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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sensore di umidità, luce e livello dell'acqua sul timer KR1006VI1 (NE555). Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Per segnalare una violazione di qualsiasi parametro nella produzione e in casa, vengono utilizzati relè elettromagnetici collegati a circuiti elettronici. I contatti dei relè elettromagnetici funzionano più a lungo se l'avvolgimento è alimentato in modalità "trigger" - un'alimentazione brusca e un rilascio improvviso di tensione, mentre è desiderabile ridurre il numero di commutazioni e il "rimbalzo" è del tutto indesiderabile - alimentazione a impulsi a l'avvolgimento del relè. Il timer sul chip KR1006VI1 è adatto a tali scopi per i seguenti motivi:
Pertanto, due dispositivi a soglia, un trigger e due potenti uscite con dimensioni del corpo ridotte consentono di assemblare buoni dispositivi, ma ci concentreremo su un dispositivo a relè: un convertitore di un segnale debole e che cambia lentamente in due stati che cambiano bruscamente per controllare l'uscita relè. La Figura 1 mostra un diagramma di un allarme di umidità. Il circuito è atto a monitorare il momento di deposizione delle gocce di umidità sul sensore igristore R'. Il sensore più semplice può essere realizzato con un foglio di fibra di vetro ritagliando due tracce a zigzag. I migliori risultati si otterranno se si ricoprono queste tracce con argento o si utilizza una piastra in fluoroplastica ed elettrodi inossidabili premuti contro di essa. Per “catturare” meglio un aumento dell'umidità dell'aria, è possibile posizionare gli elettrodi del sensore in un sacchetto di cloruro di calcio (o almeno sale da cucina). Il sensore deve essere posizionato in un luogo più fresco. Con il resistore R1 impostiamo la soglia affinché il circuito funzioni (tirando l'armatura del relè). Lo spegnimento del circuito (rilascio del relè) avviene con una resistenza maggiore del sensore, quindi il relè non funzionerà troppo spesso.
Il resistore R2 limita il limite di regolazione di R1 a "zero", R3 limita la corrente all'ingresso del circuito dal sensore durante l'installazione e le situazioni di emergenza. Il condensatore C1 (con un buon isolamento!) attenua il segnale di ingresso, così come il rumore proveniente dalla rete. Si consiglia di utilizzare sempre il diodo zener VD1 nei circuiti con il timer KR1006VI1 - questo consentirà di installare e configurare il dispositivo in sicurezza: il diodo zener limita la tensione agli ingressi del timer da + tensione di stabilizzazione a - 0,6 V. Il il diodo zener può sopportare una corrente fino a 30 mA e il resistore di ingresso ha una resistenza di 50 kOhm . Conclusione: la tensione di ingresso fino a 1500 V non danneggerà il timer (e il resistore di ingresso fallirà). Il condensatore C2 attenua il potenziale del pin 5 del microcircuito, che è "coinvolto" nei circuiti di confronto dei comparatori, quindi il suo utilizzo è obbligatorio. Il diodo VD2, collegato "indietro" all'alimentazione, rimuove i picchi di corrente quando l'avvolgimento del relè è spento. L'alimentazione del circuito deve essere stabilizzata (il microcircuito può funzionare normalmente nell'intervallo di alimentazione 5-16 V. Il fotorelè (Fig. 2) contiene uno stadio di ingresso basato su un transistor ad effetto di campo con gate isolato. Ciò aumenta la resistenza di ingresso a miliardi di ohm e consente di collegare non solo fotoresistori a semiconduttore all'ingresso del circuito, ma anche fotocellule a vuoto, la stabilità dei cui parametri quando si cambia temperatura è superiore a quella dei semiconduttori. Naturalmente, riducendo la resistenza del resistore R1 anche a 10 kOhm, è possibile configurare l'ingresso del circuito in modo che corrisponda alla resistenza del fotosensore nel momento in cui viene attivato il relè di uscita. Un circuito con un inseguitore di tensione su un transistor ad effetto di campo consente di regolare la resistenza del resistore R6 per "avvicinare" i bordi dell'intervallo di attivazione (disattivazione) del relè.
Se nel circuito (Fig. 1) il momento in cui il relè funziona soddisfa l'utente e lo spegnimento (ritorno) richiede una grande variazione nel potenziale di ingresso, quindi nel circuito (Fig. 2) aumentando la resistenza del resistore R6 , è possibile restringere il “differenziale” tra accensione e spegnimento a piacimento. La possibilità di tale regolazione consente di trasformare l'allarme di violazione del parametro in un regolatore che mantiene il parametro in un certo intervallo vicino alla norma. Per controllare o regolare la temperatura, è necessario collegare un sensore di temperatura - un termistore, un diodo o un transistor (Fig. 2) all'ingresso del circuito di Fig. 3. Un semiconduttore diminuisce la sua resistenza all'aumentare della temperatura. Se il riscaldamento del diodo di 10°C porta ad una diminuzione della resistenza di circa due volte, il riscaldamento del transistor porta ad una diminuzione di quattro volte. Un semiconduttore al germanio “sente” la temperatura più fortemente, ma un semiconduttore al silicio può funzionare a temperature più elevate (fino a 150°C). È meglio installare transistor in cui l'alloggiamento è collegato al collettore e più l'alimentazione viene fornita all'emettitore, quindi non ci saranno problemi con l'isolamento del punto di "ingresso" dall'alloggiamento del circuito.
Per aumentare la velocità del circuito è possibile saldare un radiatore in lamiera stagnata al corpo del transistor. Se la saldatura viene eseguita con un potente saldatore e il transistor viene rapidamente raffreddato con aria, anche i dispositivi al germanio non verranno danneggiati. Questo sensore di temperatura è stato utilizzato dalla 9a spedizione della regione di Vinnytsia. ha misurato la temperatura dell'aria durante le osservazioni dell'eclissi solare nel 1981 nella regione di Novosibirsk. Commento. I terminali dei transistor nelle custodie metalliche sono isolati con isolanti di vetro. Controllare se illuminando i terminali con la luce del sole non si attiva il circuito; se necessario, avvolgerli con filo nero e ricoprirli con colla. Se la resistenza del sensore di temperatura non è molto elevata, il transistor ad effetto di campo può essere sostituito con uno bipolare ad alto guadagno, ad esempio KT3442B, ciò ridurrà le difficoltà di installazione. Quando si collegano i contatti del relè di uscita negli schemi (Fig. 1 e 2), è necessario tenere presente che il relè si chiude quando l'umidità, la temperatura e l'illuminazione aumentano e si apre quando diminuiscono. Pertanto, se il circuito di Fig. 2 controlla il circuito della macchina estinguente, i contatti di chiusura del relè dovrebbero essere attivati. Se il circuito controlla una lampada del riscaldatore elettrico in un armadio di asciugatura, è necessario utilizzare un contatto aperto del relè La presenza di due comparatori nel chip del timer consente di implementare un semplice circuito di controllo della pompa di alimentazione dell'acqua (Fig. 4). Il circuito è progettato per pompare l'acqua da un serbatoio (il circuito di riempimento del serbatoio utilizza un contatto di interruzione nel relè di uscita). Quando l'elettrodo di livello inferiore E1 è bagnato con acqua, all'ingresso del circuito agisce una tensione pari a circa la metà della tensione di alimentazione (tale tensione non può commutare l'uscita del microcircuito), a causa delle stesse resistenze dei resistori R1 e R2 . A seconda della temperatura dell'acqua e del materiale dell'elettrodo, la FEM risultante potrebbe distorcere leggermente questa tensione, quindi sarà necessario modificare il valore del resistore R2.
Con un ulteriore aumento del livello dell'acqua e l'immersione dell'elettrodo E2 all'ingresso del circuito, la tensione scende al di sotto di un terzo della tensione di alimentazione. Ciò provoca la commutazione del circuito e il funzionamento del relè di uscita! Il livello dell'acqua diminuisce, ma finché E1 è nell'acqua lo stato del circuito non cambia. La perdita di contatto tra E1 e l'acqua porta ad un aumento della tensione all'ingresso del circuito superiore a 2/3 della tensione di alimentazione, a seguito della quale il trigger interno del microcircuito viene commutato e il relè viene diseccitato. Per configurare il circuito è essenziale la seguente circostanza: è necessario configurarlo alla temperatura dell'acqua più bassa e alla concentrazione più bassa di impurità conduttive. La capacità del condensatore C1 viene scelta in modo che sia relativamente grande in modo da sopprimere l'assorbimento di rete sul filo che va all'ingresso del circuito. È meglio installare questo condensatore in modo non elettrolitico. Il resistore R2, che collega tra loro i terminali degli elettrodi, deve essere installato su una scheda in fibra di vetro, fissata a uno degli elettrodi (al terminale dell'elettrodo). Il cavo flessibile è collegato con un conduttore isolato al secondo elettrodo. È necessario proteggere il resistore dall'umidità e dagli influssi meccanici. A differenza della maggior parte dei circuiti di interruttori di livello dell'acqua, questo circuito non solo consente di risparmiare un conduttore del cavo, semplificando la configurazione e l'installazione, ma sopprime anche le interferenze di tensione alternata all'ingresso del circuito, compreso il rumore impulsivo (che ora è presente nelle installazioni esistenti con livello industriale interruttori) (spesso causano problemi). Aumentando i valori di R3 e C1, è anche possibile "ritardare" il tempo di funzionamento del relè di diversi minuti, quindi qualsiasi interferenza impulsiva non sarà in grado di causare un falso funzionamento del circuito. Inoltre, il microcircuito ha un altro terminale di ingresso (pin 4), la cui chiusura “ripristina” l'uscita del timer su 0, indipendentemente dai potenziali all'ingresso (pin 2 e 6). Tipicamente, questo pin 4 è collegato alla tensione di alimentazione in modo che l'ingresso non influisca sul funzionamento del circuito. Un'altra interessante applicazione può essere ottenuta da un dispositivo a relè se il suo ingresso è dotato di un doppio sensore (differenziale) di luce o temperatura. In questo caso il relè di uscita viene attivato quando il confine luce/buio viene oltrepassato attraverso il doppio sensore. Per eliminare i falsi allarmi, oltre a proteggere due sensori da un'illuminazione eccessiva, è necessario installare due resistori R1 - per limitare la corrente del “vostro” fotosensore e R2 - per aggiungere la corrente “iniziale” al braccio del “vostro” " Sensore fotografico. Tale circuito, nel caso di illuminazione di due sensori con luce intensa, fornisce un potenziale vicino ai valori limite di R2 e R all'ingresso del circuito relè." Lo stesso potenziale è fornito al circuito relè nel stato di buio dei due sensori, quando l'elevata resistenza dei fotoresistori e le loro correnti "termiche" disuguali potrebbero portare ad un segnale incerto all'ingresso del circuito. E solo in caso di illuminazione non eccessiva dei fotosensori, in condizioni di maggiore illuminazione R', il dispositivo relè passa allo stato richiesto (a seconda dell'opzione di ingresso in Fig. 5 più adatta a noi). Questa insolita connessione di sensori semplifica il targeting di un poligono di tiro fotografico. Nella zona centrale c'è una fotoresistenza, con quattro attorno ad essa, collegate in parallelo, solo il “colpo” di luce nella zona centrale attiverà il relè di uscita! Se il resistore R3 viene deviato con un diodo al silicio, a seconda della sua polarità, il circuito si sposterà più velocemente in uno stato e più lentamente in un altro. Selezionando R3 e C1, è possibile ritardare per qualche tempo il funzionamento del relè da un breve lampo di luce. Non sarà difficile realizzare una sveglia per un pescatore che venga attivata dalla luce della luna. Per fare ciò, è necessario puntare il tubo protettivo dei fotosensori nel punto in cui la Luna apparirà ad una certa ora della notte, in modo che un sensore venga illuminato prima e l'altro dopo. Se la notte è senza luna o nuvolosa, l'allarme non funzionerà!
I sensori di luce e temperatura possono essere dispositivi con resistenze diverse: la gamma di regolazioni del circuito è enorme. Nel caso di un sensore differenziale, è preferibile utilizzare dispositivi fotografici o termici della stessa scatola, ovvero dispositivi fabbricati e conservati allo stesso modo. Le poche applicazioni menzionate non coprono l'intera gamma di applicazioni dei circuiti relè inferiori. Infatti, modificando la costante di tempo del circuito di ingresso e installando in uscita un transistor ad alta frequenza al posto di un relè elettromagnetico, è possibile far funzionare il circuito a frequenze fino a megahertz (a seconda del sensore di ingresso). Ciò significa che è possibile creare un dispositivo per il controllo remoto di un televisore a lunga distanza, utilizzando un fotosensore differenziale e un controllo “segreto”. Allo stesso modo, è possibile utilizzare una "chiave" a impulsi a infrarossi per aprire la porta di un oggetto, dirigendo un raggio focalizzato verso un certo punto: ciò aumenta il grado di protezione dell'oggetto. Con una buona segnaletica orizzontale, un sensore differenziale con una luce potrebbe "monitorare" la striscia di segnaletica e dare al conducente un segnale acustico al momento dell'accecamento da un'auto in arrivo, in modo che il conducente non possa "volare via" dalla strada per un paio di secondi, ma continua ad andare oltre. Ma ciò richiede la duplicazione dei sensori e l’utilizzo di un circuito diverso. Un circuito con un fotosensore differenziale e una costante di tempo del circuito di ingresso correttamente selezionata può, utilizzando un motore elettrico, ruotare la luce solare o il ricevitore di calore seguendo il movimento della lampada. Autore: NP Goreiko
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