С наступлением темноты сопротивление фотодатчиков возрастает и импульсы генератора становятся все реже. Постоянная времени емкостей СЗ и С4 составляет более 1 ч, так что смена дня недели происходит прежде, чем сопротивление LDR достигнет 2/з значения сопротивления резистора R2. Затем напряжение, падающее на R2, прекращает генерацию колебаний транзистора TL Схема при этом не работает вплоть до наступления следующего дня. Потребляемый ток при использовании све-тодиодов составляет 6 - 7 мА.

Рис. 65. Монтажная схема электронного календаря, изображенного на рис. 63

Печатная плата электронного календаря приведена на рис. 64, а монтажная схема - на рис. 65.

Глава 2

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ДОМАШНИХ УПРАВЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

2.1. ЭЛЕКТРОННОЕ ОТКРЫВАНИЕ ДВЕРЕЙ 2.1.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАМКИ И ПРИНЦИПЫ ИХ ДЕЙСТВИЯ

Основными преимуществами обычных электрических замков по сравнению с механическими являются их удобство, надежность, а также возможность управления со значительного расстояния от места установки. Распространены два типа электрических замков: традиционного устройства и с системой блокировки.

При установке традиционных и блокирующих дверных замков дверь открывается с помощью электромагнита, действующего на пружину. Электрические замки этого типа малоупотребимы, поскольку для их срабатывания необходима довольно большая энергия.

В наши дни чаще применяются электрические замки с системой блокировки. Их встраивают в дверные стойки напротив механических замков, расположенных в створках дверей. Когда на катушку возбуждения замка подается ток, запор, препятствующий повороту замочной втулки, размыкается и при нажатии на дверь верхняя задвижка механического замка, вмонтированного в створку двери, поворачивает замочную втулку электрического замка. Известны электрические замки с системой блокировки, рассчитанные на переменные напряжения 6 - 12 и 12 - 24 В. Мощность, необходимая для их срабатывания, минимальная (3 - 10 Вт), поскольку электромагниту требуется только разомкнуть запор поворотной задвижки замка.

Электрический замок (например, садовой калитки) срабатывает при нажатии из внутренних помещений дома одной из параллельно соединенных кнопок, т. е. при возбуждении электромагнитной катушки замка. Не так просто открыть замок снаружи. Для этой цели разработаны специальные схемы, приводящие в действие электрические дверные замки различных устройств. Такие замки применяют не только в частных домах и кварти-

pax, но и в промышленности, там, где до сих пор использовали предохранительные механические замки.

01 ег G3 в*

Электрический замок

Рис. 66. Электрический дверной замок с параллельно соединенными кнопками включения

4X1N4146

2203 -О

Z?4jSvEKl АС128

Рис. 67. Электрический дверной замок с защитой от заедания кнопок, срабатывающий при повторном нажатии одной из них

Открывание электрического дверного замка из внутренних жилых помещений осуществляется с помощью схемы, представленной на рис. 66. При нажатии на любую из параллельно соединенных кнопок его электромаг-

нитная катушка оказывается под напряжением. Недостаток здесь только один: при заедании любой из кнопок катушка возбуждения будет постоянно находиться под напряжением. Об этом сигнализирует зуммер электромагнита, так как он питается от источника переменного тока. Если дверь установлена на пружинах, то при нажатии какой-либо кнопки она открывается, потому что замок срабатывает. При случайном нажатии это оказывается неудобным или нежелательным. На рис. 67 показана схема, у которой имеется специальная защита от заедания кнопок, при помощи которой на катушку электромагнита дверного замка непродолжительное время подается напряжение возбуждения (импульс) только при повторном нажатии на одну из параллельно соединенных кнопок.

Схема работает следующим образом. При нажатии на кнопку G1, G2 или Gn, т.е. при подаче напряжения - 16 В, на диоде Z1 появляется - 6 В. До этого напряжения конденсатор С1 заряжается через диод D2 и резисторы R4 (ограничивает ток базы), R5 и входное сопротивлеие базы - эмиттера транзистора 77. На базу транзистора через конденсатор приложено отпирающее напряжение до тех пор, пока он не зарядится до - 6 В. Одновременно через диод D5 и резистор R8 заряжается конденсатор СЗ. Постоянная времени его заряда должна быть выбрана намного больше, чем у элементов, связанных с базой транзистора. После нажатия кнопки на базу Т1 поступает отпирающее напряжение в течение пример-но T=R4*C1 = 40 мс, но реле J1 не может сработать, так как увеличивающееся на конденсаторе СЗ напряжение за такое короткое время в состоянии достигнуть значения, необходимого для его срабатывания, поскольку его постоянная времени T2=R8*C3 = 200 мс. На реле Л через 200 мс поступает напряжение, необходимое для его срабатывания, но на транзисторе Т1 по прошествии 40 мс уже нет отпирающего напряжения, потому что конденсатор С1 зарядился. Тогда транзистор 77 закрывается, поскольку потенциал эмиттера увеличился при помощи кремниевого диода D4 до - 0,6 В, а база заземлена через R5. Резистор R6 применяется в качестве рабочего сопротивления диода.

В тот момент, когда отпускают кнопку G1, конденсатор С1 через резистор R2 и диод D1 разряжается в течение времени T11=R2-C1 = 103*20*106 = 20 мс. Постоянная времени разряда конденсатора СЗ T12=R7-C3 = 103-2000-10~6 = 2 с. При повторном нажатии кнопки G1 на конденсаторе СЗ уже есть напряжение, необходимое для срабатывания реле, а поскольку конденсатор С1 в промежуток (20 мс) между двумя нажатиями кнопки разрядился, он снова в течение 40 мс подает на базу транзистора отпирающее напряжение. Таким образом, срабатывает реле, подключающее через свой контакт j1 2 рабочее напряжение на электрический дверной замок.

Предположим, что кнопка G1 после повторного нажатия не отпущена или, например, ее заклинило. Тогда на конденсаторе СЗ имеется напряжение, необходимое для срабатавания реле J1, но поскольку по прошествии 40 мс конденсатор С1 заряжается, транзистор закрывается, следовательно, реле отпускает. Очевидно, если кнопку G1 заклинило, то на дверной замок вообще не поступает напряжение.

Чтобы реле длительное время находилось в состоянии срабатывания, надо с момента срабатывания подавать отпирающее напряжение через его контакт j11, резистор R3, конденсатор С2, диод D3 и резистор R4 на базу транзистора Т1 в течение времени Tk=(R3+ +R4)C2; тем самым можно увеличить время выдержки реле. После отпускания реле конденсатор С2 разряжается через резистор R3 и контакт

В данной схеме используют реле с сопротивлением 1250 Ом, срабатывающее при напряжении 10 В. Максимальный ток, протекающий через него и транзистор Т1,

Imax =(U1 - UD4 - UCE)/(Rj1 + R8)=(16-0,6-0,2)/(1250+100)=11,3 мА.

В схеме использован транзистор АС 128, но может быть и другой с меньшим коллекторным током Icmax. Конечно, нужно следить за тем, чтобы не превысить значение максимального рабочего тока базы 1Bmax (взятого по каталогу), который ограничивается резистором R4. 1Втах = - 6/2*10-3= - 3 мА. (При изменении сопротивления R4 меняется и постоянная времени заряда базовой цепи!)

При возвращении реле в исходное состояние возникает индуктивный импульс напряжения UL = - L di/dt.

Таким образом, на транзистор попадает сумма питающего и индуктивного напряжений, что может привести к выходу его из строя. Поэтому параллельно катушке реле включен диод D6, который под влиянием обратного индуктивного напряжения, возникающего при отпускании реле, отпирается, и таким образом поглощается энергия в диоде и самом реле.

Проблему можно решить и путем параллельного подключения к катушке возбуждения реле конденсатора относительно большой емкости и сглаживания с его помощью всплеска индуктивного напряжения; недостаток этого решения в том, что конденсатор будет задерживать срабатывание реле.

Диоды D2, D3 и D5 выполняют логические функции ИЛИ - ИЛИ, отделяя друг от друга отдельные электрические цепи.

2.1.2. ЭЛЕКТРОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ЗАМКАМИ

Электронные замки аналогового действия. Многие механические замки, имеющиеся в продаже, разборные, что позволяет устанавливать в них электронное управление. Существует очень много типов замков с электронными устройствами управления. Используя, например, мост Уитстона (мостовая схема постоянного тока), можно собрать очень простую и надежную схему управления электрическим дверным замком. При открывании двери, когда резистор, играющий роль ключа, вставляют на свое место, мост уравновешивается. В процессе уравновешивания реле, находящееся в диагонали моста, отпускает и через свой контакт подает напряжение на катушку возбуждения замка.