Urządzenie tranzystorowe do odmierzania czasu naświetlenia
Wprawdzie w opisanych w schematach również stosowano tranzystory, jednakże nie opierano się głównie na ich działaniu. Istotnym elementem obwodu były zawsze człony czasowe RC i wyłącznik relaksacyjny działający przez jarzeniówkę. Tranzystory służyły jedynie do dopasowania wyłączników relaksacyjnych do odpowiedniego wyłącznika mocy, czyli przekaźnika elektromechanicznego.W poniżej opisanym schemacie układ tranzystorowy tworzy samodzielny wyłącznik relaksacyjny.
W stanie początkowym układu tranzystor Tr2 jest zablokowany, ponieważ jego baza jest połączona z potencjałem emitera poprzez zestyk Tj przekaźnika (zestyk spoczynkowy). Jego kolektor znajduje się na pełnym potencjale ujemnym baterii Utl. Dzięki temu kondensator C członu czasowego zostaje naładowany do napięcia baterii, gdyż jego drugi biegun — poprzez przepustowo spolaryzowaną diodę Dl i niskoomowe złącze emiter-baza tranzystora Tri — leży na potencjale zerowym (masa). W celu rozpoczęcia procesu czasowego należy na krótką chwilę pobudzić przekaźnik, np. przez chwilowe zwarcie kolektora Tr2 do emitera lub w inny sposób (patrz dalej). Wtedy przekaźnik rozwiera styk r4 oraz włącza lampę powiększalnika stykiem r2. Wymuszony przez zwarcie skok napięcia na kolektorze Tr2 rzenosi się —jako sygnał sprzężenia zwrotnego —na bazę tranzystora Tri i zatyka go. Tym samym przy poprawnym dobraniu oporników Rl, R2 i R3 tranzystor Tr2 będzie nasycony, a prąd płynący przez niego posłuży do podtrzymania przekaźnika. Taki stan uzyskamy wtedy, jeśli zwiększając wartość opornika Rl osiągnie się spadek napięcia kolektor-emiter tranzystora Tr2 mniejszy niż 1 V. Ustawianie opornika Rl należy przeprowadzać przy zwartym złączu baza-emiter tranzystora Tri i rozwartym styku ri. W tym celu należy wcisnąć skrawek papieru między styki n,
W zaistniałym stanie złącze baza-emiter tranzystora Tri jest zatkane, a więc w idealnym przypadku nieprzewodzące. Kondensator C może się rozładowywać jedynie przez opornik R, który tworzy człon czasowy (odpowiada to przypadkowi, gdy oporność przełącznika progowego = <»). Ponieważ przypadek ten nigdy nie ma miejsca, oraz aby nie przekroczyć dopuszczalnego napięcia złącza baza-emiter, włączona jest dioda Dl. Idealnym typem będzie dioda impulsowa, o dużej oporności w kierunku zaporowym, zaś małej w kierunku przepustowym. W praktyce można tu stosować diody typu OA645.
Ujemny wpływ prądu zerowego (ICo) pierwszego tranzystora (steruje on drugi tranzystor) można usunąć przez staranny dobór (w aspekcie Ico) tranzystora Tri, bądź przez zmianę układu na tranzystory krzemowe. W tym przypadku należy zwrócić uwagę na zmianę polaryzacji napięć zasilających. Potencjał punktu B układu porusza się zgodnie z wykładniczą funkcją w kierunku napięcia — U0. Przy osiągnięciu potencjału zerowego rozpoczyna się jednak przepływ prądu kolektora w tranzystorze Tri, a więc napięcie na kolektorze maleje. Zmniejszanie się napięcia wzmocnione i odwrócone (wzrost ujemnego napięcia) przenosi się na kolektor tranzystora Tr2 (punkt A układu), skąd przez pojemność C powraca do punktu B (efekt sprzężenia zwrotnego). W wyniku tego tranzystor tri jeszoze bardziej się odetka. Ten proces podtrzymuje się i doprowadza w jak najkrótszym czasie (czas przerzutu) do pełnego odetkania Tri i odpowiednio zatkania Tr2. Przekaźnik wtedy puszcza i podtrzymuje się ten stan za pomocą styku ri. Proces czasowy został więc zakończony, a lampa w powiększalniku wyłączona.
W celu lepszego zrozumienia schematu przedstawiono na główne przebiegi napięciowe w punktach A i B.
Jak już wyjaśniono, nowy proces włączenia zostaje rozpoczęty przez krótkotrwałe zwarcie do masy punktu A. Można to wywołać bezpośrednio za pomocą przycisku o styku roboczym między punktem A i punktem Ó. W tym przypadku po rozpoczęciu procesu relaksacyjnego trzeba jednak zwolnić przycisk, co przy czasach krótszych od 1 s może powodować niejakie trudności. Dlatego przekaźnik w podanym schemacie otrzymuje tylko bardzo krótki impuls prądowy przez przycisk TA za pomocą kondensatora C2 naładowanego uprzednio poprzez R4. Jego pojemność musi być wystarczająca do niezawodnego wzbudzenia przekaźnika, nie powinna być jednak na tyle duża, aby zgromadzony w nim ładunek mógł spowodować czas trzymania dłuższy niż najkrótszy z odmierzanych.W każdym przypadku w takim obwodzie przyciśnięty przycisk zawsze będzie niekorzystnie wpływał na prędkość relaksacji.
Gdy będziemy kładli nacisk na stosowanie najkrótszych czasów przełączenia (najkorzystniej, gdy nie będziemy jednak wcale wykorzystywali zbyt krótkich czasów włączenia przy odpowiednio przysłoniętym świetle powiększalnika) można stosować obwód pokazany na , gdzie w celu
wyzerowania punktu A tranzystor Tr2 zostaje na.krótko wzbudzony ujemnym impulsem prądowym podanym na bazę. Obwód działa przy napięciach 6-7-15 V pod warunkiem, że napięcie znamionowe przekaźnika nie jest większe od U„. Celowe jest wybranie Ub = Ure,+1 V. Opornik Rv jest potrzebny tylko wtedy, gdy napięcie robocze jest ustalone przez zasilacz, a napięcie znamionowe przekaźnika Urc- jest mniejsze od U0 o więcej niż 1 V. Naturalnie obwód ten można obliczyć również dla wyższych napięć roboczych, gdy włączy się tam np. przekaźnik na 24 V. Prowadzi to jednak do stosowania tranzystorów o odpowiednio wyższych napięciach granicznych, np. 30 albo nawet 60 V. W żadnym przypadku prąd przekaźnika nie powinien przekraczać wielkości granicznego prądu kolektorowego drugiego tranzystora. Dioda D3 służy do zabezpieczenia drugiego tranzystora przed napięciami indukcyjnymi, powstającymi przy wyłączaniu uzwojenia przekaźnika. Można tu stosować praktycznie każdy typ diody, której maksymalne napięcie zwrotne jest większe od napięcia roboczego. Napięcie robocze może być pobierane z baterii, np. z dwu bateryjek płaskich połączonych szeregowo, a najlepiej — ponieważ , lampa powiększalnika musi pracować przy zasilaniu sieciowym — zastosować odpowiedni zasilacz sieciowy. Jeżeli w zasilaczu zastosować autotransformator wtedy nie ma galwanicznego oddzielenia układu od sieci-należy więc zwrócić uwagę na zgodny z przepisami bhp montaż układu oraz aby wyłączniki i przyciski spełniały wymagania wysokonapięciowe — zaoszczędza się jednak jeden zespół styków w przekaźniku To może być z wielu względów korzystne:
a)gdy mamy tylko jeden przekaźnik z jednym jedynie zespołem przełączającym;
b)gdy wytrzymałość napięciowa lub też prąd przełączenia dla pojedynczego zestyku nie wystarczy, wtedy trzeba połączyć szeregowo bądź równolegle więcej zestyków;
c)gdy wyda się to celowe — obniżenie prądu zadziałania przekaźnika przez usunięcie nieużywanych zespołów zestyków.W opisanym przyrządzie trzeba było np. zestyki przekaźnika GBR 302 .4 (mały przekaźnik doczołowy: U„i - 12 V; U,x - 33 raA; Ub - 13 V, R„ - 0) połączyć tak, jak pokazano na , co odpowiada punktowi b).
Rozumie się samo przez się, że wszystkie opisane urządzenia czasowe mogą być również stosowane do innych celów. Głównym zakresem ich stosowania dla fotoamatorów będzie jednak sterowanie naświetlaniem w procesie powiększania.Ze względu na to, że powiększalnik i tak jest związany z gniazdkiem sieciowym, a fotoamatorzy mogą dysponować lampami elektronowymi, które nie nadają się już do odbiorników radiowych, ale są na tyle dobre, że można je jeszcze wykorzystać, chcemy na zakończenie omówić lampowe urządzenie czasowe.