Упрощенная схема управления нагрузкой переменного тока при помощи симистора приведена на рис. 1. Как известно, для отпирания симистора на его управляющий переход необходимо подать напряжение.
Электрическая схема электронного таймера управления
Если полярность этого напряжения соответствует полярности напряжения на втором аноде симистора относительно первого анода, то симистор может отпираться и при питании силовой цепи симистора от источника переменного напряжения.
Это свойство симистора позволяет значительно сократить рассеивание тепла на управляющем переходе при импульсном управлении, поскольку после включения симистора падение напряжения на нем не превышает 2 В.
Симисторная оптопара IC1 содержит в своем составе излучающий светодиод IC1.1 и ключевой симистор 1С 1.2 – рис. 2. В настоящее время оптопары типа MQC4061 …MOC4Q63
уже достаточно широко распространены в практике радиолюбителей, а их стоимость на радиорынках не превышает 0.5…0.6$.
Собственно схема таймера выполнена на микросхеме типа КР1006ВИ1. Ее зарубежным аналогом являются микросхемы серии 555, например. NE555. Алгоритм работы этих микросхем подробно описан в литературе, в частности, в [1).
После включения питания схемы (рис. 2) таймер DA1 устанавливается в состояние, при котором на его выходе (вывод 3) присутствует потенциал напряжения питания +Un. Излучающий светодиод IC1.1 оптопары обесточен, а силовой симистор схемы VS1 находится в непроводящем состоянии. Нагрузка схемы обесточена.
В этом состоянии схема может находиться сколь угодно долго. Индикаторный светодиод HL1 излучает видимый свет. Резистор R6 – его балластное сопротивление. Через диод VD3 быстро заряжается конденсатор С2.
При замыкании контактов микрокнопки SB1 “Вкл.” положительный потенциал источника питания подается на вход THR (вывод 6) микросхемы DA1. При этом на ее выходе (вывод 3) устанавливается нулевой потенциал. Светодиод HL1 погасает, а излучающий светодиод IC1.1 оптопары IC1 включает “свой” симистор IC1.2.
Силовой симистор схемы VS1 отпирается, а нагрузка схемы получает питание переменного тока от сети 220 В. При нулевом напряжении на выходе микросхемы DA1 обратным смещением запирается диод VD3. а предварительно заряженный конденсатор С2 начинает медленно разряжаться через резистор R4 Напряжение на входе TR (вывод 2) микросхемы DA1 убывает.
Как только оно достигнет уровня 1/3 питания микросхемы. произойдет смена ее состояния на противоположное – она переключится. На ее выходе (вывод 3) вновь будет потенциал источника питания микросхемы. Нагрузка схемы отключится, а времязадающий конденсатор С2 вновь зарядится и будет готов к следующему циклу работы.
Если нажать микрокнопку SB2 в процессе разряда конденсатора С2, то таймер DA1 принудительно будет переключен в состояние обесточенной нагрузки схемы. Микросхема запомнит это состояние.
Выдержка времени таймером определяется величиной емкости конденсатора С2 и сопротивлением резистора R4. При R4 – 1.5 МОм и С2 – 100 мкФ выдержка времени примерно равна 3.5 минуты. Естественно, ее легко (при необходимости) увеличить.
Микрокнопки SB1 и SB2 обеспечивают псевдосенсорное управление таймером DA1. Если есть потребность осуществлять сенсорное управление устройством, то можно воспользоваться сенсорами Е1 и Е2.
Практически это могут быть небольшие металлические пластинки. Резисторы R1 и R7 использованы высокоомные. Резистор R1 совместно с диодами VD1 и VD2 защищает вход THR микросхемы DA1, ограничивая напряжение на нем. Резистор R7 совместно с диодом VD5 предназначен для защиты входа TR.
Диод VD4 предназначен для быстрой разрядки конденсатора С2 после отключения питания схемы. Питание схемы от источника 12 В с гальванической развязкой от сети 220 В способствует соблюдению правил техники безопасности при обслуживании и работе с электроустановками.
На рис. 3 приведена топография печатной платы устройства, а на рис. 4 – расположение радиокомпонентов на ней. Внешний вид смонтированной платы устройства показан на фото 1.
Защитный диод VD5 был введен в схему уже после изготовления печатной платы устройства, поэтому он распаивается со стороны печатных проводников платы, или радиолюбителям надо самостоятельно откорректировать рисунок печатной платы (рис. 3).
