворотного напруги на діодах і хорошим використанням габаритної потужності трансформатора.

Електронний таймер розроблений за відомою в теорії схемою, багаторазово повтореної радіоаматорами. По суті таймер характеризується такими параметрами, як високий ккд; струм, споживаний пристроєм в режимі очікування або режимі холостого ходу, не перевищує 5 мкА; максимальний струм – 100 мА.

Після замикання контактів перемикача S1 при номінальному значенні напруги живильної мережі змінного струму весь пристрій знаходиться в черговому режимі, і якщо в якості навантаження використовується побутова РЕА, наприклад переносний радіоприймач, то він отримує електроживлення від випрямляча відразу ж через контакти / і 2 перемикача S3. Для того щоб при роботі від мережі змінного струму був включений таймер, зібраний на транзисторах VTI—VT4, необхідно замкнути контакти / і 3 перемикача S3, при цьому контакти / і 2 перемикача S/ повинні бути замкнуті, а контакти / і 2 перемикача S2 знаходитися в положенні, вказаному на схемі. У цьому випадку до таймеру-автомату підключається конденсатор Сн фільтра навантаження /? ", від якого в перший момент починає заряджатися конденсатор С4. Треба сказати, що в черговому режимі транзистори VT1—VT4 закриті. Зарядний струм, що протікає від приймача через ланцюжок R4, С4, створює на резисторах R5, R1 напругу, яка відкриває складовою транзистор VT4, VT3. І далі відкриваються транзистори VT2 і V77, що дозволяє протікати току по ланцюгу: перехід транзистора VT1 (Емітер-колектор) та контакти 3 і 1 перемикача S3 і далі на навантаження.

Якщо навантаження живиться від автономного джерела живлення GB1, то контакти / і 2 перемикача S1 знаходяться в положенні, вказаному на схемі, а контакти / і 2 перемикача S2 – Замкнуті. Після замикання контактів 1 і 2 перемикача S2 і в положенні перемикача S3, Зазначеному на схемі, напруга від акумулятора GB1 або іншого ХІТ буде подано на навантаження /?н, Сн, Де конденсатор Сн – Це конденсатор фільтра харчування. Для того щоб запустити таймер, необхідно знову замкнути контакти / і 3 перемикача S3. Слідом за цим починає заряджатися конденсатор С4 від конденсатора Знфільтра навантаження. І далі процес повторюється так само, як і при живленні від мережі змінного струму, навантаження отримує живлення від батареї через відкритий перехід транзистора VT1.

В обох випадках при відкритому складеному транзисторі VT4, VT3 струм для зарядки конденсатора протікає не тільки через резистор R4, Але також і через ланцюг R5, перехід база-емітер транзисторів VT4 і VT5, Тому напруга на резисторі R4 почне зменшаться, і в певний момент часу транзистори VT4 і VT3 закриються, а потім закриються і транзистори VT2 і VT1. Це призводить до знеструмлення навантаження, і пристрій переходить в черговий режим експлуатації.

При виготовленні автомата відключення навантаження використані наступні комплектуючі ЕРЕ: транзистори VT1 типу КТ361Б, VT2 — КТ361Б, VT3 – КТ315Б, VT4 – КТ315Б; мережевий понижуючий трансформатор 77 типу Ш або ШЛ; випрямні діоди VDI типу КД105В, VD2-VD5 типу Д105А, VD6 – КДЮЗА; конденсатори С / типу К50-6-450В-10 мкФ, С2 – МБМ-П-500В-0, 05 мкФ, СЗ – К50-6-50В-1000 мкФ, С4 – К50-6-С-1000 мкФ; резистори R1 типу ПС-2-200 кОм, R2 – ВС-0 ,5-18 кОм, R3 – ВС-0 ,5-15 кОм, R4 – ВС-0, 5 – 10 МОм, R5 — НД-0 ,25-1, 5 МОм, R6 – ВС-0 ,5-68 кОм; реле електромагнітне К1 типу РЕЗ-9; ХІТ GBI типу 373 (6 шт); стабілітрон HI типу СГ-1П; плавкий запобіжник з власником F1 типу ПМ-1-0, 5 А; електричні з'єднувачі XI типу «вилка», Х2, ХЗ типу КМЗ-1 приладові, А і Б – Роз'ємні.

Деякі елементи схеми можуть бути замінені в процесі виготовлення пристрою. Наприклад, резистори типу ПС можна замінити на резистори типів МЛТ, ОМЛТ, Улі, МТ, С1-4-1, С2-8, БЛП; конденсатори типу К50-6 – На К50-3, К50-12, К50-16; випрямні діоди можна замінити на аналогічні діоди, у яких випрямлений струм не менше 100 мА, допустима зворотне напруга не менше 3 V і імпульсний прямий струм не менше 2 А; електричні перемикачі S1 типу П1Т-1-1 – на МТ1, S2 типу ТВ2-1-2 – на ТВ-2-1, S3 типу ПД-9-2 – на ТВ2-1-2; транзистори, вказані на схемі, можна замінити на транзистори зі статичними коефіцієнтами передачі струму не менше 70-120.

Час роботи автомата можна регулювати заміною опору резистора R4 і ємності конденсатора С4. Якщо збільшити їх номінали, то час спрацьовування автомата збільшується.

Правильно змонтоване пристрій з завідомо справних комплектуючих ЕРЕ в налагодженні не потребує.

Технічна характеристика

автомата відключення навантаження по таймерного типу

Номінальна напруга мережі живлення

змінного струму, В ………………………………. 220

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………… 50

Межі зміни напруги мережі живлення

змінного струму, В ………………………………. 180-250

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………… 49-51

Напруга запалювання стабілітрона, В. ………… 180

Напруга стабілізації, В ………………………. 150 ± 5

Напруга спрацьовування захисного пристрою, В .250-300

Струм спрацювання реле / ​​С /, мА ……………………. 5-10

Час відключення навантаження від моменту замикання

контактів перемикача S3, мін ……………… 1-30

Максимальна потужність пристрою, Вт …………. 8-10

Максимальний споживаний струм, мА …………… 80

Струм, споживаний автоматом в режимі

холостого ходу, мкА ………………………………. 4

Напруга живлення від автономного джерела

електроживлення, В ………………………………….. 9

Опір ізоляції струмоведучих провідників

між собою і корпусом, МОм …………………. 20

Вихідна випрямлена напруга, В ………… 8-10

Перешкодозахищеність автомата при впливі зовнішнього електромагнітного поля при наявності захисного металевого екрану, дБ, не менш. . . 120 Термін служби пристрою при нормальних режимах

експлуатації, ч, не менш ……………………………… 8000

Ймовірність безвідмовної роботи при коефіцієнті

0 = 0,95, не менше …………………………………… ……… 0,98

Ккд,%, не менше …………………………………….. ……. 95

Умови експлуатації:

температура навколишнього середовища, ° С. ………………….. – 30 …- J-40

відносна вологість повітря при температурі навколишнього середовища 25 ° С,%, не менше 98

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.