Απλός χρονοδιακόπτης αφής

Χρονοδιακόπτης αφής


Το κύκλωμα που παρουσιάζουμε εδώ είναι ένας απλός χρονοδιακόπτης που ενεργοποιείται με το άγγιγμα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως διακόπτης κλιμακοστασίου. Ο χρονοδιακόπτης ενεργοποιεί έναν ηλεκτρονόμο (ρελέ) για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και έπειτα επιστρέφει σε κατάσταση ηρεμίας. Πρόκειται ουσιαστικά για ένα μονοσταθή πολυδονητή βασιζόμενο στο χρονοκύκλωμα 555.

Το κύκλωμα λειτουργεί με 12V. Αν συνδεθεί στο μεταλλικό πόμολο μίας θύρας, μπορεί να χρησιμεύσει ως ένας αποτελεσματικός και ταυτόχρονα οικονομικός συναγερμός για το εργαστήριο σας, το γραφείο, το δωμάτιο, ακόμη και για ντουλάπες ή συρτάρια. «Παγιδεύοντας» το πόμολο, θα μπορείτε να αποτρέψετε τον εισβολέα ενεργοποιώντας με το ρελέ μία σειρήνα. Ταυτόχρονα, το κύκλωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για φάρσες σε πάρτι ενεργοποιώντας σειρήνες ή φώτα στο άγγιγμα ενός μεταλλικού αντικειμένου. Μπορείτε επίσης να ενεργοποιείτε μία συσκευή αναπαραγωγής για την αναπαραγωγή ενός ηχογραφημένου μηνύματος. 

Μια πιο αστεία ιδέα θα ήταν η χρήση του κυκλώματος ως «αντικλεπτικό σύστημα» για το στόχο που προτιμάται ιδιαίτερα από τα «νυκτόβια αρπακτικά», το ψυγείο. Μόλις κάποιος αγγίξει το ψυγείο θα ενεργοποιείται μία σειρήνα που θα τον αποτρέπει να φάει το «σνακ». Σίγουρα όμως, με λίγη φαντασία μπορείτε να βρείτε πολλές ακόμη χρήσεις.  

Ενδεχομένως πολλοί να σκεφτούν ότι είναι ένα συνηθισμένο κύκλωμα που στερείται ευρηματικότητας. Φυσικά, για τους περισσότερους από εμάς, οι ηλεκτρονικές κατασκευές είναι κομμάτι της καθημερινής μας ζωής. Σκεφτείτε όμως ότι το συγκεκριμένο κύκλωμα είναι ιδανικό για να κεντρίσει το ενδιαφέρον αυτών που δεν έχουν έως στιγμής ασχοληθεί με το να φτιάξουν κάτι από μόνοι τους. 

 

Το ηλεκτρονικό σχηματικό

Το κύκλωμα δουλεύει με 12V αλλά και με μία μπαταρία των 9 V. Το 555 χρησιμοποιείται ως μονοσταθής πολυδονητής και ο ακροδέκτης εξόδου (ακροδέκτης 3) παραμένει σε κατάσταση λογικού 0, έως ότου η τάση στον ακροδέκτη 2 του ολοκληρωμένου να γίνει μικρότερη από το 1/3 της τάσης τροφοδοσίας. Μόλις η τάση στον ακροδέκτη 2 γίνει μικρότερη από το 1/3 της τάσης τροφοδοσίας, η έξοδος μετάγει σε λογικό 1 για ένα χρονικό διάστημα Τ που δίνεται από την παρακάτω σχέση:

T = 1.1 x (R2+R3) x C2

Με την πάροδο του συγκεκριμένου χρόνου από τη στιγμή της μεταγωγής, η έξοδος επιστρέφει και πάλι στην κατάσταση ηρεμίας (λογικό 0).

Ηλεκτρονικό σχηματικό του χρονοδιακόπτη αφής

 Το ηλεκτρονικό σχηματικό του χρονοδιακόπτη αφής

Η τάση στον ακροδέκτη 2 πέφτει περίπου στο 0 όταν κάποιος αγγίξει το καλώδιο που είναι συνδεμένο στο τρίμερ R1. Αυτό συμβαίνει λόγω του ότι κλείνει κύκλωμα προς τη γη και ο C2 εκφορτίζεται μέσω της R1. Η πτώση τάσης στον ακροδέκτη 2, προκαλεί έναυση του πολυδονητή και η έξοδος 3 μεταβαίνει σε λογική κατάσταση 1 για χρόνο Τ. Ο ακροδέκτης 3 οδηγεί τη βάση του τρανζίστορ Τ1, το οποίο με τη σειρά του οπλίζει το ρελέ.       

Το LED DL1 που είναι συνδεμένο παράλληλα με το πηνίο του ρελέ, λειτουργεί ως ενδεικτική λυχνία που ανάβει τη στιγμή που το ρελέ είναι οπλισμένο. Η δίοδος DS1 είναι επίσης συνδεμένη παράλληλα στο πηνίο του ηλεκτρονόμου και χρησιμοποιείται για να γειώνει την ανάστροφή τάση που προκύπτει λόγω της αυτεπαγωγής του πηνίου του ηλεκτρονόμου, κατά τις στιγμές της μετάβασης. Χωρίς τη χρήση της DS1, η ανάστροφη τάση λόγω αυτεπαγωγής θα μπορούσε να καταστρέψει το τρανζίστορ.

 

Συναρμολόγηση του κυκλώματος 

Το κύκλωμα μπορεί να συναρμολογηθεί πολύ εύκολα στο τυπωμένο κύκλωμα που παρέχουμε παρακάτω. Συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε μία κατάλληλη βάση 8-ακροδεκτών για το 555, παρά να το κολλήσετε απευθείας στην πλακέτα.

Συνήθως κολλάμε πρώτα τις αντιστάσεις, μετά τα τρίμερ (ποτενσιόμετρα), τους πυκνωτές που δεν έχουν πολικότητα και μετά τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές. Για τους ηλεκτρολυτικούς χρειάζεται κάποια ιδιαίτερη προσοχή προκειμένου να τους κολλήσουμε με τη σωστή πολικότητα. Ο πιο μακρύς ακροδέκτης είναι ο θετικός. 

Αφήνουμε για το τέλος την δίοδο, το LED, το τρανζίστορ και το ρελέ. Ο πιο μακρύς ακροδέκτης στο LED είναι η άνοδος και η κάθοδος της διόδου DS1 σημειώνεται με μία λευκή λουρίδα πάνω στη δίοδο. 

Κανονικά δεν θα αντιμετωπίσετε καμιά δυσκολία με την τοποθέτηση του ρελέ, αρκεί να προσέξετε να χρησιμοποιήσετε ένα ρελέ που να έχει το ίδιο ίχνος (footprint) με αυτό που χρησιμοποιήσαμε και εμείς. Σε διαφορετική περίπτωση, δεν θα «ταιριάζει» στην πλακέτα.

Για την τοποθέτηση του τρανζίστορ λάβετε υπόψη ότι η μικρή μεταλλική εγκοπή στο κέλυφος βρίσκεται πλησιέστερα στον ακροδέκτη του εκπομπού. Ο μεσαίος ακροδέκτης είναι η βάση και ο άλλος ο συλλέκτης. 

Στην πλακέτα θα πρέπει να κολλήσετε και τις 2 κλέμες πλακέτας (τερματικές επαφές με βίδες). Η κλέμα P1 είναι κλέμα δύο ακροδεκτών και χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία και η κλέμα P2 είναι τριών επαφών και χρησιμοποιείται για τη σύνδεση με το ρελέ. Η P2 έχει τρεις επαφές διότι χρησιμοποιούμε ένα ρελέ που έχει μεταγωγό και όχι έναν απλό διακόπτη.

 

Ρυθμίσεις 

Αρχικά, ρυθμίστε τα τρίμερ στο μέσο της διαδρομής τους. Τροφοδοτήστε το κύκλωμα από μία μπαταρία των 9V ή από ένα τροφοδοτικό των 9 με 12V. Όση ώρα δεν αγγίζετε την άκρη του καλωδίου που συνδέεται στην R1, δεν συμβαίνει απολύτως τίποτα και ο χρονοδιακόπτης είναι σε ηρεμία. Μόλις αγγίξετε το καλώδιο, το ρελέ οπλίζει και ανάβει το LED. Μετά από πάροδο χρόνου Τ, που ρυθμίζεται από το τρίμερ R2, το ρελέ επιστρέφει στην αρχική κατάσταση ηρεμίας και το LED σβήνει.

Το τρίμερ R1 χρησιμοποιείται για να ρυθμίζουμε την ευαισθησία του κυκλώματος και το τρίμερ R2 για να ρυθμίζουμε το χρόνο Τ. Αν τυχόν το τρίμερ R1 ρυθμιστεί για μέγιστη ευαισθησία, ενδεχομένως το ρελέ να παραμένει μόνιμα οπλισμένο λόγω θορύβου από τον περιβάλλοντα χώρο. Αν κάτι τέτοιο συμβεί, απλώς γυρίστε το R1 σε μία θέση, στην οποία η λειτουργία του κυκλώματος σταθεροποιείται.  

 

Λίστα εξαρτηματων

R1=1MΩ τρίμερ

R2=220K τρίμερ

R3=10K, 1/4W, 5%

R4, R5=1K, 1/4W, 5%

C1=10uF/16V

C2=4.7nF

C3=100uF/16V

C4=100nF

DS1=1N4148

DL1=LED

IC1=NE555

T1=BC107, NPN τρανζίστορ γενικής χρήσης, η αντίστοιχο 

Ηλεκτρονόμος DPDT, 12V 

 

Συνημμένα

Τυπωμένο κύκλωμα και οδηγίες συναρμολόγησης