Включения и выключения электро - и радиотехнических устройств

В быту часто приходится сталкиваться с задачей своевременного включения или выключения на определенное время тех или иных электро - или радиоприборов, причем, нередко это требуется делать без участия человека.

. Представьте такую ситуацию. У вас дома есть видеомагнитофон и телевизор. Но во время интересующей вас телевизионной передачи, например учебной, дома никого нет. Как быть? Может выручить электронный автомат., В определенное время он включит телевизор и видеомагнитофон, запишет на магнитную ленту необходимую вам передачу, после него выключит аппаратуру. В удобное для вас время можно включить вручную или с помощью того же автомата видеомагнитофон и телевизор и не торопясь посмотреть записанную передачу. Естественно, что все команды на включение и выключение заранее вводятся в программу работы (или память) автомата.

Немного фантазии, и вот уже автомат в нужное время открывает форточку, чтобы проветривать помещение, включает и выключает электроплитку, подогревая завтрак, выполняет функцию будильника, в определенное время включает магнитофон и вашим же голосом напомнит сынишке, что пора гулять...

Из всего этого следует, что автомат должен уметь следить одновременно за несколькими процессами, т. е. иметь несколько каналов управления, а также несколько выходов, причем, выходы должны быть силовыми, т. е. обеспечивать коммутацию относительно больших токов и напряжений. Вариантов построения подобных автоматов может быть много. Кратко рассмотрим для примера три возможных из них.

Автомат можно рассматривать как простой набор или совокупность нескольких идентичных, автоматов-таймеров, каждый из которых выполняет только свою функцию, например обслуживает только магнитофон, только телевизор и т. д. Это так называемый многотаймерный вариант автомата. Можно строить автомат как совокупность, ограниченного числа унифицированных таймерных устройств. И, наконец, можно создать автомат, содержащий всего одно таймерное устройство, которое будет управлять работой всех выходов по заранее заданным программам, к тому же всего с одним общим пультом управления и индикации.

Радиолюбитель-конструктор может выбрать свой вариант построения электронного автомата. Вероятно, радиолюбителям, еще не имеющим, опыта постройки подобных устройств, следует пойти по первому варианту, как наиболее простому, опытным радиолюбителям — по третьему, а для основной массы радиолюбителей более целесообразным представляется второй вариант. Однако при выборе варианта построения таймернрного устройства необходимо учитывать и пространственное расположение тех исполнительных устройств, работой которых оно будет управлять. Если все исполнительные устройства расположены компахтно (например, в одном месте квартиры), то целесообразно иметь одно унифицированное таймерное устройство (УТУ) с несколькими управляемыми выходами. При этом каждое исполнительное устройство (или группу их) подключают к определенной розетке УТУ. Если же исполнительные устройства рассредоточены по квартире, например магнитофон в одной комнате, радиоприемник — в другой, то в таком случае наиболее рациональным будет способ установки одновыходного УТУ в непосредственной близости от каждого исполнительного устройства, которое включается в свое УТУ обычным шнуром питания. При таком варианте каждая розетка будет оснащена УТУ.

Как видно из изложенного, число УТУ и их тип (число регулируемых выходов) зависят от конкретных условий квартиры и должны выбираться радиолюбителем самостоятельно исходя из простоты и удобств в обращении с автоматом и, конечно, с учетом типа, числа и размещения в квартире различных исполнительных устройств.

Вполне вероятно, что автомат при любом варианте построения должен содержать образцовые электронные часы (ОЭЧ), отсчитывающие текущее время с определенной точностью. Число таких часов может быть различным. Часы могут быть в каждом УТУ. Но можно использовать одни часы на всю квартиру с разветвленной сетью индикаторов. Наиболее рациональным представляется вариант, когда в квартире одни образцовые часы, обеспечивающие высокую точность хода, а сигнал секундных импульсов образцовых часов разводится по всей квартире самостоятельным проводом (например, типа ТРПК), и подается по всем индивидуальным часам УТУ. В результате такого построения сети времени все устройства квартиры будут работать синхронно, по единому времени. При этом каждое УТУ будет оснащено аналогичными часами, но без генераторов тактовых импульсов. В них функцию генератора будут выполнять секундные импульсы, поступающие от образцовых часов по проводам. На первом этапе конструирования автомата число УТУ целесообразно выбирать равным 5. Каждое таймерное устройство оканчивается стандартной сетевой розеткой, рассчитанной на напряжение 220В и максимальный ток нагрузки 6 А. Структурная схема такого автомата показана на рис. 1. Каждое УТУ имеет свои платы управления (ПУ) и индикации (ПИ). В принципе, может быть одна ПУ и одна ПИ на все УТУ с соответствующим набором кнопок. Нажав первую кнопку на ПУ, мы тем самым подключаем эту плату к УТУ 1, нажатием второй кнопки — к УТУ 2 и т. д. Такой вариант более экономичен, но менее удобен в эксплуа-ации : увеличивается время на выяснение, по какой программе работает каждое УТУ.

Построение автомата по структурной схеме рис. 2 предпочтительнее, так как облегчается контроль за его работой: достаточно взглянуть на табло ПУ соответствующего УТУ, чтобы понять, в каком режиме оно работает. Сама же плата индикации может иметь от одного до трех индикаторов, позволяющих показывать время начала, конца и продолжительность выполняемой операции. Если в УТУ один индикатор, то к нему необходимо предусмотреть три кнопки, позволяющие получать эту информацию. При нажатии на одну из них индикатор показывает время начала определенного режима, при нажатии на вторую — время окончания этого режима, при нажатии на третью — продолжительность режима (либо время, оставшееся до конца режима).

Радиолюбитель по своему желанию может варьировать чистом индикаторов и их функциями. Наиболее удобным представляется двухйндикаторный вариант с одной кнопкой на каждое УТУ. В таком случае один из индикаторов показывает время начала режима работы, второй — время конца режима. При нажатии на кнопку первый индикатор показывает текущее время.

На плате управления может быть несколько органов управления, например переключатель дня недели или числа месяца, устанавливающий требуемый день недели или месяца, переключатели часов, минут и секунд, которыми устанавливают требуемое время в часах, минутах и секундах, а также две кнопки — для установки времени начала и конца режима работы. В УТУ желательно предусмотреть сигнальную лампу накаливания для контроля за включением и выключением питания. Могут быть еще две сигнальные лампы, облегчающие работу с УТУ: одна из них, например, зеленая, станет загораться на время, когда с УТУ подано напряжение к нагрузке, а вторая, например красная, когда нагрузка обесточена. Вход УТУ и каждый выход его оснащают плавкими предохранителями или системой электронной защиты от перегрузок или короткого замыкания.

Функциональная схема автомата с системой защиты от перегрузок и сигнализацией о включении питания показана на рис. 2. Автомат состоит из четырех основных узлов: образцовых электронных часов (ОЭЧ), местных электронных часов (ЭЧ), унифицированного таймерного устройства (УТУ) и источника питания (G).

Таймерные устройства следует делать универсальными и полностью взаимозаменяемыми. При размещении их в одном месте местные электронные часы могут быть исключены. Если же УТУ предполагается разместить в разных комнатах квартиры, местные электронные часы желательно иметь возле каждого УТУ. При этом от образцовых к местным часам будут подаваться только секундные импульсы. В результате все часы в одной квартире будут идти синхронно.

Переходим к описанию различных функциональных узлов автомата.