Что произойдет, если к обкладкам заряженного конденсатора подключить электронное реле на транзисторе с относительно большим входным сопротивлением? Увеличить входное сопротивление транзистора можно включением резистора R2 в цепь его эмиттера. Конденсатор станет разряжаться через эмиттерный переход и эмиттерный резистор R2 транзистора электронного реле. При этом транзистор откроется, реле К1 сработает и контактами К1.1 включит исполнительную цепь. Как только конденсатор разрядится, транзистор закроется, реле К1 отпустит и размыкающимися контактами разорвет исполнительную цепь. Время разрядки конденсатора, а значит, и время выдержки открытого состояния транзистора определяется емкостью конденсатора и сопротивлением цепи, через которую он разряжается. Таков принцип работы электронного реле выдержки времени.
Автомат выдержки времени для фотопечати можно собрать по схеме, изображенной на рис. 259.
Рис. 259. Схема реле выдержки времени
Оба транзистора автомата работают в режиме переключения, обеспечивая надежное срабатывание реле К1 при подаче на вход транзистора V1 напряжения около 2 В. Время срабатывания реле определяется временем разрядки конденсатора С1 через резисторы R2, R3, эмиттерный переход транзистора V1 и резистор R4. Изменяя сопротивление переменного резистора R3, можно устанавливать время выдержки примерно от 0,1 до 5 с.
Работает реле времени следующим образом. В исходном состоянии, когда контакты кнопочного выключателя S1 разомкнуты, напряжение на конденсаторе С1 равно нулю. В это время оба транзистора закрыты, ток через обмотку электромагнитного реле К1 практически не течет и его контакты К1.1, включающие питание лампы увеличителя Н1, разомкнуты. При кратковременном нажатии кнопки S1 конденсатор С1 заряжается и тут же начинает разряжаться через уже знакомые тебе цепи. С момента нажатия кнопки до момента, когда конденсатор С1 разрядится до напряжения 2 В, реле К1 остается включенным, замыкая своими контактами цепь питания лампы фотоувеличителя. Лампа выключится, как только напряжение на обкладках конденсатора С1 станет меньше 2 В. Чтобы снова включить лампу фотоувеличителя, надо опять нажать кнопку S1 пуска автомата. Время нажатия пусковой кнопки автомата входит в общее время выдержки.
Питается прибор от сети переменного тока через трансформатор Т1, понижающий напряжение сети до 10–12 В, и однополупериодный выпрямитель на диоде V3 серии Д226 или Д7 с любым буквенным индексом. Конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.
Сетевой трансформатор Т1 наматывай на магнитопроводе из пластин Ш-16, толщина набора пластин 18 мм. Обмотка I, рассчитанная на напряжение сети 220 В, должна содержать 2800 витков провода ПЭВ-1 0,12 (для сети напряжением 127 В — 1600 витков), обмотка II — 100 витков провода ПЭВ-1 0,3. На выходе выпрямителя должно быть напряжение не менее 10 В.
Электромагнитное реле типа РЭС-10 (паспорт РС4.525.302, РС4.524.303) или самодельное. Данные остальных деталей автомата указаны на его схеме.
После того как реле времени смонтируешь и убедишься в его работоспособности, откалибруй переменный резистор R3. Калибровка резистора сводится к тому, что для положений его движка через каждые 10–15° по хронометру определяется время включения реле. Полученные данные нанеси в виде шкалы вокруг ручки резистора, снабженной стрелкой-указателем.
Только ли для фотопечати пригоден такой прибор-автомат? Нет, конечно, его можно приспособить для включения на заданное время других приборов, например электродвигателей моделей на выставке работ юных техников.
Основой акустического или, что то же самое, звукового реле также служит электронное реле, а датчиком управляющих сигналов — микрофон или какой-либо другой преобразователь звуковых колебаний воздуха в электрические колебания низкой частоты.
Схема наиболее простого варианта такого электродного автомата приведена на рис. 260.
Рис. 260. Схема акустического реле
Рассмотри ее внимательно. Здесь многое, если не все, тебе должно быть знакомо. Микрофон В1 выполняет функцию датчика управляющих сигналов. Транзисторы V1 и V2 образуют двухкаскадный усилитель колебаний 3Ч, создаваемых микрофоном, а диоды КЗ и V4, включенные по схеме удвоения напряжения — выпрямитель этих колебаний. Каскад на транзисторе V5 с электромагнитным реле К1 в коллекторной цепи и накопительным конденсатором С4 в базовой цепи — это электронное реле. Лампа накаливания Н1, подключаемая к источнику питания контактами К1.1 реле К1, символизирует исполнительную (управляющую) цепь.
В целом автомат работает так. Пока в помещении, где установлен микрофон, сравнительно тихо, транзистор V5 электронного реле практически закрыт, контакты К1.1 реле К1 разомкнуты и, следовательно, лампа исполнительной цепи не светится. Это исходный дежурный режим работы автомата. При появлении звукового сигнала, например шума или громкого разговора, колебания звуковой частоты, созданные микрофоном, усиливаются транзисторами V1 и V2 и далее выпрямляются диодами V3, V4. Диоды включены так, что выпрямленное ими напряжение поступает на базу транзистора V5 в отрицательной полярности и одновременно заряжает накопительный конденсатор С4. Если звуковой сигнал достаточно сильный и накопительный конденсатор зарядится до напряжения 0,25-0,3 В, то коллекторный ток транзистора V5 увеличится настолько, что реле К1 сработает и его контакты К1.1 включают исполнительную цепь — загорится сигнальная лампа Н1.
Исполнительная цепь будет включена все время, пока на накопительном конденсаторе и на базе транзисторе V5 будет поддерживаться такое же или несколько большее отрицательное напряжение. Как только шум или разговор перед микрофоном прекратится, накопительный конденсатор почти полностью разрядится через эмиттерный переход транзистора, коллекторный ток уменьшится до исходного состояния, реле К1 отпустит, а его контакты, размыкаясь, обесточат исполнительную цепь.
Подстроечным резистором R1 можно изменять (как регулятором громкости) напряжение сигнала, поступающего от микрофона на вход усилителя 3Ч, и тем самым регулировать чувствительность акустического реле.
Функцию микрофона может выполнять абонентский громкоговоритель или телефонный капсюль ДЭМ-4М. Статический коэффициент передачи тока транзисторов должен быть не менее 30. Электромагнитное реле может быть типа РЭС-9, РЭС-10, РКН с током срабатывания до 30–40 мА. Напряжение источника питания должно быть на 25–30 % больше напряжения срабатывания подобранного электромагнитного реле. Сопротивление и мощность рассеяния резистора R7, зависящие от используемой сигнальной лампы Н1, рассчитай сам.
Приступая к налаживанию и испытанию акустического автомата, движок подстроечного резистора R1 поставь в нижнее (по схеме) положение и подбором резистора R6 установи в коллекторной цепи транзистора V5 ток 2–4 мА. Он должен быть меньше тока отпускания электромагнитного реле. Затем параллельно резистору R6 подключи другой резистор сопротивлением 15–20 кОм. При этом коллекторный ток транзистора должен резко увеличиться, а реле сработать. Удали этот резистор — коллекторный ток должен уменьшиться до исходного значения, реле отпустить якорь, а лампа исполнительной цепи погаснуть. Так ты проверишь работоспособность электронного реле автомата. Коллекторные токи транзисторов V1 и V2 (1–1,5 мА) устанавливай подбором резисторов R2 и R4.