Электротехника: 2012

воскресенье, 23 декабря 2012 г.

Фотореле своими руками.

В статье фотодатчик своими руками описывалось создание датчика реагирующего на свет и приводились примеры схем управления маломощным электродвигателем и светодиодом. Более полезным было бы управление какой либо мощной нагрузкой например: лампой накаливания, мощным электродвигателем и т.д. Простая схема фотореле для мощной нагрузки приведена на рисунке 1:

Рисунок 1 - Фотореле срабатывающее при уменьшении освещённости

без регулировки чувствительности

В этой схеме используется электромагнитное контактное реле. Самым простым дешёвым и доступным способом управления мощной нагрузкой является использование электромагнитного контактного реле:

Реле показанное на фотографии выше извлечено из сломанного импортного холодильника, это реле может коммутировать (подключать и отключать в данном случае) нагрузку потребляющую ток не более 16А. 16А вполне достаточно для многих бытовых электроприборов. На корпусе этого реле написано что для катушки постоянного тока необходимо 12 В но на практике для срабатывания данного реле было достаточно 9В с блока питания для модема с выпрямителем:

Если 9В окажется недостаточно то можно запитать схему от 12В. Если заменить резистор R1 переменным или подстроечным то можно будет регулировать чувствительность к свету.

фотодиод VD2 является элементом реагирующим на свет, его можно извлечь например из телевизора.

Обратный ток данного фотодиода усиливается транзистором VT1:

Вместо КТ315 можно использовать какой либо другой подходящий транзистор.

Данный транзистор образует делитель напряжения вместе с резистором R1:

Как было упомянуто выше данный резистор можно заменить переменным или подстроечным для того чтобы можно было регулировать чувствительность схемы.

Непосредственное управление катушкой реле осуществляет транзистор VT2:

КТ973 хорошо подходит для данной цели. Реле подключается к коллектору данного транзистора.

Для того чтобы транзистор VT2 не перегорел при резком его закрытии параллельно катушке реле ставится обратный диод:

Данный диод можно заменить каким либо другим подходящим диодом.

Резистор R2 не обязателен но его можно поставить для ограничения тока или уменьшения его потребления.

Для силовой части схемы нужны разъёмы и провода:

Реле может подключать нагрузку к сети 220В. Не стоит забывать о том что напряжение сети опасно и при работе с ним необходимо соблюдать меры предосторожности для того чтобы не получить поражение электрическим током.

После подготовки всех необходимых деталей можно приступать к сборке реле.

Обратный диод лучше подпаять сразу к реле.

К собранному реле можно подключать нагрузку с источником питания (не обязательно сеть 220В). Используя данное фотореле в паре с источником инфракрасного излучения можно сделать датчик присутствия:

Рисунок 2 - Схема датчика присутствия

Если направить инфракрасный свет на фотодиод фотореле то при перекрытии этого света реле будет срабатывать и замыкать источник питания на нагрузку, таким образом можно вызвать некоторое действие при пересечении кем либо (или чем либо) инфракрасного луча. Для того чтобы включение нагрузки происходило при увеличении освещения можно использовать реле с нормально замкнутыми контактами. Для того чтобы включать (или выключать) несколько нагрузок можно использовать реле с несколькими контактами. Также для того чтобы включение нагрузки происходило при увеличении освещения можно использовать схему на рисунке 3:

Рисунок 2 - Схема включающая нагрузку при увеличении освещения

Если фотореле включает лампу накаливания при уменьшении освещенности то необходимо как нибудь закрыть фотодиод от света лампы накаливания иначе при уменьшении освещенности реле начнёт часто включаться и выключаться что приведёт к быстрому его износу и выходу из строя. Если используется инфракрасный фотодиод то фотореле не будет реагировать на свет лампы дневного света (если не поднести её достаточно близко) или светодиодной лампу (если в ней нет инфракрасных светодиодов с соответствующей длинной волны излучаемого света). Пульт ик-управления лучше не испытывать на данном фотореле:

суббота, 24 ноября 2012 г.

Расчёт сопротивления провода

Любое вещество (при температуре выше 0К (и других обычных условиях )) обладает способностью проводить электрический ток. Величиной характеризующей способность вещества проводить электрический ток является электрическая проводимость. Величиной обратной проводимости является сопротивление. Электрическое сопротивление бывает активным и реактивным. Если через провод протекает постоянный ток то прохождению этого тока препятствует только активное сопротивление. При переменном токе активное сопротивление провода остаётся. Если провод проводящий ток имеет постоянную площадь сечения по всей его длине, состоит из однородного материала, воздействием разных полей можно пренебречь то активное сопротивление этого провода может быть рассчитано по формуле 2.

Рисунок 1 - Провод

Сопротивление провода зависит от его длинны, его площади поперечного сечения, удельного сопротивления ρ материала из которого состоит этот провод. Удельное сопротивление ρ любого материала (в разной степени) зависит от температуры и других факторов.
Для примера рассчитаем активное электрическое сопротивление стального провода круглого сечения длинной 869мм, диаметром 0.4 мм и предположим что удельное сопротивление стали из которой сделан этот провод неизменно.

Дано:

Рассчитаем площадь поперечного сечения провода:

Рассчитаем сопротивление провода:

Сопротивление провода можно определить омметром (или мультиметром). Значение сопротивления данного провода определённое экспериментально примерно равно рассчитанному:

Для расчёта сопротивления провода можно использовать программу:

Удельное электрическое сопротивление= Ом*м (при t=20^oС) др.t=^oС(для металлов)
Диаметр провода (для провода круглого сечения) d=
Площадь сечения провода S= ²
Длинна провода l=
Ток нагрузки= (для расчёта потерь мощности)
Сопротивление провода= (при t=20^oС)

Купить провод

воскресенье, 18 ноября 2012 г.

Ёмкость плоского конденсатора.

Основным параметром электрического конденсатора является его ёмкость. Простейший плоский конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), разделенных между собой диэлектриком.

Рисунок 1 - Плоский конденсатор

Ёмкость конденсатора это коэффициент связывающий напряжение U между его обкладками и заряд q его обкладки.

Чем больше ёмкость конденсатора тем больший заряд он будет иметь при неизменном напряжении между обкладками.

Ёмкость плоского конденсатора находиться по формуле:

Где ε₀₌8,854187817·10⁻¹² Ф/м - электрическая постоянная, ε - диэлектрическая проницаемость диэлектрика расположенного между обкладками конденсатора, S - площадь обкладки конденсатора, d - расстояние между обкладками.
Помимо плоского существуют также цилиндрические и сферические конденсаторы.

Диэлектрическая проницаемость диэлектрика=
Площадь перекрытия обкладок S= ²
Расстояние между обкладками d=
Ёмкость конденсатора C=

понедельник, 5 ноября 2012 г.

Усилитель звука на транзисторе.

Схема двухкаскадного усилителя звука (в более ранней статье) усиливает звук но добиться нормальной её работы без сильного дополнительного шума в пьезодинамике трудно, поэтому придумана другая более простая схема усилителя:

Рисунок 1 - Усилитель звука на транзисторе

В этой схеме используется один транзистор который желательно выбрать с большим коэффициентом передачи тока. Резистор R3 поставлен с большим чем в предыдущей схеме сопротивлением. Большее сопротивление в цепи коллектора увеличивает коэффициент усиления по напряжению но нагрузочная способность усилителя при этом падает. Пьезодинамик обладает большим сопротивлением и можно подумать что он почти не потребляет ток и нагрузочная способность в данном случае не очень важна, но это не так сопротивление резистора R3 не следует выбирать слишком большим иначе усилитель не будет усиливать звук. Настройку такого усилителя произвести проще чем предыдущего. Напряжение на коллекторе VT1 должно быть подстроено (резистором R2) до половины напряжения питания.

Это напряжение на коллекторе VT1 не должно "сильно скакать".

Данный усилитель усиливает слабее чем предыдущий но зато дополнительный шум в динамике меньше. Если поднести микрофон к динамику то в динамике будет слышен сильный дополнительный шум.

воскресенье, 28 октября 2012 г.

Выпрямительный мост на транзисторах.

На двух биполярных комплементарных транзисторах может быть выполнен мостовой выпрямитель:

Рисунок 1 - Выпрямительный мост на транзисторах

Один транзистор должен быть n-p-n типа, другой p-n-p типа.
Недостатком такого выпрямителя является малый выходной ток

Такой мост может быть высокочастотным.
Некоторые транзисторы которые могут быть применены изготовления такого моста:

КТ8102А Iбmax=2мА p-n-p  Fгр>10МГц
КТ8102Б Iбmax=2мА p-n-p  Fгр>10МГц
КТ8101А Iбmax=2мА n-p-n  Fгр>10МГц
КТ8101Б Iбmax=2мА n-p-n  Fгр>10МГц
КТ818(А-Г) Iбmax=1мА p-n-p Fгр>3МГц
КТ819(А-Г) Iбmax=1мА n-p-n Fгр>3МГц
КТ855(А,В) Iбmax=1мА p-n-p Fгр>5МГц
КТ896(А-В) Iбmax=1мА p-n-p Fгр=10МГц

КТ908Б Iбmax=50мА n-p-n
КТ945А Iбmax=50мА n-p-n
КТ908А Iбmax=25мА n-p-n
КТ903А Iбmax=10мА n-p-n
КТ903Б Iбmax=10мА n-p-n