A A A

Urządzenie tranzystorowe do odmierzania czasu naświetlenia

Wprawdzie w opisanych w schematach również stosowano tran­zystory, jednakże nie opierano się głównie na ich działaniu. Istotnym ele­mentem obwodu były zawsze człony czasowe RC i wyłącznik relaksacyjny działający przez jarzeniówkę. Tranzystory służyły jedynie do dopasowania wyłączników relaksacyjnych do odpowiedniego wyłącznika mocy, czyli prze­kaźnika elektromechanicznego.W poniżej opisanym schemacie układ tranzystorowy tworzy samo­dzielny wyłącznik relaksacyjny. W stanie początkowym układu tranzystor Tr2 jest zablokowany, ponieważ jego baza jest połączona z potencjałem emitera poprzez zestyk Tj przekaź­nika (zestyk spoczynkowy). Jego kolektor znajduje się na pełnym potencjale ujemnym baterii Utl. Dzięki temu kondensator C członu czasowego zostaje naładowany do napięcia baterii, gdyż jego drugi biegun — poprzez prze­pustowo spolaryzowaną diodę Dl i niskoomowe złącze emiter-baza tran­zystora Tri — leży na potencjale zerowym (masa). W celu rozpoczęcia pro­cesu czasowego należy na krótką chwilę pobudzić przekaźnik, np. przez chwilowe zwarcie kolektora Tr2 do emitera lub w inny sposób (patrz da­lej). Wtedy przekaźnik rozwiera styk r4 oraz włącza lampę powiększalnika stykiem r2. Wymuszony przez zwarcie skok napięcia na kolektorze Tr2 rzenosi się —jako sygnał sprzężenia zwrotnego —na bazę tranzystora Tri i zatyka go. Tym samym przy poprawnym dobraniu oporników Rl, R2 i R3 tranzystor Tr2 będzie nasycony, a prąd płynący przez niego posłuży do podtrzymania przekaźnika. Taki stan uzyskamy wtedy, jeśli zwiększa­jąc wartość opornika Rl osiągnie się spadek napięcia kolektor-emiter tran­zystora Tr2 mniejszy niż 1 V. Ustawianie opornika Rl należy przeprowa­dzać przy zwartym złączu baza-emiter tranzystora Tri i rozwartym sty­ku ri. W tym celu należy wcisnąć skrawek papieru między styki n, W zaistniałym stanie złącze baza-emiter tranzystora Tri jest zatkane, a więc w idealnym przypadku nieprzewodzące. Kondensator C może się rozładowywać jedynie przez opornik R, który tworzy człon czasowy (odpo­wiada to przypadkowi, gdy oporność przełącznika progowego = <»). Po­nieważ przypadek ten nigdy nie ma miejsca, oraz aby nie przekroczyć dopuszczalnego napięcia złącza baza-emiter, włączona jest dioda Dl. Ideal­nym typem będzie dioda impulsowa, o dużej oporności w kierunku zapo­rowym, zaś małej w kierunku przepustowym. W praktyce można tu sto­sować diody typu OA645. Ujemny wpływ prądu zerowego (ICo) pierwszego tranzystora (steruje on drugi tranzystor) można usunąć przez staranny dobór (w aspekcie Ico) tran­zystora Tri, bądź przez zmianę układu na tranzystory krzemowe. W tym przypadku należy zwrócić uwagę na zmianę polaryzacji napięć zasilają­cych. Potencjał punktu B układu porusza się zgodnie z wykładniczą funk­cją w kierunku napięcia — U0. Przy osiągnięciu potencjału zerowego roz­poczyna się jednak przepływ prądu kolektora w tranzystorze Tri, a więc napięcie na kolektorze maleje. Zmniejszanie się napięcia wzmocnione i od­wrócone (wzrost ujemnego napięcia) przenosi się na kolektor tranzystora Tr2 (punkt A układu), skąd przez pojemność C powraca do punktu B (efekt sprzężenia zwrotnego). W wyniku tego tranzystor tri jeszoze bar­dziej się odetka. Ten proces podtrzymuje się i doprowadza w jak najkrót­szym czasie (czas przerzutu) do pełnego odetkania Tri i odpowiednio za­tkania Tr2. Przekaźnik wtedy puszcza i podtrzymuje się ten stan za po­mocą styku ri. Proces czasowy został więc zakończony, a lampa w po­większalniku wyłączona. W celu lepszego zrozumienia schematu przedstawiono na główne przebiegi napięciowe w punktach A i B. Jak już wyjaśniono, nowy proces włączenia zostaje rozpoczęty przez krótko­trwałe zwarcie do masy punktu A. Można to wywołać bezpośrednio za po­mocą przycisku o styku roboczym między punktem A i punktem Ó. W tym przypadku po rozpoczęciu procesu relaksacyjnego trzeba jednak zwolnić przycisk, co przy czasach krótszych od 1 s może powodować niejakie trud­ności. Dlatego przekaźnik w podanym schemacie otrzymuje tylko bardzo krótki impuls prądowy przez przycisk TA za pomocą kondensatora C2 naładowanego uprzednio poprzez R4. Jego pojemność musi być wystarcza­jąca do niezawodnego wzbudzenia przekaźnika, nie powinna być jednak na tyle duża, aby zgromadzony w nim ładunek mógł spowodować czas trzymania dłuższy niż najkrótszy z odmierzanych.W każdym przypadku w takim obwodzie przyciśnięty przycisk zawsze będzie niekorzystnie wpły­wał na prędkość relaksacji. Gdy będziemy kładli nacisk na stosowanie najkrótszych czasów przełącze­nia (najkorzystniej, gdy nie będziemy jednak wcale wykorzystywali zbyt krótkich czasów włączenia przy odpowiednio przysłoniętym świetle po­większalnika) można stosować obwód pokazany na , gdzie w celu wyzerowania punktu A tranzystor Tr2 zostaje na.krótko wzbudzony ujem­nym impulsem prądowym podanym na bazę. Obwód działa przy napię­ciach 6-7-15 V pod warunkiem, że napięcie znamionowe przekaźnika nie jest większe od U„. Celowe jest wybranie Ub = Ure,+1 V. Opornik Rv jest potrzebny tylko wtedy, gdy napięcie robocze jest ustalone przez zasilacz, a napięcie znamionowe przekaźnika Urc- jest mniejsze od U0 o więcej niż 1 V. Naturalnie obwód ten można obliczyć również dla wyższych na­pięć roboczych, gdy włączy się tam np. przekaźnik na 24 V. Prowadzi to jednak do stosowania tranzystorów o odpowiednio wyższych napięciach granicznych, np. 30 albo nawet 60 V. W żadnym przypadku prąd przekaź­nika nie powinien przekraczać wielkości granicznego prądu kolektorowego drugiego tranzystora. Dioda D3 służy do zabezpieczenia drugiego tranzy­stora przed napięciami indukcyjnymi, powstającymi przy wyłączaniu uzwojenia przekaźnika. Można tu stosować praktycznie każdy typ diody, której maksymalne napięcie zwrotne jest większe od napięcia roboczego. Napięcie robocze może być pobierane z baterii, np. z dwu bateryjek pła­skich połączonych szeregowo, a najlepiej — ponieważ , lampa powiększal­nika musi pracować przy zasilaniu sieciowym — zastosować odpowiedni zasilacz sieciowy. Jeżeli w zasilaczu zastosować autotransformator wtedy nie ma galwanicznego oddzielenia układu od sieci-należy więc zwrócić uwagę na zgodny z przepisami bhp montaż układu oraz aby wyłączniki i przyciski spełniały wymagania wysokonapięciowe — zaoszczędza się jednak jeden zespół styków w przekaźniku To może być z wielu wzglę­dów korzystne: a)gdy mamy tylko jeden przekaźnik z jednym jedynie zespołem przełą­czającym; b)gdy wytrzymałość napięciowa lub też prąd przełączenia dla pojedyn­czego zestyku nie wystarczy, wtedy trzeba połączyć szeregowo bądź równolegle więcej zestyków; c)gdy wyda się to celowe — obniżenie prądu zadziałania przekaźnika przez usunięcie nieużywanych zespołów zestyków.W opisanym przyrządzie trzeba było np. zestyki przekaźnika GBR 302 .4 (mały przekaźnik doczołowy: U„i - 12 V; U,x - 33 raA; Ub - 13 V, R„ - 0) połączyć tak, jak pokazano na , co odpowiada punktowi b). Rozumie się samo przez się, że wszystkie opisane urządzenia czasowe mogą być również stosowane do innych celów. Głównym zakresem ich stosowa­nia dla fotoamatorów będzie jednak sterowanie naświetlaniem w procesie powiększania.Ze względu na to, że powiększalnik i tak jest związany z gniazdkiem siecio­wym, a fotoamatorzy mogą dysponować lampami elektronowymi, które nie nadają się już do odbiorników radiowych, ale są na tyle dobre, że można je jeszcze wykorzystać, chcemy na zakończenie omówić lampowe urzą­dzenie czasowe.