Montajul poate fi folosit la acționarea automată a luminilor pe scările blocurilor de locuințe, în locurile unde nu este necesară lumină decât un scurt timp.
Schema (fig. 1) se caracterizează prin simplicitate și printr-o funcționare sigură. Ea este compusă dintr-un generator de curent constant, alcătuit din tranzistorul T1 și elementele R1, DZ, R2, care permit o reglare liniară a timpului de aprindere a luminii. Prin acționarea oricărui întrerupător Ki, normal deschis, condensatorul C este descărcat până la o tensiune minimă de 0,6 V. În acest moment, comparatorul CI își schimbă starea, având la ieșire o tensiune pozitivă care determină deschiderea tranzistorului T2 și atragerea releului RL care comandă aprinderea becurilor. Ele rămân aprinse până când tensiunea pe condensator depășește valoarea dată de divizorul R3, R4, moment în care la ieșirea comparatorului apare tensiune negativă ce blochează tranzistorul T2 și releul RL nu mai este atras, iar alimentarea becurilor întreruptă. Ciclul se reia la o nouă apăsare a oricărui întrerupător. Dacă dorim ca lumina să se aprindă numai la etajul corespunzător întrerupătorului pe care-l apăsăm, se adaugă și schema desenată la culoare.
Timpul de funcționare poate fi reglat liniar în intervalul 0–60 s.
PIESE UTILIZATE:
T1 = BC 177, BC 251; T2 = BC 107, BC 172; C = 1 000 µF / 16 V; DZ = PL 4 V 3 Z; R2 = potențiometru semireglabil, 100 kΩ; R1 = 560 Ω / 0,5 W; R3 = 47 kΩ / 0,5 W; R4 = 18 kΩ / 0,5 W; R5 = 2 kΩ / 0,5 W; CI = µA 741; +E = 12 V; –E = –12 V; P = 10 kΩ, semireglabil. (Notă: În listă mai apare R6 = 47 Ω / 0,5 W sau 470 Ω, conform schemei, între pinul 2 al CI și condensatorul C).
T1 = BC 177, BC 251; T2 = BC 107, BC 172; C = 1 000 µF / 16 V; DZ = PL 4 V 3 Z; R2 = potențiometru semireglabil, 100 kΩ; R1 = 560 Ω / 0,5 W; R3 = 47 kΩ / 0,5 W; R4 = 18 kΩ / 0,5 W; R5 = 2 kΩ / 0,5 W; CI = µA 741; +E = 12 V; –E = –12 V; P = 10 kΩ, semireglabil. (Notă: În listă mai apare R6 = 47 Ω / 0,5 W sau 470 Ω, conform schemei, între pinul 2 al CI și condensatorul C).
Releele sunt de 12 V / 220 Ω, miniatură; D’, D”, D1…Dn, D’1…D’n = 1 N 4001.
Montajul se realizează pe cablaj imprimat (fig. 2) și se poate introduce într-o cutie din tablă sau material plastic.
Pentru alimentare se poate folosi orice schemă cu tensiune dublă alcătuită cu stabilizatoare parametrice.
Modificarea timpului se realizează continuu din R2, iar în trepte prin schimbarea condensatorului C.
Se recomandă plasarea în serie cu R2 a unui rezistor cu valoarea în jur de 100 Ω / 0,5 W.
Contactele releelor desenate sunt normal deschise.
În fig. 1 numerotarea lui CI corespunde unei capsule metalice cu 8 picioare, însă în figura 2 cablajul corespunde atât unei astfel de capsule, cât și uneia cu 14 picioare.
Vedere cablajului este dinspre fața plantată cu piese. Porțiunea A se va repeta de n ori.
Explicații de funcționare a circuitului
Acest montaj este un temporizator electronic de scară (automat de iluminat) alimentat diferențial (±12 V), care utilizează un generator de curent constant pentru a obține o temporizare precisă și liniară între 0 și 60 de secunde:
Acest montaj este un temporizator electronic de scară (automat de iluminat) alimentat diferențial (±12 V), care utilizează un generator de curent constant pentru a obține o temporizare precisă și liniară între 0 și 60 de secunde:
- Generatorul de curent constant (T1, DZ, R1, R2): Dioda Zener DZ (4,3 V) și rezistența R1 (560 Ω) fixează o tensiune de referință stabilă între linia de +12 V (+E) și baza tranzistorului PNP T1. Deoarece căderea de tensiune pe rezistența din emitor (potențiometrul R2 de 100 kΩ) rămâne constantă (~3,7 V), tranzistorul T1 debitează în colector un curent absolut constant, indiferent de tensiunea la care a ajuns condensatorul C (1000 µF). Aceasta asigură o creștere perfect liniară a tensiunii pe condensator în timp, permițând reglarea ușoară a duratei din R2.
- Declanșarea temporizării (Butoanele K1…Kn și diodele D1…Dn): În repaus, condensatorul C este încărcat la tensiunea maximă pozitivă. Când se apasă oricare dintre butoanele de pe etaje (K1…Kn), condensatorul C se descarcă aproape instantaneu la masă (0 V) prin rezistența de protecție de 47 Ω (notată R1 în emitor/colector pe schemă) și dioda aferentă (D1…Dn), rămânând la o tensiune reziduală de circa 0,6 V (căderea de tensiune pe diodă).
- Comparatorul de tensiune (Circuitul integrat µA741): Amplificatorul operațional CI (µA741) funcționează ca un comparator de tensiune fără reacție. Intrarea neinversoare (pinul 3) primește o tensiune de prag pozitivă fixă (circa +3,3 V), stabilită de divizorul rezistiv format din R3 (47 kΩ) și R4 (18 kΩ) între +12 V și masă. Potențiometrul P (10 kΩ) conectat la pinii 1 și 5 permite anularea tensiunii de decalaj (offset) a integratului. Cât timp condensatorul C este descărcat, tensiunea pe intrarea inversoare (pinul 2, prin rezistența de protecție R6) este mai mică decât cea de pe pinul 3, astfel încât ieșirea integratului (pinul 6) basculează la saturație pozitivă (~ +10,5 V).
- Comanda releului și extinderea pe etaje: Tensiunea pozitivă de la pinul 6 deschide tranzistorul NPN T2 prin rezistența R5 (2 kΩ). Tranzistorul T2 alimentează bobina releului principal RL, care închide contactul CT.RL și aprinde becurile B1…Bn alimentate la 220 V. Diodele D’ și D” protejează tranzistorul T2 împotriva supratensiunilor inductive la decuplarea releului. Dacă se dorește aprinderea luminii doar pe etajul unde s-a apăsat butonul, fiecare buton (K1…Kn) alimentează simultan, prin diodele suplimentare D’1…D’n, câte un releu individual de etaj (RL1…RLn) cu automenținere prin contactul principal CT.RL.
Detalii despre piese echivalente moderne
- Circuitul integrat (CI – µA741):
- Se poate înlocui direct cu orice variantă modernă standard în capsulă DIP-8: LM741CN, UA741CN sau MC1741CP1 (atenție la numerotarea pinilor pentru capsula DIP-8, care este identică cu cea a capsulei metalice TO-99 cu 8 pini din figura 1).
- Recomandare modernă: Se poate folosi un comparator dedicat sau un operațional mai rapid cu intrări JFET, precum TL071CP sau TL081CP (compatibile pin la pin cu LM741).
- Tranzistoarele T1 (BC177 / BC251 – PNP) și T2 (BC107 / BC172 – NPN):
- T1 (PNP): Echivalenții direcți moderni în capsulă TO-92 sunt BC557B/C sau BC556B (atentie la ordinea pinilor: la BC557 este C-B-E, identică cu cea a vechilor BC177/BC251).
- T2 (NPN): Se înlocuiește direct cu BC547B/C sau, pentru o rezervă mai mare de curent la comanda releelor, cu BC337-40 sau 2N2222A.
- Dioda Zener (DZ – PL4V3Z):
- Se înlocuiește cu o diodă Zener modernă de 4,3 V / 0,5 W sau 1 W, de tip BZX55C4V3, BZX85C4V3 sau 1N4731A.
- Diodele (1N4001):
- Se folosesc diode redresoare standard 1N4007 (1 A / 1000 V, mult mai rezistente la vârfuri de tensiune decât 1N4001 și la același preț) sau 1N4148 pentru diodele de semnal D1…Dn și D’1…D’n.
- Condensatorul de temporizare C (1000 µF / 16 V):
- Se alege un condensator electrolitic modern de calitate (cu curenți de fugă cât mai mici, ex. gama Low Leakage sau standard de firmă la 1000 µF / 25 V sau 35 V), deoarece un curent de fugă mare al condensatorului ar putea împiedica atingerea pragului de declanșare la timpi lungi (aproape de 60 s).
- Rezistențele, semireglabilele și releele:
- Pentru R5 (2 kΩ) se folosește valoarea standard modernă de 2,2 kΩ / 0,25 W (sau 1,8 kΩ).
- Pentru R2 (100 kΩ) se recomandă un potențiometru sau semireglabil liniar de 100 kΩ înseriat cu o rezistență de protecție de 470 Ω – 1 kΩ (pentru a limita curentul prin T1 când cursorul este la capăt).
- În locul releelor vechi de 12 V / 220 Ω se folosesc relee miniatură moderne de 12 V DC (ex. seria Finder 36.11 / 40.52 sau Omron G5LE-1), cu contacte dimensionate pentru 230 V AC / 10 A (obligatoriu izolate corespunzător față de partea de joasă tensiune).
