Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]

Для автоматически действующих устройств, о которых речь пойдет в этой и некоторых других беседах, а также для аппаратуры телеуправления, которой будет посвящена специальная беседа, желательно использовать малогабаритные реле постоянного тока, например РЭС-9, РЭС-10, РСМ (рис. 250).

Рис. 250. Электромагнитное реле типа РСМ

Основные данные таких реле приведены в приложении 12.

Основной характеристикой электромагнитного реле является его чувствительность мощность тока, потребляемого обмоткой, при которой реле срабатывает. Чем меньше электрическая мощность, необходимая для срабатывания реле, тем реле чувствительнее.

Пригодность реле для того или иного автоматического устройства обычно оценивают тем минимальным значением тока, при котором оно срабатывает. Если сравнить два реле, одно из которых срабатывает при потребляемой мощности 80 мВт, а второе при мощности 40 мВт, то второе реле считается более чувствительным, чем первое. Как правило, обмотка более чувствительного реле содержит большее число витков и имеет большее сопротивление.

Для наших целей нужны будут реле, надежно срабатывающие при токе 6-10 мА и напряжении источника питания 4,5–9 В, что соответствует мощности 27–90 мВт. Сопротивление обмоток таких реле должно быть 120–700 Ом. Этим требованиям могут отвечать, например, реле РЭС-10 с паспортом РС4.524.302 или РС4.524.303. Сопротивление обмотки первого из этих реле 630, второго 120 Ом.

Для проверки электромагнитного реле, паспортные данные которого тебе неизвестны, можно воспользоваться батареями GB1 напряжением 9-12 В (две-три батареи 3336Л) и GB2 — напряжением 4,5 В (батарея 3336Л), переменным резистором R сопротивлением 1–1,5 кОм, миллиамперметром РА на ток 20–30 мА, сигнальной лампой Н (индикатором) на напряжение 3,5 В (рис. 251).

Рис. 251. Схема проверки электромагнитного реле

При замыкании контактов К1.1 лампа Н загорается, а при размыкании гаснет. Изменяя сопротивление цепи резистором R и следя за показаниями миллиамперметра, легко определить токи, соответствующие моментам срабатывания и отпускания реле. Эти сведения облегчат и ускорят работы по налаживанию приборов-автоматов.

У большинства реле якорь возвращается в исходное положение при давлении на него контактных пружин. Если пружины немного отогнуть, чтобы они слабее давили на якорь, то чувствительность реле несколько улучшится. Таким способом можно подгонять токи срабатывания и отпускания реле.

Электромагнитное реле может быть и самодельным. Внешний вид и чертежи деталей реле, с изготовлением которого ты, полагаю, можешь справиться, показаны на рис. 252.

Рис. 252. Самодельное электромагнитное реле

Его конструкция и размеры напоминают реле типа РСМ. Разница между ними заключается в основном лишь в креплении пружинных контактов: у реле РСМ запрессованы в пластмассовое основание, а здесь они зажаты между изоляционными прокладками и прикреплены винтами к корпусу-ярму.

Как и промышленное, самодельное реле состоит из следующих деталей: обмотки электромагнита 1 с сердечником 2, якоря 3 со скобой 4, контактных пружин 5 со стопорными пластинами 6, выводных пластин 8 (7 — изоляционные прокладки), ярма 9. Изготовление реле начинай с ярма, используя для него хорошо отожженную листовую сталь толщиной 1,2–1,5 мм. Сердечник электромагнита можно выточить из керна подходящего телефонного реле или мягкой, хорошо отожженной стали. Щечки 10 обмотки электромагнита вырежь из любого изоляционного материала, включая хорошо проклеенный картон толщиной 0,5–0,8 мм. Насади щечки на сердечник, после чего поверхность сердечника и щечек покрой тонким слоем клея БФ-2. После высыхания клей станет изолятором и одновременно скрепит щечки. Для обмотки электромагнита используй провод ПЭВ-1 0,1. Намотку нужно стараться производить виток к витку до заполнения пространства между щечками. Чем большее число витков поместится на сердечнике, тем более чувствительным будет реле. Сопротивление аккуратно намотанной катушки электромагнита должно быть 200–220 Ом.

Якорь реле также делай из мягкой листовой стали толщиной 1,2–1,5 мм. Чтобы предотвратить залипание якоря из-за остаточного магнетизма сердечника, в верхней части его якоря, согласно чертежу, просверли отверстие диаметром 1 мм и вклепай в него медный штифт. Высота штифта со стороны сердечника должна быть 0,1–0,2 мм. К нижней части якоря клеем БФ-2 приклей толкатель, сделанный из органического стекла.

Сборку реле производи строго по чертежу. Чем плотнее сердечник будет прилегать к ярму, тем меньше будут потери в магнитопроводе и тем чувствительнее будет реле. Ход якоря в собранном реле может быть от 0,5 до 0,75 мм, в то время как ход средней контактной пружины в месте контакта должен быть равен 1 мм. Выводами обмотки реле служат латунные или жестяные пластинки. Реле крепи на монтажной плате с помощью гайки, навертывая ее на «хвостик» сердечника.

Собранное реле должно надежно срабатывать от источника постоянного тока напряжением 4,0–4,5 В (батарея 3336Л).

И все же чувствительность электромагнитных реле, о которых я здесь рассказал, мала, чтобы реагировать на изменения тока в цепи фотоэлемента, фоторезистора или иного датчика электрических сигналов. Только так называемые поляризованные реле, обладающие очень высокой чувствительностью, могут срабатывать при малых мощностях электрических сигналов.

Невольно возникает вопрос: как повысить чувствительность электромагнитного реле? Сделать это можно с помощью транзисторных или ламповых усилителей электрических сигналов. Такие усилители в сочетании с электромагнитными реле называют электронными реле.

Схема простейшего электронного реле показана на рис. 253, а. Это обычный однотранзисторный усилитель тока, работающий в режиме переключения, на выход которого включено электромагнитное реле. В зависимости от структуры транзистора и полярности управляющего сигнала, поданного на вход усилителя, транзистор закрывается (для транзистора структуры р-n-р — при положительном напряжении на базе) либо, наоборот, открывается (при отрицательном напряжении на базе транзистора р-n-р). Когда транзистор закрыт, сопротивление его участка эмиттер-коллектор велико и ток коллектора не превышает 20–25 мкА, чего слишком мало для срабатывания реле. В это время контакты К1.1 реле К1 разомкнуты и исполнительная цепь не включена. Когда же транзистор открывается, сопротивление его участка эмиттер-коллектор резко уменьшается и ток коллектора возрастает до значения, необходимого для срабатывания реле — включается исполнительная цепь.

Запомни очень важное условие: для четкой работы электронного реле напряжение его источника питания должно быть на 20–30 % больше напряжения срабатывания используемого в нем электромагнитного реле.

В коллекторную цепь транзистора вместо электромагнитного реле можно включить иной электрический прибор, например, маломощный электродвигатель М, как показано на рис. 253, б. Получится бесконтактное электронное реле. В этом случае ротор электродвигателя станет вращаться всякий раз, когда открывается транзистор. Вполне понятно, что ток, проходящий через транзистор, не должен превышать допустимого для него значения.

Электронное реле — обязательный элемент большей части электронных автоматов, включающих и выключающих те или иные исполнительные механизмы.

Рис. 253. Схема электронного реле

Ток светочувствительного элемента, изменяющийся под действием падающего на него света, мал. Но если этот ток усилить, а на выход усилителя включить электромагнитное реле, то получится фотореле — устройство, позволяющее при изменении силы света, падающего на его светочувствительный элемент, управлять различными другими приборами или механизмами.

Структурная схема такого автоматически действующего устройства и графики токов, иллюстрирующие его работу, изображены на рис. 254.

Рис. 254. Структурная схема фотореле, в котором функцию светочувствительного элемента выполняет фоторезистор

Допустим, что фоторезистор R (на его месте может быть любой другой фотоэлемент) затемнен, например закрыт рукой. В это время (на графиках — участки Оа) ток цепи фотоэлемента Iф и ток усилителя Iу малы, а ток в исполнительной цепи вообще отсутствует, так как контакты К1.1 реле К1 разомкнуты. Если теперь открыть фотоэлемент или направить на него пучок света, токи фотоэлемента и усилителя резко увеличатся (на графиках — участки аб), сработает электромагнитное реле и своими контактами включит цепь питания механизма исполнения. Но стоит снова затемнить фотоэлемент, как тут же разомкнется (или переключится) цепь исполнения.