Brichetă electrică acționată prin atingerea unei taste, fotoreleu, tester pentru rezistențe, diode, condensatoare etc. – iată numai câteva aplicații posibile ale montajului descris în continuare. El se adresează constructorilor începători care posedă un tiristor de 5–10 A, cu tensiunea de lucru de peste 50 V.
În figura 1 este prezentată varianta pentru brichetă. Tiristorul Th. este alimentat cu tensiunea alternativă de 6,5–7 V dată de secundarul transformatorului Tr. Deoarece tiristorul conduce numai una dintre alternanțe, tensiunea eficace pe rezistența de sarcină Rs va fi de numai 2,5–3 V (se ține cont și de căderea pe tiristor).
Comanda tiristorului în poartă o face comutatorul electronic T1–T2, alimentat cu tensiune continuă de 9 V, ce se obține prin redresare monoalternanță (D) și filtrare (C) din tensiunea alternativă de 6,5 V.
Pentru a înțelege funcționarea montajului, să presupunem tasta T liberă. Tranzistorul T1 este blocat, având baza legată la minus prin R2. T2 este și el blocat, rezistența emitor-colector a lui T1 (blocat) fiind foarte mare. Poarta P a tiristorului nu primește astfel polarizare și tiristorul rămâne blocat, tensiunea pe sarcina Rs fiind practic nulă.
Prin atingerea tastei T cu degetul (sau cu o rezistență mai mică de 5 MΩ), T1 se deschide suficient pentru intrarea în conducție și a lui T2 și, în consecință, tiristorul amorsează, alimentând rezistența de sarcină cu alternanțele pozitive.
Sensibilitatea montajului depinde de curentul de amorsare de poartă al tiristorului, de factorul beta al tranzistoarelor folosite și de valorile rezistențelor. Experimentarea se începe realizând partea dreaptă a schemei (în dreapta liniei punctate). Se montează transformatorul, tiristorul (KY201–202 etc.), dioda D (F307–F407, 1N4002–1N4007 etc.), condensatorul (470–1000 μF / 25 V) și sarcina Rs, care pentru probă va fi un bec de lanternă de 3,5 V / 0,2–0,3 A. Se alimentează montajul de la rețea și se verifică tensiunea continuă între punctele M și N (cca 9 V). Becul trebuie să fie stins (fig. 2). Apoi se conectează între poarta tiristorului și plus (P și N) rezistențe din ce în ce mai mici, plecând de la 5 kΩ și până la 620 Ω. Începând de la o anumită valoare în jos, becul se va aprinde. De exemplu, dacă becul luminează de la 1,5 kΩ, putem lua rezistența de limitare R4* de 820 Ω; dacă becul luminează de la 1,2–1 kΩ, luăm R4* = 680 Ω etc.
Se montează ca în fig. 1 rezistența R4* (valoarea aleasă), tranzistorul T2 și rezistența R3 (10–15 kΩ). Becul rămâne stins, el aprinzându-se brusc prin conectarea între capătul liber al lui R3 și minus (M) a unei rezistențe de ordinul sutelor de kiloohmi (100–500 kΩ). Dacă nu s-a obținut sensibilitate suficientă, se alege pentru T2 un exemplar cu beta mai mare.
În fine, se conectează tranzistorul T1 și rezistența R1 (62–82 kΩ). Pentru R2* se ia o valoare orientativă de 470 kΩ – 10 MΩ, prin ajustarea căreia se va regla sensibilitatea comutatorului astfel încât becul să fie stins complet când tasta T este liberă. Tasta poate fi realizată pe o plăcuță de cablaj imprimat; cele două semicercuri (sau benzi) vor fi distanțate la cel puțin 2 mm.
La alimentarea montajului, becul trebuie să fie stins complet (un voltmetru de 5–10 Vc.c. va indica tensiune zero la bornele becului). La atingerea tastei cu degetul, becul se va aprinde. Dacă montajul este prea sensibil (simte apropierea mâinii sau atingerea degetului de contactul dinspre R1), se va micșora valoarea lui R2*. Dacă, dimpotrivă, montajul este puțin sensibil, se mărește această rezistență până chiar la eliminare; eventual se alege alt exemplar pentru tranzistorul T1.
Urmează acum înlocuirea becului printr-o rezistență de nichelină care să devină incandescentă la 1-2 A. Se poate folosi o rezistență spiralată de reșou, din care se taie o bucată conținând 12-14 bucle. Aceasta se montează în locul becului, scurtându-se din ea puțin câte puțin, până când devine incandescentă după 2-4 secunde de la atingerea tastei T. Pentru evitarea pericolului de incendiu sau de scurtcircuit (deci distrugerea tiristorului), nichelina va fi montată rigid prin strângere în șuruburi pe o plăcuță din sticlotextolit de pe care s-a îndepărtat stratul de cupru (fig. 3).
În final, montajul va fi realizat robust și închis într-o cutie ecranată. Conexiunile la tastă se fac cu cordon ecranat. Tiristorul se montează pe un radiator cu suprafața de cca 25 cm². Conexiunile la tiristor și la nichelină se fac cu cordon lițat cu secțiunea de 1 mm².
FOTORELEU
Pentru a transforma montajul din fig. 1 în fotoreleu, se înlătură partea din stânga liniei punctate înlocuind-o cu schema din fig. 4. Rezistența de sarcină Rs va fi în acest caz un bec de 3,5 V / 0,2–0,3 A sau două-trei becuri în paralel. Se poate folosi orice tip de fotodiodă (FD), chiar și una „confecționată” dintr-un tranzistor cu siliciu bun, căruia i s-a pilit capsula.
Când fotodiodă este iluminată, becul rămâne stins (rezistența mică a fotodiodei în conducție blochează tranzistorul T2). La întuneric, becul se aprinde, sensibilitatea fiind reglabilă din potențiometrul de 1-3 MΩ.
TESTER
Fără nicio modificare de principiu, schema din fig. 1 poate fi utilizată ca tester pentru rezistențe, diode și condensatoare. În acest scop, sarcina Rs va fi un bec de lanternă de 3,5 V / 0,2-0,3 A (fig. 5). Piesele de verificat se conectează la bornele A-B, A’-B’, A”-B”. În cazul condensatoarelor electrolitice se va respecta polaritatea notată pe schemă. Domeniile de valori indicate pe schemă sunt orientative, ele depinzând de sensibilitatea montajului. Joncțiunile semiconductoare vor fi verificate pe rând în ambele sensuri. Interpretarea indicațiilor (becul arde sau nu) este simplă, ținând cont de modul de funcționare descris.
Recomandări de piese alternative moderne
Pentru a aduce această extensie de fotoreleu la standardele actuale, poți înlocui senzorul și elementele de reglaj cu piese mult mai performante și ușor de găsit:
- T1 (BC 107): Înlocuiește-l cu BC547 sau 2N3904 (tranzistor NPN de mică semnal).
- T2 (BC 177): Înlocuiește-l cu BC557 nu 2N3906 (tranzistor PNP de mică semnal).
- Th (Tiristor KY201/KY202): Tiristoarele sovietice vechi în capsulă metalică pot fi înlocuite cu succes de modele moderne în capsulă TO-220, mult mai ușor de montat, cum ar fi BT151-500R sau TIC106M. Acestea au porți (gate) mult mai sensibile și duc curent de până la 5–12 A.
- D (F407): Înlocuiește direct cu celebra și universala diodă 1N4007.
- C (470 μF): Folosește un condensator electrolitic modern de 470 μF sau 1000 μF la o tensiune de lucru sigură de 16 V sau 25 V.
- Fotodioda (FD): În loc să pilești capsula unui tranzistor metalic vechi (procedeu riscant care expune joncțiunea la umiditate), folosește o fotodiodă modernă din seria BPW34 sau SFH203. De asemenea, schema funcționează perfect în acest regim dacă înlocuiești fotodioda cu un fototranzistor (ex. BPX81) sau cu un fotoresistor (LDR) uzual de 10 kΩ – 20 kΩ (caz în care reglajul devine și mai stabil).
- Potențiometrul de reglaj (1–3 MΩ): Potențiometrele cu valori atât de mari de ordinul megaohmilor sunt destul de rare astăzi și predispuse la zgomot. Dacă folosești un fotoresistor (LDR) sau un fototranzistor modern în locul fotodiodei vechi, poți reduce valoarea acestui semireglabil la 100 kΩ sau 220 kΩ, oferind un reglaj mult mai fin și stabil al sensibilității la lumină.
- Rezistența fixă (51 kΩ): Se înlocuiește cu o rezistență modernă cu peliculă metalică de 51 kΩ la 0.25W.
