Современная электроника №4/2022

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 33 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2022 Рис. 2. Фотореле с нестандартным алгоритмом для светодиодной лампы. Рисунок печатной платы тёмное время суток лампа также вклю- чается на 2 секунды, но затем фоторе- ле переходит в нормальный рабочий режим с интервалом отсчёта таймера 20 минут до момента возрастания внеш- ней освещённости до заданного порога. Рассмотрим работу фотореле, счи- тая, что оно было первоначально вклю- чено в светлое время суток. В началь- ный момент времени конденсаторы C6 и С7 разряжены. При подключении к сети питающее напряжение на выхо- де стабилизатора появляется не мгно- венно, а нарастает от 0 до 15 В в тече- ние десятых долей секунды. В это время срабатывает супервизор, собранный на транзисторах VT5…VT7, который формирует короткий отрицательный импульс при изменении питающе- го напряжения в пределах 1,5…10 В. Такой же отрицательный импульс формируется на выходе супервизора (на коллекторе VT5) и при снижении питающего напряжения от 10 до 1,5 В. В этом промежутке изменения питаю- щих напряжений на выходе элемента DD1.1 поддерживается уровень лог. «1». Конденсаторы C6 и C7 остаются разря- женными благодаря току через диоды VD5 и VD6. После достижения питаю- щим напряжением уровня 10 В и выше транзистор VT7 супервизора открыва- ется, а VT6 и VT5 закрываются. Диоды VD5 и VD6 закрываются и на дальней- шую работу схемы влияния не оказыва- ют. Конденсатор C6 начинает заряжать- ся через резистор R12, а левая по схеме обкладка конденсатора C7 оказывается подключённой к напряжению источни- ка питания через резистор R21. Теперь конденсатор C7 начинает заряжаться через резистор R26, и на его правой по схеме обкладке формируется короткий импульс положительной полярности, который сбрасывает счётчик DD2 в исходное нулевое состояние. На выходе старшего разряда счётчи- ка DD2 появляется уровень лог. «0», кото- рый разблокирует генератор на элемен- те DD1.4. На счётном входе счётчика появляются прямоугольные импульсы, увеличивающие его состояние. Свето- диод HL1 при этом светится постоян- но. Одновременно уровень лог. «0» через резистор R4 открывает транзистор VT1, а вслед за нимоткрываются транзистор VT2 и симистор VS1, что приводит к включению светодиодной лампы. После достижения счётчиком DD2 2048-го состояния на выходе его старшего разряда появляется уро- вень лог. «1», который через цепоч- ку VD8-R19 быстро заряжает конден- сатор C6 и устанавливает на выходе DD1.3 уровень лог. «1». Транзистор VT8 открывается и подключает нижний по схеме вывод конденсатора C8 к обще- му проводу. Благодаря этому следую- щий запуск генератора произойдёт уже на частоте около 2 Гц. Одновременно уровень лог. «1» закрывает транзисто- ры VT1, VT2 и симистор VS1; лампа при этом выключается. Как отмечено выше, излучение лампы должно быть направлено на фотодиод VD4. Если уровень внешнего освеще- ния при выключении лампы окажется достаточно высоким (в светлое время суток), то перезапуска таймера не про- изойдёт, и лампа останется в выклю- ченном состоянии. При этом фотоди- од VD4 будет засвечен, и сопротивление его перехода будет относительно невы- соким, а транзисторы VT3 и VT4 будут оставаться в открытом состоянии и на верхнем по схеме входе элемента DD1.1 будет поддерживаться уровень лог. «1». При снижении уровня внешней осве- щённости до заданного порога сопро- тивление перехода фотодиода VD4 воз- растёт настолько, что транзисторы VT3 и VT4 закроются, и на верхнем по схе- ме входе элемента DD1.1 будет сформи- рован уровень лог. «0». Соответственно на выходе DD1.1 будет сформирован положительный перепад напряжения, который, дифференцируясь цепочкой C7-R26, обнулит счётчик DD2 и раз- блокирует генератор на логическом элементе DD1.4. Как отмечено выше, генератор заработает на частоте око- ло 2 Гц и таймер начнёт отрабатывать выдержку около 20 мин (точное зна- чение 17 мин 4 с при частоте вспышек светодиода 1 Гц). После завершения выдержки выше- описанный процесс повторится: лам- па погаснет на десятые доли секунды и включится вновь при условии, если уровень внешней освещённости ока- жется ниже заданного порога (в тём- ное время суток). Так будет повторять- ся с интервалами 20 минут до тех пор, пока уровень внешней освещённости в момент очередного выключения лампы не достигнет заданного порога (на рас- свете или в светлое время суток). При этом перезапуска таймера не произой- дёт, и лампа будет оставаться в выклю- ченном состоянии до момента умень- шения уровня внешней освещённости до заданного порога. Конструкция и детали Фотореле собрано на печатной пла- те из двустороннего фольгированно- го стеклотекстолита толщиной 1,5 мм размерами 120 × 50 мм (рис. 2). Пла- 120 50 Сторона печатных проводников Сторона компонентов FU1 FU1 2 2 1 1 3 3 DA1 DA1 VS1 VS1 К К А А УЭ УЭ C2 C2 + + DD1 DD1 XN2 XN2 XN3 XN3 XN4 XN4 XN1 XN1 VD4 VD4 SA1 SA1 DD2 DD2 HL1 HL1 C3 C3 VD7 VD7 R8 R8 C6 C6 + + VD9 VD9 C4 C4 + + C5 C5 C1 C1 R2 R2 R1 R1 VD1 VD1 VD3 VD3 R9 R9 VD2 VD2 R7 R7 Б Б К К Э Э VT2 VT2 Б Б К К Э Э VT1 VT1 R5 R5 R6 R6 R3 R3 R4 R4 R28 R28 Б Б К К Э Э VT3 VT3 Б Б К К Э Э VT4 VT4 R25 R25 Б Б К К Э Э VT8 VT8 R26 R26 C7 C7 R24 R24 R11 R11 R15 R15 R14 R14 R16 R16 R10 R10 C9 C9 R21 R21 C8 C8 R27 R27 VD8 VD8 R19 R19 R12 R12 R13 R13 Б Б К К Э Э VT5 VT5 Б Б К К Э Э VT7 VT7 VD6 VD6 Б Б К К Э Э VT6 VT6 R23 R23 R22 R22 VD5 VD5 R20 R20 R17 R17 R18 R18