Чи можна сьогодні стверджувати, що тим, хто має автомобіль, крупно повезло? Навряд чи! Власний автомобіль став вже буденним засобом пересування. А ось що стосується гаража для власного автомобіля, то тут вже не може бути жодних сумнівів: якщо він є, власнику автомобіля дійсно повезло! Автомобілістів багато, але далеко не кожен з них має свій гараж. Коли гараж розташований у власному будинку або стоїть, як самотній пам’ятник, посеред пустиря, користуватися ним і просто, і зручно. Чого не скажеш про кооперативних гаражах або про автостоянках. На території «гаражів» і автостоянок, часом величезних, автомобілі снують туди-сюди, і «дядько сторож» втомлюється регулювати рух на в’їзді-виїзді. Особливо йому дістається в світлий час доби, коли вранці «все і раптом» їдуть, а вдень і виїжджають, і приїжджають. На вузьких проїздах велика ймовірність транспортних пригод. Навіть установка шлагбаума – всюдисущого бар’єру – не рятує ситуацію. Зробити зручним і безпечним в’їзд-виїзд з колективних гаражів і автостоянок покликане пристрій управління світлофором, схема якого представлена ​​на Рис. 1.15.

Крім колективних гаражів та автостоянок, цей пристрій може бути встановлено, наприклад, на території підземних гаражів, ліфтів і майданчиків навантаження-розвантаження на оптових базах.

Елементи схеми і їх призначення

Мікросхема DD1. На двох инверторах мікросхеми DD1 К561ЛА7 побудований задає генератор прямокутних імпульсів.

Резистори /?!, R2. Від опору резисторів і ємності конденсатора С \ залежить частота вихідних імпульсів генератора інфраніз- кой частоти.

Оксидний конденсатор Ct. Змінюючи ємність оксидного конденсатора Сь можна в значних межах змінювати частоту генератора: при збільшенні ємності Сх частота імпульсів генератора зменшується, і навпаки.

Рис. 1.15. Електрична схема управління світлофором

Мікросхема DD2. Це мікросхема К561НЕ8 – лічильник з поділом на 10, на який надходять імпульси від генератора. Особливістю цього лічильника є те, що при тактовою генерації на вході С (висновок 14 DD2) і низькому рівні напруги на вході СР (висновок 13 DD2) напруга високого рівня послідовно з’являється на кожному виході лічильника.

Мікросхема виконує свої функції синхронно з позитивним перепадом на тактовій вході С. На кожному виході лічильника високий рівень напруги з’являється тільки на період тактового імпульсу з відповідним номером. При високому рівні напруги на вході СР дію рахунку забороняється і лічильник зупиняється (фіксується). При високому рівні напруги на вході скидання R (висновок 15 DD2) лічильник очищається до «Нульового» відліку, т. Е. На першому виході Q0 (вивід 3) – стан логічної 1, на решті – стан логічного 0.

При включенні живлення на вході R, з’єднаному з виходом Q4, встановлюється напруга низького рівня, що дозволяє роботу мікросхеми. Перший вихідний сигнал лічильника DD2 формується на виводі 3 (вихід Q0), що призводить до високого рівня напруги, що надходить через обмежувальний резистор R3 на світлодіод оптопари VU1 (АОУ163).

Усередині оптоелектронного приладу знаходиться високовольтний си- містор, який відкривається при вступі оптичного сигналу від світлодіода. Симистор оптрона VU1 в свою чергу управляє потужним сімістором VS1 (КУ208Г), який «включає» лампу розжарювання ELI (червоне світло).

Не рекомендується керувати лампами розжарювання ши інший активним навантаженням без участі потужного симистора VS1, так як максимально допустимий струм для оптрона VU1 обмежений 100 мА, а пікова напруга комутації – 400 В. У той же час за допомогою симистора VS1 можна управляти лампами розжарювання потужністю до 800 Вт Причому, якщо потужність нагрузці менше 600 Вт, симистор не треба встановлювати на тепловідвід. Таким чином, завдяки застосуванню оптрона зі схемою управління сімістором повністю розв’язані, ланцюги управління (сигнали мікросхем) і сшовая частина управління потужної навантаженням.

Вхідний робочий струм для оптрона АОУ163 (стара назва 5П50) всього 10 мА, що дозволяє зібрати пристрій з малим споживанням струму від джерела живлення (без урахування струму споживання силового вузла він не перевищує 35 мА).

Другий за рахунком вихідний сигнал лічильника DD2 знімається з виведення 2 (вихід Q1, проходить через діод розв’язки VD1 на оптрон VU2, який, відкривається так само, як оптрон VU1) і призводить до запалювання лампи розжарювання EL2 (жовтого кольору).

Ще один керуючий сигнал для лампи EL2 приходить з виведення 7 (вихід Q3 лічильника DD2). Це зроблено для того, щоб жовтий сигнал світлофора спалахував між червоним і зеленим і між зеленим і червоним, що забезпечує додаткову безпеку руху на контрольній ділянці і повторює алгоритм роботи промислових світлофорів (крім тих світлофорів на наших дорогах, де перед включенням зеленого сигналу загоряються одночасно і червоний, і жовтий).

Третій керуючий сигнал надходить з виведення 4 (вихід Q2), викликаючи перемикання оптрона VU3 і запалювання лампи зеленого кольору EL3.

Таким чином, перемикання світлових сигналів реалізується за алгоритмом: червоний – жовтий – зелений – жовтий – червоний. При напрузі високого рівня на виводі 10 (вихід Q4 DD2) воно надходить на вхід скидання R (висновок 15 DD2) і лічильник переходить в режим нового відліку, т. Е. Високий рівень знову з’являється на виводі 3, і цикл повторюється. Частота перемикання світлових сигналів залежить від частоти задає генератора на мікросхемі DD1. Тривалість світіння кожної лампи становить один такт генератора (в даному випадку 10 с).

Головним достоїнством цієї схеми є нескладний алгоритм перемикання світлових сигналів, який можна просто змінювати і при необхідності задати іншу послідовність індикації. Наприклад, щоб в світлофорі було тільки два кольори – червоний і зелений (що може бути актуально для «дозвільних» світлофорів при в’їзді в гаражі), схему треба змінити наступним чином: виключити зі схеми елементи VD1, VD2, .R4, VU2, VS2, EL2; підключити анод діода VD3 до висновку 2 (вихід Q1 DD2).

У деяких випадках необхідна присутність в індикації миготливого світла. Наприклад, між червоним і перед включенням зеленого сигналу світлофора бажано, щоб жовтий сигнал кілька разів моргнув, попереджаючи про наближення до дозволяючим сигналом світлофора або про те, що потрібно підвищити пильність напередодні зміни на інший сигнал світлофора. Такий алгоритм роботи також нескладно реалізувати в описуваному пристрої – Вийде своєрідний світлофор, якому важко знайти аналог з переключення сигналів. У цьому випадку також треба злегка змінити схему, а саме: підключити анод діода VD3 до висновку 9 (вихід Q8 DD2); з’єднати введення 15 (R) з виведенням 11 (вихід Q9 DD2); додати до точки з’єднання катодів VD1 і VD2 і постійного резистора J?4 ще чотири діода, аналогічних диодам VD1, VD2. Аноди всіх цих діодів, включаючи VD1, VD2, з’єднуються відповідно з висновками 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6 (виходи мікросхеми Ql – Q7). У такому варіанті включення світлових сигналів світлофор після червоного сигналу 6 разів «блимне» жовтим, після чого включиться зелений сигнал, і цикл повториться.

При справних деталях і безпомилковому монтажі пристрій починає працювати відразу. Налагодження пристрою зводиться до встановлення на виході тактового генератора заданої частоти (приблизно 0.1 Гц).

Времязадающій оксидний конденсатор Ct. Повинен бути з мінімальним струмом витоку і стабільним ТКЕ (температурний коефіцієнт ємності). У схемі застосований конденсатор К53-19. Для більшої температурної стабільності імпульсів генератора бажано замість С \ використовувати неполярний конденсатор зазначеної ємності, такий, як КТ4-23, К10-28 або закордонний аналог фірми KWC. Суттєво впливають на частоту генератора і її коливання.

Оксидний конденсатор С2. Включається паралельно джерела живлення, зрізає низькочастотні перешкоди.

Всі постійні резистори типу МЛТ-0,25, MF-25.

Мікросхема DD1. Може бути замінена на мікросхеми К561ЛЕ5, К561ЛН2. В останньому випадку висновки для підключення мікросхеми будуть іншими. Допустимо використовувати зарубіжні аналоги CD4011A (К561ЛА7) і CD4017A (К561ИЕ8).

Діоди VDi … VD3. Виконують роль розв’язки. Можуть бути замінені діодами КД510, КД513, КД521, Д311, Д220, Д9 з будь-яким буквеним індексом і аналогічними.

Струм споживання вузла генерації і рахунки імпульсів при напрузі живлення +12 В не перевищує 35 мА. Джерело живлення цього пристрою – стабілізований із знижуючим трансформатором або, як альтернативний варіант, безтрансформаторний стабілізований. Напруга живлення пристрою повинно знаходитися в межах 6 … 14 В.

Оптрони VU1 … VU3. Тип оптронов – АОУ16.3. Можна використовувати оптрони АОУ163 з будь-яким буквеним індексом; його аналог – оптоелектронні реле змінного струму 5П50, що випускалося до 1996 р, або зарубіжні аналоги МОСЗОЮ, МОС3009, МОС3012, МОС3052.

Сімістори VS1 … VS3. У крайньому випадку допустимо замінити си- Містера КУ208В.

Лампи розжарювання EL1 … EL3. Вибираються залежно від конкретного застосування пристрою управління світлофором. У випадку встановлення світлофора перед в’їздом на територію гаражів (як в авторському варіанті) лампи розжарювання повинні бути потужністю не менше 100 Вт кожна (напруга мережі 220 В).

Оскільки деякі елементи пристрою мають потенціал напруги 220 В, при його експлуатації необхідно дотримуватися заходів безпеки – не торкатися до елементам підключеного в мережу пристрою.

Елементи збірки

Через нечисленність елементів друкована плата для конструкції не розроблялася. Елементи, в тому числі мікросхеми DD1, DD2, кріпляться на монтажній платі, їх висновки з’єднуються гнучким проводом МГТФ-0,6. Корпус для конструкції може бути будь-яким. Оскільки плафони для ламп розжарювання встановлюються «на вулиці», вони повинні мати козирки з жерсті для нейтралізації падаючого природного світла. В якості плафонів можна використовувати непотрібні фари в зборі, наприклад, від вантажного автомобіля Volvo FL-7, встановивши в них відповідні патрони і лампи розжарювання на напругу 220 В, або промислові плафони з захисною решіткою ПФ-115, які нескладно придбати в магазинах будівельних матеріалів. Плафони розміщуються один над іншим при в’їзді на територію гаража. Усередині плафонів встановлюються лампи розжарювання з попередньо нанесеною на колби нітрофарбою червоного, жовтого і зеленого кольору.

Джерело: Кяшкаров А. П., Збери сам: Електронні конструкції за один вечір. – М .: Видавничий дім «Додека-ХХ1», 2007. – 224 с .: іл. (Серія «Збери сам»).