Текст
FERENCZI ÖDÖN
elektronika otthonunkban
FERENCZI ÖDÖN ELEKTRONIKA OTTHONUNKBAN
Elektronika
FERENCZI ÖDÖN
Elektronika otthonunkban
MŰSZAKI KÖNYVKIADÓ, BUDAPEST, 1983
Lektor: Kisvöicsey András
oki. villamosmérnök
© Ferenczi Ödön, Budapest, 1983
ETO 621.38
689
ISBN 963 10 5006 8
HU ISSN 0133-0993
I
Felelős szerkesztő:
Csabai Dániel
műszaki tanár
Tartalomjegyzék
1. Otthonunk jelzéstechnikai áramkörei ........................................... . . 9
1.1. Hangjelző készülékek és áramköreik ..... 9
111. Elektronikus ajtócsengők .... . . 9
1.1.2. Az ajtócsengők bekötése................................................... 20
1.2. Lakásvédelmi készülékek és áramköreik . . 23
1.2.1. Alapvető ismeretek .23
1.2.2. Jelző és riasztó alapáramkörök . . 25
1.2.3. Fényérzékelő jelzőáramkörök............................................... 35
1.2.4. Sugármegszakitásos jelzőáramkörök ... 38
1 2.5 Érintés- és közelítésérzékelős riasztók . 50
1 2.6. Jelző és riasztó egységek 54
1.3. Egyéb jelzéstechnikai áramkörök 61
1.3.1. Automatikus villogók 61
1.3.2. Jeladó tojásfőzéshez 62
1.3.3. Elektronikus naptár . ... 63
2. Otthonunk vezérléstechnikai áramkörei...............................................68
2.1. Ajtók elektronikus nyitása ... .68
2 11. Elektromos zárak és működésük ... 68
2.1.2. Elektromos zárak elektronikus vezérlése 71
2.1.3. Automatikus ajtóvezérlők 79
2.2. Fogyasztók elektronikus ki-be kapcsolása 81
2.2 1. Érintéskapcsolók 81
2.2.2. Hangkapcsolók . . 87
2.2.3. Időkapcsolók ...... 90
2.2.4. Fénykapcsolók . 103
2.3 Motorvezérlő áramkörök . 112
2.3.1. Motorvezérlő áramkörök modellezőknek 112
2.3.2. Motoros függönymozgató automatikák . 121
2 3 3. Automatikus viráglocsoló.............................................. 123
5
3. Otthonunk háztartásának elektronikája............................................127
3.1. Mikroszámítógép a háztartási gépekben....................................... 127
3.2. Háztartási gépek vezérlő és szabályozó áramkörei ... 132
3.2.1. Mosó- és mosogatógépek................................................. 132
3.2.2. Szárítóautomaták........................................................138
3.2.3. Elektronikus zuhany................................................... 140
3.2.4. Hajszárító burák....................................................... 141
3.2.5. Elektromos sütők...................................................... .141
3.2.6. Mikrohullámú sütők......................................................141
3.2.7. Olajégő automatika.................................................... 142
6
Előszó
Ez a könyv az otthonuk „elektronizálása” iránt érdeklődő olvasók számára
készült. Az idevonatkozó témák száma igen nagy. Aki a tartalomjegyzékre ráte-
kint, azonnal megállapíthatja, hogy milyen széles körből vettem ki azt, amit a
leglényegesebbnek találtam.
A könyv három fejezetből áll. Az első két fejezet az otthonunk jelzéstechnikai
áramköreit tartalmazza. E két fejezet célja az, hogy olyan kapcsolásválogatást
nyújtson, amely kedvet csinál az Olvasónak ahhoz, hogy a technikai megoldások-
ból a leírtakat a lakás, illetve az otthon számára tegye hasznossá. A kapcsolások
legtöbbjének előnye az egyszerűség és ezzel nemcsak, hogy a kísérletező kedvét
nem szegi, vagy korlátozza, hanem számos jól hasznosítható, továbbfejleszthető
ötletet adhat. A készülékek a kapcsolási rajz alapján történő megépítés esetén
működőképesek. Nem volt cél a bonyolult áramköröknél a részletes működési
leírás ismertetése. Hibátlan áramköri felépítés esetén azonban a teljes megértés
nélkül is működőképes kapcsolásokat kapunk.
A harmadik fejezet a korszerű otthon háztartásának elektronikáját mutatja be.
E fejezet elsősorban a fontosabb háztartási gépek vezérlő és szabályozó áramkörei-
nek ismertetését, valamint azok várható fejlesztési irányzatait tartalmazza.
A könyv széles rétegekhez szól, kezdve az amatőr barkácsolóktól az elektrotech-
nika, elektronika területén dolgozó szakemberekig.
Ezen fenti gondolatok alapján készült ez a könyv, amelynek tartalmát remélem,
hogy eredményesen és hasznosan alkalmazza majd a lakáselektronika témaköre
iránt érdeklődő Olvasó.
Ferenczi Ödön
7
SOROZATSZERKESZTŐ
Csabai Dániel
ELEKTRONIKA • ELEKTRONIKA • ELEKTRONIKA • ELEKTRONIKA • ELEKTRONIKA
1
Otthonunk jelzéstechnikai áramkörei
1.1
Hangjelző készülékek és áramköreik
időtartama alatt folyamatos kettős
bimbam hangot adnak. Egyes típusok
izzólámpát is tartalmaznak, így a hang-
jelzés mellett fényjelzés adására is képe-
sek. Ez utóbbi igen nagy előnyt jelent
zajos környezetű alkalmazásnál.
Az elektronika adta lehetőségekkel a
lakásunkban a hagyományos villany-
csengő helyett tranzisztoros és integrált
áramkörös kapcsolásokkal működő
hangjelző készülékeket is készíthetünk.
A különféle elektronikus kapcsolások-
kal létrehozott hangot kellemessé és
dallamossá, lehet tenni. Bonyolultabb
áramköri megoldásokkal egyes dalla-
mok néhány első hangjának lejátszása
is megoldható.
1.1.1
Elektronikus ajtócsengők
• Egyszerű tranzisztoros búgók
Az Iá ábrán villanycsengő helyett alkal-
mazható, egyszerű tranzisztoros oszcil-
látor-kapcsolás látható. A Tr autó-
transzformátor vasmagkeresztmetszete
14 x 14 mm. A tekercsadatok a követ-
kezők: n = 35 menet, m2 = 60 menet,
n3 = 20 menet. A tekercseléshez felhasz-
Hívás vagy figyelmeztetés céljából ál-
talában fényjelző vagy hangjelző készü-
lékeket használnak. A hagyományos
hangjelző készülékek közé tartoznak az
elektromos csengők, zümmögök és az
elektromos kürtök. A fejlődés követke-
ző lépéseként jelentek meg a bimbam-
csengők. Előnyük, hogy többségük csak
a csengőnyomógomb benyomásakor,
ill. annak elengedésekor ad hangot. Fo-
lyamatos működtetésükhöz a csengő
nyomógombjának többszöri ismételt
megnyomása - vagyis a csengető sze-
mély tartós ottléte - szükséges. A tréfál-
kozó kedvű fiatalok a nyomógomb ál-
landó benyomásával (pl. annak gyufa-
szállal történő „kitámasztásával”) a
bimbam-csengőt így nem tudják állan-
dóan üzemben tartani.
E jelzőberendezéseknek viszont az a
hátránya, hogy hangjuk nem eléggé fel-
tűnő. A jelzés (a készülékek többségé-
nél) egy-egy harangütés, amely igen rö-
vid időtartamú. A kis hangerősségű és
rövid ideig tartó jelzés elkerülheti figyel-
münket, vagy esetleg meg sem halljuk.
Újabban elérhetők olyan higanykon-
taktusos bimbam-csengők (főleg szov-
jet gyártmányú típusok), amelyek a
csengőnyomógomb megnyomásának
9
a) b)
1. ábra
Tranzisztoros (a) és egyrétegű tranzisztoros (b) ajtócsengö-oszcillátor kapcsolások
nált huzal átmérője 0,42 mm. A kívánt
hangfrekvencia értékét a C kondenzá-
tor kapacitásának változtatásával lehet
beállítani. Az oszcillátor által felvett
áram 4,5 V-os tápfeszültség mellett
160.. .200 mA.
A különböző frekvenciára beállított
tranzisztoros búgókkal egymástól jól
megkülönböztető hangjelzések adhatók
le, amelyet pl. közös bejáratú lakások-
nál előnyösen alkalmazhatunk.
Az Ib ábrán egyrétegű tranzisztorral
(UJT) felépített elektronikus ajtócsengő
kapcsolási rajzát tüntettük fel. E kap-
csolás különböző hangokat ad, ha az
első vagy hátsó ajtó (vagy pl. a konyha
vagy az előszoba) csengőnyomógomb-
ját működtetjük. Különböző ellenállás-
értékek esetén ezt az egyszerű áramkört
kettőnél több hang keltéséhez is alkal-
mazhatjuk. Ha növelni akarjuk a hang-
erőt, úgy nagyobb tápfeszültséget is
használhatunk (kb. 24 V-ig). Az alkal-
mazott ellenállások 0,5 W terhelhetősé-
gnek és 10%-os tűrésűek.
• Astabil multivibrátoros
elektronikus csengők
A 2a ábrán egy astabil multivibrátoros
elektronikus csengő áramköre látható.
A kapcsolásban a 7\ és T2 tranziszto-
rok szabadonfutó astabil multivibrátort
képeznek. A G nyomógomb megnyo-
másával a multivibrátor rezegni kezd, és
a T3 tranzisztor kollektorkörében levő
akusztikus indikátor az astabil multi-
vibrátor rezgési frekvenciájának megfe-
lelő hangmagassággal szól.
2b ábra áramkörében levő G nyomó-
gomb megnyomásakor 9 V tápfeszültsé-
get kap a T1~T2 tranzisztorokból álló
astabil multivibrátor. A négyszögjelek
kicsatolása itt a T2 tranzisztor emitter-
köréből történik. A T3 tranzisztor kol-
lektorkörébe kapcsolt hangszóró a mul-
a) 2x AC125
b)
2. ábra
Astabil multivibrátoros elektronikus ajtócsengök
a) a négyszögjel kicsatolása a T, tranzisztor kollektoráról; b) a négyszögjel kicsatolása a T, tranzisztor
emitterköréböl; c) feszültségvezérlésű elektronikus ajtócsengö
10
tivibrátorból származó négyszögfe-
szültség hatására a multivibrátor
kapcsolási frekvenciájának megfelelő
hangot ad. A kapcsolási, ill. rezgési
frekvencia értékét a P potenciométer
állításával lehet változtatni.
A 2c ábrán látható feszültségvezérlé-
sű elektronikus ajtócsengőnél a 7\ és T2
tranzisztorok szintén astabil multivib-
rátort alkotnak. Amikor az 1-2 beme-
neti kapcsokon lévő feszültség a
tranzisztor nyitófeszültségét nem éri el,
akkor a hangszóró nem szól. Amint ez
a feszültség eléri a nyitó értéket, a hang-
szóró a szabadonfutó astabil multivib-
rátor rezgési frekvenciájának megfelelő
alapharmonikusú hangot ad ki. Az
áramkör szükség esetén npn tranziszto-
rokkal is kivitelezhető.
A kéthangú bimbam-csengők műkö-
dése a 3. ábrán látható astabil multi vib-
rátoros kapcsolással folyamatossá tehe-
tő. További előnyként említhető, hogy
a ritmusképlet, vagyis a teljes periódus-
idő és a két egymást követő hangrezgés
között eltelt idő egyaránt változtatható.
A kapcsolásban a T\ és T2 tranziszto-
rok astabil multivibrátort alkotnak.
A létrejött négyszögjel periódusideje a
P] és P2 potenciométerek szabályozásá-
val változtatható. A négyszögjel kitölté-
si tényezője, vagyis a ?be/(tbe + ík,) időtar-
tam aránya a bázisköri ellenállások ará-
nyával állítható a kívánt értékre.
A csengőjel periódusideje kb. 3 másod-
perctől a folyamatos berregésig állítha-
tó a P] és P2 trimmer potenciométerek-
kel. A beállítástól függően egyenletes
harangütések és két egymást gyorsan
követő hang - hosszabb szünet stb. egy-
aránt elérhető.
A kapcsolásban a T3 tranzisztorral
felépített emitterkövetőn keresztül hajt-
juk meg a T4 tranzisztorból álló kapcso-
lófokozatot ami a bimbam-csengőt
működteti. A csengönyomógomb meg-
nyomásakor a T2 tranzisztoron keresz-
tül vezető állapotba került T3 tranzisz-
tor kinyitja a T4 tranzisztort, amelynek
árama a bimbam-csengő első harang-
ütését eredményezi. Ha T2 tranzisztor
vezetővé válik, akkor a T3 és T4 tran-
zisztorok. árama megszűnik -, így a
csengő árama megszakad. Most követ-
kezik be a másik hangú harangütés.
A szabadonfutó astabil multivibrátor
frekvenciájának megfelelően a G nyo-
mógomb megnyomásának időtartamá-
ra a csengőhang folyamatos. A kapcso-
lásban lévő Ds dióda az induktív fe-
szültséglökésektől védi a T4 kapcsoló-
tranzisztort.
A 4. ábrán „háromhangú” - egy veze-
tékpáron üzemeltethető - astabil multi-
vibrátoros elektronikus csengő áram-
köre látható. A Gj nyomógomb meg-
nyomásakor 2 kHz, a G2, és G3 nyomó-
gomb megnyomásakor 1 kHz, ill. 0,3
kHz frekvenciájú hang hallható a hang-
szóróban. A kapcsolás előnye, hogy a
G
3x BFY33
3. ábra
Astabil multivibrátoros kapcsolás bimbam-csengő változtatható hanghatásának eléréséhez
11
2x2N1613
(2x BF34) 2xAC128
4. ábra
Egy vezetékpáron működtethető ..háromhangú” elektronikus csengő
csengőnyomógombok és a jelzőkészü-
lék között mindössze két vezeték kiépí-
tése szükséges.
Az áramkör astabil multivibrátorból
áll, amely a T3-T4 tranzisztorokból álló
Darlington-erősítőn keresztül működ-
teti a hangszórót. Ha az áramkör (7be
bemenetét szabadon hagyjuk, akkor az
astabil multivibrátor 7\ és T2 tranzisz-
torai lezárnak (Ib = 0). Ha a bemenetre
pozitív feszültség kerül, az astabil multi-
vibrátor működni kezd. Rezgési frek-
venciája a pozitív feszültség értékétől
függ.
A bemeneti feszültség növelésével a
rezgési frekvencia nő, mert az 7?15 R2
ellenállásokon átfolyó áram megnő, és
ennek következtében aCbC2 kapacitá-
sok gyorsabban feltöltődnek. A Gj nyo-
mógomb megnyomásakor +24 V, a G2,
ill. G3 nyomógomb megnyomásakor vi-
szont t/T-t/zl = 24V-10V = 14 V,
ill. t/T- Uz2 = 24 V- 18 V = 6 V fe-
szültség kerül az astabil multivibrátor
bemenetére.
Az 5. ábrán integrált időzítő áramkö-
rökkel felépített speciális hangeffektu-
sokat létrehozó elektronikus csengő-
integrált áramkörökkel felépített elektronikus csengők
a) 556 típusú kettős időzítővel felépített áramkör; b) az integrált áramköri tok bekötése; c) két 555 típusú
időzítővel megépített változat
12
áramköröket mutatunk. Az 5a ábrán
556 típusú kettős időzítővel az 5c
ábrán pedig ugyanezt a kapcsolást két
darab 555 típusú időzítővel építettük
meg. A két 555 típusnak megfelelő ele-
mek az 556 típusú kettős időzítőnél a
tokozás jobb és bal oldalán helyezked-
nek el az 5b ábrán látható módon.
Az 556 típusú integrált időzítő áram-
kör egyik oldala astabil multivibrátor-
ként működik. Az astabil multivibrátor
5 kimenetét a másik oldal 8 bemenetére
vezetjük, amely monostabil multivibrá-
tor kapcsolásként működik. Az astabil
multivibrátor által létrehozott impulzu-
sok frekvenciáját az Rx és C, elemek
értéke határozza meg. Az ezeket az im-
pulzusokat feldolgozó monostabil mul-
tivibrátor a 9 kimeneti kapcson az egyes
bemeneti impulzusoknak megfelelő ki-
meneti impulzusokat hoz létre. Ezeknek
a kimeneti impulzusoknak az időtarta-
mát az 7?3 és C3 elemekkel tudjuk beállí-
tani.
Ha a kimeneti impulzusok hosszab-
bak, mint a két bemeneti impulzus kö-
zötti idő, akkor minden úgy megy to-
vább mintha a bemeneti impulzusok
(amik az időzítés vége előtt keletkeznek)
nem is lennének. Ily módon a monosta-
bil áramkör frekvenciaosztóként műkö-
dik, ami speciális „sci-fi” hangeffektu-
sokat hoz létre. A hangszóró hangereje
az 7?4 potenciométer segítségével kis
mértékben változtatható. Ha ezeket a
„természetfeletti” hanghatásokat akar-
juk elérni, úgy az és C3 elemeket kell
változtatni.
Igen érdekes hanghatások érhetők el,
ha a G nyomógombot rövidrezárjuk és
az és R3 ellenállások helyére kadmi-
umszulfid fényellenállásokat kötünk
(pl. LDR 03 típus). A hangjelzés így a
fényellenállások zseblámpával történő
megfelelő megvilágításával váltható ki.
Az 7?] megváltozása az astabil multivib-
rátor frekvenciáját modulálja, az R3 el-
lenállás változtatása pedig egy bizonyos
fajta tremoló hatást, ritmushatást ered-
ményez.
• Gong hangját utánzó elektronikus
csengő
A hagyományos villanycsengő helyett
jelzőkészülékként kiválóan megfelel az
elektronikus gong jellegzetes, sok har-
monikust tartalmazó hangja. A gong
hangja a tranziens folyamatoknak kö-
szönhető. Aránylag rövid időtartamú
berezgést követően hosszú, elnyújtott
exponenciális lecsengési szakasz követ-
kezik. A gong hangját kitűnően utánoz-
hatjuk a 6. ábrán bemutatott áramkör
13
segítségével. Működése a tömbvázlat
szerint a következő. A modulátorerősí-
tőnek nevezett - T3 tranzisztorral fel-
épített - erősítőfokozat bemenetére ve-
zetjük a hangmultivibrátor (astabil
multivibrátor) sok harmonikust tartal-
mazó négyszögjelét.
A modulátorerősítő kimenetén ekkor
1 kHz frekvenciájú és állandó feszültsé-
gű - hangszórón hallgatva változatlan
hangintenzitású - monoton jelet ka-
punk, feltéve, ha az erősítő tápfeszültsé-
ge állandó. A gong hangjának utánzása
érdekében ezen erősítő tápfeszültségét
moduláljuk. A vezérlő astabil multivib-
rátor által előállított kisfrekvenciájú je-
let integráljuk úgy, hogy a gong jellegze-
tes hangjának megfelelő rövid felfutási,
majd hosszú elnyújtott exponenciális le-
futási idővel rendelkező feszültséget
kapjunk.
Ha ezt a hirtelen növekvő és utána
lassan csökkenő feszültséget használjuk
a modulátorerősítő tápfeszültségeként,
akkor igen kellemes, gongütésszerű
hangot állíthatunk elő. A 6. ábra áram-
körében a Tí~T2 tranzisztorokból álló
astabil multivibrátor kb. 1 Hz frekven-
cián rezeg. Amikor a T2 tranzisztor le-
zár, a C3 kondenzátor a tranzisztor 7?4
kollektorellenállásán és D diódán ke-
resztül töltődik. A feltöltési időállandó
az 7?4C3 szorzat függvénye. A multivib-
rátor átbillenésekor a T2 tranzisztor ve-
zetővé válik, s annak kollektorfeszültsé-
ge csökken. Egyúttal a C3 kondenzátor
a T3 tranzisztor kollektorkörén keresz-
tül elkezd kisülni. A D dióda szerepe az,
hogy a C3 kondenzátor kisülését a T2
tranzisztor felé megakadályozza. E mó-
don a kisülési időállandó értéke megnö-
velhető. A kapcsolási rajzon láthatóan
a T3 tranzisztorral felépített erősítőfo-
kozat a C3 kondenzátorból nyeri a táp-
feszültségét. Ez az exponenciálisan nö-
vekvő, majd csökkenő feszültség az erő-
sítőfokozat kimenő jelét amplitúdóban
modulálja. így pl. a C3 kondenzátor
kisülésekor lassan lecsengő jelet kapunk
a kimeneten.
A vezérlő astabil multivibrátor C3
kondenzátorának kapacitásváltoztatá-
sával a felfutási időt, a C2-vel pedig a
lefutási vagy más szóval a lecsengési
időt módosíthatjuk. Ezáltal a kapott
gongütés jellege tetszésszerűen beállít-
ható. A hangmultivibrátor frekvenciá-
jának megválasztásával a gong hang-
magasságát változtathatjuk. Pl. mé-
lyebb és lassan be- és lecsengő hangot
állíthatunk elő 300.. .400 Hz-es hang-
multivibrátor frekvenciával. Nagyobb
frekvenciák alkalmazása esetén viszont
(1000.. .2000 Hz) élesebben zengő és
gyorsabban lecsengő hanghatást ka-
punk.
A 7. ábrán a gong hangjának utánzá-
sára szolgáló további elrendezést muta-
tunk. Az áramkör kialakítása hasonló
az előző ábrán látottakéhoz. A T3 mo-
dulátorfokozat bemenetére adjuk az
astabil hangmultivibrátor négyszögje-
lét. A fokozat kimenetéről megfelelő
erősítőre csatlakozunk. A 7] és T2 tran-
zisztorokból álló vezérlő astabil multi-
vibrátor itt is 1Hz körüli frekvencián
működik. A és C2 kapacitásértékek
megválasztásával a moduláló (vezérlő)
astabil multivibrátor frekvenciáját és a
kapott négyszögjel kitöltési tényezőjét
széles határok között tudjuk változtatni.
A létrejövő gongütés jellege így más és
más lesz. A Q kapacitásérték változta-
tásával a lefutási, vagyis a lecsengési
időt, a C2-vel pedig a berezgési, vagyis
a felfutási időtartamot módosíthatjuk.
A bemenetre csatlakozó tápláló asta-
bil hangmultivibrátor frekvenciájának
a megválasztásával a gong hangjának a
magassága állítható be. Pl. 1500. . .2000
Hz-es multivibrátor frekvenciánál a
lb-1 ábra kapacitásértékeinél élesen
zengő, gyorsan lecsengő hangot ka-
punk. Ha 200.. .300 Hz-es frekvenciát
választunk a lb-4 ábrán látható kapaci-
tásértékek mellett, akkor mélyebb han-
14
Ut=.9V
3xAC127
( 3x AC176 )
b)
7. ábra
Gong hangját utánzó elrendezés
a) kapcsolási rajza; b) a kimeneti jelalakok különböző kapacitásértékek esetén
gú, lassan felfutó és lecsengő gong
hangját utánozhatjuk.
A nem említett alkatelemek funkciója
azonos az előző ábrán látható áramköri
elemek funkciójával, ezért itt ismétlé-
sekbe nem bocsátkozunk.
• Elektronikus dalíamcsengök
A 8. ábrán egy kellemes lágy dallamos
hangot előállító elektronikus csengő
kapcsolási rajzát és tömbvázlatát lát-
hatjuk. Az áramkörben a 7j és T2 tran-
zisztorokból álló vezérlő astabil multi-
vibrátor 2,5.. .3 másodpercenként ad
egy impulzust. A T2 tranzisztor kollek-
toráról a jel az R6-C3 elemekből álló
integráló áramkörre jut. A C3 konden-
zátor töltődésekor és a vezérlő multivib-
rátor átbillenésekor, annak kisülésekor
a T3 tranzisztor bázisán a jel exponen-
ciálisan növekszik, ill. csökken. Ezzel az
exponenciálisan növekvő, majd csökke-
nő jellel vezéreljük a T4-Ts tranziszto-
rokból álló astabil hangmultivibrátort.
Ha a hangmultivibrátor 7?8 ellenállá-
sát az ábrán szaggatott vonallal jelölt
módon a negatív tápfeszültségre kap-
csoljuk, akkor az kb. 1000 Hz-en rezeg.
Az esetben, amikor csak a hangmulti-
vibrátort és a Darlington-erösítőt épít-
jük meg, a készülék a multivibrátor rez-
gési frekvenciájának megfelelő egyhan-
gú monoton jelzést ad. A teljes kapcso-
lás megépítésével exponenciálisan nö-
vekvő, majd csökkenő frekvenciájú lágy
szirénaszerű hangot hallhatunk a hang-
szóróból. Integrátor alkalmazása nélkül
viszont „kéthangú” hanghatást állítha-
tunk elő. A nyomógomb megnyomása-
kor a hangerő fokozatos „lágy” felfutá-
15
a)
Elektronikus dallamcsengö
a) kapcsolási rajza; b) a kapcsolás tömbvázlata
sát a 820 Q-200 p.F-os 7?C-tag (7?i i-C8)
beépítésével biztosíthatjuk.
A 9. ábrán „csipogó” madárhangot
utánzó dallamcsengő kapcsolási rajza
látható. A kapcsolás 8 V-os szekunder-
feszültségű csengőreduktorról, vagy
12 V-os egyenfeszültségről üzemeltethe-
tő. A nyomógomb elengedését követő-
en (a Cj kapacitásértéktől függően) a
hangszóró 2. . .14 s időtartamig ad han-
got.
A működés alapját az induktív csato-
lású hárompontkapcsolású oszcillátor
képezi. Az oszcillátor alapfrekvenciáját
a C3; 7?4 és Rs alkatelemek határozzák
meg. Az alapfrekvencia a C3 kapacitás-
érték növelésével csökken. A C2 kapaci-
tásérték változtatásával a „csipogás”
ütemét a kívánalomnak megfelelően ál-
líthatjuk be. Ha a Tr2 transzformátor
szekunder tekercskörét a K kapcsolóval
beiktatjuk, a hangszín változtatható.
A csengőreduktor szekunder tekercsé-
ről áramfelvétel csak a működtetés idő-
tartama alatt van. Értéke 8. . .15 mA.
A Tr2 transzformátor M 20 vasma-
gon, 7 mm pakettvastagság esetén:
np = 1400 menet, dp = 0,05 mm; ns
= 2 >*400 menet, ds = 0,08 mm. A kö-
zépleágazás nincs bekötve. A felhasz-
nált ellenállások 1/10 W terhelhetősé-
gűek.
Tranzisztorként npn típus is alkal-
mazható. Ekkor azonban a dióda
bekötése és az elektrolitkondenzátorok
polaritása felcserélendő.
A többhangú jelkeltők sorában első
helyen állnak a legexkluzívabb, napja-
inkban még eléggé költséges dallamge-
nerátorok. Működési elvük a követke-
zőkben foglalható össze. A nyomó-
gomb megnyomásakor, meghatározott
indítási feltételek mellett indul egy
elektronikus számláló. Ennek „1 az n-
ből” dekódolású kimenetein egymás
után jelenik meg pl. a logikai L szint.
A számlálási folyamat során külön-
böző hangoknak megfelelő rezgések
16
keltése céljából a fent említett kimene-
tek egy generátor frekvenciameghatáro-
zó szabályozó ellenállásait hajtják meg.
így állíthatók elő a különböző dalok
első néhány hangjából álló dallamok,
más szóval vezérmotívumok (pl. „Nyisd
ki babám az ajtót” stb.).
Az ilyen áramkörök megvalósításá-
hoz különböző integrált áramkörök al-
kalmazhatók; pl. az SN 74195 N típusú
négybites tolóregiszter közvetlen „ 1 a 4-
ből” jelkialakítással (regiszterenként
négy hang, amelyből az egyik a nullára
állítás céljára szükséges), az SN 7490 N
típusú dekadikus számláló áramkör az
SN 7442 „1 a 10-ből” dekódolóval, az
SN 74193 N típusú négybites lináris
számláló, az SN 74154 N típusú „1 a ló-
ból” dekódolóval (15 hang, 1 visszaállí-
tó lépés) stb.
Az irodalomban különböző áramkö-
ri kialakítások leírásai találhatók. Isme-
rünk léptetőregiszteres és BCD-
számlálós dallamgenerátorokat. Elér-
hetők ma már megfelelően programo-
zott mikroprocesszoros megoldások is.
A 10. ábrán olyan CMOS integrált
áramkörökből felépített dallamcsengő
kapcsolását láthatjuk, amely Beetho-
ven: „Örömóda” témájának első nyolc
hangját játssza az ajtócsengő-
nyomógomb működtetésekor. A kap-
csolásban az IC 5 integrált áramkörből
származó órajelek a 4017 típusú (IC 1)
decimális számlálóra jutnak, amelyet a
Ci; R} elemek hoznak alapállapotba a
bekapcsoláskor. A ,,0” kimenet nincs
felhasználva, mivel az első óraimpulzus
hosszabb, mint az azt követők. A „9.”
kimenetet (11-es kivezetés) kikapcsolás-
ra használjuk a dallam végén (az IC 4
ab-n és a tranzisztoron keresztül).
A megmaradó nyolc egyenlő időtar-
tamú impulzust az IC 2 és IC 3 (4011
típusú) integrált áramkörök kapuiból és
a csatlakozó alkatelemekből kialakított
astabil multivibrátorok kapuzására
használjuk. A hangok így a megfelelő
Ajtőcsengo
nyomógomb
CMOS IC-kböl felépített dallamcsengő
2 Elektronika otthonunkban
17
sorrendben szólalnak meg. A P3.. ,P4
potenciométereket úgy állítjuk be, hogy
a négy kívánt magasságú hangot kap-
juk. A hangok elválasztása céljából a
hanggenerátorok kimenetét az órajellel
kapuzzuk. A jelet ezt követően a Ps
hangerőszabályozó potenciométeren
keresztül a T2 és T3 tranzisztorokból
álló hangfrekvenciás erősítőre vezetjük.
All. ábrán látható dallamgenerátor
tíz egymást követő hangot ad, ami egy
zenei kompozíció vezérmotívuma lehet.
A kapcsolás 556 típusú kettős idözí-
tőáramkörből (vagy két 555 típusú idő-
zítőből), két 7441 típusú dekódolóból és
egy 7490 típusú számlálóból épül fel. Az
utóbbi két IC TTL áramkör, melyeknek
5 V-os tápfeszültségre van szükségük.
Az 556 típusú időzítő tápfeszültsége 5 V
és 15 V között tetszőleges értékű lehet.
A kapcsolásban az összes integrált
áramkört 5 V-os feszültségszintről táp-
láljuk.
Az IC 1A ütemadó (órajel) generá-
li. ábra
b/2
Tiz egymást követő hangot adó dallamcsengő
a) dallamgenerátora; b) programozó áramköre a kottákon feltüntetett dallamokra
18
torként működik. Ez az astabil multi-
vibrátor igen kis frekvenciájú jelet állít
elő, amelynek értékét az R2 és a CA
elemértékei határoznak meg
(r=0,25s). Az ütemadó generátor ki-
meneti jele (5-ös kivezetés) a számláló
14-es lábára kerül. Ezen kívül e jel a K
kapcsoló b állásában a jelgenerátor 10-
es lábára is eljut. Ebben az esetben a tíz
hangot ugyanabban az időben hall-
juk -, ami egy kellemes akkordnak felel
meg. Igen érdekes ez a lehetőség, ha a
tíz hangjegyet megfelelőképpen választ-
juk meg. Ezzel ellentétben amikor a K
kapcsoló a állásban van, a tíz hang ren-
desen követi egymást mint az egy
dallam hallgatásánál történik.
Az ütemadónak kétféle működés-
módja lehetséges. Ha az EC (vagyis á 4-
es) pontot az 5 V-os tápfeszültségre köt-
jük, akkor az áramkör folyamatosan
működik. Abban az esetben ha az EC
pontot szabadon hagyjuk (nem kötjük
sehová), akkor a zenei vezérmotívum
egyszeri lejátszását követően, vagyis
10 x 0,25 — 2,5 s eltelte után a készülék
működése leáll.
Az IC 2 (7490 típusú) számláló a ve-
zérlés eredményeképpen öt jelet hoz lét-
re a 12; 1; 9; 8 és a 11 kivezetéseken,
amelyek az IC 3 és IC 4 (7441 típusú)
decimális dekódolókat vezérlik. A két
dekódoló ugyanazokon a 3; 6; 7 és 4
pontokon kapja a jeleket. A jobb oldali
dekódoló tíz kimenetén egymást követő
impulzusok jelennek meg 0,25 s időtar-
tammal. E kimenetek a kondenzátoros
programozó áramkör bemenetére csat-
lakoznak. Amikor az IC 4 valamelyik
kimenete aktívvá válik, akkor az annak
megfelelő kondenzátor iktatódik a jel-
generátor áramkörébe. A jelgenerátor
sántén astabil multivibrátor, amely az
556 típusú integrált időzítő áramkör
másik feléből épül fel. Ezen astabil mul-
tivibrátor frekvenciáját az Z?4 (42 kíl)
ellenállás és a pillanatnyi programozó
áramkörben aktivált kondenzátor ka-
pacitása határozza meg.
Mivel az 1?4 ellenállás értéke adott, a
hang frekvenciája a kondenzátor kapa-
citásértékétől függ. A 12. ábrán a jelge-
nerátor kimeneti frekvenciájának érté-
két a programozó kondenzátor kapaci-
tásértékének a függvényében tüntettük
fel. Ennek a görbének az alapján hatá-
rozzuk meg a Hó ábra 1 és 2 részletén
feltüntetett dallamok hangjainak a
programozó kapacitásértékeit. Nem
szükséges 10 db kondenzátor, ha egy
hangjegy többször ismétlődik. Pl. a PR1
programozó áramkör esetében ugyanaz
a 38 nF-os kondenzátor van a harma-
dik és az ötödik hangjegynél.
Egy oktávval magasabb hangokhoz
az /-et meg kell szorozni kettővel és az
R4 ellenállás értékét kettővel kell oszta-
ni. Egy oktávval mélyebb hangokhoz az
/-et kettővel kell osztani, az 7?4-et pedig
kettővel szorozni. Az egyes hangok idő-
tartamát a bal oldali IC 3 dekódoló
szabja meg.
Láthatjuk, hogy a hat első hangjegy
időtartama eltér a három utolsótól, mi-
A kimeneti jel frekvenciája a programozó
kondenzátor kapacitásértékének a
függvényében
2*
19
vei a CB kondenzátor kapacitása is eltér
a CA kapacitásértéktől. Az IC 1A ütem-
adó astabil multivibrátorának a frek-
venciája ugyanis az R2CB vagy az R2CK
szorzattól függ. Normál esetben a kapa-
citás a földpontra van kötve. Jelen kap-
csolásban a dekódoló kapcsolja a kon-
denzátort az egyes aktivált pontokban
a földre. A kapcsolásból látható pl.
hogy a 10; 7 és 2 pontok a CA (10 (iF)
kondenzátort földelik. A hét első hang-
jegy időtartama körülbelül a három
utolsó kétszerese.
A kapcsolás jelgenerátorának kime-
netét egy hangfrekvenciás erősítő beme-
netére kell csatlakoztatni. A Co kapaci-
tás az 7?s ellenállással együtt egy integ-
ráló áramkört képez. A Co kapacitásér-
ték változtatásával a jel tónusa befolyá-
solható.
1.1.2
Az ajtócsengők bekötése
• Hagyományos vlllanycsengök
bekötése
A következőkben a hagyományos vil-
lanycsengők két bekötési lehetőségét
mutatjuk be. Tekintettel arra, hogy a
csengők általában 8 V üzemfeszültségű-
ek, ezért azokat csengőreduktoron ke-
resztül csatlakoztatjuk a hálózathoz.
A 13a ábrán két csengő működtetésére
alkalmas kapcsolási rajz látható. A Gj
nyomógomb megnyomásával Cs}, a G2
nyomógomb megnyomásával Cs2 csen-
gő működtethető. A csengők és a nyo-
13. ábra
Csengők bekötése
a) két csengő bekötésének kapcsolási rajza;
b) két nyomógomb bekötése egy csengőhöz
mógombok között három vezeték ki-
építése szükséges.
A 13ó ábrán bemutatjuk, hogyan le-
het egy csengővel kétféle jelzést leadni.
A csengő bekötése úgy történik, hogy az
egyik nyomógomb (G2) megnyomásá-
val a reduktor szekunderfeszültsége a
csengő 1 és 2 kapocspáijára jut. A má-
sik nyomógomb (GJ megnyomásával a
reduktor szekunder feszültségét a meg-
szakító horgony kikerülésével közvetle-
nül a csengő elektromágnesére juttat-
juk. Ha a G\ nyomógombot nyomjuk
meg, a csengő kalapácsa csak egyszer
üti meg a harangot. A csengő újbóli
megszólaltatása csak a G1 nyomógomb
ismételt megnyomásával történhet.
A G2 nyomógomb megnyomásával vi-
szont a csengő addig szól, amíg a gom-
bot nyomjuk. A csengő és a nyomó-
gombok között ez esetben is három ve-
zeték kiépítése szükséges.
• Két csengőnek egymástól
független működtetése egy
vezetékpáron
A már kiépített csengőnyomógomb-
vezeték esetében szükség lehet arra,
hogy ugyanazon a vezetékpáron (egy-
mástól függetlenül) tudjunk működtet-
ni egy második csengőt is (1. a 14. áb-
rát). így - egy már beszerelt csengő ese-
tén - csak az eredeti csengőtől kell csu-
pán egy újabb érpárt kihúzni az újabb
csengő felszerelési helyéig.
2.BY135
14. ábra
Két csengőnek egy vezetékpáron való -
egymástól független - működtetése
20
Az ábra alapján a Gr nyomógomb
benyomásakor a CM csengő szólal meg,
a G2 nyomógombbal viszont a Cs2 csen-
gő működtethető. Mind a két csengő
egyidejűleg is üzemeltethető. Látható,
hogy a diódák alkalmazásával a válta-
kozó áram egyik félperiódusával mű-
ködtetjük az egyik, míg a másik félpe-
riódusával a másik csengőt.
Az áramkör működése tehát a követ-
kező: Ha pl. a Gj nyomógombot meg-
nyomjuk, akkor a Tr transzformátor
szekunder tekercsének áramköre a Dx
és D2 diódán, a CM csengőn és az
ellenálláson keresztül záródik. A két
dióda sorba van kapcsolva, és a megfe-
lelő félperiódusban a Csl csengőn folyik
áram keresztül. A másik csengőn azon-
ban a hozzá tartozó D4 dióda fordított
polaritása miatt nem folyik áram. A G2
nyomógomb megnyomásakor a fen-
tiekben leírtak a Cs2 csengőre vonat-
koznak, ilyenkor a CM csengőn nem
folyik áram a D dióda fordított polari-
tása miatt. Tekintettel arra, hogy a kon-
denzátorok bekapcsoláskor rövidzár-
ként viselkednek, ezért egy 7? soros
áramkorlátozó ellenállást iktattunk az
áramkörbe. Értéke néhány ohm.
• Kettőnél több csengő működtetése
egy vezetékpáron
Többlakásos épületekben, családi há-
zakban lakásonként általában egy csen-
gőt szerelnek fel, amit a lakásajtónál és
az épület bejáratánál (kerti kapunál) le-
vő nyomógombbal egyaránt lehet mű-
ködtetni. Ez esetben szükségessé válhat
olyan áramköri megoldás, mellyel meg-
oldható több csengőnek egyetlen veze-
tékpáron való működtetése. A 15. áb-
rán látható kapcsolás felhasználásával
lehetővé válik három csengőnek egyet-
len vezetékpáron, vagy egyetlen huza-
lon és hozzá tartozó földelésen keresztül
történő üzemeltetése. Az áramkör mű-
ködése a különböző feszültségszinteken
üzemelő Z-diódás feszültségszint-érzé-
kelő jelfogók alkalmazásán alapul.
Ha kisfeszültségű relék esetében pl.
3,9 V-os, 11 V-os és 18 V-os Zener-
feszültségü diódákat kapcsolunk a jel-
fogókkal sorba, elérhető, hogy a relék
különböző feszültségszinteken húzza-
nak meg. A G15 ill. G2 nyomógomb
megnyomásával 8 V, és 16 V feszültség
jut a vezetékpárra, a G2 nyomógomb
segítségével pedig 22 V feszültséget tu-
Három csengőnek egy vezetékpáron való működtetése különböző feszültségszinteken működő
Z-diódás jelfogólánc alkalmazásával
21
dunk a vezetékpárra juttatni. A Gx nyo-
mógomb megnyomásakor csak a jel-
fogó húz meg, mivel a vonalfeszültség a
Z2 és Z3 Z-dióda küszöbfeszültségénél
kisebb. Ha a vonalfeszültség túllépi a
Z2 Z-dióda l/Z2 Zener-feszültségét, ak-
kor a J2 jelfogó is meghúz. E működés-
folyamatot a G2 nyomógomb megnyo-
másával válthatjuk ki. Ekkor 16 V fe-
szültség jut a vezetékpárra. így a Jj és
J2 jelfogó is meghúzott állapotba kerül
és a többi is sorban. A csengők működ-
tetése 6 V-os telepről az ábrán látható
jelfogó-kontaktusokon keresztül törté-
nik.
Több csengőnek egy vezetékpáron
való működtetése feszültségszelektív re-
léáramkörök alkalmazásával is történ-
het (1. a 16. ábrát). A megfelelő nyomó-
gomb lenyomásával különböző feszült-
ségszinteket adunk a vezetékpárra.
A G\ nyomógomb megnyomásakor
8 V, a G2 megnyomásakor 13 V, a G3,
ill. G4 megnyomásakor pedig 18, és
24 V feszültség jut a vezetékpárra.
A négy nyomógombhoz négy feszült-
ségszelektív reléáramkör tartozik. A fe-
szültségszelektív relék működését a kö-
vetkezőképpen magyarázhatjuk. Te-
gyük fel, hogy a G2 nyomógombot meg-
nyomjuk. Ekkor a vonalra jutó 13 V
feszültség hatására a Cs2 csengő feszült-
ségszelektív reléje meghúz, és megszó-
laltatja a Cs2 csengőt. Ez a működési
folyamat a következőképpen zajlik le.
Tételezzük fel, hogy a P2 potencio-
métert kiiktatjuk (rövidre zártuk).
Az alkalmazott jelfogó meghúzó fe-
szültsége 3 V. A Z3 Z-dióda küszöbfe-
szültsége (9,1 V) kisebb, mint a Z4 dió-
dáé (15 V). Amint a vezetékpárra jutó
egyenfeszültség a Z3 dióda (9,1 V) és a
jelfogó meghúzó feszültségének (3 V) az
összegét eléri, a J2 jelfogó meghúz és j2 j
kontaktusán keresztül zárja a Cs2-
csengö áramkörét. Jelen esetben a J2
jelfogó meghúzó feszültsége:
9,14- 3 = 12,1 V. Abban az esetben, ha
a G3 nyomógombot nyomjuk meg, ak-
kor a vonalra jutó 18 V feszültség hatá-
sára a Z4 dióda (15 V felett) a T2 tran-
zisztort nyitóirányban előfeszíti, miáltal
az söntöli a J2 jelfogón átfolyó áramot,
így ez a jelfogó nem tud meghúzni. A J2
jelfogó viszont a 18 V vonalfeszültség
hatására a Z5, 14 V-os Zener-
feszültségű diódán keresztül meghúzott
állapotba kerül.
Abban az esetben, amikor a vezeték-
párra jutó feszültség (a G4 nyomógomb
megnyomásakor) eléri az utolsó Z-
dióda kinyitásához szükséges feszült-
ei
UT = .24V
6V 6V 6V
16. ábra
Több csengőnek egyetlen vezetékpáron való működtetése feszültség-szelektív reléáramkörök
felhasználásával
22
segértéket, akkor a legnagyobb a disszi- lektív áramkörön. Ezt a tényt az áram-
páit teljesítmény a legkisebb feszültség- kör méretezésénél feltétlenül figyelembe
tartományban működő feszültségsze- kell venni.
1.2
Lakásvédelmi készülékek és áramköreik
1.2.1 Jelző-riasztó egységként akusztikus,
Alapvető ismeretek
Lakások, családi házak és nyaralók vé-
delmére különféle elktromos és elektro-
nikus jelző- és riasztóberendezéseket
dolgoztak ki. A lakásvédelmi berende-
zés feladata, hogy észlelje és jelezze, ha
illetéktelen személy, vagy más élőlény
(pl. állat) hatolt be, vagy megpróbált
behatolni a védett területre vagy helyi-
ségbe.
A jelzőrendszerek különböző érzéke-
lőkből, átviteli vezetékből (ill. vezeté-
kekből), központból és jelző-riasztó,
valamint egyéb kisegítő egységekből áll-
nak. Az érzékelők rendeltetése, hogy
azokat az eseményeket, amelyeket jelez-
niük kell, elektromos jelekké alakítsák
át.
A központi egység összegyűjti a kü-
lönböző helyekről beérkező jeleket és
azokat riasztójelzésekké alakítja. Sza-
bályozza a riasztójelzések időtartamát
és működteti a jelző-riasztó egységet.
A központok tehát különböző érzéke-
lők: pl. ajtó- és ablaknyitást érzékelő
érintkezők, mágneskapcsolók, fóliák,
üvegtörésérzékelők, testhangérzékelök
és mikrofonok, valamint mindenfajta
mozgásérzékelők kiszolgálására alkal-
masak. Ezek leginkább betörések jelzé-
sére alkalmasak.
A betörésjelzö rendszer „élesítése”
(üzembe helyezése) többnyire blokkzár,
távkapcsoló, kódoló egység, vagy be-
épített időkapcsoló segítségével történ-
het. A korszerű központok az illetékte-
len manipulációk elleni szabotázs ese-
tén, még élesítetlen állapotban is adnak
riasztójelzést.
optikai és rejtett riasztásadók (pl. tele-
font működtető riasztó egységek) csat-
lakoztathatók.
A különböző egységekből felépített
betörésjelzö és riasztó rendszerek a be-
hatoló elriasztására, megfélemlítésére
(elriasztó védelem), vagy egy központi
állomás csendes riadóztatására szolgál-
nak. Ezek után kérdés, hogy milyen
riasztóberendezések kerüljenek felszere-
lésre? A biztosítók és magánszemélyek
inkább az elriasztásban érdekeltek, a
rendőrség viszont az olyan riasztóbe-
rendezések kiépítésében érdekelt, ame-
lyek a betörők elfogásának lehetőségét
kínálják.
A betörésjelző berendezésekkel szem-
ben elengedhetetlen követelmény a fel-
tétlenül biztos működés és a téves riasz-
tások lehető legkisebb valószínűsége.
Igen fontos az is, hogy a berendezés
működjék még abban az esetben is, ha
a hálózati villamosenergiát kikapcsol-
ják, valamint hogy a berendezést ne le-
hessen megrongálni. Riasztó jelzés a
rongálási kísérletnél is létrejön a korsze-
rű berendezéseknél. Általában előírás,
hogy a riasztás egy bizonyos időtartam-
nál (néhány percnél) ne tartson tovább,
hogy az esetleges újabb erőszakos beha-
tolást a rendszer ismételten jelezni tud-
ja. Cél, hogy a jelzőberendezés védve
legyen úgy is, hogy ne legyen szüksége
karbantartásra.
A korszerű betörésjelző berendezések
a nyugalmi áramú hurkon, ill. a munka-
áramú vezetéken történő manipulációk-
ra is reagálnak. Ezeknél nemcsak a nyu-
galmi áram megszakítása, hanem a ve-
zetékeken szerszámokkal végzett mes-
23
terkedések is vészjelzés létrejöttéhez ve-
zetnek. Az ilyen berendezések szünet-
mentes tápellátással vannak ellátva,
amelyek a hálózati feszültség kimaradá-
sakor, vagy szándékos megszüntetése-
kor is működnek. Ezek a berendezések
tehát különbséget tudnak tenni a veze-
tékhurkon folytatott manipuláció, a ve-
zetékszakadás, áramkimaradás, a rész-
egységek fedelének megbontása, vagy
a vészjelzésnek a jelzőérzékelő működé-
se útján történő kioldása között.
Vannak újabban olyan rendszerek is,
amelyeknél huzalozási munkák nem
szükségeltetnek, mivel a jelentésközve-
títő vezetékként a világítási hálózat,
vagy egyes megoldásoknál rádió adó-
vevő közvetítő hálózat látja el e felada-
tot.
Az egyszerű betörésjelző-riasztó be-
rendezések a riasztási terület elhagyásá-
nak lehetővé tétele céljából többnyire
bekapcsolási késleltető áramkörrel ren-
delkeznek. A biztosított területre (pl.
helyiségbe) való belépést ilyenkor a
riasztási késleltető áramkör teszi lehető-
vé. A késleltető áramkör meghatározott
idő után engedélyezi a riasztójelzés lét-
rejöttét. így megfelelő idő áll rendelke-
zésre az arra beavatott személynek a
hatástalanításra.
A nagy megbízhatóságú betörésjelző
berendezéseknél olyan rendszerkialakí-
tás szükséges, amely különbséget tud
tenni a hamis vészjelek között, ha azok
akár természeti eredetűek (eső, villám-
lás, mennydörgés stb.) akár nem (pl.
védett térbe hajított tárgyak, repülőgép-
zaj stb.).
A kutatások eredményeiként pl. meg-
állapították, hogy jelentős különbségek
vannak a szándékos behatolások okoz-
ta mechanikai lökéshullámoknak és az
egyéb zavaroknak a frekvenciaspekt-
ruma között. A szimulált támadások
mindegyikében jelentős energiát lehet
észlelni az 1 kHz-nél nagyobb frekven-
ciákon, míg a véletlenszerű zavarok a
kisebb frekvenciájú sávokban jelentkez-
nek. Ebből következik, hogy hangolt
szűrőknek az alkalmazásával kiküszö-
bölhetőek a hamis vészjelzések. Méré-
sekkel megállapították, hogy pl. a gáz-
hegesztéses fémvágáskor kétféle jel ke-
letkezik. Az egyik a láng okozta
4,2 kHz-es hang, a másik pedig a fe-
szültségeknek a kiegyenlítődésekor lét-
rejövő 1,4 kHz-es rezgésszámú jel.
Ha feltételezzük, hogy sikerült a leg-
alkalmasabb érzékelőt kiválasztani, ak-
kor a probléma csupán jelazonosításra
egyszerűsödik. A jelazonosításkor meg-
határozott frekvenciájú, amplitúdójú és
időtartamú jeleket kell elkülönítve érzé-
kelni. „Mintákat” kell tárolni az előre
látható vagy várható behatolási for-
máknak a zajképéből és ezeket össze
kell hasonlítani az adott esetben észlel-
hető zajok jellemzőivel. Az 1. táblázat-
ban néhány zavarjel azonosításának
módját foglaltuk össze.
Végezetül megjegyzendő, hogy a be-
1. táblázat. Néhány fontosabb zavarjel azonosí-
tásának módja
Azonosítás
A jelzés oka Minimális frekvencia, Hz Minimális amplitúdó, dB
1. Vágás és égetés 2. Bemászás 3. Alagútásás 550 350 600 10 35 25
4. Eső, menny- dörgés, repülő- zaj, földmoz- gások stb. Több szomszédos védőegy- ség jeleinek az összehasonlí- tása és az azonos jelek el- nyomása.
5. Mágneses erő- terek A jelfrekvenciák azonosítá- sa és kiszűrése.
6. Kődobás, vil- lámlás, állatok (pl. madarak) hatása Csak az 500 Hz-nél nagyobb frekvenciájú jeleket veszik és megfelelő áramkörökkel megállapítják, hogy egyszeri behatásról van-e szó.
7. Szél Csak az 500 Hz-nél nagyobb frekvenciájú jeleket veszik és több szomszédos védőegy- ség jeleit hasonlítják össze.
24
törésjelző berendezések csak akkor ha-
tásosak, ha a nem várt eseményt köve-
tően azonnal ellenintézkedéseket válta-
nak ki. A riasztó egységek lehetnek
riasztó csengők, szirénák, térkivilágító
lámpák stb. A nagy fényerejű reflektor-
lámpák váratlan bekapcsolása hasonló
hatást vált ki, mint a szirénák üzemelte-
tése, ugyanis zavarba hozza a behatoló-
kat.
Újabban külföldön egyre jobban ter-
jednek a magánlakásoknál is alkalma-
zott automatikus segélyhívástárcsázó és
bemondó, más szóval telefonon riasztó
készülékek. Ezek a készükékek a nyilvá-
nos távbeszélő hálózaton keresztül köz-
ük a riasztást. Magnetofonos egységből
és kiegészítő áramkörből állnak. A szö-
veges riasztó üzenetet az ellenőrzés he-
lyétől tetszőleges távolságban lévő egy
vagy több előfizetővel közli. Ha az
egyik szám foglalt, a készülék automati-
kusan a következő számot hívja, vagy
folytatja a hívást, ha csak egy előfizetői
állomásra van beprogramozva. A végte-
lenített hangszalagos, beépített kazettás
magnetofonról egy előre felvett szöveg
kerül leadásra.
A szóban forgó készülékek meg tud-
ják különböztetni a nyilvános távbe-
szélő-hálózat tárcsázási hangját, szabad
jelzését és foglaltsági hangját. Hátrány-
ként említhető, hogy ha a postai vona-
lat elvágják, akkor a hívott fél nem kap-
ja meg az üzenetet (és ilyenkor a ve-
szélyt csak egy helyi csengő, vagy sziré-
na jelzi). Ennek kivédésére hozták létre
az „Alarm by Carrier” jelzési módszert,
amely kevésbé sérthető és a vonal meg-
szakadását is jelzi.
1. 2. 2
Jelző és riasztó alapáramkörök
Ezek az alapáramkörök általában elekt-
romechanikus érzékelők kiszolgálására
alkalmasak. Ide tartoznak az ajtó- és
ablaknyitás érzékelők, szűk átjárók
elektromechanikus érzékelői, nyomás-
érzékelő riasztó szőnyegek, nyomásér-
zékelős tapintásjelzők, elektromechani-
kus üvegtörés-érzékelők, huzalbetétes
felületvédők, lökésérzékelők, támadás-
jelzők stb.
A 17. ábrán ajtó- és ablaknyitás érzé-
kelésére alkalmas mikrokapcsolókat
tüntettünk fel. Ezek könnyen felszerel-
hetők, hátrányuk azonban, hogy rejtett
felszerelésük körülményes.
A 18. ábrán ajtó- és ablaknyitás jelzé-
sére alkalmas különböző kivitelű mág-
neses érzékelők láthatók. A mágneses
helyzetérzékelők két részből állnak. Az
állórész egy reed-relét, a mozgórész pe-
dig egy állandó mágnest tartalmaz. Ha
a mozgórész (a permanens mágnes) az
állórésztől eltávolodik, vészjelzés törté-
nik. A mágneses helyzetérzékelők nem-
csak ajtók és ablakok kinyitásának, ha-
nem tárgyak elmozdulásának jelzésére
is felhasználhatók. Az ajtók és ablakok
behatolás elleni védelmére használt
mágneses érzékelők különböző felszere-
lési módozatait a 19. ábrán vázoltuk.
Használatosak még a vibrációs érzéke-
lők is, amelyek egyszerű súlyterhelésű
rugó elmozdulása alapján működnek.
Az ilyen érzékelő jelzi a pillanatszerű
elmozdulást is. Elsősorban ajtók, abla-
kok, vitrinek, szekrények ütésének,
vagy feltörésének jelzésére alkalmazha-
tók. Érzékenységük többnyire állítható.
• Nyugalmi áramkörös
alapkapcsolások
A 20. ábrán látható igen egyszerű áram-
kör jelzőhangot szólaltat meg, vagy
hangtalan figyelmeztető fényt kapcsol
be, ha egy ablak vagy ajtó kinyílik (Éx;
É2 és É3 érintkezők). Az áramkör nyu-
galmi állapotban elhanyagolható érté-
kű áramot fogyaszt, így két lapos zseb-
lámpaelemmel működtethető.
Az É2 és É3 érintkezők mikro-
kapcsolók, mágneses helyzetérzékelők,
25
17. ábra
Ajtó- és ablaknyitás érzékelésére alkalmas mikrokapcsolók
vagy pl. vékony huzalok is lehetnek,
amelyek elszakadnak (tehát bontják a
hurkot), ha egy ajtó vagy ablak kinyílik.
Ha az áramkör megszakad, a tirisztor
begyújt, meghúzatja a jelfogót és mű-
ködteti a riasztóegységet a tápfeszültség
kikapcsolásának időtartamáig.
A 21. ábrán egy részben nyugalmi
áramkörös, fokozott biztonságot adó
jelzőáramkör kapcsolása látható. A J2
jelfogón nyugalmi állapotban állandó-
an folyik áram. Ezáltal elérhető, hogy
pl. a szomszédba átvezetett érpár elsza-
kítása esetén is riasszon a készülék. Té-
26
18. ábra
Ajtó- és ablaknyitás jelzésére alkalmas mágneses érzékelők
a) és b) kívülre szerelhető kivitelek; c) és d) süllyeszthető kivitelek
telezzük fel, hogy valamelyik ajtókon-
taktus zárt állapotba kerül. Ennek kö-
vetkeztében a Jl jelfogó meghúz, és
ju nyugalmi áramú kontaktusán ke-
resztül megszakítja a J2 jelfogó áram-
körét. Ekkor a J2 jelfogó elenged, és j21
érintkezőjével zárja a riasztócsengő
áramkörét.
A riasztókapcsolás hatástalanítására
egy, a lakáson kívül elhelyezett rejtett
kapcsoló (X) kikapcsolásával és ugyan-
csak a lakáson kívül elhelyezett villany-
óra automatájának egyidejű bekapcso-
lásával lehetséges. A kapcsolás Jx-J2
jelfogói 6 vagy 12 V-os telepről üzemel-
nek. így hálózati áramkimaradás esetén
is működőképes riasztókapcsolás épít-
hető. A J3 jelfogó a 220 V-os hálózatból
csengőreduktorral 8 V-ra letranszfor-
mált és egyenirányított feszültséggel
működik.
A villanyóra automatájának kikap-
csolásakor a j3 jelfogó elenged, és annak
j3 ] kontaktusán keresztül pozitív tápfe-
szültséget ad az ajtókontaktusok egyik
kapcsára. Ezzel a riasztó áramkör „éle-
27
Ajtók és ablakok behatolás elleni védelmére használt érzékelők különböző elhelyezési és
felszerelési módozatai
(7, 2, 3, 4 üvegtörés-érzékelő testhangmikrofonok, vagy rázkódásjelzök; 8 mágneses érzékelő; 5 6 és 7
elosztódoboz)
sítést” nyert. A J31 jelfogókontaktussal
párhuzamosan kapcsolt K kapcsoló a
rendsze biztonságát fokozza.
A 22. ábrán igen hosszú időtartamú
működési időt biztosító CMOS integ-
rált áramkörökből felépített jelzőáram-
kör kapcsolása látható. A CMOS integ-
rált áramkörök lehetővé teszik a TTL
áramkörökkel szemben azt, hogy na-
gyon kis nyugalmi áramok folyjanak.
Az es É2 érzékelők nyugalmi áram-
körű ajtó-, vagy ablakkontaktusok le-
hetnek. Ezek váltják ki a riasztást a
nyugalmi áramkör megszakadásakor.
Az áramkörbe több nyugalmi áramkö-
rű érzékelő is beköthető.
A G} nyomógomb a nullázást, ill. a
riasztás tiltását teszi lehetővé. Az IC1
integrált áramkörös megoldásnál a két
NAND kapu, valamint az 7?4-C2 alkat-
elemek egy monostabil áramkört alkot-
nak. Ez az áramkör lép működésbe
28
20. ábra
Nyugalmi áramkörös betörésjelző áramkör
Ut-9V
Ajtók nyitásakor jelző - munkaáramkörű
érintkezőket alkalmazó - nyugalmi áramú
betörésjelző kapcsolás
UT= .9V
H 2N16I3
0.3 W
OV
240
R6
1,5 M
„C,
R1
470k
,(g)
1C1
CD 4011
_ 1C2
" CD4013
r5
2,7 M
12 v
C2 1
<HJh>
100!
22. ábra
Hosszú üzemeltetési időt biztosító, minimális áramfelvételű
nyugalmi áramkörös betörésjelző kapcsolás
)Rl
100 k
29
valamelyik érzékelő nyugalmi áramkö-
rű kontaktus (É15 ill. É2) bontásakor.
Az időzítés kb. 7 másodperc. Ugyanab-
ban az időben egy impulzus kerül az
IC2 egyik D bemenetére. A riasztó
hangfrekvenciás astabil multivibrátort
két NAND kapu valamint az R^, R2 és
Cf elemek alkotják. A riasztó hangfrek-
venciás jel a I\ tranzisztor bázisára ke-
rül az R3 ellenálláson keresztül.
A riasztó jel a Gv nyomógomb rövid
idejű megnyomásával állítható le.
A nyugalmi, tehát az őrzési állapotban
való áramfelvétel 15 pA. Ez a kis fo-
gyasztás lehetővé teszi, hogy két soro-
san kapcsolt 4,5 V-os zseblámpaelemről
tápláljuk az áramkört. így kb. 1 év üze-
meltetési időtartam érhető el, beleszá-
mítva azt a néhány riasztást is, amelyet
a próbálgatások, vagy pedig a hibás
működtetés miatt idézünk elő. A 23.
ábrán a kapcsolás nyomtatott áramköri
és alkatrészbeültetési rajzát is bemutat-
juk.
b)
23. ábra
A 22. ábra kapcsolásának nyomtatott áramköri (a) és alkatrészbeültetési rajza (b)
30
Kertes családi házaknál szükségessé
válhat a kerti kapun vagy a kerítésen
keresztül érkező illetéktelen „vendég”
érkezésének jelzése. A működési bizton-
ság fokozása érdekében a betörésjelző
áramkört akkumulátoros táplálásra
célszerű tervezni. Legegyszerűbb az a
megoldás, ha a kerítés mellett vagy fe-
lett igen vékony huzalból egy védőveze-
téket építünk ki. A 24. ábra alapján, ha
a védendő területet körülvevő védőve-
zeték elszakad, vagy ha a kapura szerelt
R retesz (mikrokapcsoló) bont, akkor a
J jelfogó elenged, és a riasztócsengő
áramköre a jT nyugalmi érintkezőn ke-
resztül zárt állapotba kerül. így a csen-
gő megszólalásával jelzi az illetéktelen
személy behatolását.
Az olyan vezetékek, amelyek az elsza-
kadásukkal jeleznek, állandó helyreállí-
tást, új huzalozást igényelnek. Célsze-
rűbb ezért megfelelő vastagságú feszí-
tett ún. „botló” zsinórt alkalmazni,
amely a 25. ábrán látható nyomógomb
mozgó érintkezőjét nyugalmi állapot-
ban tartja. A vezeték meghúzásakor az
áramkör megszakad. Elképzelhető az
is, hogy a mozgó érintkezőt megfelelő
megfeszítés mellett középállásban tart-
b)
24. ábra
Védővezetékes - nyugalmi áramkörű -
betörésjelző kapcsolások
juk és így a vezeték meghúzásakor és
elvágásakor is jelzést tudunk kiváltani.
Ekkor azonban munkaáramkörös kap-
csolást kell készíteni.
A kapcsolás riasztócsengőjét pl. a
szomszédba is át lehet vezetni. Ezeset-
ben azonban célszerűbb a 24/? ábra sze-
rinti kapcsolás használata. Ugyanis, ha
a 24a ábra csengővezetékét elszakítják,
25. ábra
Feszített „botló zsinór" által működtethető kettős érintkező, mely a zsinór elvágásakor és
megfeszítésekor is jelez
31
a berendezés üzemképtelenné válik.
A 24ó ábra áramkörében még egy jelfo-
gót (J2) alkalmazhatunk, amelynek
használatával elérhető, hogy a riasztó-
csengő vezérlő vezetékének elszakítása-
kor is megszólaljon a csengő. A Jx jelfo-
gót a jn kontaktuson keresztül tartó-
áramkörűvé képeztük ki. Az előző meg-
oldásnál ugyanis az ajtó becsapása után
a riasztójelzés megszűnt. A tartóáram-
körös megoldásnál az áramkör egy pil-
lanatra történő megszakadása esetén a
Jj jelfogó elengedett állapotba kerül. A
jelfogó és a riasztóáramkör üzembe
helyezése a G nyomógomb megnyomá-
sával történik.
A K söntzár a kerti kapun való beju-
tásra ad lehetőséget. Segítségevei az
összes érzékelő hatástalanítható. A ke-
reskedelemben különböző kulcsos (1. a
26. ábrát), vagy kódkapcsolós sönt-
zárak (sönt-kapcsolók) kaphatók. Erre
a célra megfelelnek pl. a gépkocsiknál
használatos egyes gyújtáskapcsoló típu-
sok is. A különböző betörésjelzőknél a
söntzár célja az, hogy a feljogosított
(beavatott) személy számára lehetővé
tegye a ki-bejárati ajtón lévő, ajtónyi-
tást jelző érintkezőnek egy sönt-záras
kulccsal vagy kódkapcsolóval történő
kiiktatását. A feljogosított személy e
módon riasztójelzés nélkül akkor is be-
léphet a védett helyiségekbe, vagy el-
hagyhatja azokat, amikor a
betörésjelző-riasztó rendszer bekapcsolt
állapotban van. A sönt-zár azonban a
védett helyiségeken kívülre nyúlik és a
rendszerben egy potenciálisan gyenge
láncszem. Ezért felszerelésére fokozott
gondot kell fordítani. Célszerű jól meg-
világított és az arra elhaladók számára
jól látható ajtóra felszerelni, vagy faiba
beépíteni.
A 27. ábrán egy relé nélküli betörés-
Kulcskapcsolós söntzár (Siemens V42263-D-XX-XX típus)
32
Relénélküli betörésjelzö kapcsolás nasztöközpontja
jelző kapcsolás riasztóközpontjának
áramköri kialakítása látható. A kapcso-
lás munkaáramkörű reed érintkezők-
kel, mikrokapcsolókkal és testhang-
figyelő mikrofonokkal való működésre
alkalmas. A készülék beépített
12 V/4,5 Ah-ás akkumulátorral három-
hónapos áramkimaradás esetén is
üzemképes. Kimenetéről 12 V-os 3 A
áramfelvételü sziréna táplálható.
A testhangmikrofon (ill. a párhuza-
mosan kötött testhangmikrofonok) jele
árnyékolt kábelen keresztül a Bex beme-
netre jut. A P{ érzékenységszabályozó
3 Elektronika otthonunkban
33
potenciométeren és a Ct csatolókon-
denzátoron keresztül a jel ezután a Tt
tranzisztorra kerül. Itt a jel oly mérték-
ben felerősödik, hogy elegendő hang-
nyomás esetén a Ti tirisztor begyújt. Ha
a tirisztor már egyszer begyújtott, ak-
kor az védőellenálláson és a tiriszto-
ron keresztül áram folyik a C2 konden-
zátorba.
Amikor a C2 kondenzátor teljesen
feltöltődik az áram megszűnik és a ti-
risztor lezár. A kondenzátorban tárolt
energia most az R2 ellenálláson keresz-
tül a T2 tranzisztor bázisába folyva azt
kinyitja. A T2 tranzisztor emitterellen-
állásán a negatív feszültség ekkor olyan
nagy lesz, hogy egyidejűleg a T4 és T5
tranzisztorok is vezetővé válnak. Nyi-
tott Ts tranzisztor esetén van a sziréna
üzemi állapotban. A szirénázás periodi-
kus megszólalásának időtartama a C2
kondenzátor kapacitásának és az R2 és
R4 ellenállások értékének a függvénye.
Nyitott Ts tranzisztor esetén annak
kollektoremitter maradékfeszültsége a
terheléstől függően 0,1 ... 0,3 V között
van. Ebben az állapotban a T3 tranzisz-
tor bázisa a 56 kQ-os bázisellenállásán
keresztül 0,3 V negatív feszültségen
van. Most a T3 tranzisztor zárva marad
és nem befolyásolja a T4 tranzisztort.
A kimenetre csatlakoztatott sziréna ek-
kor teljes teljesítménnyel felbőg.
Ha a feszültség a C2 kondenzátoron
annyira csökken, hogy a T2, T4 és Ts
tranzisztorok már nem nyitnak ki elég-
gé, akkor ennek következtében növe-
kedni fog a Ts tranzisztor kollektorfe-
szültsége - miközben a kollektorárama
csökken. A T3 tranzisztor bázisellenál-
lásának (56 kQ) megfelelő méretezése
esetén e tranzisztor kollektorfeszültsé-
gének 0,5 V-ra növelésekor kinyit és a
T4 tranzisztor bázisát pozitív feszültség-
re kapcsolja. A T4 tranzisztor azonnal
lezár és vele együtt a T5 teljesítmény-
tranzisztor is. így érjük el, hogy a Ts
tranzisztor kollektorárama gyorsan
szűnik meg. Ezzel a gyors kikapcsolás-
sal elkerüljük a sokáig tartó, fokozatos
utánhangzást a szirénánál -, másrészt
pedig a lekapcsolás átveszi a Ts teljesít-
ménytranzisztor védelmének funkció-
ját, ha a szirénakimenetre rövidzár ke-
rül. így a kollektoráram 3 A-re korláto-
zódik a rövid ideig tartó rövidzár ese-
tén.
A Be2 bemenetel az R3; Rt és C3
kombinációval mágneses helyzetérzéke-
lők, vagy mikrokapcsolók felhasználá-
sával történő riasztás kiváltásra (mun-
kaérintkezők) készítették. A hozzáveze-
téseknek, ugyanúgy mint a testhang-
mikrofonoknál, árnyékoltaknak kell
lenniük. Az alkalmazott testhangmik-
rofonok nagy ellenállásúak, s ezért a
kapcsolás bemeneti ellenállása nagyobb
1 MQ-nál. A Cj csatlakozókondenzá-
tort úgy választották meg, hogy a
100 Hz alatti frekvenciákat erősen le-
vágja. Különösen fontos a 800 Hz és a
7 kHz közötti tartomány, mivel ebben
a spektrumban vannak az üvegtörés za-
jai. Ha a testhangmikrofont lépéshang
regisztrálására akarjuk használni, ak-
kor a Cj kondenzátort 1 ... 1,5 nF ka-
pacitásértékűre kell megnövelni.
A fentiekben leírtuk, hogy a riasztási
időtartam főleg a C2 töltőkondenzátor
kapacitásértékétől függ. Értéke 2,5 A-es
kimeneti terhelés esetén 2,5 perc. A C5;
C6 és C7 kapacitások a feszültségcsú-
csokat nyomják el. A T3 tranzisztort a
sziréna által létrehozott feszültségcsú-
csoktól a Di dióda védi. Ugyancsak a
sziréna miatt előálló impulzuszavarok
csökkentésére szolgál az L3 és L4 gyű-
rűs fojtótekercs és a C8 kondenzátor.
Az Lax és La2 ellenörzőlámpák a be-
rendezés vizsgálatára szolgálnak. Az
Lax lámpa mutatja a riasztóközpont
működési készségét nyitott kimenet ese-
tén, La2 az élesítésmentes állapotot. A
Kx kulcsos kapcsoló szolgál a berende-
zés hangtalan vizsgálatára és szükség
esetén ennek segítségével lehet a sziré-
34
nát kikapcsolni. Ha a szirénakimenetet
kikapcsoljuk, akkor az Lat ellenőrző-
lámpa veszi át a Ts tranzisztor kollek-
torellenállásának szerepét. A C2 kon-
denzátort a G\ nyomógombbal lehet
kisütni és ezzel a riasztóberendezés
nyugalomba hozható. A berendezés
áramfelvétele nyugalmi állapotban kb.
1,4 ... 1,6 mA.
A tápegység automatikus akkumulá-
tortöltő, amely az akkumulátor veszte-
ségét fokozatosan pótolja és a teljes tá-
rolóképesség elérése után az folyamato-
san ellátja puffer-árammal. A töltőáram
a T6 szabályozótranzisztoron folyik a
12V/4,5 Ah-ás akkumulátorba. Feltöl-
tött akkumulátor esetén a töltőfeszült-
ség 13,8 V, a töltőáram 10 mA. A töltési
végfeszültséget a Zx Z-dióda körében
lévő P2 potenciométer segítségével állít-
juk be 13,8 V értékre. A töltőáram kisü-
tött akkumulátor esetén kb. 120 mA.
Transzformátorként 12V/l,2VA-es
szekunder kimenetet biztosító típus már
megfelel.
A testhangmikrofonok jellegzetes
frekvenciamenete a 28. ábrán látható. A
vezeték hosszától függően több mikro-
fon kapcsolható párhuzamosan. A test-
hangmikrofonok helyett az ablaküve-
gek figyelésére egyszerű rezgésérzékelők
is használhatók, több, kevesebb siker-
rel. Ugyanis érzékenyre állítva sok eset-
ben hamis riasztást adnak. Durva (kis
érzékenységű) beállításnál pedig nem
riasztanak mielőtt az ablaküveg szét
nem törik.
A mágneses érzékelők élesítése és ha-
tástalanítása pl. kulcsos kapcsolóval
történhet a lakás utolsó ajtajánál, ame-
lyen keresztül a figyelni kívánt területet
rendszerint elhagyjuk.
A riaztóberendezés telepítése során a
központot a felállítás helyén illetéktele-
nek számára hozzáférhetetlenné kell
tenni. A riasztó szirénát a biztosított te-
rületen kívül úgy kell elhelyezni, hogy
azok egyrészt nehezen hozzáférhetők le-
gyenek, másrészt viszont a riasztó jel-
zést a szomszédok jól hallhassák.
1.2.3
Fényérzékelő jelzőáramkörök
Lezárt helyiségek védelmét többféle
módon oldhatjuk meg. Hosszabb távol-
iét esetén legegyszerűbb a fényérzékelő
áramkörök használata. Az elv igen egy-
szerű. A védendő helyiségben (ill. helyi-
ségekben) a redőnyök leengedésével el-
sötétítünk. A megfelelő helyre fényre
riasztó áramkört helyezünk el. Ha ille-
téktelen személy érkezik, akkor a helyi-
ségbe, ill. a riasztó áramkör érzékelőjére
mindenféleképpen fény kerül. Nappal
az ajtónyitáskor, éjjel a világítás bekap-
a) b)
28. ábra
Üvegtáblák és lépéshang figyelésére használt testhangmikrofon (a), ill. b) ábra) jellegzetes
frekvenciamenete
3*
35
csolásakor, vagy a zseblámpa használa-
takor fény jut a fotoérzékelőre, s a riasz-
tó áramkör működésbe lép. Az áram-
kört úgy kell kialakítani, hogy rövid
fényimpulzus hatására is tartós riasztást
adjon. A riasztócsengőt pl. a szomszéd-
ban is elhelyezhetjük.
A 29a ábrán látható egyszerű áram-
körrel megoldható az illetéktelen sze-
mélyek által a sötétben használt világí-
tóeszközök (pl. zseblámpa) fényének
hatására történő riasztás-jelzés. A foto-
tirisztor a fény hatására begyújt és meg-
szólaltatja a tirisztorral sorbakötött
riasztócsengőt.
A 29ó ábrán látható változat rezgés-
érzékelőt (K2) is tartalmaz. A T\ egyré-
tegű (unijunction) tranzisztorral felépí-
tett fűrészfeszültségű oszcillátor nem-
csak a fototirisztor megvilágításával ak-
tiválható, hanem mechanikai rezgések-
re, rázásra bontó K2 rezgésérzékelő
kontaktus jelzésével is. Az áramkör
üzembe helyezése a Kr kapcsoló bekap-
csolásával, a riasztójelzés törlése pedig
annak kikapcsolásával történik.
A 30a ábra egy hálózati táplálású fő-
tereié kapcsolást ábrázol. A C, Rr, R2
elemekből álló feszültségosztó R2 ele-
mén megjelenő váltakozó feszültséget a
D dióda egyenirányítja. Ha az F fotoel-
lenállásra fény kerül, annak ellenállása
csökken, és a / jelfogó meghúz. Ajelfo-
gó jj érintkezőjén keresztül meghúzott
állapotban marad. A meghúzott jelfogó
29. ábra
Fototirisztoros, fényhatásra riasztó betörőjelző
kapcsolások
220 V ~
.107., - 1
-15"/. t
o-
30. ábra
Fényhatásra riasztó betörő- és tűzjelző
áramkörök
j2 érintkezőjén át zárja a csengő áram-
körét. A riasztójelzés megszüntetése
csak akkor lehetséges, ha a fotoellenál-
lásra nem jut fény. Ekkor a tápfeszült-
ség rövid ideig tartó megszakításával
hatástalaníthatunk. Az áramkörben
PHILIPS RPY 20 típusú kadmiumszul-
fid fotoellenállást használunk. Maximá-
lis zárófeszültsége t/max = 400 V, max.
megengedett disszipációja Pmax=lW.
Ellenállásértéke 50 lux megvilágításnál
1500 Q.
A kapcsolásban alkalmazott jelfogó
meghúzó árama kb. 2 mA, tekercsellen-
állása 20 kíl. Az R2 ellenállásként fe-
szültségfüggő VDR ellenállást haszná-
lunk, a tápfeszültség megváltozásának
csökkentésre. Típusa E 299DG/P 248.
A VDR ellenálláson 180V feszültség
mellett kb. 10 mA áram folyik keresz-
tül. A D egyenirányító dióda maximális
zárófeszültségének nagyobbnak kell
lennie 500 V-nál. A kapcsolás már
10 ... 30 lux megvilágítás esetén riasz-
tást vált ki.
A 30A ábrán látható riasztóáramkör
előnye, hogy a kapcsolás egy 12 V-os
gombakkumulátorról üzemel. Az akku-
mulátort a hálózatról puffer üzemben
töltjük. Fényérzékelő eleme LDR 03
36
típusú kadmiumszulfid ellenállás. A T2
tranzisztor kollektorkörében levő 300 Q-
os jelfogó kb. 20... 30 mA-nál húz
meg. Amikor fény éri a fotoellenállást,
annak ellenállása csökken, és a T\,
majd T2 tranzisztor kinyit. A jelfogó
meghúz, s kontaktusán keresztül zárja
a riasztócsengő áramkörét.
A 31. ábrán fény hatására működés-
be lépő jelzőáramkör látható. Abban az
esetben, ha fény esik a fényérzékelő
ellenállásra, akkor az áramkör riasztó
jelet ad ki és ebben az állapotban marad
mindaddig, amíg ki nem kapcsolják. Az
áramkör csengőt működtet, de ajelfogó
érintkezőjén keresztül egyéb jelző-
riasztó egységeket is aktiválhat. Az
ilyen biztonsági eszköz tervezése során
két szempontot kell figyelembe venni.
Az első az, hogy az áramkörnek telepes
működtetésűnek kell lennie, hogy füg-
getlen legyen a hálózati tápfeszültség-
től. Másodszor igen fontos szempont,
hogy a készülék áramfelvétele minimá-
lis legyen, mivel az alkalmazott telepek
egyébként igen gyorsan kimerülnének.
Fotoérzékelőként kadmiumszulfid
alapanyagú fényellenállást használunk'.
Sötétben ugyanis ennek az ellenállása
igen nagy és már gyenge világosságra is
ez az ellenállás erősen csökken. Az
LDR 03 típus sötétellenállása nagyobb
mint 10 Mii és 100 lux megvilágítás ese-
tén az ellenállása már csak 1 kQ. A rajta
disszipálható maximális teljesítmény:
Fdmax = 200 mW (40 °C-ig),
Fdmax = 100 mW (50 °C felett).
Az LDR 03 típuson kívül az ORP 12,
LDR 05, vagy ezekkel egyenértékű tí-
pusok is felhasználhatók.
Ha az áramkört tűzjelzésre is alkal-
massá kívánjuk tenni, úgy érzékelő gya-
nánt a kadmiumszulfid fényellenállás
kevésbé alkalmas. Hátránya, hogy ke-
vésbé érzékeny az infravörös tarto-
mányra. Ha kadmiumszelenid
fényellenállást alkalmazunk, akkor
megfelelő érzékenység biztosítható az
infravörös tartományban is, ez pedig az
a terület, amely a lángokra jellemző. Az
ólomszulfid fényellenállás még kedve-
zőbb jellemzőkkel rendelkezik. „Befe-
37
di” az egész látható spektrumot és meg-
felelő mértékben benyúlik az infravörös
tartományba.
Az áramkörben az F fotoellenállás a
P, potenciométerrel együtt egy feszült-
ségosztót alkot. A potencióméter csúsz-
kájáról levett egyenszint az RÁ áram-
korlátozó ellenálláson keresztül a T2
tranzisztor bázisára kerül. A T2 tran-
zisztoron mindaddig nem folyik át kol-
lektoráram, míg bázisának feszültsége a
T2 és P3 2 * 0,6 V-os nyitófeszültségét,
vagyis az 1,2 V-ot nem lépi túl. Amikor
tehát a T2 tranzisztor nem vezet, akkor
elhanyagolható áram folyik az P4 és R3
ellenálláson, a T2 ill. T3 tranzisztor kol-
lektor-emitter és bázis-emitter átmene-
tén. Ekkor a I\ és T2 tranzisztor lezárt
állapotban van. Sötétben, vagyis a ké-
szülék figyelő állapotában a fotoérzéke-
lő ellenállásértéke 1 MQ-nál nagyobb,
így a tranzisztorok szivárgási áramával
együtt az áramfelvétel nem haladja meg
az 5 pA-t.
Ha a kadmiumszulfid fényellenállás
megvilágítást kap, akkor ellenállása
csökken és a T2 tranzisztor bázisára
jutó feszültség megnő. Amikor e feszült-
ségszint túllépi az 1,2 V-ot a T2 tran-
zisztor kinyit, s az P4 ellenálláson ke-
resztül a 7\ tranzisztor is nyitófeszültsé-
get kap. A Tj tranzisztor kollektorköré-
ben lévő R2 ellenálláson ekkor további
áram folyik a T2 tranzisztor bázisába.
Ez lényegében egy regeneratív vissza-
csatoló hurok, amely a 7\ és T2 tran-
zisztor esetében növeli az átkapcsolás
sebességét. Az R2 ellenállás viszonylag
kis értékéből kifolyólag az áramkör eb-
ben az állapotban marad akkor is, ha a
fotoérzékelőre eső fény megszűnik. így
a fotoérzékelőnek csak egy pillanatnyi
megvilágítása szükséges ahhoz, hogy a
Pi és T2 tranzisztort vezető állapotba
vigye és az öntartó állapot kialakuljon.
Ekkor 2 mA-t nem meghaladó áram fo-
lyik keresztül az R2 ellenálláson és a T2
valamint a T3 tranzisztorok bázisemit-
ter átmenetein. Ennek következtében a
T3 tranzisztor is vezetővé válik, s a kol-
lektorkörében lévő jelfogó meghúz. A
jelfogó ekkor jj munkaérintkezőjén ke-
resztül a riasztócsengőt megszólaltatja.
Kívánatos, hogy a csengőt és az azt
működtető telepet az áramkörtől külön
helyezzük el, mivel a csengőnek a nagy
tranziens áramai és feszültségei megza-
varhatják az elektronika működését.
A viszonylag kis kapacitásértékü Cj
kondenzátor a fotoérzékelő huzalozása
által felszedett búgófeszültség és egyéb
zavaró feszültségek hatására bekövet-
kező hibás működés meggátolására
szolgál. A alkatelem a szokásos for-
dított polaritással bekötött dióda,
amely a jelfogó tekercs áramának a ki-
kapcsolásakor létrejövő induktív fe-
szültséglökéstől védi a T3 tranzisztort.
1.2.4
Sugármegszakításos jelzőáramkörök
Ha a védeni kívánt bejárat, ablak vagy
egyéb körzet előtt keresztben futtatunk
egy láthatatlan sugárnyalábot (32. áb-
ra), akkor ezáltal létrehozhatunk egy
láthatatlan „buktatódrótot”, amely egy
riasztó egységhez kapcsolódva riasztást
válthat ki. A behatoló illetéktelen sze-
mély tehát anélkül szakítja meg a fény-
sugár útját, hogy tudna róla. így megfe-
lelő tartóáramkörű elrendezéssel tartós
riasztójel érhető el.
Egy optikai átviteli szakasz felépíté-
sét a 33. ábrán vázoltuk fel. A fényadó-
ból származó infravörös fény sugárútja
a vele szemben lévő fényvevőre jut.
Az igen kis átmérőjű sugárút megszakí-
tása vagy a fényforrás fényének meg-
szűnése azonnal riasztást vált ki. Az
ilyen „fonal- vagy ceruzasugárzóknál”
az infravörös sugár nyalábszélessége né-
hány mm-től max. 1 cm-ig terjed. Hát-
ránya e megoldásnak, hogy a fényadó-
nak és a fényvevőnek egymással szem-
ben precízen beállítottnak kell lennie.
38
32. ábra
Ablaksor és bejárat betörés elleni védelme sugársorompóval
Továbbá gondként jelentkezik az is,
hogy a keskeny fénysugár megszakítá-
sát pl. madarak stb. is előidézhetik és
így hamis riasztás kiváltásához vezet-
hetnek. E hátrányok kiküszöbölésére
legújabban sugárnyaláb-technikát al-
kalmaznak (1. a 32. ábrát). Az ilyen
módszereknél a kb. 30cm-es sugárát-
mérőjű felületnek mintegy 50%-át kell
lefedni a riasztás létrehozásához.
Az aktív infravörös fénysorompók
alkalmazásánál az adó és a vevő között
szabad látást kell biztosítani. Nagyobb
távolságok áthidalásakor több sorom-
pó soros alkalmazása esetén a rendsze-
reket megfelelő átlapolással kell felépí-
teni. így az adók és vevők közvetlen
közelében ellenőrzési árnyékok nem ke-
letkeznek (1. a 34. ábrát). Ez a megálla-
pítás a mikrohullámú sugársorompók-
ra is érvényes.
Az egyszerű fénysorompók alkalma-
zásánál, különösen ha a fénysugárzó és
a fényérzékelő vevő távolsága nagy, elő-
fordulhatnak különböző zavaró ténye-
zők. Ilyen pl. a háttérfény, a nappali
megvilágítás változásai, a mesterséges
fényforrások stb. E tényezők zavaró ha-
tásának kiküszöbölése céljából modu-
lált fényforrást és hangolt szelektív erő-
sítőt alkalmaznak. Az ilyen, megfelelő
frekvenciával szaggatott, vagyis modu-
lált fényadóval ellátott berendezések
másféle fényforásokkal szemben érzé-
ketlenek, hatástalanításuk infravörös
jelforrással nem lehetséges.
• Modulálatlan fényforrású
sugársorompók
A következőkben egyszerű, max.
2,5 ... 5 méter távolság áthidalására al-
kalmas megoldások ismertetésére kerül
sor.
A fényadó megépítésekor, hogy az
izzólámpából kisugárzó fényt a vevőol-
____Adőrész_________, i1 Optikai átvitelt smkasz r Vevőrész _________ i
(Fényadő)___________(Fényvevő)
33. ábra
Egy optikai átviteli szakasz felépítése
39
34. ábra
Sugársorompók átlapolásos telepítése
dal fényérzékelőjére tudjuk koncentrál-
ni, célszerű egy gyűjtőlencsét felhasz-
nálni. E célra megfelel egy kétszerdom-
ború (bikonvex), vagy egy síkdomború
(plánkonvex) lencse. Általában
f = 50 mm fókusztávolságú és 30 mm
átmérőjű lencsét célszerű használni. Ezt
egy 40 mm hosszú 32 ... 33 mm belső
átmérőjű fém- vagy műanyag csőbe
építjük be.
A fényérzékelőt úgy helyezzük el,
hogy a fényadónak a vevő által fóku-
szált sugarai pontosan a fényérzékelő
síkjára kerüljenek. Vagyis, a fényérzé-
kelő aktív felületét a fókuszpontba kell
helyezni. A fényadó felépítésénél hason-
lóan járunk el. Ugyanolyan optikát al-
kalmazunk, mint a vevőnél. Az izzót
úgy szereljük fel, hogy az izzószál a len-
cse fókuszában feküdjön. Abban az
esetben, ha 6 V/3 W-os izzót haszná-
lunk, akkor kb. 2,5 m távolság hidalha-
tó át infravörös szűrő nélkül. Infravö-
rös szűrővel kb. 1,3 m-es távolság áthi-
dalására nyílik lehetőség. A szűrőt a
lencse előtt és után is elhelyezhetjük.
Amennyiben a helyviszonyok megköve-
telik, a fénysugarakat egyszerű módon
„sarkosan” is lehet vezetni (1. a. 35. áb-
rát). Ez sem igényel különösebb ügyes-
séget.
Az áthidalható távolság jelentősen
növelhető nagyobb teljesítményű fény-
források alkalmazásával. Minden eset-
ben kisfeszültégű izzókat célszerű alkal-
mazni, mivel ezeknek vastag izzószáluk
van, így a fotoérzékelő fényérzékeny
Vezeték
Bikonvex lencse
35. ábra
Egyszerű fényadó elrendezés
40
felszínén nagyobb fénysűrüség hozható
létre. Legjobb eredményeket autóizzók
alkalmazásával lehet elérni. Természe-
tesen ez esetben nagyobb házat kell al-
kalmazni, megfelelő szellőzőnyílások-
kal.
Nagyobb távolság (kb. 5 ... 6 méter)
áthidalására alkalmas fényadó mecha-
nikai kialakítására látható példa a 36.
és a 37. ábrán. Itt az infravörös sugara-
kat egy izzólámpa kelti, amely a plán-
konvex lencse gyújtópontjában helyez-
kedik el. A plánkonvex lencse előtt he-
lyezkedik el az infravörös szűrő. Az izzó
célszerűen kis feszültségű (pl. 12 V/
1,3 A-es) típus.
A 38. ábrán fotodiódás érzékelővel
felépített egyszerű fénysorompós riasz-
tókapcsolás vevőáramköre látható. A
jelfogó működésbe lép, ha a fotodiódá-
ra irányított fénysugár megszakad. A
fotodióda a 91 kQ-os ellenállással fe-
szültségosztót képez, amely a I\ tran-
zisztor bázisfeszültségét szolgáltatja.
Míg a fotodióda megvilágított, addig
annak ellenállásértéke minimális. így a
T; tranzisztor bázispotenciálja ala-
csony. A fénysugár megszakításakor a
dióda ellenállásértéke megnő, s ennek
következtében a tranzisztor bázispoten-
ciálja emelkedik. A T\ tranzisztor a T2
és T3 tranzisztorokból álló Schmitt-
triggert vezérli. Annak kimenetén a fe-
szültség hirtelen, ugrásszerűen változik
36. ábra
„Fényadó” a) összeszerelt állapotban; b) a „tartóra" történő szerelési vázlat (AMTRON)
41
Infravörös szúró
37. ábra
A fényadó vetitöcsövének mechanikai összeszerelési vázlata (AMTRON)
a legkisebb és legnagyobb értéke közt,
akkor is, ha a fotodiódára eső fényvál-
tozás igen lassú. A T3 tranzisztor kol-
lektoráról hajtjuk meg a T4 tranzisztor-
ból álló teljesítményfokozatot. Ennek a
kollektorkörében helyezkedik el a jelfo-
gó. A D dióda a tranzisztor lezárá-
sakor a jelfogótekercsben keletkező in-
duktív feszültséglökés levágására szol-
gál. így a tranzisztorra nem kerül in-
duktív feszültséglökés.
A 39. ábrán egy másik példaként
kadmiumszulfid fényérzékelővel felépí-
tett „fénysorompós” riasztókapcsolás
3xBCV53
(3xBSV73)
„vevőáramkörét” tüntettük fel. A kad-
miumszulfid fotoellenállás megvilágítá-
sakor annak ellenállása lecsökken, a T2
tranzisztor így lezár. A T2 tranzisztor
szintén lezárt állapotú, mert bázisára az
R2 ellenálláson keresztül negatív tápfe-
szültség jut. Amennyiben a fotoellenál-
lásra jutó fény - a fénysorompó átszakí-
tása által - csökken, a 7\ tranzisztor és
vele együtt T2 tranzisztor is vezetővé
válik.
A T2 tranzisztor vezetővé válásának
folyamatakor az azon eső feszültség
csökken. így a vele párhuzamosan kö-
2 N 2219
(BSV52)
38. ábra
Fotodiódás érzékelővel felépített „fénysorompós" riasztó kapcsolás „vevőáramköre”
42
39. ábra
Kadmiumszulfid fényérzékelővel felépített "fénysorompós" riasztókapcsolás „vevőáramköre
tött Á4 - Ji3 elemekből álló feszültség-
osztó bemenetére jutó feszültség is csök-
ken. Ezáltal a T\ tranzisztor emitterfe-
szültsége is csökken, s így ennek követ-
keztében kollektoráramának növekedé-
se gyorsul. Ez ismét áramnövekedést
eredményez a T2-ben, így a jelfogó
gyorsan meghúz. A jelfogó meghúzása-
kor a Jj érintkezőjén és a G nyugalmi
áramköri nyomógombon keresztül tar-
tóáramkört képez. A csengő tartóáram-
köre a G nyomógombbal szüntethető
meg. A csengő és az Ej izzólámpa
áramkörét a jelfogó j2 érintkezője zárja.
Az áramkört a hálózati rész elhagyásá-
val 9 V-os telepfeszültségről üzemeltet-
hetjük.
A 40. ábrán kb. 5 m hatótávolságot
áthidaló, kadmiumszulfid fényellenál-
lással felépített „fénysorompós” riasz-
tókapcsolás „vevőáramköre” látható.
A kapcsolásban a T\ tranzisztor C7BE
40. ábra
Kadmiumszulfid fényellenállással felépített „fénysorompós” riasztókapcsolás „vevőáramköre”
(AMTRON)
43
bázis-emitter feszültségét a P1 trimmer-
potenciométer és az LDR 03 típusú
kadmiumszulfid fényellenállás határoz-
za meg.
Ha az adórész izzólámpájának infra-
vörös szűrővel szűrt fénye nem jut el a
fényérzékelő ellenállásra (a megszakí-
tott fénysugár esetén), akkor a T\ tran-
zisztor lezárt állapotú, miközben a T2 és
T4 tranzisztorok vezetnek és a Ts tran-
zisztor telítésbe kerül. E tranzisztor kol-
lektorkörében levő jelfogó meghúz és a
j2 munkaérintkezőjén keresztül a kime-
netre rövidzárt ad, amely a hozzákap-
csolt jelző-riasztó egységet tápfeszült-
séggel látja el. Ugyanakkor a T3 tran-
zisztoron az R2, és R, 0 ellenállások által
meghatározott bázisáram folyik. Ami-
kor a fénysugár útja folyamatossá válik,
tehát a fényellenállást az infravörös su-
garak érik, annak ellenállása esőken.
Ennek következtében növekszik a T\
tranzisztor UBE bázisemitter árama és a
tranzisztor vezetővé válik. Ekkor csök-
ken a T2 tranzisztor bázisfeszültsége és
ezáltal az zárni kezd. Hasonlóan visel-
kedik a T4 és Ts tranzisztor is, mivel a
T3 bázisáramot az R6 és R7 ellenállás
határozza meg. Amikor a T3 tranzisztor
bázispotenciálja megnövekszik, a T2
teljesen lezár, akárcsak a T4 és Ts tran-
zisztor. Ekkor a jelfogó nyugalmi (elen-
gedett) állapotba kerül, így a riasztási
állapot megszűnik.
A K2 kapcsoló kétféle riasztást tesz
lehetővé: ieigleneset és folyamatosat. A
K2 kapcsoló bekapcsolt állapotában
ugyanis a meghúzott jelfogó a jj mun-
kaérintkezőjén keresztül tartóáramkört
képez. Az „ideiglenes”, tehát a K2 kap-
csoló nyitott helyzetében a riasztórend-
szer csak a fényérzékelő ellenállást érő
infravörös sugarak megszakításakor
riaszt. A „folyamatos” állásban (a K2
kapcsoló bekapcsolt állapotában), ha
egyszer megszakad a fénysugár útja, a
riasztás addig tart, amíg azt az illetékes
személy a K2 kapcsoló kikapcsolásával,
majd újra bekapcsolásával le nem ál-
lítja.
Az áthidalható távolság kb. 5 m, ha
12V/1,2A áramfelvételü izzólámpát
használunk a fényadóban. A vevőáram-
kör tápfeszültsége 12 V. Az össz-
disszipált teljesítmény kb. 15 W. A kap-
csoláshoz alkalmas fényvevö egység
szerelési vázlatát a 41. ábrán tüntettük
fel.
• Modulált fényforrású
sugársorompók
A modulálatlan fényforrású sugárso-
rompóknál a környezeti megvilágítás a
rendszer működését megzavarhatja.
44
Továbbá az ilyen rendszerek idegen jel-
forrással könnyen hatástalaníthatok.
Megjegyezzük, hogy fényforrásként a
nagy hőtehetlenségü izzított szálú lám-
pák nem megfelelőek. E célra pl. pa-
rázsfénylámpák, villanó kisülési csövek
és fényemittáló diódák (LED-ek) alkal-
mazhatók.
Az eddigi hagyományos izzólámpák-
kal működő rendszerekkel szemben a
frekvenciamodulációs vagy impulzus-
üzemben működő fénykibocsátó diódás
optikai átviteli szakaszok az alábbi elő-
nyös tulajdonságokkal rendelkeznek:
1) Az izzólámpák kis hatásfokkal üze-
melnek (0,1% alatt). Minimálisan
néhány V feszültségre van szükségük
több száz mA áramérték mellen, s
élettartamuk is korlátozott. A LED-
ek hatásfoka kb. 50 ... 10 mA fölöt-
ti áram mellett 1,5 V feszültség esik
rajtuk, s élettartamuk pedig gyakor-
latilag végtelen.
2) A LED üzemeltethető impulzus-
üzemben, illetve nagy frekvenciával
modulálható (fénymoduláció).
A fényérzékelő kapcsolási elrendezé-
se kialakítható úgy, hogy keskeny
sávban a modulációs frekvenciára
hangolható. Ily módon nagymérték-
ben függetleníthető a rendszer a
szórt fények hatásától (az érzékelő
ebben az esetben csak a hiányzó mo-
dulációs frekvenciára reagál).
3) Az impulzusüzemben működtetett
LED-fotótranzisztor szakaszok se-
gítségével több száz méter távolság is
áthidalható - még lézerdiódák alkal-
mazása nélkül is - a rekombinációs
üzemben. A fotóerősítő ez esetben
szelektív erősítőként működik.
A 42. ábrán fénymodulált adórésszel
és szelektív vevőrésszel ellátott optikai
átviteli szakasz (fénysorompó-
kialakitás) áramköri elrendezése látha-
tó. Az elrendezés alkalmazható pl. betö-
rés ellen védő fénysorompós vészjelző-
ként. A fényjel modulációját szabadon-
futó astabil multivibrátor segítségével
végezzük. Ezek a kapcsolások mint hib-
rid áramkörök, vagy mint integrált
áramkörök minimális helyfoglalásúak.
A sugármegszakításos betörésjelzők
közül a legkorszerűbb változatként em-
líthetők az infravörös impulzus-
fénysorompók. Ezek előnyösen alkal-
mazhatók nagyobb távolságok áthida-
lásánál és telepes táplálásán. A kb.
2N70Ő = BSY63 = BSX68 = BSY19 = BF225 = 2N3338
42. ábra
Fénymodulált adörésszel és szelektív vevörésszel ellátott optikai átviteli szakasz áramköri
elrendezése
45
lOm-es távolság áthidalása minimális
fogyasztás mellett a következő módon
érhető el.
E működési elvnél először is kihasz-
nálják a GaAs infravörös fényt kibocsá-
tó diódák igen rövid időtartamú, nagy
impulzusáram mellett létrejövő nagy
sugárerejét. Ez azt jelenti, hogy igen
rövid időtartamú fényimpulzusokat ál-
lítunk elő, megfelelően hosszú szünetek
mellett. Ha pl. a CQY 99 típusú fény-
emittáló diódára periodikusan kapcsolt
feszültség időtartamát, tehát a bekap-
csolási időt, vagyis az impulzusszélessé-
get íbe = 20 [J.S, a periódusidőt pedig
50 ms (20 Hz) időtartamúra választjuk,
akkor a dióda általi 2 A-es impulzus-
áram esetén az átlagos diódaáram csak
0,8 mA lesz. Ha ebbe beleszámítjuk a
fényimpulzusokat előállító generátor
fogyasztását is, az áramfelvétel így sem
éri el az 1 mA-t. Az ilyen „fényimpulzus
adó” 4,5V/10Ah-ás tárolóképességű
telepről egy éven át üzemeltethető fo-
lyamatosan.
Az infravörös impulzus-fénysorom-
pós riasztókapcsolás „fényadójának” és
„fényvevőáramkörének” kapcsolási raj-
za és jelalakjai a 43. és 44. ábrán látha-
tók. A „fényadó” által kibocsátott fény-
impulzusok kitöltési tényezője (1. az A
jelalakot):
t^/T = 20 p.s/50 ms.
Ha impulzusgenerátorként hagyomá-
nyos astabil multivibrátort alkalmaz-
nánk, akkor a hosszú időtartamú im-
pulzusszünetekben is viszonylag nagy
lenne az áramfogyasztás mivel a két
tranzisztor közül az egyik mindig vezet.
A kis impulzuskitöltési tényező csak ak-
kor vezet minimális átlagáram-
felhasználáshoz, ha az impulzusgenerá-
tor a hosszú impulzusszünetekben ke-
vés áramot vesz fel. Ezt a feltételt a
komplementer tranzisztoros astabil
multivibrátor elégíti ki (1. a 43. ábrát),
mivel az impulzusszünetekben mindkét
tranzisztor lezárt állapotban van.
A kapcsolás részletes működésének is-
mertetésére a későbbiekben visszaté-
rünk.
Nézzük most azt, hogy a fényimpul-
zusokat hogyan dolgozza fel a vevő-
áramkör (1. a 44. ábrát). A fénysugárút-
ban lévő BPW 34 fotodióda érzékeli a
periodikusan (50 ms-onként) reá eső
20 [is időtartamú fényimpulzusokat,
amelyek a TDA 4180 P típusú integrált
áramkör kimenetén felerősítve jelennek
meg (C jelalak). Az erősítő kimeneti
jelét a T3 tranzisztorból álló fokozat
zajmentes pozitív impulzusokká alakít-
ja (D jelalak). Ezek a periodikusan is-
métlődő pozitív impulzusok az AEG-
Telefunken gyártmányú U 113 B típusú
integrált érintéskapcsoló bemenetére
jutva egy fűrészgenerátort indítanak (E
jelalak).
A fűrészjel emelkedési sebességét a C
kondenzátor kapacitása határozza meg.
Infravörös impulzus-fénysorompós riasztókapcsolás „fényadójának’’
a) áramköri elrendezése; b) jelalakjai
46
kJ
44. ábra
Infravörös impulzus-fénysorompós riasztókapcsolás „vevőáramkörének”
a) áramköri elrendezése; b) Jelalakjai
E kapacitásértéket úgy kell megválasz-
tani, hogy az impulzusok hiánytalan
megjelenése esetén a fűrészjel ne érje el
az t/T tápfeszültség értékét (E jelalak).
A működés tehát impulzushiány érzé-
kelésén alapul. Amikor az impulzus
fénysugársorompó fényútja egy pilla-
natra leárnyékolódik, akkor a periodi-
kusan érkező impulzusok közül leg-
alább egy kimarad. Az ugyancsak peri-
odikusan ismétlődő fűrészjel most to-
vább emelkedve közel eléri az UT tápfe-
szültség értékét. Ennek eredményeként
a T4 tranzisztor lezár, s a jelfogó elen-
ged, mely a riasztójel kiváltásához ve-
zet.
A vevőáramkör egy impulzushiány-
érzékelő kapcsolás. A C kondenzátor
kapacitásának növelésével a fűrészjel
emelkedése lassúbb lesz. így több im-
pulzushiány időtartamát követően kö-
zelíti meg a fűrészjel a tápfeszültség ér-
tékét. E módon elérhető, hogy a fényso-
rompó megfelelő késleltetési idővel ren-
delkezzen. A kapcsolást nem szabad
más egyetlen impulzushiány érzékelésé-
re beállítani (a C kondenzátor kapacitá-
sának a csökkentésével), ugyanis fenn-
állhat az a veszély, hogy enyhén csökke-
nő tápfeszültség esetén a jelfogó „zaka-
tolni” vagyis „szaggatni” kezd. Mivel
többnyire az akkumulátorról, vagy szá-
razelemről működtetett kapcsolásnál
cél a minél hosszabb üzemeltetési idő-
tartam elérésének a lehetősége, így a
tápfeszültségváltozás is nagy. A feszült-
47
ségstabilizálás viszont nem járható út,
mert a nagyobb teljesítményfelvétel az
elérhető üzemidőt csökkenti. Hálózat-
ról történő működtetésnél a feszültség-
stabilizálás megoldható, de emellett az
U 113 B integrált áramkör bizonyos
„példányszórásával” is számolni kell. A
kapcsolás előnyeként említhető, hogy
hálózatról történő működtetés esetén az
áramkimaradáskor a jelfogó elenged és
így önműködően kiváltja a riasztást
(vagyis a hálózati feszültség megszűné-
sét is jelzi). A riasztó egységet természe-
tesen hálózatfüggetlen tápforrásról kell
üzemeltetni.
A vevőáramkör fényvevő-diódájára
oldalról beeső zavaró fényt fekete mű-
anyag csővel árnyékolhatjuk le. Nap-
fényszűrő fóliával ellátott műanyag len-
cse alkalmazásával (ami már az infravö-
rös fejhallgatóknál ismeretes) a hatótá-
volság megnövelhető és a zavaró fény-
nyel szembeni érzékenység csökkenthe-
tő. Ha ennek ellenére - adott esetben -
az áramkör még mindig túl érzékeny
lenne a zavaró fénnyel szemben, akkor
csökkenthető a bemeneten lévő 75 kil-
ós ellenállás értéke, ami azonban a ha-
tótávolság rovására megy.
A fényadó kis fogyasztása a komple-
menter tranzisztoros astabil multivibrá-
tor alkalmazásával érhető el. A 43. áb-
rán láthatóan, amikor a kapcsolás im-
pulzusszünet állapotban van a Cr kon-
denzátor a megelőző impulzus során az
ábrán feltüntetett polaritásban feltöltő-
dött. így a T\ tranzisztor bázisa néhány
voltos negatív előfeszültséget kap, tehát
mindkét tranzisztor lezárt állapotban
van. Az R, 1 MQ-os és az R2 ellenállá-
son, a fényemittáló diódán és 7?4 ellen-
álláson keresztül a Ct kondenzátor
most lassan áttöltödik. Ez a folyamat
mindaddig tart, amíg a Tj tranzisztor
bázis feszültsége akkora pozitív szintet
nem ér el, amelynél a kollektorárama
megindul. Ennek következtében a T2
tranzisztor is vezetővé kezd válni, mely
a Tj tranzisztor még gyorsabb nyitását
vonja maga után.
A visszacsatolás a Tl és T2 tranzisz-
torok gyors átkapcsolásához vezet.
A C] kondenzátor most a vezető T2
tranzisztoron, az R2 ellenálláson és a 7j
tranzisztor bázis emitter átmenetén ke-
resztül újból áttöltödik az eredeti pola-
ritásra. Amint csökken a Ej tranzisztor
bázisába áramló áttöltőáram, növek-
szik a T2 kollektorfeszültsége és a T\
tranzisztor bázisfeszültsege az E2-n és
Cj-en át tovább csökken. A tranziszto-
rok most ismét lezárt állapotba kerül-
nek, vagyis a visszabillenés bekövetke-
zik.
A fentiekből látható, hogy az 50 ms-
os periódusidőt, vagyis lényegében az
impulzusszünetet az R} és C\, a 20 ps-os
rövid impulzusidőtartamot pedig alap-
vetően az R2 és C\ alkatelemek határoz-
zák meg. Az impulzusidőtartam (széles-
ség) ezenkívül változik a tranzisztorok,
a tápfeszültség és az infravörös fényt
emittálo dióda áramerösítesi tényezőjé-
vel (1. a. 2. táblázatot).
A 45. ábra egy egyszerű, de hatá-
sos infravörös impulzus-fénysorompós
riasztókapcsolást mutat. A kapcsolás
adórésze egy komplementer tranziszto-
ros astabil multivibrátor, amely igen rö-
vid időtartamra periodikusan felvillant-
2. táblázat. A 43. ábra áramkörében a növekvő
paraméterek hatása az amplitúdóra, periódusra
és Impulzushosszra. Növekedés ( +), hatás nél-
kül (0), csökkenés ( —)
Növekvő paraméter Amplitúdó Periódus Impulzus szélesség
Tápfeszültség Áteresztő fe- szültség (az inf- ravörös + 0
diódáé) — + +
Rí 0 + 0
Rz 0 0 +
ct 0 + -1-
7, áramerősítés 0 0 +
T2 aramerösítés 0 0 +
Hőmérséklet + . o —
48
Adó
Vevő
45. ábra
Infravörös impulzus-fénysorompós riasztókapcsolás
a) adóáramkör, b) vevőáramkör: c) riasztójel-tartóáramkör
ja a LED 1 fényemittáló diódát. Műkö-
dése megegyezik az előző kapcsolás
„fényadójának” az ismertetésénél leír-
takkal.
A vevőáramkör 555 típusú integrált
időzítő áramkör segítségével került
megépítésre, ami impulzus-hianyjelző-
ként működik. A működés során LED
1 fényemittáló diódáról származó im-
pulzusokat a T3 fototranzisztor érzéke-
li. Ezeket az impulzusokat a monostabil
multivibrátor visszabillentésére és indí-
tására használjuk, azt megelőzően,
hogy az időzítési ütem be tudna fejeződ-
ni. Ha a fényutat megszakítjuk, akkor
az IC 3-as pontjára kötött LED 2 felvil-
lan. Tartós riasztójelet a 45c ábrán lát-
ható tirisztoros kapcsolással érhetünk
el. Az impulzus hatására a tirisztor be-
gyújt és meghúzatja a jelfogót. A riasz-
tójeltörlés a G nyomógomb segítségével
történik.
Az áramkör érzékenységét az R2 és a
T3 fototranzisztor határozza meg. Az
R2 ellenállás kisebb lehet 33 kQ-nál, a
vevő érzékenysége ekkor azonban csök-
ken. A T3 érzékelő hagyományos szilíci-
um fototranzisztor lehet, azonban a
Darlington fototranzisztor felhasználá-
sa nagyobb érzékenységet biztosít.
A monostabil multivibrátor időállan-
dóját a P és C2időzitö elemek határoz-
zák meg. Az az idő, amely ahhoz szük-
séges, hogy az áramkör megszólaljon a
hiányzó fényimpulzus hatására, egyen-
lő az adó impulzusszünete és a vevő
időállandója közti különbséggel. Ezért
úgy tűnik, hogy az áramkör csaknem
azonnal megszólal az olyan akadály ha-
tására, amely az optikai útba kerül, ha
az időállandó valamivel hosszabb, mint
az impulzusszünet. Másrészről az áram-
kör néhány másodpercet igényel a meg-
szólaláshoz akkor, ha az időállandó jó-
val hosszabb, mint az impulzusköz. Po-
tenciométer ellenállásának a C2 kapaci-
4 Elektronika otthonunkban
49
tásnak, ill. mindkettőnek a megnövelése
meg fogja növelni az időállandót.
A hosszú időállandó bizonyos fokú
védettséget is nyújt a téves riasztások
ellen, mert az így beállított riasztókap-
csolás figyelmen kívül tudja hagyni pl.
a sugáron átrepülő madarakat, lehulló
faleveleket és más egyéb átmeneti idejű
fénysugár megszakításokat.
Az áthidalható távolságot a vevő ér-
zékenysége, a LED 1 által lesugárzott
fényimpulzus-teljesítmény határozza
meg. A vevőben Darlington fototran-
zisztort célszerű felhasználni. A LED 1
infravörös fényadóként feltétlenül
GaAs szilícium fényemittáló diódát kell
választani. Felhasználható pl. Optron
cég OP-190 vagy OP-195 és a General
Electric cég 1N6264 típusjelölésű eszkö-
ze.
Megfelelő lencse alkalmazásával és a
vevőáramkör fényvevő-diódájára oldal-
ról beeső zavaró fénynek egy fekete mű-
anyag csővel való távoltartásával
3 ... 4 m távolság áthidalására nyílik
lehetőség. A legjobb eredményt az adó-
és vevőoldalon alkalmazott olyan len-
csékkel érhetjük el, amelyeknek a fó-
kusztávolsága közelítőleg egyenlő a len-
cse átmérőjével.
1.2.5
Érintés- és közelítésérzékelös
riasztók
A lakások betörés-, és különböző egye-
di tárgyak eltulajdonítás elleni védel-
me az érintésre és a közeledésre műkö-
dő riasztó áramkörök felhasználásával
is megoldható.
A 46. ábrán látható riasztókapcsolás
a bekötéstől függően kapacitív hatásra,
vagy érintésre működtethető. Ez a sajá-
tossága számos felhasználási területen
teszi alkalmazhatóvá. Az érintés útján
riasztó készülékhez az érzékelőszerv
bármilyen fémtárgy lehet, amely a föld-
től szigetelt. Használhatunk pl. huzalt,
lemezt, fémhálót stb. Rákapcsolható pl.
olyan helyiségek ajtóinak a kilincsére,
vagy zárszerkezetére, amelyeken a be-
hatolási kísérletet riasztás útján jelezni
szükséges. Továbbá rákapcsolható érté-
kes fémtárgyakra, amelyeknek az eltu-
lajdonításától tartani lehet.
Kapacitív riasztókészülékként való
alkalmazásnál az árnyékolt kábel min-
den olyan fémtárgyra rácsatlakoztatha-
tó, amelynek a földhöz viszonyított ka-
pacitása 10 pF-nál kisebb. Felhasznál-
ható pl. értékes képek megvédésére is.
Az érzékelőszervet a kép mögé helyez-
hetjük el, vagy huzalként a keret hátol-
dalán is elhelyezhető. így amikor egy
személy túlságosan közel megy a kép-
hez, akár azért hogy eltulajdonítsa,
akár azért hogy kárt tegyen benne, a
riasztó készülék azonnal jelzést ad.
A riasztó áramkör érzékelőjének
megérintésekor, vagy ahhoz való köze-
ledéskor a T\ és T2 tranzisztorok által
felerősített jel a tirisztor gyújtóelektró-
dájára kerülve a tirisztort vezetővé teszi.
A jelfogó meghúz és érintkezőjén ke-
resztül működteti a riasztócsengőt,
vagy szirénát.
A kapcsolásban hagyományos
6 ... 7 V-nál meghúzó, az alkalmazott
tirisztor áramterhelhetőségén belüli
áramfelvételű jelfogó használható.
A nyomtatott áramköri rajzon egy
reed-relés megoldást vázoltunk fel (1. a
466 és c ábrákat). Ügyelni kell arra,
hogy a jelfogó érintkezőjére megenge-
dett maximális feszültség és áramérté-
ket ne lépjük túl. A jelfogó az áramkör
aktiválását követően meghúzott álla-
potban marad. A riasztás megszünteté-
se és az áramkör újbóli élesítése a K
kapcsoló kikapcsolása utáni újbóli be-
kapcsolásával történik.
Amikor a kapcsolást érintésre riasztó
készülékként alkalmazzuk, akkor a C2
kondenzátor 5-ös kivezetését szabadon
kell hagyni, azt sehová sem kell bekötni.
Ugyanakkor a tápfeszültség pozitív pó-
50
BC107B BC108B
b)
érintésre)
c)
46. ábra
Kapacitív hatásra, vagy érintésre működő riasztókapcsolás
a) kapcsolási rajza; b) NYÁK lapja; c) csatlakozások a nyomtatott áramköri lemez és a külső elemek között
4*
51
lusát (a 4-es pontot) egy jó földelésre
kell csatlakoztatni. Földelésként fel-
használható a vízvezeték- hálózat, vagy
a központifütés csőrendszere, de óva-
kodni kell attól, hogy a választás a gáz-
vezetékre essék. Az érzékelőszervet ek-
kor egyeres huzalon keresztül a S-as
csatlakozópontra kell kötni.
Ha a kapcsolást kapacitív riasztóként
kívánjuk működtetni, akkor a 4-es pon-
tot szabadon kell hagyni (nem kell a
földre csatlakoztatni), míg a C2 kon-
denzátorhoz vezető 5-ös pontot a háló-
zat fázisvezetékére kötjük. Gondoskod-
ni kell továbbá a 7-es és S-as pontok
közé egyrészt a bemenethez, másrészt az
érzékelő szervhez egy koaxiális kábel
bekötéséről. Ennek maximális hossza
15 m lehet.
Maximális hosszúságú kábel alkal-
mazása esetén a C\ kondenzátort az
áramkörből el kell távolítani. Amennyi-
ben ennek a kábelnek a hossza kisebb,
és ez az általános eset, akkor a gyakor-
latban méterenként kb. 80 pF kapaci-
tással ajánlatos számolni. Lényeges,
hogy a Cj kondenzátor kapacitásérté-
kének az 1 nF értékét nem szabad túl-
lépnie. Végezetül megjegyezzük, hogy
ezen kondenzátort csak kapacitív mű-
ködtetés esetén szabad beiktatni az
áramkörbe.
A 47. ábrán kapacitásérzékeny köze-
ledésjelző riasztó kapcsolást láthatunk,
ahol a Tj és T2 tranzisztorok azonos
felépítésű oszcillátor fokozatokat ké-
peznek. A I\ és T2 tranzisztorok rezgő-
köri tekercseinek induktivitása 25 mH
(L-i és L3). Az oszcillátorok frekvenciá-
ja így kb. 95 kHz. A rezgőkörök hango-
ló kapacitása viszonylag kicsi azért,
hogy az érzékelőnél fellépő kis paralel
kapacitásváltozás is már elegendően
nagy frekvenciaváltozást hozzon létre.
Ha Cp értéke 10 pF körül van, a T\
oszcillátorkörének frekvenciája kb.
4,2 kHz-et változik.
Az L1 és L3 tekercseknek pl. tv-
készülékek soroszcillátor tekercsei meg-
felelőek. Ezek induktivitása kb. 30 mH,
menetszámuk kb. 2000. Az L2 és L4
csatolótekercsek menetszáma kb. 100
legyen. Az Lr induktivitás melegpontjá-
ra kötjük az érzékelőt. Az érzékelő el-
hangoló hatását az Lr tekercs vasmag-
jának beállításával egyenlíthetjük ki. Az
érzékelőhöz való közeledésekor a
oszcillátor elhangolódása következté-
ben a Z>i diódán keletkező különbségi
hangfrekvenciás feszültség megválto-
zik. Az L2 és L4 tekercsek kis menetszá-
ma következtében a két oszcillátor kö-
zött „frekvenciaelhúzás” nem jön létre.
Az R2-C8 elemek felülvágó (alulát-
eresztő) szűrőt alkotnak.
Alaphelyzetben, amikor az érzékelő
52
közelében nem tartózkodik személy, a
két oszcillátor frekvenciakülönbsége
több kHz. Ezt az aránylag nagy értékű
különbségi frekvenciát a felülvágó szű-
rő nem engedi át, így az C7kj kimeneti
feszültség igen kicsi. Ha azonban a ka-
pacitív érzékelő elhangolja a 7\ oszcil-
látort, a frekvenciakülönbség csökken,
a kimenő jel megnő.
Az áramkört ellentétes működés-
módra is megépíthetjük. Alaphelyzet-
ben pl. 100 . .. 200 Hz-re állítjuk be a
frekvenciakülönbséget. Ekkor nagy ki-
menő jelet kapunk. A kapacitív érzéke-
lő működése esetén ez a frekvenciakü-
lönbség megnő és a kimeneti feszültség
csökken. A kimeneti feszültséggel pedig
egy jelfogós kapcsolófokozat vezérel-
hető.
A Z Z-dióda a T\ ésT2 tranzisztorok-
ból felépített oszcillátorok tápfeszültsé-
gét stabilizálja.
A 48. ábra bejárati ajtók védelmére
alkalmas hordozható riasztókészülék
kapcsolási rajzát mutatja. Ez a kismére-
tű 2 db gombakkumulátor-celláról mű-
ködő riasztó készülék akkor riaszt ami-
kor a behatoló az ajtókilincset érinti,
vagy pedig ha kulcsot dug a zárba.
A riasztó akkor is működésbe lép ha a
behatoló bőr-, vagy gumikesztyűt visel.
A riasztás bekövetkezése után a készü-
lék folyamatos hangjelzést ad mindad-
dig, amíg a Gy törlőgombot meg nem
nyomjuk.
Ez a hordozható, bejárati ajtók vé-
delmére alkalmas riasztókészülék külö-
nösen hasznos lakásvédelem esetében,
vagy pedig olyan személyeknél akik so-
kat utaznak és így gyakran motelekben
vagy szállodákban szállnak meg
A műanyag szappantartó dobozba épí-
tett riasztókészüléket az abból kinyúló
akasztóhoroggal a bejárati ajtó belső
kilincstövére kell függeszteni.
Egy ilyen készülék előnyeiként említ-
hető:
- a hordozhatóság,
- a váltakozóáramú hálózattól való
független működés,
- a kisméretű egyszerű konstrukció,
és a
viszonylag minimális építési költ-
ség.
A készülék tápellátása két 1,5 V-os
tölthető gombakkumulátor-cella segít-
ségével történik, amely kb. 10 napra
elegendő működést biztosít (feltöltött
48. ábra
Bejárati ajtók védelmére alkalmas hordozható riasztókészülék kapcsolási rajza
53
cellák esetén), újratöltés szüksége nél-
kül.
A kapcsolási rajzból láthatóan a ri-
asztó áramkör egy Hartley-oszcillátor-
ból áll, amely a Tp, Lp, Rr és C2 alkat-
elemekből tevődik össze. Az oszcillátor
szekunder tekercsének kimeneti jelét a
Z>i dióda egyenirányítja. A Dx diódáról
a T2 tranzisztor bázisára kerülő pozitív
jel a tranzisztort vezető állapotban tart-
ja, így annak kollektor-emitter feszült-
sége csaknem nulla. A tirisztor most
lezárt állapotban van.
Az oszcillátor „^"melegpontja nagy-
frekvenciás impedanciát képvisel,
amely könnyen megváltoztatható,
hogyha bármely nagyfrekvenciát elnye-
lő nagyobb test kerül az akasztóhorog
közelébe. A riasztás így az emberi kéz
közelítése, ill. érintése révén váltható ki.
A készülék érzékenysége a visszacsatoló
tekerccsel párhuzamosan kapcsolt P
potenciométer segítségével állítható a
kívánt szintre. Az akasztóhorog egy rö-
vid fém kampós hurok, mely nagy im-
pedanciát képvisel. Ha a hurkon keresz-
tül „terheljük” a nagyfrekvenciás oszcil-
látort, akkor annak oszcillációja lesza-
kad és a T2 tranzisztor bázisára jutó
pozitív nyitófeszültség ezáltal megszű-
nik. A tranzisztor ennek következtében
lezár és így a tirisztor begyújt. A riasztó
berregő ekkor a tirisztoron és a 6, nyo-
mógombon keresztül tápfeszültséget
kap. Mivel a tirisztort egyenáramról
tápláljuk, így az mindaddig vezető álla-
potban marad, amíg a Gx törlő nyomó-
gombot nem nyomjuk meg, hogy egy
pillanatra megszakítsuk az áramkört, és
így „kioltsuk” a tirisztort.
Az áramkör egy kisméretű perforált
lemezre, vagy pedig saját tervezésű
NYÁK lapra építhető meg. A megépí-
tés során a lehető legrövidebbre kell
választanunk a vezetékhosszakat. te-
kercsként csaknem minden AM sávon
üzemelő tranzisztoros rádióvevőkészü-
lék hangolótekercse használható, amely
kis impedanciájú szekunder tekerccsel is
rendelkezik.
A megépítés során a kis áramköri
lemez, a berregő, a Gx nyomógomb, a
K kapcsoló és a két 1,5 V-os
gombakkumulátor-cella egy kis mű-
anyag dobozba beépíthető. A kampót
kemény rézhuzalból készíthetjük, ame-
lyet a doboz oldalán lévő lyukon keresz-
tül vezetve forraszthatjuk a kapcsolás
„J” pontjára.
Megjegyezzük, hogy ez a riasztóké-
szülék csak faajtókon lévő fémből ké-
szült ajtókilincsek esetén működik kifo-
gástalanul. Fémajtóknál a nagy fémfe-
lület túl sok „terhelést” jelent a riasztó-
készülék oszcillátora számára, igy azok-
nál nem alkalmazható. A T2 tranzisz-
torként bármely kisteljesítményű npn
germánium tranzisztor felhasználható.
1.2.6
Jelző és riasztó egységek
A riasztó jelzést adó eszközök és beren-
dezések közül legelterjedtebbek:
- az akusztikus jeladók (villanycsen-
gő, elektromechanikus és elektronikus
szirénák, kelepelők, többhangú kürtök
és harsonák, lövésjelzők, petárdák rob-
bantása),
- optikai elven működő riasztó jelzők
(lámpák; villogó, körforgó lámpák,
fényszóró, villanófény jeladók, segély-
kérő és riasztást jelző feliratok kigyulla-
dása; füstjelet adók stb.),
- hangtalanul működő jeladók (tele-
fonnal, vagy rádió adó-vevővel felépí-
tett rendszerek),
- optikai és akusztikus jelző és riasztó
egységek együttes kombinációja.
A hangriasztó készülék kiválasztása-
kor és tervezésekor a következő pszi-
choakusztikus jellemzőket kell figye-
lembe venni:
a) a riasztási hang leghatékonyabb
frekvenciatartománya 2...4 kHz frek-
venciaérték között van. Mivel a 4 kHz-
54
es frekvenciánál az emberek hallási hi-
bái igen általánosak, audio-logikai
szempontból a riasztási hang frekven-
ciáját 2...3 kHz közé célszerű megvá-
lasztani;
b) a változó hang pszichoakusztikai
szempontból könnyebben észlelhető,
mint a folyamatos, egyenletes hang;
c) a riasztási hangoknak lehetőleg
szűk sávú komponensekből kell össze-
tevődnie.
• Akusztikus jelző és riasztó
egységek
A 49. ábra szaggatott hangjelzést adó
elektronikus kürt áramköri rajzát mu-
tatja. A T\-T2 tranzisztorokból álló
astabil multivibrátorból a négyszögje-
lek kicsatolása a T2 tranzisztor emitter-
köréből történik. A kürt teljesítményfel-
vétele C7T = 6 V tápfeszültség mellett kb.
40 W. A kapcsolásban a D dióda a T\
tranzisztort védi a kürtön fellépő induk-
tív feszültséglökésekkel szemben.
Az 50. ábrán jellegzetes szirénahan-
got adó jelző-riasztó egység kapcsolási
rajzát láthatjuk. Az áramkör két 555
típusú integrált időzítő áramkörből
épül fel, amelyek astabil multivibrátor-
ként üzemelnek. Az első multivibrátor
1 Hz-es, a második pedig 270 Hz-es
frekvenciát állít elő. A második astabil
multivibrátor tápfeszültséget a T\ tran-
G
2.
49. ábra
Szaggatott hangjelzést adó astabil
multivibrátoros elektronikus kürt
zisztoron keresztül kap, melyet a T2
vezérlő tranzisztoron keresztül a riasz-
tójel bemenetre adott jel nyit ki. A
270 Hz-et adó multivibrátor ekkor mű-
ködésbe lép és a kimenetén megjelenő
négyszögjel a komplementer végfokoza-
ton át megszólaltatja a riasztó hangszó-
rót.
Az állandóan működő 1 Hz-es asta-
bil multivibrátor az optikai csatolón át
0,5 s-os időtartamokra rövidrezárja a
270 Hz-en működő astabil multivibrá-
tor visszacsatoló ellenállásának egy ré-
szét, ami a hangfrekvencia 480 Hz-re
történő emelkedését eredményezi. így
alakul ki a jellegzetes szirénahang. Az
optikai csatoló alkalmazása azért vált
szükségessé, mert a rövidrezárandó
ellenállás egyik pontja sincs földpoten-
ciálon.
2N2905
Jellegzetes szirénahangot adó jelző-riasztó egység kapcsolási rajza
55
Az 51. ábrán programozható elektro-
nikus sziréna kapcsolási rajza látható.
A hangerő a P3 potenciométerrel állít-
ható a kívánt értékre. A frekvenciabeál-
lítás a P2 potenciométerrel történik. Az
IC-2 integrált áramkör itt astabil multi-
vibrátorként üzemel. Frekvenciáját a
(P2 + J?S)C3 elemek határozzák meg.
E kapcsolásban a frekvencia 250... 1500
Hz-es tartományban a P2 potenciomé-
terrel tetszőlegesen beállítható. Az
f=__________1--------
J Q,36(P2 +Rs)-Ci
kifejezés lehetővé teszi, hogy megálla-
píthassuk a beállítható frekvencia két
határát, amikor a P2 potenciométer rö-
vidzárként, ill. 100 kQ-os ellenállásként
szerepel. A periódusidő a Px potencio-
méterrel állítható a kívánt értékre. A
kapcsolás nyomtatott áramköre és al-
katrészbeültetési rajza az 52. ábrán lát-
ható.
Az 53. ábrán látható elektronikus szi-
réna egyetlen integrált áramkörrel és
három tranzisztorral kb. 1,5 kW kime-
neti teljesítményt szolgáltat. Az alkal-
mazott kapcsolás szíve a CD4011 típu-
sú CMOS integrált áramkör, amely
3... 12 V tápfeszültségtartományban
üzemeltethető. A sziréna egy igen kis-
frekvenciás moduláló generátorból, va-
lamint egy 800.. .1000 Hz-es generátor-
ból áll. Az integrált áramkör négy da-
rab NAND (NES) kaput tartalmaz. Ez
utóbbiak teszik lehetővé a legkisebb
költséggel a két említett generátor meg-
valósítását. Mindegyik generátorhoz
két kaput használunk fel, valamint az
RsIC2 és J?2/C4 -C3 alkatelemeket,
amelyek a rezgés frekvenciáját határoz-
zák meg. A modulációs mélység a P
potenciométerrel állítható be a kívánt
értékre. A kimeneti jel az IC 4-es kiveze-
tésén jelenik meg. A tápfeszültség beve-
zetésére a 7-es és 14-es lábak szolgálnak.
A hangszórót a T2; T3 tranziszto-
rokból álló hangfrekvenciás erősítő ki-
meneteléről hajtjuk meg a C6-os kon-
denzátoron keresztül. E kondenzátor
egyben az egyenáramú komponens le-
56
52. ábra
Programozható elektronikus sziréna
a) nyomtatott áramköri rajza; b) alkatrészbeültetési rajza
57
2 N1613
(2N1711)
b)
-o 0 V
c)
53. ábra
Elektronikus sziréna
a) kapcsolási rajza; b) és c) nyomtatott áramköri-, ill. alkatrészbeültetési rajza
58
választására is szolgál. A teljes kapcso-
lás 9. ..12 V közötti tápfeszültségről
üzemeltethető.
• Fényjelző és riasztó egységek
A fényjelzős riasztó egységekben több-
nyire izzólámpákat alkalmaznak. Ezek-
nek az izzóknak a veszélyállapotot fel-
tétlenül megbízhatóan kell jelezniük.
Ezért az ilyen egységekben kettőzött
biztonságú jelzőlámpákat alkalmaznak.
Az izzólámpáknál a meghibásodás több
okból következhet be. Az izzószálak a
bekapcsoláskor, vagy mechanikus ráz-
kódások következtében könnyen tönk-
remehetnek. Kisfeszültségű alkalmazá-
soknál pedig a lámpa foglalatának oxi-
dációja miatt az izzó áramköre megsza-
kadhat. Az Intermetall cég az 54. ábra
kapcsolási megoldását ajánlja az ilyen
meghibásodások elleni védekezésül. A
jelzőlámpák biztonságának növelésére
két izzólámpát használnak. Az L2 lám-
pa kialvása esetén automatikusan ki-
gyullad az L1 tartalék lámpa. A kapcso-
lás két darab BSY 51 típusú tranzisztor-
ral működik. Ha a tápfeszültség bekap-
csolásakor az L2 lámpa kigyullad, ak-
kor az azzal sorbakapcsolt 47 Q-os el-
lenálláson eső feszültség a T2 tranzisz-
tort nyitja. A 7\ tranzisztor bázisát így
kb. nulla potenciálra húzza le. Ez a
tranzisztor tehát zárt állapotban marad
és így az L2 lámpa nem világít.
54. ábra
A kijelzés biztonságának növelése két
izzólámpával
Ha az L2 lámpa izzószála kiég, vagy
a lámpa foglalatának oxidációja vagy
kilazulása miatt rossz az érintkezés, ak-
kor a T2 tranzisztor nem kap bázisára-
mot. A tranzisztor ekkor lezár és ennek
következtében vezetővé válik a [\ tran-
zisztor, amely az L2 lámpa kigyulladá-
sát eredményezi. Egyben egyidejűleg
jelzi azt, hogy az Lx lámpánál valami
nincs rendben.
A folyamatos riasztó jelzőfénynél
kedvezőbbek a villogó fények. Az 55.
ábrán látható LED-es fényvillantó
áramkörben egy Schmitt-trigger látja el
a regeneratív kapcsolás szerepét, 7?3 el-
lenállás pedig a szükséges töltés/kisülés
bistabil működését biztosítja, amint a
Tx tranzisztor be- és kikapcsol. Az Rl
és R2 ellenállás a be- és kikapcsolási
időt határozza meg. A legkedvezőbb
be- és kikapcsolási arány 2:1 értéknél
mutatkozik. A feltüntetett ellenállásér-
tékek kb. 1,5 Hz-es frekvencia mellett
teljesítik ezt. A LED fényereje az R3 és
R4 ellenállás megválasztásával állítható
be a szükséges értékre.
Az 56. ábra egyrétegű tranzisztort
(UJT-t) tartalmazó relaxációs oszcillá-
toros ütemadót mutat. A jelfogó érint-
kezőivel különböző jelző-riasztó egysé-
gek rövid időtartamú periodikus be- és
kikapcsolása válik lehetővé. A rajzon
LED-es villanó jelző
59
Egyrétegű tranzisztoros ütemadó kapcsolási rajza
feltüntetett alkatelem értékek esetében
a Pi potenciométerrel az ütemidő
1.. .25 másodperc közötti időtartamra
állítható be.
A szóban forgó kapcsolás nyomta-
tott és alkatrészbeültetési rajza az 57.
ábrán került feltüntetésre.
Igen hasznosnak és feltűnőnek bizo-
nyul a villanócsöves vészjelző áramkö-
rök alkalmazása (58. ábra). A kapcso-
M1 1
Hütdradiátor
b)
J-,2 morzeér int kezd
a)
57. ábra
Az 56. ábra kapcsolásának nyomtatott áramköri
(a) és alkatrészbeűltetési rajza (b)
60
58. ábra
60 x 60x 2 mm - es
Al hűtőlapon
BD238
(BD380)
Villanócsöves vészjelző
lásban t? T\ tranzisztort tartalmazó
áramkör egy telítetlen üzemű transzver-
tert alkot, amely néhány kHz-en rezeg.
A tranzisztor bekapcsolási periódusá-
ban az n3 tekercsben keletkezett feszült-
ség a Dj és D2 diódán tölti a konden-
zátort. Amikor egy bizonyos idő után e
kondenzátor 220.. .250 V feszültségér-
tékre feltöltődik, akkor a tranzisztor
kikapcsolásakor keletkező nagy feszült-
séglökés már be tudja gyújtani a villa-
nócsövet. A villanás végére a Cj kon-
denzátor feszültsége 30.. .40 V-ra csök-
1.3.1
Automatikus villogok
Az 59. ábrán igen egyszerű villogó kap-
csolást mutatunk be, amely besötéte-
déskor automatikusan indítja, virradat-
kor pedig automatikusan megszünteti a
lámpa villogását. Az áramkör mindösz-
sze csak egy reed-relét, izzólámpát, be-
állító potenciométert és egy fotoellenál-
lást tartalmaz A fotoellenállás LDR
03, vagy RCA 7163 liptisú lehet. Az
LDR 03 típus sötét-ellenállása nagyobb
mint 10 MQ és 100 luxnál intenzívebb
ken és a folyamat újra ismétlődik. A C2
kapacitás az oszcillátor biztos berezgé-
sét teszi lehetővé.
Az R2 ellenállás 200. . .10 Q értékre
történő megválasztásával a villogási
frekvencia 1. . .2 Hz frekvenciára állít-
ható be. Az alkalmazott transzformátor
adatai a következők. Vasmag 26 x 14;
zlL = 3300-as fazékmag; n1=20 menet;
dx = 0,6 mm CuZ; n2 = 6 menet:
d2 = 0,35 mm CuZ; n3 = 510 menet;
d3 = 0,1 mm-es zománc + pamut szige-
telésű huzalból.
1.3
Egyéb jelzéstechnikai áramkörök
megvilágítás esetén az ellenállása már
csak néhány száz Q.
A kapcsolásban a fényellenállás és az
izzólámpa optikai csatolásban van egy-
mással. A K kapcsoló bekapcsolásakor
(sötétben) a relé munkaérintkezőjén
keresztül az izzólámpán áram folyik. A
lámpa fénye egyúttal az F fényellenál-
lást is megvilágítja. így annak
ellenállásértéke minimálisra csökken,
amely a reed-relé meghúzását és ezáltal
a lámpa áramkörének megszakítását
eredményezi.
A lámpa kialvásakor a fényellenállás
61
12V
59. ábra
Optikai csatolású automatikus villogó
ellenállásértéke megnő, a relé elenged és
nyugvó érintkezőjén keresztül ismét be-
kapcsolja az L lámpát. A villogás perió-
dusát a fotoellenállás és a lámpa tehe-
tetlensége, valamint a relé meghúzási
ideje határozza meg. A kapcsolás elő-
nye - eltekintve az egyszerűségétől - az,
hogy a villogó folyamat nappali fénynél
(a /, nyugalmi reléérintkező tartósan
nyitott) automatikusan megszűnik. Ek-
kor a relétekercs viszonylag nagy ellen-
állásán keresztül folyó áram aránylag
kicsi.
A 60. ábra egy sötétedéskor műkö-
désbe lépő astabil multivibrátoros villo-
gó kapcsolási rajzát tünteti fel. Amikor
a nappali fény 25 lux alá csökken, a
fotóellenállás ellenállás-küszöbértéké-
nek túllépése következtében működésbe
hoz egy astabil multivibrátort, amely
egy jelzőlámpát villogtat. Ez az áram-
kör figyelmeztető villogókészülékként
használható a szürkület beálltakor.
1.3.2
Jeladó tojásfőzéshez
A 61. ábrán a késleltetési idő letelte
után akusztikus jelzést adó időzítő
áramkör elvi kapcsolási rajza látható.
Ez az „elektronikus homokóra” a lágy
és a kemény tojás főzéséhez szükséges
kb. 3 perc, ill. 10.. .15 perc időzítés le-
telte után sípolással jelez. Az időzítő a
K2 kapcsolóval helyezhető üzembe. A
lágy-, vagy a keménytojás főzéséhez
szükséges időtartam a Kx kapcsoló
megfelelő helyzetbe kapcsolásával érhe-
tő el.
A kapcsolás három részre osztható:
időzítőáramkörre, multivibrátorra és
egy egyszerű kisfrekvenciás erősítőre. A
7\ térvezérlésű tranzisztor alkalmazá-
sával érjük el a szükséges hosszú időtar-
tamú időzítést. A tényleges időállandót
meghatározó RC tagok a Px és P2 po-
tenciométerekből és a Cj kondenzátor-
ból állnak. A térvezérlésű tranzisztor
„source” elektródáját az R2 és R3 ellen-
állásokból álló osztó meghatározott fe-
szültségszintre állítja be.
A készülék kikapcsolt állapotában a
JC2 kapcsoló K2Y1 érintkezője a kon-
denzátort rövidrezárt állapotban tartja,
így a bekapcsolás pillanatában a Cr kon-
denzátor teljesen kisütött állapotban
van. Ilyen feltételek mellett helyezve fe-
szültség alá a Cr kondenzátort, aza P,
és P2 vagy a P2 potenciométeren ke-
resztül lassan töltődik. A beállított idő-
60. ábra
Sötétedéskor működésbe lépő astabil multivibrátoros villogó
62
pont elérésekor a Tx tranzisztor forrás
(„source”) (5) és nyelő („drain”) (Z>)
köz nagyjából 100 kQ-os ellenállást ké-
pez, amely leválasztja a T2 tranzisztor
bázisát, melyet megfelelő feszültségre
állít be az 7?4 ellenállás. Ekkor a T2 és
T3 tranzisztorokból álló astabil multi-
vibrátor működni kezd. A sípoló han-
got a 7\ tranzisztor kollektorkörébe
kötött miniatűr hangszóró adja. E tran-
zisztor kollektoráramának korlátozását
az Rs ellenállás biztosítja. A felhasznált
ellenállások az RB (16 Q-mos, 0,5 W-os)
ellenállás kivételével 1 /8 W terhelhető-
ségűek. A Ct kondenzátor 1600 MF/
10 V értékű.
A kapcsolás nyomtatott áramköri,
ill. alkatrészbeültetési rajza a 62. és 63.
ábrán látható. Megjegyzendő, hogy fi-
gyelmesen kell eljárni és különösen kell
ügyelni a térvezérlésű tranzisztor beépí-
tésekor, mivel az sokkal kényesebb,
mint a hagyományos típusok. A parazi-
ta feszültségforrások a tranzisztort a
forrasztáskor tönkretehetik. A forrasz-
tópákát ezért e rövid időtartamra a há-
lózatról le kell kapcsolni.
Az áramkör Pj és P2 potenciométe-
reinek 3 vagy 15 percre való beszabá-
lyozását stopperórával végezhetjük el,
előbb a 3 perc és ezt követően a 15 perc
időtartam beállításával.
1.3.3
Elektronikus naptár
A 64. ábrán látható elektronikus naptár
a hét megfelelő napját jelzi ki a hét LED
egyikének az aktiválásával. Az adott
nap érzékelése az F^és F2 sorosan kö-
tött fényellenállások segítségével törté-
nik. Zavaró fények, pl. villámlás, gép-
kocsireflektorok, valamint egyéb külső
fényforrások az áramkör működését
nem befolyásolják. A fényérzékelőket
műanyag csőbe helyezve, azokat eltérő
irányokba kell beállítani.
Az áramkör működése a következő:
Tételezzük fel, hogy a naptár hétfői
napra van beállítva, és este, vagyis sötét
van. Amikor a nap felkel az LDR fény-
érzékelők ellenállása több mint ezredré-
szére csökken, s így a feszültség eléri a
2 N 2646-os egyrétegű tranzisztor átbil-
lenési küszöbét, amely a T2 és T3 tran-
zisztorok kinyitását eredményezi. Ez-
63
62. ábra
Az akusztikus jelzést adó időzítő áramkör nyomtatott áramköri rajza
a) M 2:1; b) M 1:1
b)
63. ábra
Az akusztikus jelzést adó időzítő áramkör alkatrészbeültetési rajza (M 2:1)
64
Elektronikus naptár elvi kapcsolási rajza
65. ábra
A 64. ábrán látható elektronikus naptár nyomtatott áramköri rajza (M 1:1)
5 Elektronika otthonunkban
65
o>
0>
66. ábra
A 64. ábrán látható elektronikus naptár alkatrészbeültetési rajza
alatt a Cx kondenzátor kisül az Á4 el-
lenálláson keresztül és azonnal feltöltő-
dik a C3, majd C4 kondenzátor néhány
másodperccel később. A Z4 tranzisztor
ekkor kinyit és a nullára állított számlá-
lóra jutó első impulzus a „keddi napra
lépteti” a számlálót. Amíg a fényellen-
állásokra fény kerül, addig a relaxációs
oszcillátor (2N 2646) impulzusai újra
töltik a C3 és C4 kondenzátorokat.
Sötétedéskor a fényérzékelők ellenál-
lása megnő és a relaxációs oszcillátor
impulzusai egyre lassabbá válnak. A C3
és C4 kapacitások időkonstansa több
mint egy óra, így a nap teljesen lenyug-
szik mielőtt az LDR-ek ellenállása %-
ára válna az R2 ellenállásértéknek.
Ezen az ellenálláson eső feszültségszint
állítja le az egyrétegű tranzisztor oszcil-
lációját. Az áramkör tehát nyugalmi ál-
lapotba kerül egészen a következő nap-
felkeltéig. Az alkalmazott LED-ek
áramfelvétele 6 ... 7 mA.
A készülék nyomtatott áramköre a
65. ábrán, alkatrészbeültetési rajza pe-
dig a 66. ábrán látható.
5*
67
2.
Otthonunk vezérléstechnikai áramkörei
2.1
Ajtók elektronikus nyitása
2.1.1
Elektromos zárak és működésük
A gyakorlatban elterjedtek az olyan aj-
tók és kapuk, amelyeket elektromos aj-
tózárral működtetnek.
A hagyományos elektromos zárnak a
mechanikus zárral szemben a legna-
gyobb előnye a kényelem és a biztonság.
Igen nagy előny az is, hogy az elektro-
mos zár annak felszerelési helyétől na-
gyobb távolságból is vezérelhető. Két
típusa terjedt el: a hagyományos és a
reteszelő rendszerű elektromos zár.
A hagyományos és a reteszelő ajtó-
zárnál az elektromágnes egy rugó elle-
nében nyitja a zárat. Az ilyen típusú
elekromos zárak kevésbé terjedtek el,
mivel működtetésükhöz aránylag nagy
energia szükséges.
Napjainkban leginkább a reteszelő
rendszerű elektromos zárakat használ-
ják. Ezeket az ajtószárnyban elhelyezett
mechanikus zárral szemben az ajtófélfá-
ba építik be. Ha a zár gerjesztőtekercsé-
re áramot kapcsolunk, akkor a zárhü-
vely elfordulást gátló retesze kiold és az
ajtó benyomásával az ajtószárnyba sze-
relt mechanikus zár felső zárnyelve el-
fordítja az elektromos zár zárhüvelyét.
A kereskedelemben általában
6 ... 12 V és 12 ... 24 V váltakozó fe-
szültséggel működő reteszelő rendszerű
elektromos zárak kaphatók. A működ-
tetésükhöz szükséges teljesítmény mini-
mális (3 ... 10 W), mivel az elektro-
mágnesnek csak az elfordítható zár-
nyelv reteszét kell kioldania. A váltako-
zó áramú táplálással a szerkezeti elemek
„beragadását” messzemenően elkerül-
hetjük.
Az elektromos ajtózárat (pl. kerti ka-
pu zárja) a lakás belső helyiségeiből
párhuzamosan kötött nyomógombok
valamelyikének megnyomásával, vagyis
a zár tekercsének gerjesztésével működ-
tethetjük. Nem ilyen egyszerű a helyzet
a zár kívülről történő kinyitásakor. Er-
re a célra különböző rendszerű elektro-
mos ajtózárat működtető kapcsolások
terjedtek el. A különböző kombinált
kapcsolások megépítésével igen nagy
biztonságú, idegen személyek által ki-
nyithatatlan - titkosított - elektronikus
zárat készíthetünk. Ezek felhasználási
területe nemcsak magánlakások, csalá-
di házak zárvezérlésére szorítkozik, ha-
nem ipari alkalmazása is célszerű olyan
helyeken, ahol eddig biztonsági - de
mechanikus - zárakat alkalmaztak.
Az elektromos ajtózárnak a lakás
belső helyiségeiből történő nyitása a 67.
ábrán látható egyszerű áramkör segítsé-
68
G1 G 2 G3 G4
± ± ±
67. ábra
Elektromos ajtózár működtetése párhuzamosan kapcsolt nyomógombok segítségével
68. ábra
Nyomógomb beragadás ellen védett, a párhuzamosan kapcsolt nyomógombok valamelyikének
második megnyomására nyíló elektromos ajtózár
69
gével oldható meg. Bármelyik párhuza-
mosan kapcsolt nyomógomb megnyo-
másakor feszültséget kap az elektromos
ajtózár tekercse. Ennek az igen egyszerű
megoldásnak a hátránya az hogy ha
valamelyik nyomógomb beragad, ak-
kor az ajtózár gerjesztőtekercse állan-
dóan feszültség alatt van. Ezt az elekt-
romos ajtózár elektromágnesének búgó
hangja jelzi, mivel azt váltakozófeszült-
ségről tápláljuk. Ha a rugó ellenében
kinyíló ajtóknál valamelyik nyomó-
gombot megnyomjuk, akkor az ajtó a
zárfeloldást követően kinyílik. Ez kelle-
metlen lehet a nyomógomb véletlen
megnyomása esetében. A 68. ábrán
olyan áramköri megoldást mutatunk,
amely nyomógomb-beragadás ellen vé-
dett és a párhuzamosan kapcsolt nyo-
mógombok valamelyikének csak az
egymásutáni második megnyomására
ad az ajtózár elektromágnesének a te-
kercsére egy rövid időtartamú gerjesz-
tőfeszültséget (impulzust).
Az áramkör működése a következő:
Ha a Gj , vagy G2, vagy Gn nyomógom-
bot megnyomjuk, akkor a — 16 V fe-
szültség a zavarszintcsökkentő Rx Z}
komplexum (csak nagyobb távolság
esetén szükséges) a Z-diódáján — 6V
feszültség jelenik meg. A — 6 V feszült-
ségről a Cr kondenzátor a D2 diódán
7?4 bázisáram korlátozó és Rs x 7?be elle-
nálláson keresztül feltöltődik. A tran-
zisztor bázisa csak addig kap a konden-
zátoron keresztül nyitófeszültséget, míg
a kondenzátor fel nem töltődik — 6V
feszültségre. Ezzel egy időben Ds dió-
dán és Re ellenálláson keresztül töltjük
a C3 kondenzátort. Ennek töltési időál-
landója sokkal nagyobb értékre van vá-
lasztva, mint a bázisban levő komple-
xum töltési időállandója. A nyomó-
gomb megnyomása után kb. T =
= Á4 - C, =40 ms ideig kap a 7\ tran-
zisztor bázisa nyitófeszültséget, de a
jelfogó nem tud meghúzni, mert a C3
kondenzátoron növekvő feszültség
ilyen rövid idő alatt nem érte el ajelfogó
meghúzásához szükséges feszültség ér-
tékét, mivel ennek időállandója kb.
T2 = Re C3 = 200 ms. A jelfogó
200 ms idő után már megkapja a meg-
húzáshoz szükséges feszültséget, de a Tr
tanzisztor 40 ms idő után már nem kap
nyitófeszültséget, mert a C} kondenzá-
tor feltöltődött. Ekkor lezárt állapotba
kerül a Tj tranzisztor, mivel emitterét a
Z>4 szilíciumdióda kb. — 0,6 V feszültsé-
gével megemeltük, és bázisát Rs ellenál-
láson keresztül földre kötöttük. Az R6
ellenállás a dióda munkaellenállásaként
szerepel.
Abban a pillanatban amikor a G3
nyomógombot elengedjük, a C3 kon-
denzátor az R2 ellenálláson és Dj dió-
dán T„ = R2 • C, = 103 20 • 10~6 =
= 20 ms idő alatt kisül. A C3 kon-
denzátor kisülési időállandóját nagy
értékre választottuk T12 = R2 • C3 =
= 103 • 2000 10~6 = 25. Ha a G3 nyo-
mógomb megnyomását az elengedés
után újból megismételjük, akkor már
C3 kondenzátoron a jelfogó meghúzá-
sához szükséges feszültség megvan és
mivel a Cn kondenzátor a nyomógomb
két megnyomása közti szünetben kisült
(20 ms), így újból kb. 40 ms ideig ad
nyitófeszültséget a tranzisztor bázisára.
Tehát így ajelfogó meghúz, melynek jl2
munkaérintőjén keresztül működtető
feszültséget ad az elektromos ajtózár-
nak.
Tételezzük fel, hogy a G, nyomó-
gombot a második megnyomás után
nem engedjük el, vagy például beragad.
Ebben az esetben a C3 kondenzátoron
a jelfogó meghúzásához szükséges
feszültség megvan, de mivel 40 ms után
a C3 kondenzátor feltöltődik, tranzisz-
tor lezár, tehát ajelfogó elenged. Látha-
tó, hogy ha G3 nyomógomb beragad,
akkor sem kap állandóan feszültséget
az ajtózár.
Ha azt akarjuk, hogy jelfogónk hosz-
szabb ideig maradjon meghúzva, akkor
meghúzásakor munkaérintkezőjén,
70
7?3 ellenálláson, C2 kondenzátoron, D3
diódán és R^ ellenálláson keresztül nyi-
tófeszültséget adunk a T\ tranzisztor
bázisára kb. T* = (7?3 + C2 ideig,
így ezzel a jelfogó tartási idejét növelni
tudjuk. A jelfogó elengedése után a C2
kondenzátor az R3 ellenálláson és
nyugalmi érintkezőn keresztül kisül.
Jj jelfogóként kb. 10 V-nál meghúzó
1250 Q-os jelfogót alkalmazunk, amely-
nek minimálisan egy változó és egy
munkaérintkezőjének kell lennie. A
jelfogón és T\ tranzisztoron átfolyó leg-
nagyobb áram:
max
Uj ^D4 t7CE(^)
^.+*8
16-0,6-0,2
1250+100
11,3 mA.
A kapcsolásban a tranzisztor kapcso-
ló üzemmódban dolgozik. AC 128 típu-
sú hazai tranzisztort alkalmazhatunk,
de a fentiekből látható, hogy sokkal
kisebb ZCmax kollektoráramú tranzisztor
is alkalmazható. Természetesen vigyáz-
ni kell, hogy a katalógus adatlapi ZBmax
maximális meghajtó bázisáramot ne
lépjük túl, amelyet Z?4 ellenállással kor-
látozunk. Az
I - 6 -
Bmax R* 2 10’I * 3
= — 3mA.
(Az Z?4 ellenállás megváltoztatása ese-
tén a báziskor töltési időállandója is
változik!)
A jelfogó elengedésekor UL =
= — L induktív feszültségimpulzus
keletkezik. így a tranzisztorra zárófe-
szültségként a tápfeszültség és az induk-
tív feszültséglökés összege jut. Ez a fe-
szültséglökés tönkreteheti a tranzisz-
tort. A jelfogó tekercsével ezért párhu-
zamosan kapcsoljuk a D6 diódát, amely
a jelfogó elengedésekor keletkező ellen-
tétes induktív feszültség hatására veze-
tővé válik és így az indukált energia a
diódában és magában a jelfogóban
emésztődik fel.
Megoldhatjuk úgy is a problémát,
hogy a jelfogó gerjesztőtekercsével pár-
huzamosan kapcsolunk egy aránylag
nagy kapacitást és ezzel fogjuk fel az
induktív feszültséglökést. Ennek a meg-
oldásnak megvan az a hátránya, hogy
a kondenzátor késleltetni fogja ajelfogó
meghúzását. Ezért a kapcsolásban a
diódás megoldást részesítjük előnyben.
A D2, D3 és Ds diódák „vagy” kap-
csolatként szerepelnek, az egyes áram-
köröket elválasztják egymástól.
2.1.2
Elektromos zárak elektronikus
vezérlése
• Analóg működésű elektronikus
zárak
A kereskedelemben kapható mechani-
kus biztonsági zárakhoz a betörők
többnyire értenek. Célszerűbb ezért
elektronikus vezérlésű elektromos ajtó-
zárakat alkalmazni. Ezeknek igen sok-
féle típusa terjedt el. Wheatstone-híd
felhasználásával pl. igen egyszerű és
megbízható, elektromos ajtózárat mű-
ködtető kapcsolást készíthetünk. A hi-
dat egy bedugható ellenállással egyen-
lítjük ki. Ez az ellenállás képezi a kulcs
szerepét. Az ajtó nyitásakor, amikor a
kulcsként szereplő ellenállást a helyére
dugjuk, a hidat kiegyenlíthetjük. A ki-
egyenlítés folyamán a hídátlóba kötött
jelfogó elenged, s érintkezőjén keresztül
feszültséget ad a zár geijesztőtekercsére.
A zár biztonságát azzal fokozzuk,
hogy egy késleltető kondenzátort alkal-
mazunk a jelfogóval párhuzamosan.
Ezzel biztosítható, hogy a zár csak egy
bizonyos idő eltelte után nyíljon ki. így
illetéktelenek a zárat potenciométerrel
nem tudják kinyitni.
Lényegesen nagyobb biztonságot
71
69. ábra
Egy érintkezőt és két ellenállást tartalmazó „kulccsal" működő elektronikus ajtózár kapcsolási
rajza
nyújtanak az illetéktelen nyitás ellen a
két ellenállást tartalmazó áramköri ki-
vitelek. A 69. ábrán látható megoldás-
nál a műveleti erősítők az R33 és Rl2
ellenállásokból felépített feszültség-
elosztó középpontjában lévő feszültsé-
get a két bemeneti osztó (7?lb, R3 és
R2. .) megfelelő feszültségével egyenlí-
tik ki. A „kulcs” a tápfeszültség bekap-
csolást végző érintkezőt és a két ellenál-
lást (7?ib és 7?2b) tartalmazza. Az és
R3 ellenállások és a szaggatott vonallal
rajzolt Di, D2, D3 és Z>4 diódák védik
az elektronikát az esetleges szándékos
tönkretételtől.
A kulcs csatlakoztatásakor az A pon-
ton mérhető feszültség helyes beállítás
esetén nulla. Névlegesnél kisebb, vagy
nagyobb kulcsellenállás értéknél ez a
feszültség pozitív, ill. negatív. Helyes
ellenállásértékeknél, amikor az A pon-
ton a feszültség O V, akkor a Ds-Ds
diódákon áram nem folyik, s így a
Ti~T4 tranzisztorok nem vezetnek.
A másik két esetben a T4 tranzisztor
vezet, vagy a 7\ és T3 tranzisztorokon
vagy a T2 tranzisztoron keresztül. A C\
kapacitás a soros ellenállásokkal együtt
2 s időállandót alkotva késleltetett nyi-
tást eredményez. így mintegy 60 ezer
lehetőséget kell megfelelő „kulcs” nél-
kül a nyitáshoz kipróbálni.
A 70. ábrán az elektromos zár mű-
ködtetéséhez három különböző áramú
jelfogót működtető végfokozatot vázol-
tunk fel.
Vannak ferritrúddal hangolt szelek-
tív relés kapcsolások is. A ferritrúdból
kialakított „elektronikus kulcs” külö-
nösen alkalmas azokban az esetekben,
amikor valamilyen okból kifolyólag egy
adott helyiségbe csak szigorúan körül-
határolt személyek léphetnek be. Ha a
ferritrudas kulccsal működő zárat
reed-relés kulccsal kombináljuk, akkor
nagy biztonságú - idegen személyek ál-
tal kinyithatatlan - elektronikus zárat
készíthetünk.
A 71a ábra áramköre ferritrúddal
72
hangolt szelektív relé. A kapcsolás a
következő főbb egységekből épül fel:
- ferritrúddal hangolt oszcillátor
a\y,
- kiválasztó szűrőáramkör (L2, C3);
- jelfogó-meghajtó fokozat (T2, T3,
TJ,
- jelfogó a végrehajtó szervvel.
A zár a következőképpen működik.
A ferritrudat, amely most a kulcs szere-
pét tölti be, bedugjuk az ajtón kiképzett
nyílásba (csőbe). A szigetelő csövön van
elhelyezve - a 716 ábrán láthatóan - az
L3 oszcillátortekercs, a cső végébe pedig
egy nyomógombbot építettünk be. En-
nek kontaktusai kapcsolják be a beren-
70. ábra
Végfokozatok a 69. ábra kapcsolásához
71. ábra
Reed-relével és ferritrudas kulccsal működő elektronikus ajtózár
a) kapcsolási rajza; b) a ferritrudas kulcs az L, tekerccsel és a G nyomógombbal
73
b)
dezés tápfeszültségét. Az oszcillátor a
T\ tranzisztorral működik. Az oszcillá-
tor frekvenciameghatározó rezgőköre a
Ci, C2, L1 elemekből épül fel. Az in-
duktivitás értékét az tekercsbe, bedu-
gott ferritrúddal változtatjuk. így az
oszcillátor frekvenciája csak a ferritrúd
minőségétől és méretétől függ. Egy
100 mm hosszú, 10 mm átmérőjű ferrit-
rúd felhasználásával, bedugott, ill. ki-
húzott rudnál a frekvencia 8 és 19 kHz
értéket vesz fel. Az tekercset 12 mm
belső átmérőjű szigetelő csövön helyez-
tük el, menetszáma 495. Az alkalmazott
rézhuzal átmérője 0,15 mm, a tekercs
hossza 14 mm.
Az oszcillátor jelét az L2-C3 elemek-
ből álló párhuzamos rezgőkörre vezet-
jük. Ennek következtében csak a rezgő-
kör rezonanciája esetén jut el a T2, T3
és T4 tranzisztorokkal felépített foko-
zatra, amely a jelfogót működteti.
A jelfogó csak akkor működik, ha a
leválasztó szűrő pontosan 8 kHz-re van
hangolva.
Az L2 tekercs egy ferritmagon helyez-
kedik el, melynek átmérője 8 mm, hosz-
sza 15 mm. A tekercs menetszáma 240,
a huzalátmérő 0,15 mm CuZ. Az áram-
körben 6 ... 8 V üzemfeszültségű,
60 ... 100 mA meghúzó áramú jelfogót
alkalmazhatunk.
Az L2-C3 elemekből álló rezgőkörre
és a T2 tranzisztorra jutó jel értékét az
ellenállással állíthatjuk be. Ezért cél-
szerű az R4 ellenállás helyett egy 200 kil-
ós potenciométert alkalmazni.
Az összetett zár kinyitása a követke-
zőképpen történik. A ferritrudat bedug-
juk a számára kiképzett nyílásba, és
egyidejűleg az ajtó belső oldalára ra-
gasztott reed-relét egy permanens mág-
nessel működésbe hozzuk. A reed-relén
és a G nyomógombon keresztül az
áramkör ekkor tápfeszültséget kap. Ha
egy beavatatlan személynek sikerül az
oszcillátort geijesztenie egy fémrúddal,
vagy pedig esetleg egy olyan ferritrúd-
dal, amely más mágneses paraméterek-
kel rendelkezik, akkor a jelfogó fokozat
nem fog reagálni az eltérő frekvenciára,
így a jelfogó nem lép működésbe. A
reed-relé az által is fokozza a biztonsá-
got, mivel felszerelési helye az ajtó külső
oldalán nem látható. Előny lehet bizo-
nyos esetekben az is, hogy a nyitásnál
mindkét kezünkre szükség van. A ferrit-
rúd számára szolgáló nyílás, amelyet az
ajtón helyezünk el, általában nem fel-
tűnő.
Az ajtón célszerű meghagyni egy kö-
zönséges mechanikus zárat. így a betö-
rőt zavarba lehet hozni, aki álkulccsal
csattogtatja a „hamis” zárat, az ajtó
viszont nem nyílik.
• Kódkomblnáclóra működő
elektronikus zárak
A 72. ábrán előre beállítható kódkom-
binációra - és egy reed-relé egyidejű
működtetésére - nyíló elektromos zárat
láthatunk. A bejárati ajtófélfára öt nyo-
mógombot szerelünk. A védett helyi-
ségben a K1.. .Ks kapcsolókkal állít-
hatjuk be a kívánt kódkombinációt.
A Gj.. .Gs nyomógombok valamelyi-
kének megnyomásával a nyomógomb-
hoz tartozó jelfogó meghúz, és tartó-
áramköre következtében (a nyomó-
gombokkal párhuzamosan kötött jel-
fogóérintkezők révén) a jelfogó meghú-
zott állapotban marad.
74
Jelfogós, beállítható kódkombinációra nyíló elektromos ajtózár kapcsolási rajza
A rajzon látható kapcsoló állásoknál
(1, 1,0, 1, 0 kódkombináció) az ajtózár
kinyitásához a Gr, G2 és 6’4 nyomó-
gombokat kell megnyomni. Ezzel egy-
idejűleg egy permanens mágnest kell
tartani az ajtó belső oldalára ragasztott
reed-relé közelébe. Hibás kódbeállítás
esetén az ábrán látható kettős nyomó-
gomb (egyben csengőnyomógomb)
gyenge megnyomásakor - a tápfeszült-
ség megszakításával - bonthatjuk a jel-
fogók tartóáramkörét. A kapcsolásban
egy hőrelét is felhasználhatunk, mely
kizárja annak a lehetőségét, hogy a kó-
dot kísérletileg állítsuk be. A hőrelé
ugyanis j61 kontaktusán keresztül meg-
szakítja az ajtózár áramkörét már két-
három zárnyitási kísérlet után. Ameny-
nyiben a beavatatlan személy a jelfogók
tartóáramkörének megszakítási lehető-
séget nem ismeri, akkor csak egy zárnyi-
tási kísérletre van lehetősége. Ha a kó-
dolt zárat a reed-relével kombináljuk,
akkor elmondható, hogy idegen szemé-
lyek által kinyithatatlan zárat készítet-
tünk.
A ..Js jelfogók azonos típusúak
és tekercsellenállásúak legyenek. Úgy
kell őket megválasztani, hogy az alkal-
mazott hőrelével és tápfeszültséggel
összhangban legyenek.
A 73. ábrán egy fénykódlapos beállít-
ható kódkombinációra nyíló elektro-
mos ajtózár kapcsolási rajza látható.
A fényt kibocsátó LED-sor és a
fototranzisztor-sor elemei egymással
szemben, az optikai tengelyben feksze-
nek. A bedugott fénykódlap (mint
kulcs) egyes helyeken megszakítja a
fénysugár útját. A fénykódlapon 5 sáv
van. Az 5. sáv a fénykódlapon mindig
sötét, s így a fény útját megszakítva a
teljes bedugás esetén a T\ tranzisztoron
keresztül indítja az 55-ös típusú integ-
rált időzítő áramkörrel felépített 10 má-
sodpercre beállított késleltetést.
A fénykódlap négy sávja 4 bites kom-
binációt biztosít 16 nyitási lehetőséggel.
Mivel a 16 zárkombináció minimális,
ezért alkalmazzuk a 9 másodperces idő-
zítő áramkör reteszelő hatását és a si-
kertelen nyitási kísérletre működésbe
lépő riasztó egységet. így az elért véde-
lem már nem lebecsülendő.
A kódkombináció tetszőlegesen meg-
választható, azonban teljesen sötét
fénykódlapot nem szabad használni,
mivel ebben az esetben a zár pl. egy
sötét papírcsíkkal is kinyitható. A biz-
tonság tovább fokozható, ha az elektro-
mos ajtózár áramkörébe sorosan egy
reed-relét iktatunk be. A zár nyitása így
a 10 másodperces késleltetési idő letelte
után az ajtó belső oldalára ragasztott
75
73. ábra
Fénykód-lapos beállítható kódkombinációra nyíló elektromos ajtózár kapcsolási rajza
reed-relének egy állandó mágnessel való
meghúzatásával történik.
A „kulcs” bedugása során az első
négy sáv LHHL kódot ad, amely a tízes
számrendszerben 9-et jelent. Ezt az első
négy számjegyet a 74C154 típusú de-
multiplexer áramkör dekódolja. A 9-es
kimeneten így L szint jelenik meg. A 10
másodperc időtartam elteltével az 555
típusú időzítő 3-as kimenete is L szintre
vált. A két L szint a T2 tranzisztort
meghajtó NOR (NVAGY) kapunak in-
verz bemeneti jelül szolgál, és feltételt
teljesít, amire kimenete H szintre vált,
így az elektromos ajtózár tekercse ger-
jesztett állapotba kerül.
Illetéktelen nyitási kísérletnél (helyte-
len kód esetén), amikor a késleltető
áramkör működésbe lép és a demulti-
plexer 9-es kimenete H szintű, akkor az
elektromos ajtózárat vezérlő NOR
(NVAGY) kapu kimenete L szinten
marad, azonban a riasztó egységet ve-
zérlő NOR kapu kimenete H szintre
vált. Ennek következtében aktiválódik
a riasztóegység.
A 74. ábrán egy igen korszerű,' az
ajtók nyitására alkalmazható elektroni-
kus kombinációs zár kapcsolási rajza
látható. A nyitáskor be kell állítani a
Ki, K2; K3 és K4 peremkerekes kapcso-
lókon a négy számjegyes kódot és meg
kell nyomni a nyomógombot. Ezt
követően mind a négy dekádkapcsolót
nulla állásra kell visszaállítani és ismé-
telten meg kell nyomni a szóban forgó
nyomógombot. A zár ekkor egy megha-
tározott idő elteltével kinyit. Ez a nyitá-
si módszer biztosítja, hogy a fontos első
kód nem maradhat beállítva a nyílást
követően a kapcsolókon. Az áramkör
működésekor a helyes kódok beállítása
esetén a Dr.. .Z>6 diódák vezetik az ára-
mot. Az ajtó nyitásakor beállítjuk a (je-
76
len esetben) 5058 számú első kódot. Ek-
kor a D2, D4. és D6 diódák lehetővé
teszik, hogy áram folyjék az első kód
vezetékétől a Gl nyomógomb felé. A
második kód jelen esetben 0000. Ekkor
a Dlt D3 és Ds diódák engedik az ára-
mot átfolyni a Gj nyomógomb felől a
második kód vezetékhez.
Az első és a második kód tetszőlege-
sen beállítható a fekete és piros vezeté-
kek megfelelő kapcsoló pontra történő
kötésével. A fekete vezetékekkel az első,
a pirosakkal pedig a második kód tet-
szőleges beállítására nyílik lehetőség.
Megkötés a kódszám részéről nincs, ki-
véve hogy a legkisebb helyiértékű szá-
mok nem lehetnek azonosak.
A tápellátást a ± 15 V-os tápegység-
rész biztosítja (1. a 75. ábrát). Az áram
az IC1 és IC2 optikai elválasztó áram-
körön folyik keresztül, amelyek a jelet
az elektronika többi áramkörei felé to-
vábbítják. Az optikai izolátoros megol-
dás azért célszerű, mivel így a beállító
peremkerekes egység és a működtető
elektronika közötti távolság kevésbé
kötött. így az IC1 a megfelelő első kód,
az IC2 pedig a megfelelő második kód
esetén kap tápfeszültséget. A LEDj és
LED2 a beállító tábla működésének el-
lenőrzésére szolgál. A LEDj a helyes
első kódra, a LED2 pedig a helyes má-
sodik kódra gyullad ki.
Az IC4 integrált áramkör egy 556-os
77
75. ábra
Az elektronikus kombinációs zár stabilizálatlan tápegysége
típusú kettős időzítő, amelynek egyik
(a) fele 30s-os időállandójú monosta-
bil multivibrátorként, míg a másik fele
(b) 10 s-os monostabil multivibrátor-
ként van bekötve.
A helyes első kód indítja az IC4 (a)
áramkört az R3, C\ és 7?4 elemeken
keresztül. Az IC4 (a) kimenete az IC4
(b) törlő, rését bemenetére csatlakozik
(az 5 és 70-es csatlakozópontok össze-
kötve). Az IC4 (b) így tehát normál
esetben tiltva van, de indítható. A he-
lyes második kód bebillenti az IC4
(b)-t, így a / jelfogó meghúz és j érint-
kezőjén keresztül működteti az ajtó-
meghúzó tekercset. Kb. 30 s eltelte után
az IC4 (a) ideje lejár és ismét egy törlő
jel jut az IC4 (b)-re. Ezért az első kód
beállítása után 30 másodpercen belül
törölni kell a kódot és ki kell nyitni az
ajtót, vagy újra kell inditani.
Az 556 típusú IC működéséhez szük-
séges stabilizált 12 V-os feszültséget egy
P.A7812 típusú feszültségszabályozó
biztosítja (IC3).
A 76. ábrán egy további, az ajtók
nyitására alkalmazható négy számjegyű
elektronikus kombinációs zár kapcsolá-
Elektronikus kombinációs zár
a) kapcsolási rajza; b) peremkerekes kapcsolóval és Gb nyomógombos kód-bevitel
78
si rajzát mutatjuk be. A számjegy-
kódkombináció bevitele egy
zsebszámológép-billentyűzet megfelelő
sorrendben való lenyomásával történik.
Ha nem rendelkezünk kalkulátor bil-
lentyűzettel, akkor peremkerekes kap-
csolót és azzal sorosan kötött Gb nyo-
mógombot alkalmazhatunk (1. a 16b
ábrát). Ekkor a kombináció bevitele a
peremkerekes kapcsoló megfelelő beál-
lításával és a Gb nyomógomb egyidejű
megnyomásával végezhető el, karakte-
renként a megfelelő sorrendben.
Az áramkörben minden egyes karak-
ter kiválasztásakor egy tirisztor bekap-
csol. Az indító impulzust a Cb konden-
zátor szolgáltatja, amely alapállapot-
ban az ellenálláson keresztül +9 V-
ra van feltöltve. Kezdetben a C3, C4 és
C5 kondenzátorok szintén +9 V-ra töl-
tött állapotban vannak. Ennek köszön-
hetően a C, D és E pontokban bármely
kísérlet a Ti3, Ti4 és Ti5 tirisztorok be-
gyújtására sikertelen lesz. A kombiná-
ció első karakterének bebillentyűzése-
kor (a B ponton) a Ti2 tirisztor begyújt
és anódpotenciálja kb. 0,7 V-ra csök-
ken. Most a C3 kondenzátor gyorsan
kisül, s így a C pontra adott impulzus
segítségével a Ti3 tirisztor begyújtható-
vá válik. Ez a tirisztor kisüti a C4 kon-
denzátort és ezt követően a Ti4 tirisztor
is vezérelhetővé válik. Mint az áram-
körből látható, a megfelelő sorrendben
történő karakter bebillen tyűzés a követ-
kező tirisztort előkészíti a begyújtás en-
gedélyezésére.
A szaggatott vonallal bekeretezett
áramköri rész a kombináció megfejtését
akadályozza meg. Ha hibás karaktert
(számot) billentyűznek be, akkor a Til
tirisztor begyújt és ez az Rin és C6 ele-
mekkel beállított rövid késleltetési idő
múlva telítésbe viszi a 7\ tranzisztort.
Ezzel további karakterek kiválasztására
lehetőség nincs, mivel a C\ kondenzátor
kisütött állapotba kerül. Újbóli kód-
kombináció bevitel a K kapcsoló kikap-
csolása utáni bekapcsolását követően
lehetséges.
A kapcsolásban felhasznált tiriszto-
rok 2N 5060 típusúak. Maximális meg-
engedhető tartóáramuk 5 mA.
A kapcsolásban a 10 kQ-os anódellenál-
lások segítségével kb. 0,1 mA-es tartó-
áram alakul ki. Mivel az alkalmazott
tirisztorok gyújtóelektródja különösen
érzékeny, ezért a gyújtóelektródák és a
katódok között 100 kQ-os csillapító el-
lenállásokat helyeztünk el.
Az 3 töltőellenállás, amely a C3,
C4 és Cs kondenzátorokat teljesen fel-
töltött állapotban tartja, megakadá-
lyozza, hogy a K kapcsoló bekapcsolá-
sakor a Ti3, Ti4, vagy Ti5 tirisztor be-
gyújtson. A kapcsolásban az J?14 ellen-
állás biztosítja, hogy a Ti5 tirisztor még
erősen induktív terhelésnél is be tudjon
kapcsolni. Jelfogóként 6.. .7 V között
meghúzó, viszonylag nagyobb ellenállá-
sú típust alkalmazzunk.
2.1.3
Automatikus ajtóvezérlök
Ajtók és kapuk automatikus nyitására
és zárására különböző áramköri válto-
zatokat dolgoztak ki. A 77. ábra rajza
a következőkben ismertetésre kerülő
két fotoérzékelővel ellátott kapcsolás
működésmódját világítja meg.
Külső terület í T Védendő terület
**♦
Vezérelt
nyitás
\ "l W
\ Autó- t1’ l|l Auto-
\matikuS|| [l'matlkui
Szórás nyitás
F Hl
Hl III
matik us
Hl
Villamos
ajtózár
Fi F2
ellenőrző- vezérlő
lénysorom pók
77. ábra
Fotoérzékelös automatikus ajtóvezérlö áramkör
működésmódjának szemléltetése
79
Tegyük fel pl. hogy egy kerti kapu
automatikus működtetéséről van szó.
Amikor becsöngetünk, akkor az otthon
levők egy nyomógomb megnyomásával
adnak lehetőséget a bejutásra. Amint
belépünk a kapun és áthaladunk az el-
lenőrző ponton (ellenőrzővezérlő fény-
sorompók), a kapu automatikusan be-
záródik. Ha viszont ellentétes irányból
közelítjük meg a kaput és áthaladunk az
ellenőrző ponton, akkor a kapu auto-
matikusan kinyílik. A kapun történő
bejövetel vagy eltávozás esetén a műkö-
dési funkciók eltérőek. Ebből látható,
hogy a mozgási iránytól függően kell
zárni vagy nyitni a kaput. A feladatot
két fotorelés áramkörrel könnyen reali-
zálhatjuk (1. a 78. ábrát). A kapcsolás-
ban a T\ és Ts tranzisztor erősítőfoko-
zatot képez. A T2-T3 és a T6-Tn tran-
zisztorokkal épülnek fel a Schmitt-
triggerek. Indítószintjük kb. 1,3 V.
A triggerek kimenetéről vezéreljük a T4,
ill. T8 tranzisztorokból felépülő jelfogós
végfokozatokat. Tételezzük fel, hogy
egy személy az Fx fotoérzékelőtől az F2
fotoérzékelő felé halad. Először az Fx,
majd ezután az F2 fotoérzékelőre vet
árnyékot. Ellenőrző haladási irány ese-
tén először az F2, majd az Fx fotoérzé-
kelőre jutó fénysugár útját szakítjuk
meg. Az Fx fotoérzékelő a az F2
pedig a J2 jelfogó működését vezérli.
Az áramkörben van egy harmadik
jelfogó is, melynek gerjesztőtekercsét
721 és jn jelfogókontaktusokon keresz-
tül párhuzamosan kapcsoljuk a Jx jelfo-
gó gerjesztőtekercsével. Amikor az
„automatikus nyitás” irányába hala-
dunk, először az F2 fotoérzékelőre jutó
fénysugár útját szakítjuk meg. Ekkor a
J2 jelfogó meghúz és j2l érintkezőjének
zárásával a J3 jelfogó és a Jx jelfogó
gerjesztőtekercseit párhuzamosan kap-
csolja. A J3 jelfogó tekercsellenállását
kisebbre választottuk a Jx jelfogó tekercs
78. ábra
Fotoérzékelövel működő Schmitt-triggeres automatikus ajtóvezérlö áramkör
80
ellenállásánál. Ha ezek után a személy
árnyékot vet az F2 fotoérzékelőre, ak-
kor a T8 tranzisztor vezet. Az áram
nagyobb része a J3 jelfogón folyik ke-
resztül, így az meghúz. A J1 jelfogó a
nagyobb tekercsellenállása miatt elen-
gedett állapotban marad. Érintkezője
(/n) nyugalmi helyzetben, vagyis zárva
marad. Az automatikus nyitás funkciót
a J3 jelfogó j31 érintkezőjével vezérel-
jük. Ellentétes haladási irány esetén
(automatikus zárás) előbb a Jt, majd
ezt követőleg a J2 jelfogó húz meg. A J3
jelfogó viszont elengedett állapotban
marad, mert jelfogó meghúzásával a
j'u érintkező bontja a j2J érintkezőn
keresztül amúgy is nyitott J3 jelfogó
áramkörét. Ezután hiába húz meg a J2
jelfogó (7’21 zár), a Jn érintkező tovább-
ra is nyitott állapotban marad. Az auto-
matikus zárás vezérlését a jt 2 érintkező-
vel végezzük.
2.2
Fogyasztók elektronikus ki-bekapcsolása
2.2.1
Érintéskapcsolók
Napjainkban a különböző készülékek
ki-bekapcsolása többnyire már elektro-
nikus érintéskapcsolókkal (szenzoros
kapcsolókkal) történik.
A 79. abra különböző fogyasztók be-,
ill. kikapcsolására alkalmas érintés-
kapcsoló áramköri rajzát mutatja. A
kapcsolás nagy bemeneti impedanciáját
a T! térvezérléses tranzisztor biztosítja,
mely a bistabil multivibrátort vezérli. A
multivibrátor T3 tranzisztorának kol-
lektorkörében elhelyezett jelfogó érint-
kezőinek segítségével különböző fo-
gyasztók be- és kikapcsolására nyílik
lehetőség. Az áramkör 9, ill. 12 V tápfe-
szültséggel üzemeltethető.
Ha 9 V-os tápfeszültséget alkalma-
zunk, úgy 200 íl-os gerjesztőtekercsú
2RT típusú Siemens jelfogó megfelel, a
12 V-os tápfeszültségnél ajánlott 300 Q-
os jelfogó helyett. A T3 tranzisztorra
célszerű radiális hütösapkát elhelyezni.
79i ábra
Érintéskapcsoló
6 Elektronika otthonunkban
81
o O
J1 morse-érintkező
kivezetései
J2 morse -
érintkező
kivezetései
80. ábra
A 79. ábrán látható érintéskapcsoló
a) nyomtatott áramköri rajz; b) alkatrészbeültetési rajz
82
81. ábra
Bistabil érintéskapcsoló
A 80. ábrán a kapcsolás nyomtatott
áramköri és alkatrészbeültetési rajzát
tüntettük fel.
A 81. ábrán bemutatásra kerülő bi-
stabil érintéskapcsoló hálózatról üze-
meltetett fogyasztók igen megbízható
ki-bekapcsolására szolgál. Előnye,
hogy rövid időtartamú, vagy kettős
érintésű hamis indítójelre nem kapcsol.
A kapcsolás nagy bemeneti impe-
danciáját a I\ térvezérléses tranzisztor
biztosítja, amely impedancia-
transzformátorként működik. A térve-
zérlésű tranzisztor kapujára (gate-jére)
kerülő váltakozófeszűltséget annak
nyelőjére (drain-jére) kötött D3 dióda
egyenirányítja, a megfelelő szűrést pe-
dig a Cj kondenzátor biztosítja. A C,
kondenzátor kapacitásértékét úgy kell
megválasztani, hogy a késleltetés akko-
ra legyen, hogy a bistabil billenőfokozat
(ICj) hamis indítójelet ne kapjon. A C\
kondenzátor feszültségét a T2 és T3
tranzisztorokból felépített formáló
áramkörre juttatjuk. Abban az esetben,
amikor a T3 tranzisztor kollektorfe-
szültsége eléri a bistabil IC átbillenési
szintjét, az átbillen és a 14-es kimeneté-
ről vezérlésre felhasználható impulzus
keletkezik. Az IC kimeneti jelével egy
illesztő fokozaton keresztül jelfogót
működtethetünk. .
A 82. ábrán 555 típusú integrált idő-
zítővel felépített érintéskapcsoló áram-
köri felépítését mutatjuk be. E megol-
dás egyszerű elektronikus vezérlést tesz
lehetővé. A kapcsolás érzékelő lemezé-
nek megérintésével bekapcsolhatunk pl.
egy lámpát, vagy bármilyen más fo-
gyasztót. Az integrált áramkör igen
nagy érzékenységű. Az áramkör átbille-
néséhez elegendő ha a 2-es kapocsra
1 p.A áram folyik. A 2-es kivezetésről a
pozitív tápfeszültségre egy 2,2.. .10 MQ-
os ellenállással csatlakozunk (7?2)-
Az Ry = 8,2 MQ-os és CT = 300 nF-os
értékek mellett a jelfogó kb. 3 másod-
perc időtartamra húz be. Nagyobb ka-
82. ábra
555 típusú integrált időzítővel felépített érintéskapcsoló áramköri felépítése
6*
83
pacitású kondenzátor alkalmazásával a
bekapcsolási időtartam megnövelhető.
A szóban forgó áramkör maximális
időzítése azonban a 60 percet nem ha-
ladhatja meg. Jelfogóként a Siemens cég
által gyártott 6 V-os névlegesfeszültségű
JO1 miniatűr típust alkalmaztunk.
A jelfogó tekercsével párhuzamosan
kötött Z>] dióda az induktív feszültség-
lökések meggátolására szolgál. A jelfo-
gó meghúzási feszültségétől függően a
tápfeszültség értéke 4,5.. .16 V között
lehet. Ez az utóbbi feszültség az IC-re
maximálisan megengedhető érték, amit
semmilyen körülmények között sem
szabad túllépni.
A kapcsolás felhasználható pl. egy
lakás csengőjének működtetésére is.
Az időzítést ez esetben 3 másodpercnél
hosszabb időtartamra nem célszerű be-
állítani. Rádióvevőkészülék automati-
kus kikapcsolására alklamazható pl. a
maximális 60 perces időzítési időtar-
tam.
A 83. ábrán a Siemens cég által gyár-
tott SAS 560 típusú áramkörrel felépí-
tett érintéskapcsoló áramköri rajza lát-
ható. Ezen integrált áramkör segítségé-
vel minimális számú külső alkatelem
felhasználásával négy különböző fo-
gyasztó Vi-bekapcsolására nyílik lehe-
tőség. A kimeneten triakok vannak,
amelyek csatornánként max. 1000 W-os
teljesítményfelvételű fogyasztók vezér-
lését biztosítják.
A kapcsolás üzembe helyezésekor az
47 n
C 3 || 47n
C4 || 47n
R? R4 Rg Rg és ^14 =
R3 R5 R7 és Rg =1 kn
4 x 400 V , 6 A vagy 8 A-es típus
83. ábra
Érintéskapcsoló négy, max. 1 kW-os fogyasztó kapcsolásához
84
S'j érintőpont (szenzor) fogyasztója és
kijelző LED-je kap automatikusan táp-
feszültséget. Az IC belső funkciója
ugyanis a tápfeszültség bekapcsolása-
kor mindig az első fogyasztó bekapcso-
lását eredményezi. Ezt követően a meg-
felelő szenzor megérintésével bármelyik
fogyasztó átkapcsolható egymás kö-
zött.
A kapcsolásban az egyenirányított
feszültség 17,5.. .26 V közötti értékű le-
het. A megfelelő szűrést a kondenzá-
tor biztosítja. Az IC táplálása az 1 és
7-8 pontokon keresztül történik. A pa-
razitajelek elnyomását, vagyis a bizton-
ságos működést a C2, C3, C4 és Cs
kondenzátorok segítik elő. Az érintési
helyekkel 1 MQ-os ellenállások és az
7?14 (1 Míi-os) ellenállás van sorbakap-
csolva, amelyek megfelelő „szigetelést”
biztosítanak a hálózattól. Ezen utóbbi
ellenállást a lehető legközelebb kell for-
rasztani az érintési helyek forrcsúcsai-
hoz. Az érintési helyek bármilyen fém-
elektródák lehetnek. Lényeges, hogy
ezek ne legyenek túl távol egymástól.
LED-ként CQY11 vagy azzal bármi-
lyen egyenértékű típus felhasználható.
Rögzítésük legegyszerűbben ragasztás-
sal oldható meg.
A D2; D3 és Z>4 diódák szerepe
az, hogy a triakok csak pozitív impulzu-
soknál kapcsoljanak be.
Az 1 kW-os fogyasztók vezérlésére
400 V/6 A, ill. 8 A-es terhelhetöségű tri-
akokat kell felhasználni, azokat hűtőfe-
lülettel nem szükséges ellátni.
A célból, hogy forrasztáskor az IC
bekövetkezhető meghibásodását elke-
rüljük, célszerű foglalatot alkalmazni.
Az áramkör nyomtatott áramköri és
alkatrészbeültetési rajzát a 84. ábrán
tüntettük fel.
Ha a triakok helyére jelfogókat épí-
tünk be (pl. Siemens 2RT típusok) és az
^10Í -R] ]J Rj 2 és Rí 3 ellenállásokat kiik-
tatjuk, úgy lehetőség nyílik pl. egy
HI-FI berendezés valamelyik egységé-
nek érintéskapcsolóval az erősítőre tör-
ténő kapcsolására (1. a 85. ábrát). így a
szenzorok segítségével vagy a tunert,
vagy a lemezjátszót, vagy a magneto-
font, vagy a mikrofont kapcsolhatjuk
az erősítő bemenetére.
.)
84. ábra
A 83. ábra kapcsolásának nyomtatott áramköri (a) és alkatrészbeültetési (b) rajza (M 1:1)
85
A 83. ábra
áramkörének
1 2 lés 4
pánijáról
2
Bal csatorna
Jobb csatorna
Bal csatorna
Jobb csatorna
Lemezjátszó
t>)
Bal csatorna
Jobb csatorna
Magnetofon
Bal csatorna
Jobb csatorna
Mikrofon
85. ábra
Egy Hi-Fi berendezés különböző egységeinek
erősítőre történő kapcsolása a 83. ábra
érintéskapcsolójában a triakok helyére
beépített jelfogók segítségével
Bal csatorna
Jobb csatorna
Erősítő télé
2.2.2
Hangkapcsolók
A hang-, ill. hangfrekvenciás jellel mű-
ködtetett hangérzékelö készülékeket
hangkapcsolóknak, vagy más szóval
hangreléknek nevezzük. Különböző ké-
szülékek be- és kikapcsolását végezhet-
jük velük. A hangrelék zajjelzőként is
használhatók. Betörést jelző riasztóké-
szülékként való alkalmazásuk esetén a
legkisebb zajra történő működésre beál-
líthatók, és bármilyen riasztóberende-
zés működtetésére alkalmassá tehetők.
Egy hangrelé áramkör a következő ré-
szekből épül fel (1. a 86. ábrát):
- hangfelvevő,
- feszültségerősítő és
- kapcsoló fokozat.
Hangfelvevőként mikrofont vagx
esetleg lemezjátszó hangszedőt használ-
hatunk (pl. lépések jelzésére). Tekintet-
tel arra, hogy általában csak a hang
meglétét kell regisztrálni, ezért a legol-
csóbb mikrofont, a szénmikrofont is fel-
használhatjuk.
A feszűltségerősítö szerepe az, hogy
a mikrofon jelét a kapcsoló fokozat mű-
ködtetéséhez megfelelő szintre erősítse.
A kapcsoló fokozatként Schmitt-
triggeres vagy hangfrekvenciás szelektív
kapcsoló áramkört kell használni.
A 87. ábrán látható hangrelé haszná-
lata igen sok helyen elképzelhető: mű-
ködhet hangra kapcsoló áramkörként
(különböző be- és kikapcsolásokat vé-
geztethetünk vele), használhatjuk hang-
ra riasztóként, de mint hang-, füttyjel
stb. vevő, a házi akusztikában bizonyá-
ra még számos helyen jöhet szóba. Érzé-
kenysége igen jó, ezt a 10 k£2-os
potenciométerrel szabályozni lehet.
A kis hangszórót követő transzfor-
mátor miniatűr kivitelű lehet, áttétele
kb. 1:10 legyen. A megadott kapcsolás-
ban a jelfogó 40.. .60 mA meghúzóára-
86. ábra
Hangrelé tőmbvázlata
Hangvezérlésű kapcsolóáramkör áramköri rajza
87
5x AC125
88. ábra
Késleltetett elengedésé hangrelé
mú. Nagyobb teljesítményű tranzisztor-
ral természetesen nagyobb jelfogót is
vezérelhetünk.
A 88. ábrán egy kristálymikrofonnal
működő hangrelét mutatunk. Ebben az
esetben a 7\ tranzisztor impedancia-
átalakítóként szolgál. Kis ellenállásérté-
kű mikrofon alkalmazása esetén viszont
a Tj tranzisztort a szokásos módon,
mint földelt emitteres fokozatot hasz-
náljuk, hasonlóan a T2 fokozathoz
(4,7 kíl-os kollektorellenállás alkalma-
zásával). A P potenciométerrel állítjuk
be a kapcsolás küszöbszintjét. A T4
tranzisztor bázisára jutó hangfrekvenci-
ás jel következtében a negatív félperió-
dusokban a tranzisztor vezet, s egyben
feltölti a C kondenzátort is. Az ezen
fellépő feszültség vezérli a Ts tranzisz-
tort: a jelfogó meghúz, és ezáltal a kí-
vánt kapcsolási folyamat megindul.
Elérhető, hogy a jelfogó vagy csak a
hangfrekvenciás jel ideje alatt legyen
meghúzott állapotban, vagy pedig an-
nak megszűnte után néhány másodper-
ces késleltetéssel (a C kondenzátor ka-
pacitásértékétől függően) eresszen csak
el. A jelfogó öntartása úgy érhető el,
hogy egy másik (a rajzon nem ábrázolt)
jelfogó munkakontaktust a Ts tranzisz-
tor emittere és kollektora közé kötünk,
amely a jelfogó meghúzásakor az emit-
tert a kollektorral rövidre zárja. A tran-
zisztorok pl. AC 125 típusúak lehetnek.
Az alkalmazott jelfogó tekercsellenállá-
sa 1 k£2.
A 89. ábrán látható áramkört külön-
böző célokra használhatjuk fel. Pl. a
88
telefoncsengetést vezeték nélkül „átvi-
hetjük” egy távolabbi helyiségbe. Ha a
T3 tranzisztor kollektorkörébe jelfogót
kötünk (a szaggatott vonallal rajzolt
rész), akkor a csengő helyett, a jelfogó
érintkezőivel különböző jelzési es be-
avatkozási feladatokat oldhatunk meg.
Az erősítőnél érzékelőként kristály-
mikrofont alkalmaztunk. A bemeneti
feszültség kb. 8 mV. A kapcsolás nyu-
galmi áramfelvétele UT = 6 V-nál kb.
140 p.A. Csengős kijelzés esetén az
áramfelvétel kb. 0,5 A. A felső határ-
frekvencia (a 3 dB-es pont): 11 kHz.
A kapcsolás P] potenciométerével az
érzékenységet úgy kell beállítani, hogy
a mellékzörejek ne vezessenek jelzéshez,
ill. ajelfogó működtetéséhez. A T\ tran-
zisztor a bemeneti jelet megfelelően fel-
erősíti, amely a T2T3 komplementer
tranzisztoros erősítőre jutva csak a ne-
gatív félhullámokat erősíti fel, mivel az
„B” osztályú üzemmódban dolgozik. A
és a C2 kondenzátorok a megfelelő
szűrésről gondoskodnak. A minimális
fogyasztás elérese céljából csak a 7j
tranzisztor dolgozik „A” osztályú
üzemmódban.
A 90. ábrán látható tapskapcsoló fel-
használható pl. világítási lámpák, rá-
dió, tv ki-bekapcsolására, vagy pl. ajtó
nyitását működtető elektromechanikus
zár vezérlésére. Az áramkör csak taps-
sal, vagy annak megfelelő csattanó
hanggal billenthető ellenkező állapotba.
A kapcsolás bemenetén kis méretű,
nagy érzékenységű mikrofont kell alkal-
mazni. A taps következtében a mikro-
fonjele a 820 pF-os kapacitáson keresz-
tül a T\ tranzisztorból álló erősítő
fokozatra kerül. A kis kapacitású kon-
denzátor a tranzisztor bemeneti ellenál-
lásával felüláteresztő szűrőt képez. így
a tranzisztor bázisára csak a nagyobb
frekvenciájú jelek jutnak el. Ilyen a
taps, vagy pl. egy éles csattanás által
létrejött jel.
A 7j tranzisztor kollektorán erősen
vágott negatív polaritású impulzusok
jelennek meg, amelyek a 40 nF-os csa-
tolókondenzátorokon, a jDj; D2 diódá-
kon keresztül a billenőkor T2 és T3
tranzisztorának bázisára jutnak. A jel a
bistabil áramkör azon tranzisztoránál
fejt ki hatást, amelyik az adott pillanat-
ban vezető állapotban van. Amikor a
vezető állapotú tranzisztor lezár, akkor
annak kollektorán a feszültség megnő,
s így a bistabil áramkör másik tranzisz-
tora fog vezetővé válni.
A kapcsolásban a T3 tranzisztor bázi-
sára kötött 10 ki2-os ellenállás a szóban
forgó tranzisztort vezető állapotban
tartja, ha a T2 tranzisztor kollektor fe-
Hangvezérlésü tapskapcsoló áramkör
a) kapcsolási rajz;
89
b) nyomtatott áramköri és alkatrészbeültetési rajz (M 1:1)
szüksége nagy. A billenőkor ezt az álla-
potát mindaddig megtartja, míg vala-
melyik bázisra megfelelő polaritású ve-
zérlőjel nem kerül.
A T4 tranzisztor kollektorkörében lé-
vő jelfogót a billenőkor T3 tranzisztorá-
ról hajtjuk meg. Lezárt T3 tranzisztor
esetén a jelfogó meghúzott állapotban
van. Jelfogóként 50. . .100 mA közötti
meghúzóáramú típus alkalmazása aján-
lott. A kapcsolás 9 V-os tápfeszültség-
ről működik. Tranzisztorként BC 107,
BC 182 stb. típusok használhatók. Áram-
erősítési tényezőjüknek 100-szorosnál
nagyobbnak kell lenniök. A Dr.. ,D4
diódák 1N4148 típusúak.
2.2.3
Időkapcsolók
Az időkapcsolóknak számos alkalma-
zásuk van. A fotólaboratóriumtól a vi-
lágítás időzített kapcsolásán keresztül
az otthoni automatizált háztartásig al-
kalmazhatók. Lehetővé teszik, hogy
megkíméljük magunkat az óra állandó
figyelésével járó fáradságos feladattól.
A műszaki fejlődéssel együtt a folyama-
tok és kölcsönhatások komplexitása
nőtt, és ez az időmérés pontosságának
javítását tette szükségessé.
Az időméréssel kapcsolatos termino-
lógia, mint bármely más tárgykör eseté-
ben, zavaros lehet. Mi is az időmérő
eszköz, merülhet fel a kérdés? Az óra
lényegében olyan eszköz, amely az ab-
szolút időt méri a naprendszer mozgá-
saiból levezetett összefüggések alapján.
Másképpen megfogalmazva az óra
olyan időmérő eszköz, amely meghatá-
rozott időintervallumonként impulzu-
sokat bocsát ki. Ezeket az impulzusokat
időintervallumok mérésére, vagy rend-
szerek (pl. logikai áramkörök, számító
áramkörök) működésének szinkronizá-
lására használunk.
Az időzítő fogalma más. Azokat az
eszközöket nevezzük ugyanis időzítők-
nek, amelyek időintervallumot mérnek,
és az intervallum végén valamilyen fo-
gyasztó (végberendezés, végrehajtó-
szerv) állapotát megváltoztatják, s ezál-
tal valamilyen folyamatra hatnak. Pél-
dául egy automata mosógép időzítője a
90
mosási, az öblítési, a centrifugálási stb.
időtartam megfelelő vezérlését teszi
lehetővé.
A gyakorlatban kétféle funkcionális
alaptípusú időzítő létezik: a ciklusismét-
léses és a törléses időzítő. A ciklusismét-
léses időzítő pontosan az, amit a neve is
jelez: mindaddig, amíg az eszköz tápfe-
szültségellátást kap, egy előre beépített
vagy beprogramozott kimeneti állapot-
változási sorozatot ismétel.
A törléses üzemmódú időzítő ezzel
szemben az időzítést valamilyen beme-
neti jel hatására kezdi el, és egyetlen
ciklust hajt végre. Az időzítést megelőző
periódusban az időzítő törölt (rését),
vagyis alapállapotban van. Az időzítési
intervallum befejeződését követően az
időzítő leáll. Ahhoz, hogy újabb időzí-
tési ciklus kerüljön indításra, az időzítőt
ismét törölni kell és rá kell kapcsolni a
vezérlő bemeneti jelet. A fenti jellemzők
következtében a törléses időzítőt egy-
ciklusos időzítőnek is nevezik.
• Az időzítő áramkörök működési
alapelve
Az időzítő áramkörök többségének mű-
ködése egy kondenzátor lassúbb, vagy
gyorsabb áttöltésének elvén alapul.
A legegyszerűbb a 91ű ábrán látható
megoldás. Itt az l/T egyentápfeszültség-
ről az R ellenálláson keresztül töltjük
a C kondenzátort. Elegendő egy kü-
szöbszintdetektorral vizsgálni a kon-
denzátor Uc feszültségét. A detektor ki-
menete jelzi, ha az Uc érték elér egy előre
meghatározott szintet.
Közismert, hogy egy ilyen kapcsolás-
ban a feltöltés során az Uc kondenzátor-
feszültség exponenciálisan nő és
aszimptotikusan közelít az UT feszült-
ségértékhez. Ez a folyamat egyszerűen
írható le. Ahogy az Uc kondenzátorfe-
szültség növekszik, ugyanúgy csökken
az R ellenállásra eső UT— Uc feszültség-
különbség, akárcsak az ellenálláson át-
folyó áram. Értéke az alábbi összefüg-
géssel írható le:
Ut-Uc
R
így nyilvánvaló, hogy a töltésváltozás-
nak megfelelően folyamatosan csökken
az áram.
A 91 ű ábra 2. részletén az is látható,
hogy ez az exponenciális görbe az oka
a késleltetési idő nagy bizonytalanságá-
nak. A küszöbszint detektor U, szintjét
mindig csak egy adott At7s toleranciával
lehet beállítani. Látható, hogy ez a tole-
rancia egy A/ bizonytalanságot okoz a
t késleltetési időben, ami annál jelentő-
sebb, minél kisebb a görbe meredeksége
az M munkapont körül.
Ez a probléma elkerülhető, ha a C
kondenzátort egy állandó áramú áram-
generátoron keresztül töltjük fel. Egy
ilyen megoldás látható a 9ló ábra 1.
részletén, ahol az állandó áramú áram-
generátort csak szimbolikusan jelöltük.
A 916 ábra 3. részletén az Uc kondenzá-
torfeszültség változását látjuk az idő
függvényében. Látható, hogy a változás
egyenletes. Megfigyelhető, hogy a kü-
szöbfeszültség ugyanazon A(7S hibájá-
hoz jóval kisebb At késleltetési hiba tar-
tozik, mint a 91ű ábra 2. részletén látha-
tó esetben.
Állandó töltőáramot biztosító egy-
szerű kapcsolás látható a 916 ábra 2.
részletén. A C kondenzátor a T tran-
zisztor kollektorkörében van, amelynek
emittere az R3 ellenálláson keresztül az
UT tápfeszültségre csatlakozik. A tápfe-
szültség és a T tranzisztor bázisa közötti
C7a feszültség az Rx és R2 ellenállások-
tól, valamint a P potenciométer állásá-
tól függ. Egy szilícium tranzisztor emit-
ter bázis feszültsége közel állandó és
kb. 0,6 V. így az R3 ellenállásra
t7a — 0,6 V feszültség esik. Ezek szerint
91
91. ábra
Kondenzátoros időzítőáramkörök működésének alapelve
a) töltés soros ellenálláson keresztül; b) állandó árammal való töltás
az R3 ellenálláson és következésképpen
a C kondenzátoron átfolyó áram:
• _ U-0,6
' *3 ’
Ha a feltöltés sebességét, és ezzel a kés-
leltetési időtartamot változtatni akar-
juk, úgy elegendő a P potenciométerrel
az Ua feszültségértéket megváltoztatni.
• Gyakorlati időzítő áramkörök
A 92. ábrán bemutatott áramkör köze-
lítőleg 15 perces időzítést tesz lehetővé.
Az időállandó megfelelő változtatásá-
val egy másodpercnél kisebb értéktől
több mint 20 percig terjedő késleltetés
érhető el. A T tranzisztor egy jelfogót
hajt meg. A kimenet így az időzítő
áramkörtől galvanikusan elválasztott és
ennek következtében különböző terhe-
lések kapcsolására alkalmazható. Az
2?! és R2 ellenállásokból felépített fe-
szültségosztó a műveleti erősítő invertá-
ló bemenetét a tápfeszültség felének
megfelelő szinten tartja. Az R4 vissza-
csatoló ellenállás a bemeneti impedan-
cia növelésére szolgál. Amikor a K kap-
92
csolót bekapcsoljuk, akkor az rövidre-
zárja a CA kondenzátort és a műveleti
erősítő 3-as pontjának feszültsége a táp-
feszültség értékéig növekszik, s ajelfogó
meghúz.
A kondenzátor a kapcsoló kikap-
csolásakor az R3 ellenálláson keresztül
fokozatosan töltődik fel és a műveleti
erősítő kimenete földpotenciálra kerül,
amikor a 3-as láb feszültsége a 2-es láb
feszültségértéke alá csökken. A jelfogó
egy ideig prellezne, amikor a kon-
denzátor feszültsége eléri a kapcsolási
küszöbértéket. Ezt gátolja meg a DÁ, D2
és Z>3 dióda. Ha a kimenet magas jel-
szintről alacsony szintre vált, a ka-
pacitás a Pj — D3 diódákon és a jelfo-
gón keresztül földpontra kerül. A há-
rom dióda alkalmazása a tranzisztoron
átfolyó szivárgási áram okozta problé-
mákat is csökkenti.
A 93. ábrán látható „zsebidőzítő” hat
különböző időtartamot fog át, 10 má-
sodperctől 60 percig. Az időzítő egy be-
állított időtartomány eltelte után hang-
jelzést bocsát ki. A beállítható időtarta-
mok a következők: 10 másodperc
92. ábra
Időzítő áramkör
93
BC212
93. ábra b j
„Zsebidőzítö”
a) áramköri kialakítása; b) az alkatelemek vázlatos elhelyezése
(ellenőrzésre és az időzítési tartomá-
nyok indítására), 1 perc, 4 perc, 15 perc,
30 perc és 60 perc. A beállított időtar-
tam megismétlése során a két időtartam
között maximálisan 2%-os eltérés adó-
dik. A kapcsolással elérhető maximális
„megbízható” késleltetési idő 60 perc.
A 4 perces késleltetés pl. tojásfőzéshez
felel meg, a hosszabb idők pl. korláto-
zott időtartamú helyen parkoló kocsi-
hoz való visszatérésre figyelmeztethet-
nek, stb. Az időzítőt nyomógombbal
célszerű felszerelni, hogy a beállított
idők könnyen újra indíthatók legyenek
(pl. játékok vagy különböző versenyek
időtartamának időzítésére).
A zsebidőzítőben az 555, ill. 556 típu-
sú integrált áramkör monostabil, ill.
astabil multivibrátorként üzemel. Téte-
lezzük fel, hogy a banándugó csatlakoz-
tatásakor érintkezést hoz létre az időzí-
tő ellenállások (J?10. • -Kis) egyikével.
Ekkor az ICÍ integrált áramkör hármas
kivezetéséről meghajtott tranzisztor
94
nem vezet. Amikor a C4 kondenzátoron
a feszültségszint a tápfeszültség 2/3 ré-
szét eléri, az ZCt belső multivibrátora
átbillen. így a 1\ tranzisztor vezetővé
válik, amely az IC2 integrált áramkör-
ben levő astabil multivibrátorokat elin-
dítja. A közelítőleg 1 kHz-es astabil
multivibrátort az IC2 egyik időzítőjéből
és az Rt, R8 és C3 alkatelemekből, míg
az 1 Hz-es kis frekvenciás oszcillátort az
integrált áramkör másik időzítőjéből és
Rs, R6 és C2 alkatelemekből alakítottuk
ki.
Ha a jelzés megszólal, akkor az meg-
állítható a Gx nyomógomb megnyomá-
sával, ami az ICX belső tárolóját vissza-
billenti, s a 3-as kivezetésen keresztül a
7\ tranzisztor áramát és így a jelzést
megszünteti. A C4 kondenzátor ezután
az új időzítő ciklusban azonnal el kezd
töltődni. Az időzítési időtartam lefolyá-
sára nincs hatással, ha egy időzítési cik-
lus folyamán a Gx nyomógombot vélet-
lenül megnyomjuk. A 9 V-os telepből az
időzítési ciklus alatt felvett áram kb.
3 mA. Amikor a jelzés működik az
áramfelvétel kb. 20mA-re növekszik.
Akusztikus jelzőként egy 35 Q-os
miniatűr fülhallgatót használtunk. Vi-
zuális jelzőként miniatűr méretű piros
színű LED-ek felhasználása célszerű.
Az elem kimerülésekor a LED-ek vil-
logásának sebessége és a hangjelzés ma-
gassága kissé emelkedik az időzítő fo-
lyamatos használata esetén. Azonban,
feltéve, hogy a monostabil késleltető
áramkör 4,5 V-nál nagyobb feszültség-
gel működik, a kapott késleltetés alap-
vetően független a tápfeszültségtől.
A kondenzátor szórása miatt általában
szükségessé válik az időzítő ellenállás
értékeknek a beállítása. Bármilyen vál-
toztatásnak a következőkön kell alakul-
nia: 1 perc 180 kQ; 4 perc 680 kQ; 15
perc 2,5 Mii; 30 perc 4,7 MQ; sorban az
egy perces ellenállásként használt
180kQ-mal; 60 perc 10 Mii. Időzítőel-
lenállásokként 5%-os fémoxid ellenállá-
sokat használtunk. Megfigyelhető,
hogy a hosszabb késleltetéshez szüksé-
ges ellenállás értékek egyre jobban eltér-
nek a számitott értékektől. Pl. 30 perc
késleltetéshez a számított érték 6 Mii.
Az alkatelemek vázlatos elhelyezése a
936 ábrán látható.
A 94. ábrán 5 másodperctől 30 percig
beállítható késleltetési idejű, sokcélú
tranzisztoros időzítő kapcsolási rajzát
94. ábra
BC 237
(BC 318
BC408 ,
BC238)
2N1889
(2N 305 3,
BC 301 )
BC302 )
Sokcélú tranzisztoros időzítő áramkör
95
mutatjuk be. A kapcsolási rajzon fel-
tüntetett értékek 30 másodperctől 10
percig tetszőlegesen beállítható időtar-
tomány átfogására képesek.
• Az áramkörben lévő T, tranzisztor-
ral felépített áramgenerátor szolgáltatja
a C, és C2 kondenzátor állandó értékű
töltőáramát (1. a 91 £ ábrára vonatkozó
leírást is). A Tx tranzisztor bázisfeszült-
ségét az Rx; R2 ellenállások és a P1
potenciométer határozza meg. Az R3
ellenállással sorbakötött P2 trimmerpo-
tenciométerrel a készülék kalibrálására
nyílik lehetőség. A kapcsolás két késlel-
tetési tartománnyal rendelkezik. Az
időkésleltetési tartomány váltás a Kt
váltókapcsolóval történik. így a C,
vagy a C2 kondenzátor kapcsolódik a
T, tranzisztorral felépített áramgenerá-
torra.
Igen fontos az, hogy a küszöbszintde-
tektor ne zavarja meg a Cx, ill. C2 kon-
denzátorok feltöltődésének folyamatát,
vagyis a szóbanforgó kondenzátorokat
nem szabad terhelni. A küszöbszintde-
tektornak ezért nagy bemeneti impe-
danciával kell rendelkeznie. Ezt a T2
FET-es fokozattal biztosítjuk. Az 7?4
ellenálláson „egy feszültségeltolással”
jelenik meg a C1 vagy C2 kondenzáto-
rokon lévő növekvő L7cl vagy Uc2 fe-
szültség. Ez a feszültség a T3 tranzisztor
bázisára kerül, mely a küszöbszintde-
tektort alkotja. A P3 tranzisztor emit-
terkörében lévő Zx Z-dióda mindaddig
zárva van, amíg a bázispotenciál nem
éri el a Zener-feszültséget (itt 5,1 V),
helyesebben a Zener-feszültségnél né-
hány száz mV-tal nagyobb értéket, ami
az emitterbázis nyitófeszültségnek felel
meg.
Ezen feszültségérték túllépésekor a
T3 és T4 tranzisztor igen gyorsan veze-
tővé válik és így a T4 tranzisztor kollek-
torkörében lévő jelfogó meghúz. A kü-
lönböző fogyasztók ki-bekapcsolása a
jelfogó ji és j2 érintkezőjén keresztül
történik.
A kapcsolási rajzból láthatóan a táp-
feszültségellátás a hálózatról 12 V-os
szekunder tekercsű transzformátor-, és
azt követő Graetz-egyenirányító hídról
történik. A kb. 13,5 V-os egyenfeszült-
ség az e és d pontok között 3 db sorosan
kapcsolt 4,5 V-os zseblámpaelemről is
biztosítható. Az időzítés a tápfeszültség
bekapcsolásával (K kapcsoló vagy az
elemekkel sorbakötött kapcsoló segítsé-
gével) indítható. A kapcsolásban a C3
szűrőkondenzátort az R9 ellenállás és a
Z2 Z-dióda követi. Ezen két elem segít-
ségével a Ts tranzisztor bázisán 12 V-os
referenciafeszültséget állítunk elő. A Ts
tranzisztor emitterén 11,5 V-os stabili-
zált egyenfeszültség jelenik meg, garan-
tálva így az időzítési időtartam megfele-
lő stabilitását is. A kapcsolásban
40. . .100 mA meghúzóáramú 8. . .10 V
feszültségnél működő bármilyen jelfo-
gótípus felhasználható.
A kapcsolás nyomtatott áramköri,
ill. alkatrészbeültetési rajza a 95., és a
96. ábrán látható. A kapcsolás hitelesí-
tését stopperórával kell elvégezni. A Px
potenciométert kezdő állásba csavarva
(30s) a P2 trimerpotenciométert úgy
kell beállítani, hogy a késleltetési idő 30
másodperc legyen. Ezt követően a stop-
perórával végezzük el az előlapon lévő
Px potenciométer skálabeosztását.
A nagyobb késleltetési idők tartomá-
nyának (Kn) „skálázásakor” a már be-
állított P2 trimmer potenciométerhez
nem szabad hozzányúlni.
A késleltetési tartományok néhány
alkatelem cseréjével egyszerűen változ-
tathatók. PL:
c r3 P Késleltetés
(pF) (ki)) (ki))
47 100 47 5. . .30 s
100 100 47 10. . .60 s
1000 220 100 4. . .20 min
1000 330 220 6. . .30 min
A kapcsolásban a jelfogó meghúzott
állapotát a LED,-gyei jelezzük ki.
96
95. ábra
A 94. ábra kapcsolásának nyomtatott áramköri rajza (M 1:1)
ó o
97. ábra
Akusztikus jelző elvi kapcsolása
A 97. ábrán egy olyan kapcsolást mu-
tatunk be, melynek segítségével akuszti-
kusán jelezhető a késleltetési időtartam
vége. Az A; B és C csatlakozási pontok
megfelelnek a 94. ábra azonos jelölési
pontjainak. Amíg a 94. ábra T3 tran-
zisztorának billenési szintjét a Clt ill. C2
„kondenzátorfeszültség” nem éri el, ad-
dig a T4 tranzisztor nem vezet. Az A és
B pontok potenciálja ekkor közel azo-
nos. így a 97. ábra kapcsolásának T\ és
T2 tranzisztora lezárt állapotú, a Cx
kondenzátorba töltőáram nem folyik.
A billenési szint elérése után az A pont
potenciálja a földhöz képest 12 V köze-
lébe kerül és így a T\ tranzisztor vezető-
vé válik.
Ha az R3, R2 ellenállásokat helyesen
választjuk meg, ez utóbbin kb. 4 V fe-
szültségesés jön létre. Az áramgenerá-
torként működő T2 tranzisztor tölti a
kondenzátort. A T3 egyrétegű tran-
zisztor (UJT) azonban periodikusan ki-
süti a kondenzátort, így a kondenzá-
toron végül is egy fűrészfeszültséget ka-
punk. Az R4 és C\ alkatelemeket úgy
kell megválasztani, hogy a fűrészjel
frekvenciája a 0,8.. .1 kHz-es tarto-
mányba essék.
Mivel a Cx kapacitáson megjelenő
fűrészjelet nem szabad terhelni, így a
T4; Ts tranzisztorokból álló Darlington
kapcsolást alkalmazzuk. A Ts tranzisz-
tor emitterkörében lévő Rs ellenállásról
levehető teljesítmény elegendő egy
50.. .100 Q-os kis hangszóró meghajtá-
sára. A kapcsolás nyomtatott- és alkat-
részbeültetési rajza a 98. ábrán látható.
Otthonunkban igen előnyösen h:isz-
nálható a 99. ábrán látható hosszu idő-
tartamú késleltetést (0,1-RxCx) biztosí-
tó időzítő áramkör. Segítségével vala-
milyen gépet, készüléket egy beállított
idő eltelte után automatikusan kikap-
csolhatunk. Pl.: reggel a rádiót az időzí-
tőről működtetve nyugodtan eltávozha-
tunk otthonról, az időzítő a beállított
késleltetési időtartam elteltével kikap-
csolja a rádiót. Ezzel a készülékkel pl.
az esti tv-nézés is igen kényelmesen
megoldható, mivel a késleltetés letelte
után az időzítő lekapcsolja a hálózatról
a tv-vevőkészüléket.
A Tx térvezérlésű tranzisztor gate-
98
M 1:1
a)
99. ábra
Időkapcsoló hosszú időtartamok kapcsolására
jére az időzítési időtartamot meghatá-
rozó RiCr tag csatlakozik. A C\ kon-
denzátor kb. — 12 V-ról +12 V feszült-
ségszintre töltődik. Ha a térvezérlésű
tranzisztor gate feszültsége kisebb lesz
annak lezárási feszültségénél, akkor az
kinyit, s ennek következtében a T2 tran-
zisztor lezár és a J jelfogó gerjesztése
megszűnik. A meghúzott jelfogó a j\
munkaérintkezőjén keresztül tartó-
áramkört képez, így az elengedési folya-
mat során az gyorsan enged el, mivel a
szóban forgó érintkező az áramkör táp-
feszültségellátását (és egyúttal a róla
99
működtetett fogyasztót) is lekapcsolja a
váltakozóáramú hálózatról. A kettős
munkaáramkörű G\ nyomógomb meg-
nyomásakor a Gla érintkező kisüti a C\
kondenzátort, a Glb pedig a j\ munka-
áramkörű jelfogóérintkező söntölésével
tápfeszültséget ad az időzítő áramkörre
és a fogyasztóra. Ebben a pillanatban a
7\ tranzisztor lezár, T2 vezetővé válik
és a jelfogó meghúz, amely jr érintkező-
jén keresztül tartóáramkört képez. A
kb. 0,7 RiCl időzítési időtartam letel-
tével a FET kinyit, T2 lezár és ajelfogó
elenged és tartóérintkezőjén a saját táp-
feszültségét is kikapcsolja.
Az Rt ellenállás helyett potenciomé-
tert alkalmazva, valamint egy kapcsoló-
val a C\ értéket változtatva különböző
késleltetési időket érhetünk el. A skálá-
zást stopperóra segítségével végezhetjük
el. Transzformátorként 8 V-os szekun-
der tekercsű csengőreduktor is felhasz-
nálható.
A gyakorlatban igen nehéz egy órát
meghaladó késleltetési időtartamok ki-
elégítő megbízhatósággal és pontosság-
gal történő megvalósítása. Ezzel az igen
szellemes megoldással az elérhető legna-
gyobb késleltetési idő 2.. ,3R2C} ér-
tékű.
A 100. ábra szerinti kapcsolásban az
időt megszabó Cj kondenzátort a 40
MQ-os R2 töltőellenálláson keresztül
töltjük. A C\ kondenzátorba befolyó
töltőáramra egy astabil multivibrátor
által előállított, majd differenciált perio-
dikus tűimpulzusokat szuperponálunk.
A kondenzátor feltöltődése után a tű-
impulzusok a C3 csatolókondenzátoron
keresztül a T3-T4 tranzisztorokból álló
bistabil multivibrátort billentenek át.
A Ts tranzisztorból felépített végfoko-
zatot a bistabil multivibrátor T3 tran-
zisztorának kollektoráról vezéreljük.
Eszerint a kapcsolás első része (7\, T2
tranzisztorok) egy astabil multivibrá-
tor, melyet jelen esetben mint impulzus-
generátort alkalmazunk. A T2 tranzisz-
tor kollektorán levő 4V amplitúdójú
négyszögimpulzust a C2 kondenzátor és
az R3 ellenállás segítségével differenciál-
juk. A kapcsolás részletes működési
módját a 101. ábra alapján ismertetjük.
Abban az esetben, ha a Ky kapcsolót
zárjuk, a Cj kondenzátor feltöltődési
folyamata az R2 és R3 ellenállásokon
100. ábra
Nagy pontosságú elektronikus időkapcsoló hosszú időtartamok kapcsolására (Siemens)
100
UT=*40V
101. ábra
A 100. ábra működésmódjának egyszerűsített elvi kapcsolási rajza (a) és a késleltetési
folyamat alatt az fí2 ellenállásra jutó t/R2 feszültségesés lefolyása
keresztül megindul. Mint már említet-
tük, a feltöltő egyenáramra az astabil
multivibrátor impulzusait a C2 konden-
zátoron keresztül vezetjük a töltőáram-
körre. A C] kondenzátor fokozatos fel-
töltődésekor az R2 ellenálláson a fe-
szültség exponenciálisan csökken.
A szuperponált tűimpulzusok figyelem-
bevételével az R2 ellenálláson a 101Ő
ábrán feltüntetett feszültséggörbe-
lefolyást kapjuk.
Amint a kapcsolás a pontja negatí-
vabb lesz a b pont potenciáljánál (amit
az R4 potenciométerrel változtatha-
tunk), a £>, dióda kinyit. A vezetővé
vált diódán és a C3 csatoló kondenzáto-
ron keresztül a kioldó impulzus a bista-
bil multivibrátorra kerül, amely azt át-
billenti. Ezáltal A Ts tranzisztor vezető-
vé válik és a kollektorkörében levő jel-
fogó meghúz. A bistabil multivibrátor
visszabillentése a K3 kapcsoló zárásával
végezhető el. Ennek az impulzus szuper-
ponáló kapcsolásnak lényeges előnye,
hogy a Di záródióda miatt a vezérlőrész
(időtag) és az erősítő rész között galva-
nikus csatolás nem áll fenn. így nem
léphetnek fel olyan zavaró párhuzamos
ellenállások, amelyek a kapcsolás időál-
landóját csökkenthetnék.
Az időállandót csak a Dt dióda záró-
árama befolyásolja, mely az R2 töltőel-
lenállás maximális értékét korlátozza és
szabja meg. A késleltetési idő tartamát
az R4 potenciométer segítségével állít-
hatjuk be. Ennek a megoldásnak az az
előnye, hogy nem úgy, ahogy általában
szokás, vagyis nem az R2 nagyértékű
ellenállást kell megváltoztatni, hanem
aránylag egy kis ellenállás értékű poten-
ciométer alkalmas az időkésleltetés be-
állításának céljára. E kapcsolástechnika
lehetővé teszi, hogy az egész időmegha-
tározó RC tagot műgyantával kiönthet-
jük.
A műgyantába foglalással a külső be-
folyásokkal, pl. a nedvesség okozta kú-
szóáramokkal szemben az áramkör ér-
zéketlenné tehető. A dióda záróáramá-
ra való tekintettel (/R = 20 nA) az R2
töltőellenállás értéke max. 40 MQ lehet.
Az elérhető legnagyobb késleltető idő
mintegy 2.. .3 R2C\.
Ha a bistabil multivibrátor helyett
monostabil multivibrátort alkalma-
zunk, akkor egy készüléket pl. egy óra
eltelte után a monostabil multivibrátor-
tól függő időzítéstől függően egy bizo-
nyos időtartamra bekapcsolhatjuk.
Állandó 20 °C környezeti hőmérsék-
101
L
Un
102. ábra
Fotós célokra alkalmas „exponáló óra"
létnél (több kapcsolási ciklus középérté-
két véve) max. 1,5%-os késleltetési idő-
eltérés adódik. A 20 °C-nál észlelt elté-
réssel összehasonlítva, 50 °C-os környe-
zeti hőmérsékletnél 4%-os közepes elté-
rés mérhető.
Igen jó ismétlési pontosság érhető el,
ha a Cx kondenzátort minden késlelte-
tési folyamat indítása előtt a K2 kapcso-
ló rövidrezárásával kisütjük. Különbö-
ző késleltetési (kisülési) időtartamoknál
ugyanis a C\ kondenzátor elektromos
kiindulási állapota nem azonos.
A 102. ábrán egy igen egyszerű foto-
exponáló órát mutatunk be, amely az
otthoni fényképkészítéseknél igen nagy
segítséget jelenthet. Az elérhető késlelte-
tés max. 5 percre állítható be. A kapcso-
lás egy munkaáramkörű és egy nyugal-
mi áramkörű nyomógombot tartalmaz
(G,). A nyomógomb megnyomásakor a
Cj kondenzátort kisütjük. A gomb fel-
engedésekor a kisütött kondenzátor a
Pl potenciométeren keresztül töltődni
kezd. A tranzisztorra ekkor nyitófe-
szültség jut, s így az vezet és ezáltal a
jelfogó meghúz és jY érintkezőjén ke-
resztül bekapcsolja a nagyítógép izzó-
lámpáját. A töltődés befejeztekor a
tranzisztor lezár s a jelfogó elenged. Az
időzítési idő a K2 kapcsolóval kiválasz-
tott töltőkondenzátortól és a Pr poten-
ciométer beállításától függ. A potencio-
méter skálázását stopperórával végez-
zük.
Végezetül a 103. ábrán fotós célokra
felhasználható időkapcsoló órát muta-
tunk be. A Gx indító nyomógomb meg-
nyomásának pillanatában az L izzólám-
pa kigyullad, majd a Kx durva és K2
finom fokozatkapcsolókkal beállított
késleltetési időtartam lejárta után elal-
szik.
A kapcsolásban a jól ismert NE 555
típusú integrált időzítő áramkört hasz-
náltuk fel. A háromállású Kx kapcsoló-
val 10 s, 60 s és 5 perc bekapcsolási idő-
tartamok választhatók ki. Ezek az idő-
tartamok a tízállású K2 fokozatkapcso-
lóval tovább oszthatók. A folyamatos
finom állítást a PY potenciométer teszi
lehetővé. Az időzítő áramkör fokoza-
tonként! hitelesítése a P2, P3 és P4 po-
tenciométerekkel történik. Az áramütés
veszélyének elkerülése céljából a kivite-
lezés során a kezelő szervek (Á\, K2
fokozatkapcsoló, nyomógomb és Pr
potenciométer) megfelelő szigeteléséről
gondoskodni kell.
A kapcsolás 12 V tápfeszültségről
működik. A stabil feszültségről a
Z-dióda gondoskodik. Az Rc
102
103. ábra
Fotós célokra alkalmas triacoe időkapcsoló
előtétellenállás-értéket az alkalmazott
U-j- tápfeszültség függvényében kell
meghatározni. (7T= 16 V-nál 7?e=390 Q.
2.2.4
Fénykapcsolók
A fénykapcsolókkal különböző fo-
gyasztók be- és kikapcsolására nyílik
lehetőség. Ezek az áramkörök megfele-
lő fényintenzitás esetén vagy szürkület-
kor hozzák működésbe az általuk mű-
ködtetett fogyasztót.
A fénykapcsolók felhasználhatók be-
törésjelzőként is, ha pl. a szürkületkap-
csoló jelfogójának a munkaérintkezője
helyett, a nyugalmi érintkezőn keresztül
tápláljuk a riasztócsengőt. Ekkor egy
redőnnyel elsötétített szobába behatoló
illetéktelen személy a zseblámpájával
vagy a villany felkapcsolásával, ill. az
ajtó nyitásakor a nappali fény behatolá-
sával működésbe hozza a betörésjelző
riasztócsengőjét. Megfelelő áramköri
kialakítással tartós riasztás érhető el.
A riasztóáramköri kialakításnak
103
nagy sebességűnek, míg a kimondottan
szürkületkapcsoló céljára készített
áramkörnek bizonyos késleltetési idővel
kell rendelkeznie. A nagyobb időállan-
dó biztosítása azért szükséges, hogy el-
kerülhessük ajelfogó különböző zavaró
jelekre történő nemkívánatos átkapcso-
lását. Ezt pl. egy autó fényszórójának
fénye vagy egy villám válthatja ki, sőt
akkor is bekövetkezhet, ha egy madár
a fotoérzékelőt igen rövid időre leta-
karja.
• Telepes táplálású fénykapcsolók
A 104. ábrán nagyon érzékeny és nagy
hőstabilitású, zavarjelektől védett, ajel-
fogó határozott gyors működését bizto-
sító Schmitt-triggeres fotoelektromos
relékapcsolást láthatunk. Fotoérzékelő-
ként kadmium-szulfid alapanyagú fény-
ellenállást használunk. Sötétben ugyan-
is ennek az ellenállása igen nagy és már
gyenge világosságra is ez az ellenállásér-
ték erősen csökken. Az LDR 03 típus
sötét ellenállása 10 Mű, és 100 lux meg-
világítás esetén az ellenállása már csak
1 kQ. A rajta disszipálható max. teljesít-
mény
Pdmax = 200rnW 40 6C-ig
Pdmax = 100 mW 50 °C felett.
A Tj, T2 és T3 tranzisztorokat ZX 6
Z-diódával stabilizált feszültségről táp-
láljuk. A kapcsolás érzékenységét Rr és
R2 potenciométerekkel durván, ill. fino-
man állíthatjuk. A Tt tranzisztorból ál-
ló erősítőfokozat egy Schmitt-triggert
vezérel. Ennek érdekes tulajdonsága,
hogy ha a trigger bemeneti feszültsége
egy bizonyos szint alatt van (indító
szint), akkor a T3 tranzisztor vezet és a
T2 lezár.
Ha a trigger bemeneti feszültsége
meghaladja az indító szintet, a kapcso-
lás átbillen, T2 vezet és T3 zár. A trigger
áramkör úgy viselkedik, mint egy nem-
regeneratív kapcsoló, amelyet a beme-
neti egyenáramú jelszint vezérel, de
megvan az az előnye, hogy az átkapcso-
lás! sebessége nagy és pontosan megha-
tározott indító szintre (1,3 V) lehet ter-
vezni.
Tételezzük fel, hogy T3 tranzisztor
lezárt, ekkor T4 is lezárt állapotban
van, mivel emitterét a bázisához képest
a szilíciumdióda kb. —0,6 V szintjé-
vel megemeltük. Ha a trigger a T3 veze-
tő állapotába billen, akkor 74 nyit és a
/jelfogó meghúz.
A D2 dióda ajelfogó kikapcsolásakor
fellépő feszültséglökéstől védi meg a T4
tranzisztort.
Rövid idejű fényimpulzusok hatására
(pl. villámlás) a kapcsolás érzéketlenné
tehető. Ezt a célt szolgálja a Ct konden-
zátor.
A szóban forgó kapcsolás előnye az
is, hogy a jelfögó a megvilágítás válto-
104
Ut = *6V
105. ábra
Szelén-fényelemes szürkületkapcsoló
zási sebességétől függetlenül mindig ha-
tározottan, üzembiztosán állandó se-
bességgel és kis hiszterézissel kapcsol.
Az átbillenési idő a Schmitt-trigger mé-
retezésétől függően 10 p.s nagyságren-
dű, tehát sokkal rövidebb a mechanikai
jelfogók meghúzási idejénél.
A 105. ábrán szelénfényelemes alko-
nyati kapcsoló áramköri kialakítását
mutatjuk be. A kapcsolás segítségével
esti világítás, jelzőfények szürkületkor
történő bekapcsolására nyílik lehető-
ség. Fényérzékelő elemként 13 x 26-
os SeH szelénfényelem került felhaszná-
lásra. Ezen elemet fotoellenállásként
üzemeltetjük, vagyis záróirányban.
A kapcsolásban 20.. .25 mA-es meghú-
zóáramújelfogót alkalmazunk. T3 tran-
zisztorként egy germánium Pnp típust
választottunk, amely a 7\ és T2 tran-
zisztorokból álló küszöbértékkapcsoló-
val, különleges áramköri megoldások
nélkül, galvanikusan vezérelhető.
A T3 tranzisztor bázis emitterével
párhuzamosan kapcsolt ellenállás a ma-
radékáram elvezetésére szolgál. A T2
kollektora és T3 bázisa közé kötött
ellenállás a maximális bázisáramot kor-
látozza. A fogyasztó bekapcsolásához
(ajelfogó megszólalásához) a küszöbér-
téket a Z>] dióda nyitófeszültsége hatá-
rozza meg. Ezen érték elérése után lé-
nyegesen nagyobb áram (T2 emitter-
áram) folyik úgy, hogy a kiegészítő
emitterellenálláson (91 kQ) a feszültség-
esés növekedése következtében hiszteré-
zis jön létre, amely a megszólalási kü-
szöbérték közelében kis fényerősség-
ingadozásoknál megakadályozza a vil-
logást, vagyis a bizonytalan kapcsolást.
A fotoellenállásként működő fény-
elem a 15 kQ-os korlátozó ellenállással
együtt egy feszültségosztó felső részét
alkotja, amelynek alsó fele (500 kQ) le-
hetővé teszi a kívánt megszólalási
küszöbérték beállítását. A 7j tranzisz-
tor bemenetére kötött kondenzátor
megfelelő késleltetést biztosítva (s a rez-
gési hajlamot elnyomva), a jelfogó biz-
tos prellmentes meghúzását és elengedé-
sét teszi lehetővé.
Igen érzékeny fényrelé áramköri raj-
za látható a 106. ábrán. Táplálásához
egyetlen laposelem elegendő. Érzékelő
eleme egy szilícium fotodióda. Maga a
kapcsolás számláló, ill. léptető jelfogó-
hoz készült: a T2, T3 tranzisztorokból
álló monostabil multivibrátor minden
fényjelzésre csak egyszer működteti 7\-
et, ill. a jelfogót.
Természetesen öntartó jelfogóáram-
körrel, vagy egyéb módon különböző
feladatok ellátására is alkalmassá tehet-
jük áramkörünket: pl. ha a kikapcsolás
csak külön kapcsolóval lehetséges
(riasztóáramkör fényre vagy a fény út-
jának megszakadásakor), vagy ha vala-
milyen berendezésnek csak a be- vagy
kikapcsolása a cél, és a másik állapotba
váltásnak már a mi parancsunkra kell
105
106. ábra
Telepes táplálású fotoelektromos relé
Ujs . 4,5V
megtörténnie, ill. ha áramkörünkre csu-
pán mint jelző, vagy „emlékező” auto-
matára van szükség.
Ha számláló jelfogónk van, az alkal-
mazások széles körét megvalósíthatjuk,
léptető jelfogóval pedig egymásutáni ál-
lapotok vagy műveletek vezérelhetők
(megjegyzendő, hogy a jelfogó alap-
helyzetben meghúzott állapotban van).
A következőkben a 107. ábrán két
igen egyszerű áramköri kialakítású
fényrekapcsoló tirisztoros áramkört
mutatunk. A 107a és b ábrák mutatják,
hogy egy tirisztor gyújtása milyen egy-
szerűen oldható meg fototranzisztorral.
Az egyik esetben (107a ábra) a tirisztor
akkor gyújt, ha a fototranzisztort meg-
világítják. A fototranzisztor megvilágí-
tása nélkül - a következő tranzisztoron
át sem bázis, sem kollektoráram nem
folyik - a tirisztor zárva marad.
A fototranzisztor megvilágítása ese-
tén BFY 34 típusú tranzisztor vezetővé
válik és a tirisztort a most folyó kollek-
toráram gyújtja. A 107ó ábra az ellen-
kező esetet mutatja, amelynél a tirisztor
a fototranzisztor megvilágításának
csökkentésekor gyújt be. A tirisztoron
és az Rt terhelőellenálláson (fogyasztón)
átfolyó áram mindkét esetben csak a
tápfeszültség megszüntetéssel, nem pe-
dig az eredeti megvilágítási állapot hely-
reállításával érhető el. Ez a „tartóáram-
köri jelleg” az alarm- és biztosító beren-
dezések szempontjából igen lényeges.
Tirisztoros öntartóáramkörü ténykapcsoló
a) gyújtás a fototranzisztor megvilágításával; b) gyújtás a fototranzisztor megvilágításának megszüntetésével
(Rt = terhelő ellenállás, fogyasztó)
106
• Hálózati táplálású fénykapcsolók
A 108. ábrán hálózati táplálású tran-
zisztoros sötétedésre működésbe lépő
szürkületkapcsoló (alkonyati kapcsoló)
áramköri rajzát mutatjuk.
Az L fogyasztóra (a max. 100 W telje-
sítményfelvételű izzólámpára) az egyen-
irányított feszültség a Graetz-hídegyen-
irányítóról a Th tirisztoron át jut. A
tirisztor gyújtását a I\, T2 és T3
tranzisztorokból álló, Darlington-
kapcsolással kiegészített Schmitt-
trigger biztosítja. Szürkületkor az F
fényelem hatására a tranziszto-
rok bázispotenciálja megnő, s így a
tranzisztorok nyitnak. A T2 tranzisztor
kollektorfeszültsége ekkor lecsökken, s
ennek következtében a T3 tranzisztor
lezárt állapotba kerül. Ez utóbbi tran-
zisztor kollektorfeszültsége a D3 diódán
keresztül begyújtja a Th tirisztort,
amely az L izzólámpa bekapcsolását
eredményezi. A kapcsolás T3 tranzisz-
torának emitterkörében levő D2 szilí-
ciumdióda a Schmitt-trigger hiszterézi-
sének a csökkentésére került beépítésre.
A fényelem megvilágításának hatásá-
ra a Schmitt-trigger ellenkező állapotba
billen. A tirisztor a bemeneti 220 V-os
hálózati feszültség következő nullaát-
menetnél kiolt, s így az L izzólámpa
tápellátása megszűnik.
A Schmitt-trigger és az érzékelő
áramköri rész tápfeszültséggel való ellá-
tása a 10 V-os stabil tápfeszültséget adó
Z-diódás stabilizátorról történik. A bil-
lenési szintet a Px potenciométer ellen-
állásértékének változtatásával állíthat-
juk a kívánt értékre.
A fényelem elhelyezésénél vigyáz-
zunk arra, hogy a felgyújtott izzólámpa
fénye közvetlenül ne kerüljön a fény-
elem fényérzékeny felületére. Ez esetben
ugyanis az izzófotoellenállás időállan-
dójának függvényében állandóan ki-be-
kapcsol (viliódzik) az izzólámpa az op-
tikai csatolás következtében.
A kapcsolásban 7\, T2 és T3 tranzisz-
torként BC 182C, BC 184C, BC 109C,
BCY 58 VII-BCY 58X típusok használ-
hatók fel.
A Z, Z-diódaként ZX 10, ZX 12 (ZL
10, ZL 12) típusok közül válasszunk.
A lOOW-os izzólámpaterheléshez
BY 238, SiEK 5, SiEK 6, SiEK 7 típu-
sok megfelelők. D2, D3 diódaként még
alkalmazhatók pl. a BAY 41, BAY 42,
BAY 46 típusok. Tirisztorként ajánlott
típusok: TO,8N5AOO, TO,8N4AOO,
BRY43, BRY44, 2N1599, TI145A4,
TIC39D. Fényelemként BPY45,
BPY46, BPY48 és az azzal egyenértékű
típusok alkalmazhatók.
A 109. ábrán különleges félvezetőele-
mekkel felépíthető egyszerű áramköri
változatok láthatók.
A 109a ábrán 220 V váltakozó fe-
107
109. ábra <)
Különleges félvezetőkkel felépített hálózati táplálású fénykapcsolók
a) fototranzisztoros fénykapcsoló; b) fototirisztoros fénykapcsoló; c) triakos szürkületkapcsoló
szükségről üzemelő főtereié kialakítás
látható. A kapcsolásban BPX43 típusú
fototranzisztort alkalmaztunk.
Fénykapcsoló fototirisztor segítségé-
vel is készíthető. Erre mutat példát a
1096 ábra kapcsolása. A tirisztor be-
gyújtásakor a jelfogó meghúz és érint-
kezője segítségével a kívánt vezérlési fel-
adat elvégezhető.
A 109c ábra triakos szürkületkap-
csolót mutat. Az áramkörben a fényér-
zékelő eszköz ellenállása olyan mérték-
ben nő, amilyen mértékben csökken a
2322 600 91
110. ábra
TDA 1024 típusú integrált áramkörrel felépített
szűrkületkapcsoló
nappali fényintenzitás értéke. Amikor a
kondenzátor kapcsain a váltakozófe-
szültség egy bizonyos szintet elér, akkor
a diák begyújt és a triak vezetővé válik,
amely a 60 W-os izzólámpa bekapcsolá-
sát eredményezi.
A 110. ábrán a TDA 1024 típusú,
Philips gyártmányú nullaátmeneti
triak-gyúj tóáramkörrel felépített szür-
kületkapcsoló áramköri kialakítását
láthatjuk. Fényérzékelőként kadmium-
szulfid fényellenállást alkalmazunk.
Szürkület beálltakor a Wheatstone-
hídba kötött fényérzékelő ellenállása
megnő és a híd kimenetének feszültsége
(amely az IC 4. és 5. differenciál beme-
netére csatlakozik) az integrált áramkör
2-es vezérlő kimenetén keresztül gyújtó-
jelet ad a Tc triac vezérlő elektródájá-
ra. A bekapcsolási szintet a 2,2 kíl-os
potenciométerrel állíthatjuk a kívánt ér-
tékre.
Az áramkör megépítése során ügyel-
jünk arra, hogy a fényellenállás ne ke-
rüljön optikai csatolásba az izzólámpá-
val, mert ez az izzólámpa állandó ki-be
kapcsolását (villogását) eredményez-
heti.
108
• Automatikus helyiségvilágítás-
kapcsoló
A 111. és 112. ábrán látható elektroni-
kus fénykapcsoló segítségével egy helyi-
ség világításának teljesen automatikus
be- és kikapcsolását megoldhatjuk.
A világítás akkor alszik el, ha a helyiség
teljesen kiürült, vagyis azt valamennyi
személy elhagyta. Az elektronikus fény-
kapcsolót elsősorban ablak nélküli he-
lyiségek részére fejlesztették ki.
A szóban forgó helyiség minden ajtó-
jába beszerelünk két-két, azonos távol-
ságban (mintegy 10 cm) és azonos ma-
gasságban elhelyezkedő fénysorompót
(Fj-Lj és F2-L2). Amint belép valaki a
terembe, a fénysorompók közreműkö-
désével bekapcsolódik a világítás. Ezzel
egyidejűleg egy számláló egy impulzust
kap. A következő személy beléptével az
említett számláló további impulzust tá-
rol. Ha a személyek a helyiségből kifelé
távoznak, akkor a számláló visszafelé
számol és kioltja a világítást, amint az
utolsó személy is kiment a helyiségből.
Az áramkör két alapvető részre osztha-
tó fel (1. 112. ábrát):
- az 7-es és 2-es számláló a NAND
kapuval és a jelfogóval,
- az előre-visszirány felismerése az
impulzus előkészítéssel.
A teljes számláló két darab bináris
decimális számlálóból tevődik össze.
Ha mindkét decimális számláló a biná-
risan kódolt nullára van állítva, akkor
a mindig párhuzamosan kötött 7-es és
2-es (ZCi és IC2) számláló kimenetek
azonosak, a jelfogó tekercse nem kap
áramot. Amennyiben a 2-es számláló
egy számimpulzust kap, akkor a szám-
láló binárisan kódolt egyesre (tehát a
0001-re) kapcsol. Ennek következtében
már nincs egyenlőség az összes párhu-
zamos kimenet között és most meghúz
a jelfogó. Minden további számimpul-
zus növeli az 7-es és a 2-es számláló
közötti különbséget.
Ha az 7-es számláló kap számimpul-
zust, akkor a két számláló közötti kü-
lönbség csökken, ami végül is az összes
párhuzamos kimenet egyenlőségéhez
vezet: a jelfogó elenged.
A párhuzamosan kapcsolt kimenetek
egyenlőségének felismerése céljából
szükség van az R2.. .R9 10 kQ-os ellen-
állásokra, az 7n 72 , 73 és 74 inverterre,
valamint a 7),.. .De diódákra.
A TJj.. .7)e elemek germánium diódák,
mivel a szilícium diódákon létrejövő na-
Automatikus helyiségvilágítás-kapcsoló vázlatos felépítési rajza
109
110
111. ábra
Automatikus helyiségvilágítás-kapcsoló elvi felépítési rajza
gyobb feszültségesés (>0,6V) miatt
nem biztosítható az inverter biztos át-
váltása. Ugyanez vonatkozik a
Dg.. .D12 diódákra, mivel a rendelke-
zésre álló feszültség viszonylag kicsi.
A működés megértéséhez vegyük fi-
gyelembe például a 12. kimeneteket. Ha
az 7-es és a 2-es számlálók 12. kivezeté-
sei azonos feszültségűek (nulla), akkor
a Z>i és a D2 diódákon keresztül az /4
inverter bemenetén a földhöz képest
nulla szint van. így az 74 inverter
A pontja logikai 1 szintre kerülne. Mi-
vel az 7?2-7?4-nél nincs feszültség
(< 0,4 V), ezért az inverter kimenetén
(az A ponton) nem jelenik meg feszült-
ség.
Legyenek a számlálók 12. kimenetei
logikai 1 szinten. Ekkor az inverter ki-
menete földpotenciálra kerül. Az
A pont feszültsége ez esetben is nulla.
Ha az 7-es és 2-es számlálók 72. kimene-
tei egymástól eltérő szinten vannak, ak-
kor az 74 inverter bemenetei a Dr vagy
a D2 diódán keresztül a földre kapcso-
lódnak. Az inverter kimenetén tehát lo-
gikai igen szint jelenik meg. Mivel az R2
és 7?4 ellenállások azonos értékűek
(10 kQ), így az A ponton kb. 1,2 V fe-
szültség jelenik meg.
Az 7-es és 2-es számlálók különböző
állapota esetén tehát az A, B, C, és D
pontok közül legalább az egyiken 1,2 V-
nál nagyobb feszültség jelenik meg. Ez
a feszültség a Dg.. ,D12 diódákon ke-
resztül bázisáramot hajt át a T\ tran-
zisztoron, amely a T3 tranzisztor kol-
lektorkörében levő jelfogó meghúzását
eredményezi. A D2.. .D12 és Z>i4, D1S
germánium diódák AA 133 típusúak,
míg a Dl3 BAY 45 típusú.
Az impulzuselőkészítés és az előre-
visszairány magját a CA 3086 típusú
integrált áramkör adja. Ezen integrált
áramkör 5 db, egymástól független in-
tegrált tranzisztort tartalmaz. Ebből két
tranzisztort egy Schmitt-trigger kikép-
zésére használtunk fel. Az F2 fényérzé-
kelő megvilágításának megszakítása a
második tranzisztor kollektorán pozitív
feszültségugrást kelt. Ez a feszültségug-
rás az IC 5-ös és 6-os lábára kötött
kondenzátoron keresztül az integrált
áramkör harmadik tranzisztorának bá-
zisára is eljut (6-os láb), melynek kollek-
torán negatív feszültségimpulzus kelet-
kezik. Ez az impulzus a kondenzá-
toron keresztül alkotja az „előreirányú”
impulzust.
Az F2 fényérzékelő megvilágítása a
Schmitt-trigger után kapcsolt negyedik
tranzisztoron keresztül (a CA 3086 ne-
gyedik tranzisztora: 9,10,11 lábak) - az
előzővel hasonló módon - az 14-es lá-
bon levő 4,7 nF-os kondenzátor után
egy visszairányú impulzust hoz létre.
A 6-os és 12-es lábra kötött 1 MQ-os
ellenállások az IC 5-6. és 11-12. pontjá-
ra kötött 4,7 nF-os kondenzátorok ki-
sütésére szolgálnak.
Az Fj fényérzékelő elsötétedése a
^14, Díj diódák katódjának földre tör-
ténő kapcsolását jelenti az I6 inverteren
keresztül. így az IC 5-ös és 77-es lábra
kötött 4,7 nF-os kondenzátor utáni
kapcsoló impulzusok a föld felé rövidre
záródnak. A számláló nem számol.
A bemutatott áramkör 5 V-os tápfe-
szültségről üzemel. A kapcsolásban - a
kisebb költség miatt - 12 V-os jelfogót
alkalmaztunk. így egyedül a T3 tran-
zisztor tápellátására kell 12 V-os fe-
szültséget biztosítani. Célszerű a teljes
kapcsoláshoz 12 V kimeneti feszültséget
adó tápegységet építeni, s e feszültség-
ből Z-diódás stabilizátorral előállítani
az 5 V-os tápfeszültséget.
A fénykapcsolót lehetséges több ajtó-
val rendelkező termekben is üzemeltet-
ni. Erre a célra az előre-visszairány felis-
merést (a számlálóimpulzus előkészítés-
sel együtt) annyiszor kell beépíteni,
ahány ajtó található a teremben. Az
összes előre, ill. visszairányú impulzust
ugyanarra a számlálóra kell kötni.
A fénykapcsoló megépítésénél külö-
111
nősképpen ügyelni kell arra, hogy a
fényérzékelők beszerelésénél megfelelő
módon biztosítsuk a helyes működést.
Gondolunk itt a fénysugarak nyalábo-
2.3.1
Motorvezérlö áramkörök
modellezőknek
A kisméretű hajó-, vonat- stb. model-
lekben alkalmazott elektromos hajtó-
motorok többnyire állandó (perma-
nens) mágneses motorok. A követke-
zőkben elsősorban ilyen motorok vezér-
lésére mutatunk néhány példát.
• Motorok forgásirányának
változtatása
Egy permanens mágneses motor forgási
irányának megváltoztatásához elég
megcserélni a tápvezetékeket (polaritás-
csere). Ezt az alábbi módokon tehetjük
meg:
a) kettős átkapcsoló jelfogóval. (Két
morse érintkezővel rendelkező jelfogó-
val.) A 113. ábrán láthatóan az a és b
ábra kapcsolásában nyugalmi helyzet-
ben „előre” menetirányt, a jelfogók
meghúzott állapotában a motor forgás-
lására, a külső fénytől való leárnyéko-
lásra. Arra is ügyelni kell, hogy a fény-
sorompó megszakadásakor biztos kap-
csolás történjen.
2.3
Motorvezérlő áramkörök
irányának megváltozását, vagyis ellen-
kező menetirányt kapunk. Hátrányai:
az átkapcsolás „brutális”, mivel a jelfo-
gó átkapcsolása gyors. Másrészt az
áram megszakítása, majd újra bekap-
csolása teljes terhelés mellett történik,
ami a jelfogó érintkezőinek erős szikrá-
zását, következtetésképp az érintkezők
rongálódását és parazita hatások kelet-
kezését eredményezi.
A kapcsolásokban célszerű a motor
tápfeszültségével azonos feszültségű jel-
fogók használata. így C7T = t7v.
b) két egyszerű átkapcsoló jelfogóval.
(Két jelfogóval, amelyek egy-egy morse
érintkezővel rendelkeznek).
A 114. ábrán láthatóan a jelfogók
azonos helyzetében (mindkettő elenge-
dett vagy meghúzott állapotában) a mo-
tor nem forog. A f jelfogó meghúzása
adja az „előremenetet”, a J2 jelfogó pe-
dig a „hátramenetet”. További előnyök:
ha a két jelfogó nyugalmi helyzetben
van, a motor rövidre van zárva, forgása
tehát erősen fékezett. Ennek eredmé-
a) b)
113. ábra
Állandó mágnesű motor forgásirányának változtatása polaritáscserével - két morze érintkező
alkalmazásával
112
nyeként nagyon gyorsan áll le. A jelfo-
gók egyenként történő működtetése le-
hetővé teszi, hogy a menetirány átváltá-
sa ne „brutálisan” (hirtelen) történjen.
Hátrányként jelentkezik, hogy e meg-
oldáshoz két vezérlő csatorna szükséges
(Í7vl és CZv2). A feladatot egy csatorna
alkalmazásával megoldhatjuk, ha egy
„szervót” hirtelen megszakítást biztosí-
tó átkapcsolókkal szerelünk fel. Az el-
rendezést a 115. ábrán mutatjuk be:
- alaphelyzetben a két morse érintke-
ző nyugalmi helyzetben van, a motor
áll,
- balra kapcsolva a jelfogó (ill.
érintkezője) munkahelyzetbe kerül, így
kapjuk az előremenetet,
- jobbra kapcsolva pedig a hátrame-
net állapot jön létre.
Ez az egyszerű áramkör biztosítja a
sebesség változtatását. Gyakorlatilag
azonban - a kapcsolót kis szakaszok-
ban mozgatva - pl. egy hajómodell je-
lentős tehetetlensége révén a sebesség
szabályozása is lehetővé válik.
c) kettős telepes táplálással (116. áb-
ra). A kettős telepes táplálással történő
forgásirány megváltoztatás igen egy-
szerű áramköri megoldást eredményez.
A jelenlegi tendencia azonban az, hogy
e módszer egyre inkább visszaszorul a
következőkben ismertetett megoldással
szemben.
d) tranzisztorokkal megvalósított
hídkapcsolással (117. ábra).
Állandó mágnesű motor forgásirány váltása
kéttelepes táplálással
Uv2 o § Jz
114. ábra
Állandó mágnesű motor forgásirány-változtatása
polaritáscserével - két vezérlő jelfogó
alkalmazásával
Előre
menet
Hátra
menet
115. ábra
„Szervóval” történő forgásirányváltás
(I. az előző ábra kapcsolását)
117. ábra
Állandó mágnesű motor forgásirányváltása
tranzisztoros hídkapcsolással
8 Elektronika otthonunkban
113
Ha az C7vI pontot pozitív potenciálra,
az [7v2-t pedig negatív potenciálra kap-
csoljuk, akkor 1\ tranzisztor vezet és
vezetésbe viszi a T3 tranzisztort. Ekkor
a T2 és T4 tranzisztor lezárt állapotú.
A motor A pontja pozitív, a B pontja
pedig mínusz potenciálon van. Ha az
UvX pontot negatív potenciálra, az Uv2-t
pedig pozitív potenciálra kapcsoljuk,
akkor a T4 tranzisztor vezet és vezetés-
be viszi a T2 tranzisztort.
A Ti és T3 tranzisztorok lezárt álla-
potúak. A motor A pontja negatív, a B
pontja p'edig pozitív potenciálon van.
A forgás iránya tehát ellentétes.
A vezetésben levő tranzisztorok a
gyakorlatban nem jelentenek nulla
ellenállást. A kollektoruk és emitterük
között mindig esik valamennyi feszült-
ség. Germánium tranzisztor esetében
kb. 0,5 V, szilícium eszközöknél pedig
közel 1 V. Ha a telep kis feszültségű, ez
az érték nem hanyagolható el.
A 118. ábrán kisteljesítményű állan-
dó mágnesű motor félhullámú táplálá-
sának „megfordításával” érjük el a mo-
tor forgásirányának megváltoztatását.
A LED diódák ez esetben egyben for-
gásirány kijelzőként és egyutas egyen-
irányítóként szerepelnek. A motor for-
118. ábra
Állandó mágnesű motor forgásirányváltása félhullámú táplálás esetén
Állandó mágnesű motor
b)
a) fényvezérlése; b) forgásirányváltósa „fénykapcsolóval”
114
gásiránya a K kapcsoló segítségével vál-
toztatható. A forgásirányváltó kapcso-
ló és kijelző egységhez mindössze két
szál vezetékkel kell csatlakozni (1. a
118a és b ábrákat).
A fényvezérlés és a motorok együttes
alkalmazása a házi automatika igen jó
alapját adja, de „hatásos” bemutatókat
is végezhetünk velük: pl. kis járműmo-
dellek fénnyel történő irányítása.
Motor indításra-leállításra szolgál a
119a ábra kapcsolása. Amíg fény én a
fotodiódát (fotoellenállást, fototran-
zisztort), ellenállása lecsökken, T\ lezár,
T2 és T3 kinyit, a motor pedig forogni
kezd. Ha a T3 200 mW-os típus, akkor
kb. 30. . .50 mA-es, ha pedig néhány
W-os, akkor 100 mA. . .1 A-es motort
vezérelhetünk (pl. AC 128, ill. ASZ
1016). Az t/T2 feszültséget a motor sze-
rint választjuk meg, és 3. . .12 V lehet.
A 1196 ábrán látható kapcsolással a
motor forgásirányát is változtathatjuk.
A T3 és T4 tranzisztorok, ill. a megfelelő
Dj és D2 diódákat érő fény a motorra
jutó tápfeszültség polaritását váltja tu-
lajdonképpen, kapcsoló vagy jelfogó al-
kalmazása nélkül. Felhasználási lehető-
sége meglehetősen széles körű.
• Motorok fordulatszám-változtatása
Egy motor fordulatszámának változta-
tásánál gondolhatunk olyan megoldás-
ra, hogy a beiktatott telepek számát
változtatjuk (1. a 120a ábrát). Itt egyet-
len dologra kell vigyázni: a kapcsoló
érintkező helyzetének átváltásakor nem
szabad két egymás után következő te-
lepkivezetésnek rövidrezáródnia.
Hasonló eredményhez jutunk, ha a
motorral egy változtatható ellenállást
(potenciométert) kötünk sorba (1. a
1206 ábrát). A megoldás hátránya,
hogy nem veszi figyelembe a motor ter-
helésének változásait. Az ideális egy
olyan, automatikusan változó ellenállás
lenne, ami maga alkalmazkodna a ter-
helés változásaihoz. Ha a motor terhelé-
se nő, R csökkenne, ha a motor terhelé-
se csökken, R növekedne, úgy hogy a
feszültség állandó maradjon.
Erre szolgál a 120c ábrán bemutatott
elrendezés, amely egy lineáris-soros,
vagyis analóg-disszipatív tápegység
tömbvázlata. Az erősítő bemenetére
egyrészt a kívánt, másrészt a kimeneti
feszültség jut. Az erősítő a két jel kü-
lönbségét erősíti, s a kimenetéről az
elektronikusan változtatható ellenállást
úgy vezérli, hogy a különbség nullává
váljon. Ilyen kapcsolási elrendezést
használva - az áramkör működési hatá-
rain belül - a terhelés változása a kime-
neti feszültségnek csak jelentéktelenül
kicsiny változását okozza. A kapcsolás
hátránya annak alacsony hatásfoka.
Kedvezőbb megoldásnak bizonyul a
120c/ ábra 1. részletén látható „szagga-
tott táplálás”. Ha a kapcsoló bekap-
csolt állapotban van, akkor a motor
maximális sebességgel forog. Minden
energiát a motor vesz fel, másutt „sem-
mi sem disszipálódik”. Amikor a kap-
csoló nyitva van, a helyzet ideális: nincs
fogyasztás, nincsenek parazita jelensé-
gek.
Tételezzük fel, hogy a kapcsolót sza-
bályos időközönként - elég nagy frek-
venciával - működtetjük. A motor fo-
rogni fog, anélkül azonban, hogy elérné
a maximális fordulatszámot. Lényegé-
ben egy közepes sebességet kapunk,
energia pedig csak a kapcsoló zárt pe-
riódusai alatt fogy. Ahhoz, hogy a mini-
mális és a maximális sebesség között
minden lehetséges fordulatszámot meg-
kapjunk, elegendő egyszerűen a nyitott
és zárt állapot időtartamának arányát
változtatni (1. a 120cZ ábra, 2. részletét).
E módszer további előnyeként említhe-
tő, hogy mivel a motort mindig teljes
telepfeszültséggel tápláljuk, az minden
körülmények között megtartja maxi-
mális nyomatékát. Az ilyen szaggatásos
üzemmód olyan induktív eszköz esetén,
8*
115
d/1
120. ábra
Állandó mágnesű motor fordulatszámának változtatása
a) a tápfeszültség változtatásával; b) potenciométer alkalmazásával; c) lineáris soros stabilizált tápegység
felhasználásával; d) szaggatott táplálással
mint amilyen az elektromos motor,
mindig hoz létre erősen zavaró átkap-
csolás! tranzienseket is. Ezért a zavar-
szűrésről feltétlenül gondoskodni szük-
séges.
• Gyakorlati modeilvasútl
sebességszabályozók
A 121. ábrán látható áramkör jól hasz-
nálható modellvasutak fokozatmentes,
folyamatos sebességszabályozására.
A kapcsolás segítségével pozitív vagy
negatív kimeneti feszültséget állítha-
tunk elő. A sebességszabályozás a P2
potenciométerrel lehetséges. Amikor a
P2 potenciométer csúszkája a közép-
pont és az A pont között van, akkor a
T\ és T2 tranzisztorok nyitnak, s így a
kimeneti feszültség pozitív. A motoron
(vagyis a kimeneten), ellentétes feszült-
ség jelenik meg, ha a potenciométer
csúszkája a középpont és a B pont kö-
zött van. Ekkor a T3 és T4 tranzisztorok
116
2N 3055
vannak nyitva. A potenciométer közép-
állásánál a kimeneti feszültség 0 V.
A kapcsolás beállításakor a motort a
kimenetre kell kötni, s a P2 potenciomé-
tert a B végállásba állítva a Pj potencio-
méterrel a motoron 12 V feszültséget
állítunk be.
A 122. ábrán automatikus túlterhe-
lésvédő áramkörrel ellátott modellvasúti
sebességszabályozó elvi kapcsolási rajza
látható. Az áramkör kb. 1 A áramot
biztosít a mozdony számára. A kapcso-
lás az alábbi funkciókat teljesíti:
- a Pj potenciométer beállításától
függően különböző sebesség beállítását
teszi lehetővé;
- védi a szabályozót időleges túlter-
helés esetén a rendelkezésre álló kime-
neti áram automatikus csökkentésével.
A sín pl. rövidzárba kerülhet, ha a vo-
nat kisiklik;
- a LED kigyulladásával jelzi a túl-
terhelés bekövetkeztét;
- a hiba (pl. rövidzár) elhárítása után
az automatikus túlterhelésvédő áram-
kör alapállapotba áll vissza, kézi vissza-
állítás nem szükséges.
Normális feltételek mellett mind a
ASZ 18
(ADYZ5)
2N4443 '----
Automatikus tulterhe.ésvédi> ók
122. ábra
Automatikus túlterhelésvédő áramkörrel ellátott modellvasúti sebességszabályozó elvi
kapcsolási rajza
117
Ti, mind a T2 tranzisztor vezet, a Tx
kollektorárama elegendő a T2 tranzisz-
tor bázisának meghajtásához. A LED
ekkor záróirányú feszültséget kap, így
az nem világít.
Ha a kimenetre kötött fogyasztó
áramfelvétele annyira megnő, hogy a T2
tranzisztor kollektor potenciálja meg-
közelítőleg 1,9 V-tal bázispotenciál-
ja alá esik, a LED nyitóirányú feszültsé-
get kap és kigyulladásával mutatja a
túlterhelés felléptét. Amennyiben a
LED-en áram folyik, úgy rögzíti a
tranzisztor bázispotenciáljához a T2
kollektor potenciálját és ezzel Tx tran-
zisztort lezárás felé viszi. Ez csökkenti
a T2 tranzisztor bázisáramát, ami a ter-
helés felé az áram korlátozásában nyil-
vánul meg.
Amikor a túlterhelési állapotot meg-
szüntetjük, a LED és a két tranzisztor
normál állapotába tér vissza. A kapcso-
lás a sín rövidrezárásakor a normális
állapothoz képesti áramot (amikor a
mozdony teljes sebességgel fut) kb.
20%-ra csökkenti. Ez különösen akkor
hasznos, ha egy nagy teljesítményű
transzformátorral több szabályozót és
vonatot táplálunk. Ha ugyanis nem al-
kalmaznánk automatikus túlterhelésvé-
dő áramkört, akkor a szabályozó tirisz-
tor tönkremenne.
A Ti tranzisztorként más hasonló tí-
pus is felhasználható, amely képes a T2
tranzisztort kb. 40 mA-t kitevő bázis-
áramának fenntartására. A T2 tranzisz-
tor kb. 1 A kimeneti áramot biztosít.
A 123. ábrán látható modellvasúti
sebességszabályozó az alábbi funkció-
kat teljesíti:
- a Pi potenciométer beállításától
függően különböző sebesség beállítását
teszi lehetővé;
- az elóre-hátra kapcsoló (K) átvál-
tásakor a motor azonnal megáll, majd
„késleltetve” lassan indul el az ellenkező
irányba.
Az elrendezés fő része a három tran-
zisztorból álló Darlington-kapcsolású
emitterkövető. A Z-dióda kimenetére
kötött potenciométer csúszkájáról jut-
tatjuk el a Darlington-kapcsolás Tx
tranzisztorának a bázisára a feszültsé-
get. A T3 tranzisztor emitterén az T3
bázisára kapcsolt feszültségnél kb. há-
rom dióda-nyitófeszültséggel kisebb fe-
szültséget kapunk. A motorra jutó fe-
szültség 0 V.. . 13 V közötti értékre ál-
lítható be a Pi potenciométer segítségé-
vel.
A motor forgásirány-változtatását a
K kapcsoló átkapcsolásával végezhet-
jük el. A kapcsoló átkapcsolása során
az állandó mágnesű motorra jutó fe-
szültség polaritása megfordul. Az érde-
kesség e kapcsolásban az, hogy az át-
2íoq
2xlN4001
123. ábra
„Lassú indító áramkörrel" ellátott modellvasúti sebességszabályozó elvi kapcsolási rajza
118
kapcsolást követően a motorra jutó fe-
szültség lassan emelkedik a beállított
értékre. Az áramkörben látható D1 és
D2 dióda közül, a kapcsoló állásától
függően mindig csak az egyik vezet. Az
ábrán látható kapcsolóállásnál a D2
dióda vezető állapotú, a D} nem. Az
éppen vezető dióda árama az ellenál-
láson folyik át. Az előre-hátramenet
kapcsoló átkapcsolásakor az eddig ve-
zető dióda lezár, a másik viszont vezetni
kezd.
A keletkező pozitív feszültségugrás a
C2 kondenzátoron keresztül a Th tirisz-
tor gyújtóelektródájára jutva begyújtja
azt. A tirisztor tápfeszültségét a C2 kon-
denzátor adja, amely töltését a begyúj-
tást követően hirtelen elveszti. így a
kondenzátor feszültségének csökkené-
sével a tirisztor kiolt. A kondenzátor
hirtelen kisülésével a kimeneti feszültség
is megszűnik és csak néhány másodperc
múlva - a nagy kapacitásértékű C1 kon-
denzátor lassú töltődésével - áll vissza
a Pj potenciométerrel előzetesen beállí-
tott feszültségértékre. A visszaállás idő-
tartamát az R2, P2, Cj alkatelemekből
számítható időállandó határozza meg.
Az ilyen lassú indítás igen kedvező, mi-
vel kíméli a modellvasút motorját, to-
vábbá utánozza a valóságban is fellépő
fokozatosan gyorsuló mozgásviszonyo-
kat.
A 124. ábrán egy 6 V, ill. 12 V/1,5 A
áramfelvételű állandó mágnesű mo-
dellvasúti motor kapcsolóüzemű
fordulatszám- és forgásirányvezérlő
áramkörét mutatjuk be.
Az áramkörben a T2 egyrétegű tran-
zisztor (UJT) oszcillátorként működik,
lineáris fűrészfogfeszültséget szolgáltat.
Ezt a jelalakot úgy kapjuk, hogy a 7\
tranzisztort állandó áramú áramgene-
rátorként üzemeltetjük, az a 100 nF-os
kondenzátort tölti.
Az áram értékét a tranzisztor bázisá-
nak feszültsége határozza meg. Ha az
5 kíl-os potenciométer csúszkáját + 5 V
irányában (a rajzon felfelé) forgatjuk el,
a bázisáram és ennek következtében az
emitteráram, vagyis a 100 nF-os kon-
denzátort töltő áram csökken, a frek-
vencia kisebb lesz. Ha a potenciométer
csúszkáját ellenkező irányban forgatjuk
el, a jelenség fordított lesz, a frekven-
cia nő.
Beállításkor ezt a frekvenciát 50 Hz-
re állítjuk be (a két szélső határ 20 Hz
és 200 Hz-nél van). A T3 tranzisztor
által továbbított fűrészfogfeszültséget
ezután a linearitás számottevő lerontása
nélkül a T4 tranzisztor hasznosítja.
Ezen tranzisztor bázisára változtatható
szintű fűrészfog alakú feszültség jut.
Ugyanakkor pedig e tranzisztor emitte-
re a szabályozókar helyzete által meg-
határozott, állítható értékű potenciálon
van. Ha az emitter potenciálja minden
időpontban pozitívabb, mint a bázisé, a
2N2926 tranzisztor állandóan lezárt ál-
lapotban van. Oly mértékben, ahogy az
emitter feszültsége csökken, a lezárt ál-
lapot időtartama a vezetés időtartamá-
hoz képest egyre kisebb lesz (1. a 125.
ábra b, c és d szakaszát). Az állandó
vezetési állapothoz akkor érünk el (1. a
125. ábra e szakaszát), amikor az emit-
ter feszültsége közel 0 V-ra csökken. így
tehát a P szervó-potenciométer változ-
tatásával változtatható impulzuskitöl-
tési tényezőjű jelet kapunk.
Amikor a T4 tranzisztor lezárt, Ts
sem vezet. így ez a T6 és T2 tranziszto-
rok vezetővé válását eredményezi.
A motor ekkor maximális fordulat-
számmal forog.
Ha a r4 tranzisztor vezet, Ts is nyit
és T6 bázisának táplálását megszünteti,
amely ekkor lezár, és lezárja a T2 tran-
zisztort is. A motorra tápfeszültség ez
esetben nem jut.
A 125. ábra a szakasza a maximális
fordulatszámnak, az e szakasz pedig a
leállásnak felel meg. Ab, c és d szaka-
szok a közbenső fordulatszámokat rep-
rezentálják. A kimenetre kötött diódá-
119
N>
O
124. ábra
6V, ill. 12 V/1,5 A áramfelvételü állandó mágneses motor kapcsolóüzemű fordulatszám- és
forgásirány-vezérlő áramköre
125. ábra
A 124. ábra kapcsolásának 7. tranzisztorán levő jelalakok
126. ábra
A 124. ábra áramkörének egy módosított
részlete
val a T-j tranzisztor számára végzetes
negatív túlfeszültségeket szüntetjük
meg. Kb. l,5A terhelőáramig a T2
tranzisztor vezérlőárama elegendő. E
felett célszerű a BC 251 és egy 2N2905
típusú tranzisztorral megvalósított
Darlington-fokozatot is beiktatni (l. a
126. ábrát). Mivel a T2 tranzisztor kap-
csoló üzemmódban dolgozik, így kevés-
sé melegszik. A hőelvezetéshez minimá-
lis hűtőfelület elegendő.
Mint látható, a T4 tranzisztor emit-
terkörében levő 4,7 kQ-os potenciomé-
ter középkivezetéses. A potenciométer
csúszkáját a középállástól felfelé tolva
a motor fordulatszáma nő. A középál-
lásból felfelé haladva ugyancsak nő a
fordulatszám, de a motor ekkor a jelfo-
gós polaritásváltás miatt ellentétes for-
gásiránnyal forog.
2.3.2
Motoros függönymozgató
automatikák
Az alábbiakban olyan áramköri megol-
dásokat mutatunk be, amellyel pl. egy
elsötétítő függöny - a külső fényintenzi-
tástól függő - automatikus be- és kihú-
zását elvégezhetjük. Az előzőkben be-
mutatott szürkületkapcsolók bármelyi-
kével automatikusan vezérelhetjük a
függönymozgató automatikát úgy,
hogy az alkonyaikor behúzza (elhúzza)
„sötétítő” függönyünket.
Egy lehetséges megoldása a feladat-
nak a 127. ábrán látható. Az ábrán lát-
hatóan a függöny be van húzva, amely-
nek „megfogási pontjai” Pt és P2.
A függönyt mozgató motort az My és
M2 „függönyhelyzethatároló” mikro-
kapcsolók vezérlik. A függöny automa-
tikus széthúzása a következőképpen
történik:
Kivilágosodáskor megfelelő fényin-
tenzitás esetén a szürkületkapcsoló A
jelfogója meghúz (vagy pl. elenged). Ez-
zel egyidejűleg kontaktusain keresztül
felcseréli a tápfeszültség polaritását a k
és l, ill. a polaritásváltó kapcsolón ke-
resztül az m és p pontokon. Polaritás
váltáskor a motor azonnal indul. Ekkor
az áram a pozitív polaritású p pontról
az Rv2 áramkorlátozó ellenálláson, Dy2
diódán, motoron és az mikrokap-
csoló nyugalmi érintkezőjén jut az m
pontra.
A motor indítási árama az Rv2 ellenál-
láson és Dy2 (ill. Rvi és Z)yl) diódán ke-
resztül korlátozott. A motor elindulása
után az M2 függönyhelyzet határoló
mikrokapcsoló a húzózsinór (P2 és M2
között) meglazulásakor visszapattan
nyugalmi állapotába és érintkezőjének
zárásával kiiktatja az áramkörből az
J?v2 és Dy2 sorosan kapcsolt elemeket.
Ekkor a motor gerjesztő árama megnő.
A motor addig forog, míg az Af,
121
átfedés
a) t>>
127. ábra
Állandó mágnesű (PM) motorral működtetett szürkületkapcsolós fűggönymozgató automatika
függönyhelyzet-határoló mikrokapcso-
ló nem bontja annak áramkörét. A 127a
ábrán láthatóan az mikrokapcsoló
rugózó karját a „Px pontban megfogott
zsinór meghúzásával” működtetjük.
A 127. ábra kapcsolásánál perma-
nens mágnesű motort alkalmaztunk,
így a motor forgásirányát a tápfeszült-
ség polaritásának felcserélésével változ-
tatjuk meg.
Sötétedéskor a Jj jelfogó horgonya
átvált és kontaktusain keresztül felcse-
réli a tápfeszültség polaritását. A motor
ellentétes forgásiránnyal elindul. Az
áram útja ekkor az Rvi áramkorlátozó
ellenálláson, Dyl diódán, motoron és az
M2 mikrokapcsolón keresztül vezet.
A motor elindulása után az mikro-
kapcsoló kiiktatja az áramkörből az
Rv\ és Z)yl „indító és indítóáram-
korlátozó” elemeket. A függönyök be-
húzásakor az M2 mikrokapcsoló bontja
a motor áramkörét, s így az megáll.
A 128a ábrán egy föáramkörü mo-
torral működtetett megoldás látható.
A főáramkörű motornak - mint, hogy
a nyomaték az indítási áram négyzeté-
vel arányos - nagy az indító nyomaté-
ka. A pólusok gerjesztését a mindenkori
terhelőáram adja, ezért a terhelés válto-
zásakor a gerjesztés is módosul. Az elő-
ző kapcsolásban a tápfeszültség polari-
tásának megváltoztatásakor a motor el-
lentétes irányban forog, mivel perma-
nens mágnesű motort használtunk.
Azért, hogy a tápfeszültség polaritás
cseréjével a főáramkörű motor forgás-
irányát változtatni tudjuk, annak ger-
jesztő tekercsét egy Graetz-kapcsolású
egyenirányítón keresztül tápláljuk. így
az állórész gerjesztő tekercsén -
tápfeszültség-polaritástól függetlenül -
mindig azonos irányú áram folyik.
E megoldással a tápfeszültség polaritás-
cseréje esetén csak a forgórész kap meg-
változott polaritású feszültséget.
A 127. ábra és a 128a ábra kapcsolá-
sai közötti eltérés az, hogy az utóbbinál
főáramkörű motort használunk és nem
„függönyszárnyakat”, hanem csak egy
függönyt mozgatunk.
Tételezzük fel, hogy függönyünk va-
122
lamelyik irányban mozog. Ha a beme-
net polaritását - amit a szürkületkap-
csoló jelfogója vezérel - hirtelen meg-
változtatjuk, akkor függönyünk moz-
gása ellentétesre változik. Ha a függöny
valamelyik végállásába (be- vagy kihú-
zott állapotba) kerül, akkor annak meg-
fogási pontjába szerelt határoló ütköző
segítségével bontja a megfelelő Mj vagy
M2 mikrokapcsolón keresztül a motor
áramkörét.
Főáramkörű motorként pl. 12 V/
0,8 A áramfelvételű gépkocsiablak-
törlő motort alkalmaztunk megfelelő
lassítófogaskerék áttétellel. Az áram-
körben 1 A terhelhetőségű diódákat
használtunk. A motor kikapcsolásakor
annak álló- és forgórészében létrejövő
induktív feszültséglökések szempontjá-
ból a diódák nyitóirányában vannak
kötve. így aránylag nagy áramú, de kis
zárófeszültségű diódák használhatók.
További megoldásként a 128ó ábrán
látható kivitelnél a motor forgórészé-
nek polaritáscseréjét az A/, és M2
„kényszeregyüttmozgású” mikrokap-
csolók végzik el.
Az ábrán azt a határhelyzetet ábrá-
zoltuk, mikor a függöny el van húzva,
vagyis M2 mikrokapcsoló munka (be-
nyomott), Afj pedig nyugalmi (vissza-
pattant) áramkörű helyzetében van.
Sötétedéskor a szürkületkapcsoló J,
jelfogója elenged. Ekkor a motor elin-
dul, és a függöny jobbról bal felé halad.
Mikor a függöny határhelyzetbe kerül,
a bal oldali ütköző megnyomásával
mindkét mikrokapcsolót átváltja, Af\-
et benyomja, M2 visszapattan alaphely-
zetébe. így ezzel a motor áramkörét
megszakította és forgórészének polari-
tásváltását elvégezte. Ha a szürkület-
kapcsoló Jj jelfogója meghúz, akkor a
motor ellentétes forgásiránnyal elindul
és addig forog, míg a balról jobbra hala-
dó függöny a jobb oldali ütköző meg-
nyomásával az együttmozgó mikro-
kapcsolókat átváltja az ábrán látható
helyzetbe.
E megoldás előnye, hogy nem kelle-
nek diódák. A szürkületkapcsoló jelfo-
gójának csak egy váltó érintkezőjére
van szükség. Egyedüli hátránya, hogy
mechanikája valamivel bonyolultabb.
2.3.3
Automatikus viráglocsoló
A nyári szabadságolások alkalmával
külön gondot jelent lakásunk virágai-
nak locsolása. A 129. ábrán egy na-
gyobb növény (pl. pálma stb.) automa-
tikus locsolására alkalmas elrendezés
működési vázlatát tüntettük fel. E mo-
123
129. ábra
Automatikus viráglocsoló működési vázlata
toros szivattyúval működő megoldás
„kétpont” szabályozó áramkör. Mint a
129. ábrán látható, a cserépedény föld-
jébe két rézhuzalból álló „földellenál-
lást” érzékelő szondát helyezünk el. Az
5 mm átmérőjű és 5 cm hosszúságú
szondákat egymástól néhány cm-re kell
a földbe lenyomni. A virág földjére a
vizet az elektromos szivattyú szállítja a
gumicső vön keresztül. A gumicsőnek
legalább 7.. .8 cm-re kell lennie a legkö-
zelebbi érzékelő szondától.
Amikor a növény elkezd szomjazni,
vagyis a föld megfelelően szikkadt már,
akkor a szondák közötti ellenállás érté-
ke megnő. Ekkor a szabályozó egység
jelfogójának érintkezőjén keresztül az
elektromos szivattyú tápfeszültséget
kap, és az a növény földjére a víztartály-
ból megfelelő mennyiségű vizet szállít.
Több növény egyidejű automatikus
locsolása is megoldható több érzékelő
szonda soros kapcsolásával, valamint
az elektromos szivattyú „vízkimeneté-
124
a)
IC2
IC,
OV "UT1=9V
4
131. ábra
Automatikus viráglocsoló
a) nyomtatott áramköri rajza;
b) alkatrészbeültetési rajza (M 1:1)
125
nek” megfelelő elosztásával, vagy több
szivattyú egyidejű működtetésével.
Az automatikus viráglocsoló elvi
kapcsolási rajzát a 130. ábrán tüntettük
fel. A kapcsolást két CD 4001 típusú
integrált áramkör felhasználásával épí-
tettük meg. Természetesen más hason-
ló, VAGY-NEM (NOR) kapukat tar-
talmazó integrált áramkörök is alkal-
mazhatók.
Amikor a feszültségosztó kimeneti
szintje (amelyet a P potenciométer, az
7?! ellenállás, valamint az érzékelő szon-
dák közötti föld ellenállása alkot) meg-
haladja a 4,2 V-ot, akkor az ICj
VAGY-NEM kapujának 3-as kimenete
nulla állapotba vált. Ekkor a I\ tran-
zisztor néhány másodperc időtartam
után vezető állapotba kerül. Ezt az idő-
tartamot az R3Cj komplexum határoz-
za meg. Ugyanekkor az ZC2 integrált
áramkör két kapujából, valamint az
R5C2-böl alkotott monostabil multivib-
rátor átbillen, kb. 95 másodpercre blok-
kolva így az 7Cj integrált áramkör 13-
as bemenetét.
Amikor tehát a tranzisztor vezetővé
válik, akkor a / jelfogó meghúz és indít-
ja az elektromos szivattyút, amely a vi-
zet szállítja. A 95 másodperces nyugal-
mi időtartam alatt a víz beszívódása
megtörténik. Ha ez idő alatt a föld el-
lenállása nem csökkent le eléggé, akkor
a ciklus újra ismétlődik. Azonban ha az
ZC] 3-as kimenete 7-esre vált, a vízszál-
lítási ciklus szünetel mindaddig, míg
ezen integrált áramkör 3-as pontja nem
megy át nulla állapotba.
A 95 másodpercnyi nyugalmi időtar-
tam kb. 15 másodpercre csökkenthető
le, ha az Rs ellenállással 120 kQ-os el-
lenállást kötünk párhuzamosan. A sza-
bályozó egység nyomtatott- és alkat-
részbeültetési rajzát a 131. ábrán, a tel-
jes huzalozási rajzot pedig a 132. ábrán
láthatjuk.
132. ábra
Automatikus viráglocsoló „huzalozási” rajza
126
3
Otthonunk háztartásának elektronikája
3.1
Mikroszámítógép a háztartási gépekben
Az a forradalom, amelynek napjaink-
ban részesei vagyunk, a számítógépek
forradalma. A mikroszámítógépek és a
mikroprocesszorok bevezetésével a tá-
rolókkal együtt általánosan felhasznál-
ható alkatrészek állnak rendelkezésre,
amelyekben ezeknek a feladatait úgy
illeszthetjük, hogy a rendszer követel-
ményeinek megfelelően változtatjuk a
tároló tartalmát. A folyamatszabályo-
zás, amely korábban csak nagy beren-
dezéseknél volt gazdaságosan megvaló-
sítható, nemcsak az ipari elektronika
területére hatol be, hanem sok fogyasz-
tói alkalmazási területre és a háztartás-
technikába is.
Mi rejlik a „mikroprocesszor” elne-
vezés mögött? A „mikro” valami na-
gyon picire utal, a „processzor” pedig
azt jelzi, hogy az adatfeldolgozó egység-
ről van szó. Valójában a mikroprocesz-
szor nem más, mint egy félvezető alkat-
rész, amely kis mérete és számítóképes-
sége révén beépíthető a hagyományos
elektronikus áramkörökbe éppúgy,
mint mindennapi igényeink kielégítésé-
re szolgáló valamennyi lehetséges ké-
szülékbe, s ezzel elvezethet bennünket a
számítástechnika csaknem határtalan
lehetőségeibe.
A mikroprocesszor tulajdonképpen
semmi mást nem csinál, mint adatokkal
„manipulál”. A többnyire 40 (esetleg
64) csatlakozóponttal kialakított mik-
roprocesszor egy komplex elektronikus
áramkör, amely képes a kívülről „bejö-
vő” adatokat egy időben egymás után
feldolgozni.
Az elektronika leggyorsabb és leg-
alapvetőbb változásának oka kivált-
képpen a mikroprocesszor két tulajdon-
ságában keresendő:
a) az a nagyfokú rugalmasság,
amellyel minden elképzelhető feladat-
hoz alkalmazkodik,
új az a lehetőség, hogy áramkörökbe
és készülékekbe számítási képességeket
építsünk be, ami eddig helyhiány miatt
és gazdasági okokból megvalósíthatat-
lan volt.
A célból, hogy a mikroprocesszort
„memóriá”-val és a környezettel való
kapcsolattartás képességével lássuk el,
szükség van néhány kiegészítő áram-
körre, mint pl. tárolóra és be/kiadó épí-
tőelemekre. A mikroprocesszor ezekkel
együtt mikroszámítógépet alkot. Ha a
mikroszámítógépet periférikus áramkö-
rökkel egészítjük ki, megfelelő felhasz-
nálói programmal, akkor működőképes
127
folyamatvezérlésű, pl. folyamatszabá-
lyozott készülékeket készíthetünk (pl.
mikroszámítógépes mosógépek, lég-
kondicionáló berendezések stb.).
A mikroprocesszoros készülékek ott-
honunkban nemcsak a háztartási elekt-
ronika területén, hanem egészen várat-
lan területeken is felbukkanhatnak, pl.
játékok (tiroli játék), képernyőjáték (pl.
ágyúütközet játék, amelyben két játé-
kos vív ágyúcsatát; befalazó játék; fir-
káló játék, ahol négy gyermek játszhat
egyszerre, a „képernyőn firkálhatnak,
radírozhatnak elképzelésük szerint),
bridzs kártyák nélkül stb.
Napjainkban már pl. szerény össze-
gért egyszerű kezelhetőségű, nagy telje-
sítőképességű zsebszámológépek kap-
hatók. Ezek a készülékek nélkülözhe-
tetlen munkaeszközzé váltak minden
szakterületen, sőt otthon is. Ki gondol-
ta volna, hogy az 1980-as éveket köve-
tően a logarléc és a logaritmustáblázat
múzeumi tárgy lesz, és ezeket a rendkí-
vül gyors és pontos elektronikus eszkö-
zök váltják fel, azonos áron, sőt olcsób-
ban. A mai legújabb karórák nemcsak
órák, hanem egyben számítógép
funkciókat is biztosítanak. Az egyik
legkorszerűbb karóra funkciói címsza-
vakban elmondva a következők: digitá-
lis óra, ébresztőóra, stopper, interval-
lummérő és visszaszámláló, 200 éves
naptár és számítógép.
Egyre jobban terjednek a mikropro-
cesszorok a háztartási gépekben is.
Az elektronika óriási fejlődése, a mikro-
miniatürizálás előretörése és annak
szükségessége, hogy az eddiginél jobban
takarékoskodjunk a villamos energiá-
val, a háztartási gépek fejlesztőit is új
feladatok elé állították. így a korszerű
elektronikát egyre jobban alkalmazzák
a háztartási gépekben. Ide sorolhatók
pl. a mosógépautomaták (amely a házi-
asszony helyett áztat, mos, öblít, centri-
fugál és még a víz melegítésére is van
gondja), ruhaszárítók, vasalógépek,
mikrohullámú tűzhelyek, edénymoso-
gató automaták, a különböző hűtő-
szekrények, mélyhűtő készülékek, por-
szívók, légkondicionáló berendezések,
légnedvesítők, termikus fazekak stb.
(1. a 133. ábrát).
A háztartási készülékek és gépek a
mai házisasszony számára a munka
igen nagy megkönnyítését jelentik. Tud-
valevő, hogy még néhány évvel ezelőtt
az összes folyamatvezérlési és szabályo-
zási feladatot elektromos és elektro-
mechanikus alkatelemekkel oldották
meg a háztartási készülékekben. Ma
azonban, mint a fentiekben már említet-
tük, egyre növekvő mértékben veszik át
133. Ábra
A legfontosabb elektromos háztartási gépek és azokkal való ellátottság várható alakulása az
1985. . ,1990-es években, %-ban
128
ezeket a feladatokat az elektronikus al-
katelemek, ill. alkatelemcsoportok.
Az elektronikus folyamatvezérlésü és
szabályozási megoldások a közeljövő-
ben forradalmasítani fogják a
háztartási-műszaki cikkeket gyártó
ipart.
Ebben a részben ismertetjük azokat a
legfontosabb funkciókat, amelyeket a
háztartási készülékekben és gépekben
elektronikus részegységek felhasználá-
sával oldanak meg. Természetesen nem
építési leírásokat adnak a következők-
ben leírtak, inkább csak „étvágygerjesz-
tőnek” tálaljuk őket.
Az új technika kulcselemei a nagy
integráltságú áramkörök, amelyek mint
már említettük mikroprocesszorokból
és tárolókból állnak. Ezeket további al-
katelemekkel mikroszámítógéppel egé-
szítették ki, amelyeknek legfontosabb
tulajdonságuk a programozhatóságuk.
Ma már „intelligens” elektronikákról
beszélünk, amelyek ellátják a folyamat-
vezérlés és szabályozás különböző
programozási, ellenőrzési s egyéb fel-
adatait.
Meg kell még említeni, hogy a legkor-
szerűbb mikroelektronikus technikát
mindig ott célszerű felhasználni, ahol az
előnyöket biztosít a hagyományos
elektromos és elektromechanikus meg-
oldásokkal szemben. Ezek az előnyök a
következők lehetnek:
- a megbízhatóság növekedése,
- több funkció képessége,
- az energiaszükséglet csökkenése,
- csökkentett környezetterhelés (pl.
kisebb rádiófrekvenciás zaj, hangtalan
működés stb.), vagy - és ez messzeme-
nően a leggyakoribb ok -,
- a felhasználási haszon növekedése.
Továbbá, mivel az elektronikában
nincsenek mechanikusan kopó alkatré-
szek, ezért már koncepciójából kifolyó-
lag is kevésbé igényel javítást.
A 134. ábrán egy mikroszámítógép
által vezérelt háztartási gép (pl. mosó-
gép, mosogatógép) információáramlá-
sának vázlatát láthatjuk. Az ember által
történő „beadás” egyszerű, ergonómiai-
lag jól kialakított rendszereket követel
meg. A beadott értékeket és parancso-
kat tárolni kell, meg kell vizsgálni és fel
kell dolgozni őket. Nyugtázó, ellenőrző
vagy figyelmeztető jelzéseket megfelelő
kijelzők segítségével jelzünk vissza az
ember felé. Azokat a mért értékeket,
amelyeket a processzor megkapott, elő-
re megadott névleges értékekkel kell
összehasonlítani. Eltérések esetén ve-
zérlési parancsok kiadására kerül sor.
A háztartási gépek előállítására vo-
natkozó követelmények az emberre, a
technikára és az energiára vonatkoz-
nak, és azok gazdaságos fejlesztésének
területét képezik A következő főbb fel-
tételeket kell kielégíteni:
- a felhasználó megnövekedett igé-
nyei (pl. jobb használhatóság, nagy
megbízhatóság, jó szervizelhetőség és
korszerű külső forma),
- a félvezető technológia fejlődésének
figyelembevétele,
- illeszkedés a környezeti feltételek-
hez (pl. energiatakarékos típusok, zaj-
szegény kivitelek stb.).
A jövőben a mikroelektronika fogja
lehetővé tenni, hogy minden elképzelhe-
tő kombinációjú jellemzőt és progra-
mot egy készülék folyamatvezérlésébe
és szabályozásába beépítsünk. Az ipar
feladata lesz, hogy a programokat úgy
alakítsa ki, hogy a felhasználónak opti-
málisan a hasznára legyen. A fejlesztők
arra törekszenek, hogy a készülékek ke-
zelését inkább egyszerüsitsék, mint bo-
nyolítsák. Egy korszerű háztartási ké-
szülék vagy gép kezelése ugyanis nem
lehet olyan komplikált, hogy a felhasz-
náló bizonytalanná váljon.
A 135. ábrán egy háztartási gép elekt-
ronikájának kalkulált költségmegoszlá-
sa látható. A mikroszámítógép érték-
ben csak a teljes költség 10%-át adja.
Az ábrából láthatóan az érzékelők
9 Elektronika otthonunkban
129
Az embertől
.Beadási Kezelés
—Érintéses vezérlés
— Fóliás kapcsoló
—Nyomógomb
—Impulzusadó
— Piezo nyomógomb
SP
A folyamathoz
, Kiadás"- ÁlHószervek
(beállitótagok):
— Relék
— Elektromechanikus
— meghajtók
—-(Léptető kapcsolók)
— Tirisztorok
—Tr járok stb
. Kiadós” - Kijelzések
— LED
—LCD
— Izzólámpa
— Akusztikus
134. ábra
Információáramlás a mikroprocesszoros folyamatvezérlésű háztartási gépekben
135. ábra
Egy háztartási gép elektronikájának kalkulált költségmegoszlása (Becslés az 1984-es évre)
(szenzorok) és mindenekelőtt a teljesít-
ménykapcsolók technológiai megoldá-
sainak költségfejlődése messze nem tar-
tott lépést a mikroszámítógépek költ-
ségcsökkenésével. így ma a háztartási
gépipar részére csak feltételesen gazda-
ságosan használható érzékelők állnak
rendelkezésre, amelyek a mikroszámí-
tógép előnyeit teljesen érvényre juttat-
ják.
Napjainkban az egyes gyártók külön-
böző fejlesztési utakon haladnak. így
találunk mikroprocesszoros elgondolá-
sokat, vagy a feladatra irányított meg-
oldásokat. A 136. ábrán nagy háztartási
gépek folyamat vezérléséhez alkalmas
CMOS integrált áramkör felépítését lát-
hatjuk. Ez a speciális integrált áramkör
és egy interface-elektronika megvalósít-
ja az összes ellenőrzési és időadási funk-
130
136. ábra
Nagy háztartási gépek folyamatvezérléséhez alkalmas CMOS integrált áramkör felépítése (GZA
1513/1514 típus)
9*
131
ciókat. Ezt az integrált áramkört mosó-
gépek, edényöblítők és ruhaszárítók ve-
zérlésére tervezték.
Várható, hogy a háztartásban a kö-
zeljövőben autonóm működésű mikro-
számítógépek szabályozzák majd a klí-
mát, a megvilágítást és a háztartási gé-
peket; a korszerű mosógépek, szárítók,
hűtőszekrények, termikus fazekak stb.
mutatják az utat. Ezen kívül ottho-
nunkban egyre fontosabb lesz a betörés
elleni védelem lehetősége és a tűzjel-
zés is.
3.2
Háztartási gépek vezérlő és szabályozó áramkörei
3.2.1
Mosó- és mosogatógépek
Tekintet nélkül arra, hogy ruhákat kell
mosni vagy edényt kell mosogatni, az
eredményt egyaránt egy sor tényező
együttműködése határozza meg, ame-
lyek egészükben a mosási folyamatot
képezik. Ezek a tényezők a kémia (az
adagolt mosó- és öblítőszer formájá-
ban), a mechanika (a ruhanemű vagy az
öblítő vízsugarak mozgása), a hőmér-
séklet, amely a kémiát és a mechanikát
alátámasztja, valamint nem utolsósor-
ban e tényezők hosszú hatásideje.
Az egyes tényezők részaránya az egész
folyamatban a gép felépítésétől függően
különböző lehet. Ha az egyik tényezőt
megnöveljük, akkor a többit arányosan
csökkenthetjük.
A mosógépautomatákban az első
programkapcsolóegységeknek csupán
az volt a feladata, hogy a vízmelegítő
fűtését és a forgótárcsa motorját be- és
kikapcsolja. A könnyen kezelhető textí-
liák elterjedése, ill. a mosási művelet
automatizálásának növekvő trendje
szükségessé tette a programkapcsoló-
egység alapfunkcióinak további bővíté-
sét. így a mosási programok
hőmérséklet- és időjellemzői, ill. a
mosó- és öblítőszerek kiegészítő idő-
pontjai a mindenkori igények alapján
kerültek meghatározásra. Ehhez továb-
bi érintkezőpályák váltak szükségessé a
programkapcsolóegységben, pl. a mo-
tor vezérléséhez, az áztatószer, mosó-
szer és ápolószer automatikus bekeveré-
séhez. A kapcsolási funkciók száma,
amelyet a programkapcsolóegység telje-
sített a 70-es évekig 12-ről 36-ra növeke-
dett.
A legújabb gépeknél a felhasználó
csupán a mosás fajtáját adja be, azután
a mikroszámítógép veszi át a további
döntéseket. A harmadik generáció ké-
szülékei pedig lehetővé teszik az energia
fokozott mértékben való megtakarítá-
sát, valamint meggátolják a hibás keze-
lést és ezzel az energia elfecsérlését.
A Siemens cég - háziasszonyok köz-
reműködésével - egy speciális kezelési
logikát fejlesztett ki. Ennek segítségével
(kvázi az ember és gép közötti dialógus-
ként) optimális programok sokaságát
lehetséges gyorsan és használati utasítás
nélkül kiválasztani. A mikroszámítógép
egy másodperc tört része alatt kiszámít-
ja a beadott primer adatokból a megfe-
lelő terheléshez tartozó helyes progra-
mot.
A 137. ábra egy mikroprocesszoros
folyamatvezérlésű mosógép tömbvázla-
tát mutatja. A „bemeneti készülékek”
itt a mosószer (lúg) hőmérsékletérzéke-
lő és a mosóprogramot kiválasztó kap-
csoló (valamint a különböző biztonsági
„retesz” érintkezők). A bemeneti készü-
lékek érzékelik a mindenkori állapoto-
kat, s eljuttatják a mikroszámítógép felé
azokat az információkat, amelyekre an-
nak szüksége van ahhoz, hogy helyesen
elvégezhesse a mosási funkciókat. Ezek-
nek az input (bemeneti) adatoknak
132
.Kimeneti készülékek’
alapján a felhasználói program kiszá-
mítja az output (kimeneti) adatokat,
amelyek a kimeneti készülékek segítsé-
gével megfelelő tevékenységekké ala-
kulnak át. így pl. a felhasználói prog-
ram lekérdezi a hőérzékelőtől annak
pillanatnyi hőmérsékletértékét. Ha a
mosóvíz hőmérséklete a mosóprogram-
előkapcsoló által beállított hőmérsékle-
ten van, a mikroszámítógép utasítást ad
a triak (vagy a mágneskapcsoló) áramá-
nak megszüntetésére, a fűtés kikapcso-
lása céljából.
A 138. ábrán részletet mutatunk be
egy mosógép mikroszámítógéppel vezé-
relt programfutási tervéből. Minden
blokk egy utasítást (vagy utasításcso-
portot) jelképez, amely intézkedik az
iránt, hogy a jelölt funkció végrehajtas-
sák. A „téglalapok” tevékenységeket,
ill. feladatokat jelölnek, a „rombuszok”
pedig döntéseket, amelyek (a program
pillanatnyi állapotai alapján) a minden-
kori szükségnek megfelelően „elágazá-
sokat” engednek meg a program egyik
vagy másik része felé. Az ilyen feltételes
elágazások segítségével várakozási so-
rok realizálhatók, amelyekben a pro-
cesszor csak akkor kapcsol tovább egy
„új” (következő) tevékenységre, ha erre
a célra előre beadott feltétel teljesül.
(Ilyen eset pl. ha a mosóvíz hőmérsékle-
te elérte a megadott értéket.)
A 139. ábrán az ITT-cég ITT7150
típusú, egyszerűbb mosógépfunkciók
ellátására kifejlesztett mikroprocesszo-
rának be- és kimeneti jeleit tüntettük
fel.
A 140. ábra e mikroprocesszorral fel-
épített mosógép elvi kapcsolási rajzát
mutatja.
A mai generációs mosógépek tovább
javíthatók, ha a mosási program folya-
matát „illesztjük” a fehérnemű betölté-
séhez, szennyezettségi fokához, a víz ke-
ménységéhez és az esetleges folyékony
133
hőfokra
feltúteni
I
Főmosás
1
Centrrfugálás
I
138. ábra
Részlet egy mosógép mikroszámítógéppel vezérelt programfutási tervéből
program válasz-
tása és kijelző
vezérlése
6 kimenő
funkció
.Bio" tele tartály
Ajtó retesz
Hőmérséklet
Fára nos-törlés
Óra
Vizszint
1ap(0V,-15V)
ITT
7150
Mozgás
forgásérzékelés
Forgás-sebesség
vezérlés
139. ábra
Az ITT-cég által gyártott ITT7150 típusú mikroprocesszor bemeneti és kimeneti jelei
134
135
140. ábra
Az ITT7150 típusú mikroprocesszorral felépített mosóautomata elvi kapcsolási rajza
141. ábra
Mosogatógép vízáramlás! vázlata (Elektrolux)
1 vizhozzávezetés; 2 mágnesszelep; 3 keringető
szivattyú: 4 levezető szivattyú: 5 szintkapcsolő: 6
mágnesszelep a lágyító-berendezéshez;
7 vegyszertartó a lágyító-berendezéshez; 8 tartály a
lágyltómasszához
mosószer automatikus adagolásához.
Az elektronikus érzékelők meghatároz-
zák a víz hőmérsékletét, lúgosságát és
keveredését. Ezekkel az információkkal
az optimális energia-, víz- és mosószer-
szükséglet számítható és szabályozható.
A felhasználó egy kijelző egységen in-
formálódhat az aktuális üzemállapotról
és a mosási művelet várható befejezésé-
ről. Az egyszerű kezelés úgy érhető el,
hogy a mosógépautomata egy progra-
mozott kezelési utasítás formájában fel-
kéri a felhasználót a szükséges vezérlő-
utasítások bevitelére.
A fentiekből már ma érzékelhetők
azok a továbbfejlesztések, amelyek a
jövő mikroszámítógép-generációkkal
megoldást nyerhetnek.
A mosogatógépeknél a dobot vízszó-
ró rendszer helyettesíti (1. a 141. ábrát).
Ezzel a szükséges mechanikát mozgó
vízsugarak utánozzák. A jelenleg fel-
használt technika abban áll, hogy forgó
szórókarok vannak alul a tartályban és
az állványok között, valamint felett,
amelyekben a mosogatnivalót elhelye-
zik. Az öblítőszert szivattyú juttatja a
szórókarokhoz, amely a vizet a tartály
legmélyebb helyéről szűrőn keresztül
szívja fel. A mosó- és mosogatóautoma-
táknál teljes program van egy sor
különálló folyamatból, amelynek telje-
sen automatikusan kell egymás után le-
bonyolódniok.
• A fűtés elektronikus szabályozása
A mosó- és mosogatógépekben a hideg
vizet fel kell melegíteni a mosási folya-
mathoz szükséges hőmérsékletre. Ezt a
hőmérsékletet megfelelően állandó szin-
ten kell tartani. Az a hőmérséklet, ame-
lyen a mosószerek optimális hatásukat
kifejtik 30 °C ... 90 °C közötti érték, a
fehérnemű és a mosószer összetételétől
függően. A mosóié felmelegítése beépí-
tett hűtőegységgel történik, amelyeknek
teljesítménye 1,5.. .3 kW, típustól füg-
gően.
142. ábra
Mosógép vizhőmérséklet-szabályozó áramkör (Siemens)
136
A vízhőmérséklet szabályozására al-
kalmas áramkört láthatunk a 142. áb-
rán. Hőmérsékletérzékelőként negatív
hőmérsékleti tényezőjű termisztor ke-
rült felhasználásra. A hőmérsékletbeál-
lító kapcsolóval három különböző hő-
mérséklet állítható be. A Tx és T2 tran-
zisztorok a kapcsolásban differenciál
erősítőt képeznek. A differenciálerősítő
alkalmazása révén a szabályozó elren-
dezés meglehetősen érzéketlen a tápfe-
szültségben és a környezeti hőmérsék-
letben fellépő ingadozásokkal szemben.
Ma már tirisztoros és triak-os gyúj-
tásszögvezérlésű vízhőmérséklet-szabá-
lyozó áramkörök is megtalálhatók a
legkorszerűbb típusokban.
• Motorvezérlés
A mosógépekben a különböző fajta fe-
hérneműk a dob különböző forgásse-
bességét teszik szükségessé. A 143. áb-
rán egy elektronikus mosógépvezérlő
áramkört tüntettünk fel. A motor egy
diódahíd átlójában helyezkedik el, és a
vezérlőfeszültség polaritásától függően
a forgórész határozza meg az áram irá-
nyát.
A kapcsolásban a dob fordulatszá-
mának kiválasztását kapcsoló határoz-
za meg. A motor fél feszültségcikluson
működik tirisztoron keresztül; az R
ellenállás ebben az esetben áramhatáro-
lásra szolgál. Ennek hője is felhasználó-
dik a mosóié melegítésére.
• Elektronikus szintszabályozás
A mosogatógépekben és különösen a
mosógépekben a különböző fehérne-
műfajták mosására és a különböző
mosó-, ill. öblítőprogramokban megha-
tározott mennyiségű vízre van szükség.
A vízszint elektronikus határolására a
levegő és a mosószer oldat eltérő elekt-
romos vezetőképességét hasznosítják.
Ebből a célból egyszerű szintelektródá-
kat helyeznek el a tartályban. Ezek
szintje határozza meg a víz magasságát
(ill. mennyiségét). A programvezérlés
meghatározza, hogy melyik elektród
aktív: amikor az emelkedő víz eléri a
kiválasztott szintelektródot, akkor a
megfelelő elektronika bemenete testpo-
tenciálra kerül. A kimeneti áramkörben
levő jelfogó gerjesztődik és a vízhozzá-
vezetés mágnesszelepe kikapcsol (1. a
144. ábrát).
143. ábra
Elektronikus mosógépmotor-vezérlő áramkör (Wegner)
137
144. ábra
Elektronikus szinthatárolás elvi kapcsolási rajza
3.2.2
Szárítóautomaták
A fehérneműt mosódobban centrifugál-
va még nem érjük el azt a száradási
fokot, amely a további feldolgozáshoz
szükséges. Ezért a ruhaneműt tovább
kell vízteleníteni. A már meglevő gyor-
san forgó centrifugák mellett vannak
forrólégszárítógépek, amelyek automa-
tikus vezérléssel vannak ellátva. Itt a
fehérnemű ugyanúgy mint a mosógép
esetében, lyukakkal ellátott forgódob-
ban van. Ebbe a dobba ventillátor fúvat
meleg levegőt.
A hőmérséklethatárolást elektroni-
kus termosztátok biztosítják. Amikor a
fehérnemű a maradék nedvesség meg-
határozott fokát elérte, még egy további
fázist iktatnak be, amely a fehérnemű-
nek hideg levegővel való átfúvatását és
ezzel a „puhaságát” biztosítja.
A fehérnemű nedvességmérése azon a
tényen alapszik, hogy annak nedvesség-
foka meghatározott arányban van az
anyag elektromos ellenállásával. A szá-
rítási folyamat alatt egy elektronikus
áramkör állandóan méri a fehérnemű
egyre nagyobbá váló elektromos ellen-
állását. Erre a célra elektródok vannak
a dob szigetelt menesztőbordáiban.
Ezek az elektródon csúszógyürükön ke-
resztül csatlakoznak az elektronikára
(1. a 145a ábrát). A dob mozgása követ-
145. ábra
A fehérnemű nedvességmérése a szárítóautomatákban
a) ellenállásméréssel; b) kondenzátorkisülés segítségével
b)
138
keztében a fehérnemű érinti a fémelekt-
ródákat és különböző ellenállásmérések
sokaságából integrálással létrejön az át-
lagos érték, amely a nedvességvezérlő
automatikát működteti.
A maradék nedvességet kondenzátor-
kisülés segítségével is mérhetjük. Erre a
célra az egyik menesztőbordában kon-
denzátort helyeznek el (1. a 1456 ábrát).
A dob minden fordulatára a kondenzá-
146. ábra
Elektronikus nedvességméréssel ellátott száritóautomata kapcsolási rajza (Miele)
139
tor előbb a csúszóérintkezőkön keresz-
tül a munkafeszültségre töltődik fel.
A dob továbbforgása során a nedves
fehérnemű és a kondenzátor egy pár
csúszógyűrűn keresztül az elektronika
@ E«i
Meleg
Hideg
147. ábra
Elektronikus zuhany
a) vezérlöfeje: b) a működés tömbvázlata.
c) kapcsolási rajza (Elektrolux)
bemenetére csatlakozik (1. a 146. ábrát).
A kondenzátor töltését a fehérnemű
nedvességfoka határozza meg. A kon-
denzátor annál jobban sül ki, minél
nedvesebb a fehérnemű. Ennek az a kö-
vetkezménye, hogy a meghatározott
szárazsági fok alatt már nem lép fel
kisülés. Ekkor az elektronika jelet ad és
a szárítási folyamat leáll, s esetleg hi-
deglevegős átfúvatási folyamat kezdő-
dik.
Ma már a szárítóautomatákat is mik-
roprocesszoros vezérlésűre készítik. így
a mosógépeknél ismertetett előnyök
(kezelés, eredmény és célszerűség) itt is
elérhetők.
3.2.3
Elektronikus zuhany
Az elektronika megjelent már az egész-
ségügyi berendezések területén is.
A 147« ábrán ún. elektronikus „váltó-
zuhany” vezérlőfejét láthatjuk.
Az elektronika rövid időtartamú, beál-
lítható impulzusokkal váltogatja a me-
leg és hideg vízsugarakat, úgy hogy az
így fellépő masszírozóhatás aktiválja a
bőrt és ingerli a vér átáramlását. A zu-
hany vezérlőfejében (1. a 1476 ábrát)
található az impulzusadó és a szükséges
csapok a hideg és meleg vízhez, egy há-
romutas szelep (a zuhany fajtájához) és
ellenőrző lámpák. A vízkörfolyam a ke-
veröcsapból és a két mágnesszelepből
áll. Ezek közül a felső közvetlenül a
hideg víz vezetékébe van bekötve, az
alsót viszont a meleg víz vezetékében
helyezték el. (Ebben a beállított hőmér-
sékletű meleg víz áramlik.)
Az impulzusadó a beállított időtől
függően felváltva nyitja a két mágnes-
szelepet úgy, hogy a víz lökésekkel jön
ki a zuhanyból, mintegy lüktetve. Az
impulzusadó egy multivibrátorból áll (1.
a 147c ábrát). Az időbeállítástól elte-
kintve ez nem jelent különleges kapcso-
lást. A mágnesszelepek gerjesztöteker-
140
csei a Ti és T2 tranzisztorok kollektor-
körében vannak elhelyezve.
A tekercsekkel párhuzamosan kap-
csolták az ellenőrzőlámpákat. Ezek
egyúttal csillapítják az induktív kikap-
csolási feszültségcsúcsokat. Az impul-
zusok gyakoriságát az /?6, /?7, C2 és D2
elemek határozzák meg. A hideg víz
impulzusidőtartamát az Rn potencio-
méter segítségével lehet a kívánt értékre
beállítani. Az áramkört 24 V-os válta-
kozó feszültségről tápláljuk az 1 és 2
kapcsokon keresztül. A váltakozó fe-
szültséget a Di dióda egyenirányítja, s
az egyenfeszültség a Cx pufferkonden-
zátoron jelenik meg.
3.2.4
Hajszárító burák
A 148. ábrán egy érdekes szabályozó
áramkört láthatunk, amit hajszárító bu-
rákban alkalmaznak. Itt a burában levő
szűrő szennyeződését mérik. A készülék
meghatározott szennyeződési mérték-
nél kikapcsol. A mérés alapelve azon
alapul, hogy a termisztor ellenállásérté-
ke az átáramló levegő hütőhatásának a
függvénye. Az ábrán látható küszöbér-
tékkapcsoló meghatározott szennyező-
dési értéknél kikapcsolja a hajszárító
burát.
3.2.5
Elektromos sütők
Az elektromos sütő a „legrégibb” ház-
tartási készülékek közé tartozik. Két-
ségtelenül szükség van olyan áramkö-
rökre, amelyekben a sütő- vagy főző-
programot további beavatkozás nélkül
teljesen automatikusan lehet lebonyolí-
tani. Erre ugyanúgy, mint a mosó- és
mosogatógépeknél mikroszámítógép
segítségével nyílik lehetőség. A mikro-
számítógéppel felszerelt háztartási tűz-
hely húst süt, tésztát süt, főz és grillételt
készít teljesen önállóan. Az ehhez szük-
Szennyezödési végérték-kikapcsoló hajszárító
buráknál (Siemens)
séges programokat a mikroszámítógép
tárolójába írják be. A kezelés ugyan-
úgy, mint a mosógépeknél, kapcsoló-
tábla segítségével történik úgy, hogy pl.
két különböző ételt egyidejűleg lehessen
teljesen automatikusan elkészíteni.
3.2.6
Mikrohullámú sütők
Itt a melegítés módja (1. a 149. ábrát)
alapvetően különbözik a hagyományos
módszertől. A hagyományos módszer-
nél az étel melegítése érintkező hővel
történik. Ezzel szemben a mikrohullá-
149. ábra
A mikrohullámú sütő működési elve
141
Olajégő automatika elvi kapcsolási rajza (Danfoss) F fotorelé és fotoreléérintkezök; T időrelé és
időreléérintkezők; M motorrelé és érintkezői
mú sütőben nagyfrekvenciás mezőről
van szó, amelyben az ételek molekulái
erősen rezgésbe jönnek. Az így létreho-
zott súrlódási hő indítja el a porhanyí-
tás folyamatát.
Az étel melegítése tehát belülről kifelé
történik, ugyanakkor külső energiafor-
rásként 2,5 GHz-es frekvenciájú gene-
rátort használnak magnetron formájá-
ban.
3.2.7
Olajégő automatika
A családi házakban az olaj tüzelésű köz-
ponti fűtőberendezés figyelésére és ve-
zérlésére szolgál egy elektronikus segéd-
eszköz, az olajégő automatika. Ennek
kell az olaj/levegő keveréket meggyújta-
nia, a lángot figyelnie és az esetleg fellé-
pő zavarokat optikai vagy akusztikai
úton jeleznie. A vezérlőkészülék először
az olajszivattyú motorját kapcsolja be
úgy, hogy az olaj/levegő keverék a fűtő-
kazán égésterébe fecskendeződik. Egy-
idejűleg az ún. lángellenörzés segítségé-
vel meggyullad a keverék. A gyújtás
nagyfeszültségű szikra segítségével tör-
ténik, amelyet gyújtótranszformátor ál-
lít elő és a szikra az erre a célra kialakí-
tott gyújtóelektródok között jön létre.
Az égő láng optikai érzékelőt világít
meg, pl. fotoellenállást, amely a gyújtást
ismét kikapcsolja. Ha a keverék nem ég
el, vagy a láng elalszik, akkor a gyújtás
ismét működésbe lép. Ha a gyújtásnak
nincs eredménye, akkor meghatározott
idő eltelte után a berendezés kikapcsol
és zavar jelentésére kerül sor. A 150.
ábrán egy ilyen olajégő automatika elvi
kapcsolási rajzát láthatjuk.
142
MINDENKI LEHET
EZERMESTER
Elektronikai alkatrészek
nagy választékát kínálják
szakboltjaink
Bp. Vili., József krt. 30—32.
Bp. VI., Lenin krt. 92.
Bp. IV., István tér 5.
Bp. II., Kisrókus u. 1.
Bp. XXL, Költői A. u. 11.
Bp. XI., Bartók Béla u. 14.
Bp- III., Vöröskereszt u. 11.
Bp. XV., Frankovics u. 53—69.
Bp. XIV., Örs vezér tere (SUGÁR)
Bp. XIV., Dózsa Gy. út 19.
143
Kiadja: a Műszaki Könyvkiadó
Felelős kiadó: Fischer Herbert igazgató
Egyetemi Nyomda 82.8832 Budapest, 1983
Felelős vezető: Sűmeghi Zoltán igazgató
Műszaki vezető: Kőrizs Károly
Műszaki szerkesztő: Molnár József
A borítót és a kötást tervezte: Molnár V. József
A könyv ábráit rajzolta: Novák István
A könyv formátuma: B5
ivterjedelme: 12.875
Ábrák száma: 150
Példányszám: 22 300
Papír minősége: 80 g ofszet
Betücsalád és -méret: 10/11 pontos New Times ant.
Azonossági szám: 61 136
MÜ: 3438-h-8386
Készült: az MSZ 5601 és 5602 szerint
Kézirat lezárva: 1982. augusztus hó
Elektronika