Utilizarea circuitului integrat 555 (βE555E, βE555N etc.) simplifică mult realizarea automatelor de scară, așa cum vă propunem să vă convingeți experimentând montajul descris în continuare (fig. 1).
Pentru mai tinerii noștri cititori amintim că automatul de scară (A.S.) este, în esență, un comutator de rețea temporizat; el are rolul de a acționa (aprinde) becurile de iluminare din holuri, coridoare, casa scărilor de la blocuri etc., pentru un interval de timp prestabilit, de regulă de ordinul zecilor de secunde sau al minutelor. Comanda de anclanșare se dă prin apăsarea scurtă a unui buton (gen buton de sonerie). Evident, pentru a putea fi acționat independent din mai multe locuri dorite (de la fiecare etaj, intrare în hol etc.), ansamblul este prevăzut cu mai multe contractile/butoane, B1-Bn, conectate în paralel. De asemenea, becurile L1-Ln, plasate în locurile dorite, vor fi conectate între ele în paralel și alimentate de la rețea prin intermediul comutatorului K al A.S. (fig. 2).
La realizarea unui astfel de montaj, problema esențială este cea a electrosecurității, care impune separarea perfectă a circuitului butoanelor de comandă B1-Bn față de tensiunea rețelei ce alimentează becurile. De asemenea, bătaie multă de cap dau adeseori – în special în cazul modelelor învechite de A.S. – fiabilitatea comutatorului K, siguranța în funcționare a temporizatorului și stabilitatea duratei selecționate prin construcție sau reglaj.
Revenind la schema propusă în figura 1, observăm că temporizatorul este realizat cu un circuit βE555E (capsulă DIL cu 2×7 pini), în configurație de monostabil. Durata se stabilește din potențiometrul P, eventual modificând și valoarea condensatorului C1 (47–220 μF). Cu valorile indicate în figură s-a obținut o durată maximă de cca 120 s.
Ieșirea integratului comandă un releu electromagnetic Rel., fiind protejată împotriva tensiunilor de autoinducție generate de acesta prin cele două diode, D1 și D2.
Pentru alimentarea la 12 V se va selecționa un releu care să anclanșeze ferm la 10–11 V, de preferință cu un consum de curent sub 100 mA. Releul trebuie să posede o pereche de contacte normal deschise, K, adecvate lucrului în tensiunea de rețea, la curentul maxim dorit (contacte pentru 8–10 A la 250 V c.a.).
Alimentarea se poate asigura de la un redresor de rețea, nu neapărat stabilizat, dar cu filtraj foarte bun.
Explicații de funcționare
- Configurația de Monostabil: Circuitul integrat 555 funcționează aici ca un releu de timp (monostabil). În stare de repaus, ieșirea sa (pinul 3 sau pinul 6 pe notația internă a schemei de tip vechi) se află în stare „LOW” (0V), iar releul este dezactivat.
- Declanșarea: Butoanele de comandă B1-Bn sunt conectate la pinul de declanșare. În repaus, acest pin este ținut la potențial ridicat prin rezistența R1. La apăsarea scurtă a oricărui buton, pinul este pus la masă (0V). Această tranziție negativă basculează circuitul: ieșirea devine „HIGH” (+12V), iar releul Rel. anclanșează instantaneu, închizând contactul K și aprinzând becurile.
- Temporizarea: Din momentul declanșării, condensatorul C1 începe să se încarce lent de la linia de +12V prin intermediul rezistenței R2 și a potențiometrului reglabil P. Timpul în care becurile rămân aprinse este determinat de formula standard T ≈ 1,1 × (R2 + P) × C1. Când tensiunea pe C1 atinge pragul de 2/3 din tensiunea de alimentare, circuitul intern detectează acest lucru, descarcă rapid condensatorul C1 și trece ieșirea înapoi în starea 0V, oprind releul și stingând becurile.
- Protecția anti-inductivă: Diodele D1 și D2 au un rol critic. Bobina releului înmagazinează energie magnetică; în momentul în care integratul decuplează alimentarea bobinei, aceasta generează o tensiune inversă foarte mare (autoinducție) care ar putea distruge instantaneu tranzistorul de ieșire din interiorul CI 555. Diodele scurtcircuitează în siguranță acest vârf de tensiune.
- Electrosecuritatea: Deoarece butoanele de pe hol funcționează la o tensiune joasă și izolată de 12V, riscul de electrocutare pentru locatari este complet eliminat.
Detalii despre piese echivalente moderne
- Circuitul Integrat βE555E: Era versiunea românească (IPRS Băneasa) a circuitului standard 555 în capsulă cu mai mulți pini (format atipic descris ca 2×7). Astăzi se folosește standardul universal NE555 sau LM555 în capsulă DIP-8 (cu 8 pini).
- Diodele D1, D2 (1N4007): Rămân neschimbate, fiind în continuare standardul industriei.
- Condensatorul C1 (100 μF): Se poate folosi orice condensator electrolitic modern de 100 μF cu o tensiune de lucru de 25V sau 35V.
- Potențiometrul P (1MΩ lin.): Se poate înlocui cu un semireglabil de tip multitură de 1 MΩ pentru un reglaj fin sau cu un potențiometru liniar clasic.
- Releul electromagnetic (Rel.): În locul modelelor industriale vechi, acum se folosesc relee compacte pentru circuit imprimat (de tip Finder sau Songle) cu bobină la 12V c.c. și contacte capabile să comute 10A / 250V c.a.
