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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Capteur d'humidité, de lumière et de niveau d'eau sur la minuterie KR1006VI1 (NE555). Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure Pour signaler une violation d'un paramètre en production et à la maison, des relais électromagnétiques connectés à des circuits électroniques sont utilisés. Les contacts des relais électromagnétiques fonctionnent plus longtemps si l'enroulement est alimenté en mode "déclencheur" - une alimentation brutale et une suppression brutale de la tension, alors qu'il est souhaitable de réduire le nombre d'allumages et que le "rebond" est totalement indésirable - pulsé alimentation du bobinage du relais. La minuterie de la puce KR1006VI1 est bien adaptée à de telles fins pour les raisons suivantes :
Ainsi, deux dispositifs à seuil, un déclencheur et deux sorties puissantes avec un petit boîtier vous permettent d'assembler de bons appareils, mais nous nous concentrerons sur un dispositif relais - un convertisseur d'un signal faible et changeant lentement en deux états changeant brusquement pour contrôler le relais de sortie. La figure 1 montre un schéma d'un détecteur d'humidité. Le schéma convient pour contrôler le moment du dépôt des gouttelettes d'humidité sur le capteur hygristor R'. Le capteur le plus simple peut être fabriqué à partir d’une feuille de fibre de verre en découpant deux pistes en zigzag. Les meilleurs résultats seront obtenus si vous recouvrez ces pistes d'argent ou si vous utilisez une plaque en plastique fluoré et des électrodes en acier inoxydable pressées contre celle-ci. Pour mieux « capter » l'augmentation de l'humidité de l'air, vous pouvez placer les électrodes du capteur dans un sachet de chlorure de calcium (ou au moins de sel de table). Placez le capteur dans un endroit plus frais. La résistance R1 définit le seuil du circuit (traction de l'armature du relais). La coupure du circuit (relâchement du relais) se produit à une résistance plus élevée du capteur, de sorte que le relais ne fonctionnera pas trop souvent.
La résistance R2 limite la limite de réglage de R1 à "zéro", R3 limite le courant à l'entrée du circuit du capteur lors de l'installation, des situations d'urgence. Condensateur C1 (avec une bonne isolation !) Lisse le signal d'entrée, ainsi que les interférences du réseau. Il est conseillé de toujours utiliser la diode Zener VD1 dans les circuits avec la minuterie KR1006VI1 - cela vous permettra de monter et de configurer l'appareil en toute sécurité : la diode Zener limite la tension aux entrées de la minuterie de + tension de stabilisation à - 0,6 V. Le La diode Zener peut supporter un courant jusqu'à 30 mA et la résistance d'entrée a une résistance de 50 kOhm. Conclusion : une tension d'entrée jusqu'à 1500 V n'endommagera pas la minuterie (et la résistance d'entrée tombera en panne). Le condensateur C2 lisse le potentiel de la broche 5 du microcircuit, qui est "impliquée" dans les circuits de comparaison du comparateur, son utilisation est donc obligatoire. La diode VD2, allumée "de retour" au courant, supprime les surtensions au moment où l'enroulement du relais est éteint. L'alimentation du circuit doit être stabilisée (le microcircuit peut normalement fonctionner dans la plage d'alimentation 5-16V. Le photorelais (Fig. 2) contient un étage d'entrée sur un transistor à effet de champ avec une grille isolée. Cela augmente la résistance d'entrée jusqu'à des milliards d'ohms et vous permet d'inclure non seulement des photorésistances à semi-conducteurs, mais également des photocellules à vide, dont la stabilité des paramètres avec les changements de température est supérieure à celle des semi-conducteurs. Bien entendu, en réduisant la résistance de la résistance R1 même à 10 kOhm, vous pouvez ajuster l'entrée du circuit à la résistance du photocapteur au moment où le relais de sortie est déclenché. Un circuit avec suiveur de tension sur transistor à effet de champ permet, en ajustant la résistance de la résistance R6, de « rapprocher » les bords de l'intervalle d'allumage (arrêt) du relais.
Si dans le circuit (Fig. 1) le moment de fonctionnement du relais satisfait l'utilisateur et que la désactivation (retour) nécessite un changement important du potentiel d'entrée, alors dans le circuit (Fig. 2) en augmentant la résistance du résistance R6, vous pouvez arbitrairement réduire le "différentiel" entre l'allumage et l'extinction. La possibilité d'un tel réglage permet de transformer le dispositif de signalisation de violation de paramètre en un régulateur qui maintient le paramètre dans un certain intervalle proche de la norme. Pour contrôler ou réguler la température, il est nécessaire d'inclure un capteur de température - une thermistance, une diode ou un transistor (Fig. 2) à l'entrée du circuit de la Fig. 3. Un semi-conducteur diminue la résistance à mesure que la température augmente. Si chauffer la diode de 10°C entraîne une diminution d'environ deux fois la résistance, alors chauffer le transistor entraîne une diminution de quatre fois. Le semi-conducteur en germanium « ressent » la température plus fortement, mais celui en silicium peut fonctionner à des températures plus élevées (jusqu'à 150°C). Il est préférable d'installer des transistors dans lesquels le boîtier est connecté au collecteur et l'émetteur est alimenté en puissance positive, il n'y aura alors aucun problème pour isoler le point "d'entrée" du boîtier du circuit.
Pour augmenter la vitesse du circuit, un dissipateur thermique en tôle étamée peut être soudé au boîtier du transistor. Si la soudure est effectuée avec un fer à souder puissant et que le transistor est rapidement refroidi à l'air, même les appareils en germanium ne seront pas endommagés. Avec un tel capteur de température, la 9ème expédition de la région de Vinnitsa. a mesuré la température de l'air lors des observations de l'éclipse solaire en 1981 dans la région de Novossibirsk. Commentaire. Les bornes des transistors dans des boîtiers métalliques sont isolées avec des isolants en verre. Vérifiez si l'éclairage des fils par la lumière du soleil fera fonctionner le circuit, si nécessaire, enveloppez-les de fil noir et recouvrez-les de colle. Si la résistance du capteur de température n'est pas très élevée, le transistor à effet de champ peut être remplacé par un transistor bipolaire à gain élevé, par exemple KT3442B, cela réduira les difficultés d'installation. Lors de la connexion des contacts du relais de sortie dans les schémas (Fig. 1 et 2), il convient de tenir compte du fait que le relais se ferme lorsque l'humidité, la température et l'éclairage augmentent et s'ouvre lorsqu'ils diminuent. Ainsi, si le circuit de la figure 2 contrôle le circuit de l'extincteur automatique, les contacts de fermeture du relais doivent être utilisés. Si le circuit contrôle le chauffage de la lampe électrique dans l'armoire de séchage, il est nécessaire d'utiliser le contact relais NC. La présence de deux comparateurs dans la puce de minuterie vous permet de réaliser un circuit simple pour contrôler la pompe d'alimentation en eau (Fig. 4). Le circuit est conçu pour pomper l'eau hors du réservoir (le circuit de remplissage du réservoir utilise un contact à ouverture dans le relais de sortie). Lorsque l'électrode de niveau inférieur E1 est imbibée d'eau, une tension approximativement égale à la moitié de la tension d'alimentation agit à l'entrée du circuit (une telle tension ne peut pas commuter la sortie du microcircuit), en raison des mêmes résistances des résistances R1 et R2 . En fonction de la température de l'eau, du matériau de l'électrode, la FEM émergente peut légèrement déformer cette tension, vous devrez alors modifier la valeur de la résistance R2.
Avec une nouvelle augmentation du niveau d'eau et le trempage de l'électrode E2 à l'entrée du circuit, la tension diminue inférieurement au tiers de la tension d'alimentation. Cela provoque la commutation du circuit et le fonctionnement du relais de sortie ! Le niveau d'eau diminue, mais tant que E1 est dans l'eau, l'état du circuit ne change pas. La perte de contact entre E1 et l'eau entraîne une augmentation de la tension à l'entrée du circuit au-dessus des 2/3 de la tension d'alimentation, ce qui entraîne la mise hors tension du déclencheur interne des commutateurs du microcircuit et du relais. Pour régler le circuit, la circonstance suivante est essentielle : il est nécessaire de régler à la température de l'eau la plus basse et à la plus faible concentration d'impuretés conductrices. La capacité du condensateur C1 est choisie relativement grande pour que le captage du réseau sur le fil allant à l'entrée du circuit soit supprimé. Il est préférable d'installer ce condensateur non électrolytique. La résistance R2, qui relie les fils des électrodes entre eux, doit être installée sur une plaque en fibre de verre fixée à l'une des électrodes (à la borne de l'électrode). Le fil flexible est connecté par un conducteur isolé à la seconde électrode. Il est nécessaire de protéger la résistance de l'humidité et des influences mécaniques. Contrairement à la plupart des circuits d'indicateurs de niveau d'eau, ce circuit permet non seulement d'économiser un brin de câble, ce qui simplifie la configuration et l'installation, mais supprime également les interférences de tension alternative à l'entrée du circuit, y compris le bruit impulsionnel (qui est actuellement utilisé dans les installations existantes avec un niveau industriel). (indicateurs). posent souvent des problèmes). En augmentant les valeurs nominales de R3 et C1, vous pouvez même "retarder" le temps de fonctionnement du relais de plusieurs minutes, de sorte que les éventuels captages d'impulsions ne pourront pas provoquer un faux déclenchement du circuit. De plus, le microcircuit dispose d'une borne d'entrée supplémentaire (broche 4), dont la fermeture « remet » la sortie de la minuterie à 0, quels que soient les potentiels d'entrée (broches 2 et 6). Habituellement, cette broche 4 est connectée à la tension d'alimentation afin que l'entrée n'affecte pas le fonctionnement du circuit. Une autre application intéressante peut être obtenue par un dispositif relais si son entrée est équipée d'un double capteur (différentiel) de lumière ou de température. Dans ce cas, le relais de sortie est activé lorsque la limite lumière/ombre traverse le double capteur. Pour éliminer les faux positifs, ainsi que pour protéger deux capteurs d'un éclairage élevé, il est nécessaire d'installer deux résistances R1 - pour limiter le courant de "son" capteur photo et R2 - pour ajouter le courant "initial" à l'épaule de " son" capteur photo. Un tel circuit, dans le cas d'un éclairage de deux capteurs avec une lumière vive, donne à l'entrée du circuit relais un potentiel proche des valeurs limites de R2 et R. conduirait à un signal indéfini à l'entrée du circuit.Et seulement dans le cas d'un éclairage pas trop important des photocapteurs, dans des conditions d'éclairage R' plus important, le dispositif de relais passe à l'état requis (en fonction de l'option d'entrée sur la figure 5 qui nous convient). Une telle connexion inhabituelle de capteurs facilite la création d'une cible de prise de vue photo. Dans la zone centrale il y a une photorésistance, et autour d'elle il y en a quatre, connectées en parallèle, seul le "coup" de lumière dans la zone centrale déclenchera le relais de sortie ! Si la résistance R3 est shuntée avec une diode au silicium, alors, en fonction de sa polarité, le circuit ira plus vite dans un état et plus lentement dans un autre. En sélectionnant R3 et C1, il est possible de retarder pendant un certain temps le fonctionnement du relais à partir d'un bref éclair lumineux. Il ne sera pas difficile de fabriquer un réveil pour un pêcheur, déclenché par la lumière de la lune. Pour ce faire, vous devez pointer le tube de protection des capteurs photo vers l'endroit où la Lune apparaîtra à une certaine heure de la nuit, afin qu'un capteur soit éclairé plus tôt et l'autre plus tard. Si la nuit est sans lune ou nuageuse, le « réveil » ne fonctionnera pas !
Les capteurs de lumière et de température peuvent être des appareils avec une résistance différente - la gamme de réglage des circuits est énorme. Dans le cas d'un capteur différentiel, il est souhaitable d'utiliser des appareils photo ou thermiques issus d'un même coffret, c'est à dire des appareils fabriqués et stockés de la même manière. Les quelques applications mentionnées ne couvrent pas toute la gamme des applications des circuits à relais de fond. En effet, en modifiant la constante de temps du circuit d'entrée et en installant un transistor haute fréquence au lieu d'un relais électromagnétique en sortie, il est possible de faire fonctionner le circuit à des fréquences allant jusqu'au mégahertz (selon le capteur d'entrée). Cela signifie qu'il est possible de réaliser une télécommande TV à longue distance, en utilisant un capteur photo différentiel - et une commande "secrète". De la même manière, il est possible d'ouvrir la porte d'un objet avec une "clé" à impulsion infrarouge, dirigeant un faisceau focalisé vers un certain point - cela augmente le degré de protection de l'objet. Avec un bon marquage routier, un capteur différentiel avec éclairage pourrait « suivre » la bande de marquage et donner au conducteur un signal sonore au moment où il est aveuglé par une voiture venant en sens inverse, afin que le conducteur ne puisse « pas quitter » la route pendant quelques instants. de secondes, mais continuez à rouler plus loin. Mais cela nécessite la duplication des capteurs et l'utilisation d'un schéma différent. Un circuit avec un photocapteur différentiel et une constante de temps correctement sélectionnée du circuit d'entrée peut, à l'aide d'un moteur électrique, faire tourner la lumière solaire ou le récepteur de chaleur en suivant le mouvement du luminaire. Auteur : N.P. Goreiko
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