Конструкция шагового реле

Предлагаемая конструкция шагового реле представляет собой устройство, с помощью которого можно управлять механизмами по радио (радиотелеуправление), управлять механизмами с помощью перфоленты или магнитной ленты (магнитофона). Кроме того, с помощью шагового реле можно демонстрировать различные применения электромагнитных реле, самоблокировку реле, работу цепи задержки с применением реле задержки.

Принципиальная схема демонстрационного шагового реле дана на рисунке 53. Щетка реле Щ, перемещаясь по контактам 0—11, замыкает последовательно цепи питания ламп Л₁ —Л₄ и цепи питания управляющих обмоток электромагнитных реле P₁ — Р₅, через контакты Кл₁ — Кл₄ которых к шаговому реле подключаются сравнительно мощные исполнительные механизмы. Исполнительные механизмы, подключенные к клеммам Кл₁ — Кл₃, будут включенными только до тех пор, пока щетка шагового реле будет стоять на 6, 7 или 8 контактах.

Реле Р₄ имеет две пары нормально открытых контактов. Через одну из этих пар замыкается электрическая цепь механизма, подключенного к клеммам Кл₄, а вторая пара служит для самоблокировки реле Р₄. Таким образом, механизм, подключенный к клеммам Кл₄, как видно из схемы, будет оставаться включенным и тогда, когда щетка шагового реле уйдет с контакта 9. Так как цепь тока самоблокировки реле Р₄ проходит через нормально закрытые контакты реле Р₃, подача тока в обмотку реле Р₅ (через контакт 11 шагового реле) приводит к деблокировке реле Р₄ и выключению подключенного к клеммам Кл₄ исполнительного механизма.

Реле Р₇ — входное, через клеммы Кл₆ на него подаются управляющие импульсы — командные сигналы. У реле Р₇ есть две пары нормально открытых контактов. Через одну пару этих контактов при подаче командного импульса на реле Р₇ включается ток в обмотку соленоида S, сердечник которого С, втягиваясь, через храповой механизм (рис. 54, а) перемещает щетки шагового реле. Вторая пара контактов реле Р₇ включает ток в реле задержки, состоящее из электромагнитного реле Р₆ с парой нормально замкнутых контактов и конденсатора большой емкости, подключенного параллельно обмоткам этого реле.

Реле задержки позволяет щетке проходить контакты 0—11 без включения присоединенных к этим контактам механизмов. В момент подачи командного сигнала на клеммы Кл₆ входного реле Р₇ включается ток в катушку соленоида S и одновременно под напряжение включается обмотка реле Р₆, исполнительные контакты которого немедленно размыкаются. В это же время заряжается конденсатор.

Так как исполнительная цепь (питающая электролампы Л₁ — Л₄ и обмотки реле Р₁ — Р₅), как видно из схемы, проходит через исполнительные контакты реле Р₆, то она останется разомкнутой до тех пор, пока по обмотке реле Р₆ будет идти ток. После выключения командного сигнала ток через обмотку реле Р₆ будет еще некоторое время поддерживаться разрядом конденсатора. Следовательно, во время разряда конденсатора можно подать через реле Р₇ на соленоид S следующий командный импульс и подвинуть щетку Щ шагового реле на следующий контакт. Но новый импульс приведет и к новой подзарядке конденсатора, а это даст возможность перейти на третий контакт и т. д.

И только тогда, когда щетка шагового реле задержится на данной контактной пластине на время, большее, чем то, которое требуется для разряда конденсатора, исполнительная цепь, соединенная с данной пластиной, сможет замкнуться через соединившиеся контакты обесточенного реле Р₆. Время задержки будет зависеть от емкости конденсатора и сопротивления обмотки реле Р₆. При емкости конденсатора в 50—100 мф и сопротивлении обмотки реле в несколько сот ом время задержки составляет несколько секунд.

Чтобы конденсатор не мог разряжаться через малоомную обмотку соленоида, контакты реле Р₇, подающие ток к реле задержки, должны размыкаться несколько раньше контактов этого реле, питающих цепь соленоида. Выключатель позволяет закоротить исполнительные контакты реле Р₆ и показать работу шагового реле как бы при отсутствии реле задержки.

К клеммам Кл₅ подключается источник постоянного тока на 10—12 в. При использовании в качестве источника тока выпрямителя клеммы Кл₅ следует зашунтировать конденсатором на 30— 50 мф.

Контакты шагового реле 0, 5 я 10 не имеют нагрузок и служат для «передышек» — остановок щетки Щ при обдумывании очередных включений.

Лампа КЛ контрольная. Почти все детали шагового реле самодельные. Главная его часть— шаговый искатель — изготовляется на базе механизма переменного радио-сопротивления. Радио-сопротивление желательно взять крупных размеров (например, старых выпусков). Крышка радио-сопротивления удаляется, а расположенные в корпусе стопоры, ограничивающие круговое движение оси, спиливаются. Боковые лепестки для пайки проводников можно также удалить — они не потребуются, как не потребуется и угольный токопроводящий слой.

С помощью имеющегося на корпусе сопротивления винтового крепления оно привинчивается обычным способом в центре изолирующей прямоугольной пластины (эбонит, оргстекло, фанера) размером 120 X 140 мм (рис. 54, б). Контактные пластины вырезаются из белой жести по форме рисунка 54, б. Размеры пластины 12 х 15 мм. Отогнутые язычки контактных пластин заводятся в отверстия 00, просверленные в изолирующей пластине, и с обратной стороны загибаются. Важно, чтобы контактные пластины плотно прилегали к основе. Загнутые язычки можно использовать для пайки проводов, которые будут идти к лампам Л₁ — Л₄ и обмоткам реле P₁ — Р₅.

Пружинящий контакт — щетку радио-сопротивления надо аккуратно отпаять, рычаг, на котором она была укреплена, удлинить какой-либо пружинящей пластиной (у. п., рис. 54, б) и на конец этой пластинки вновь припаять снятую щетку Щ.

Удлиненный рычаг и его пружинящие свойства должны при круговом движении оси получившегося шагового искателя обеспечивать поочередное надежное электрическое соединение щетки со всеми контактами.

Скачкообразное перемещение щетки шагового искателя по контактным пластинам обеспечивается двенадцати-зубным храповиком 1, который можно изготовить из часового колеса крупных размеров, число зубьев которого кратно 12 (рис. 54, а). Храповик наглухо насаживается на хвостовик оси шагового искателя (со стороны, обратной контактам). Грузик 2 обеспечивает зацепление собачки 3 за зуб храповика и вместе с тем не мешает сколько-нибудь заметно пружине 4 поднимать рычаг вверх. Исполнительная цепь замыкается через центральный контакт радио-сопротивления ц. к., щетку и ту из контактных пластин, на которой в данный момент остановилась щетка.

Соленоидную систему лучше всего собрать на базе Ш-образного сердечника трансформатора (например, Ш-12, толщина пакета 10 — 12 мм). Каркас катушки S жесткий, немагнитный (рис. 54, а). Средний стержень получившегося сердечника С должен свободно входить в отверстие катушки соленоида. Катушка соленоида с подложенными под нее и тоже собранными в плотный пакет перемычками П прочно крепится к подставке. Для уменьшения стука при работе на дно катушки кладется кусочек толстой мягкой резины или губки. Катушка S имеет несколько сот витков провода ПЭЛ-0,2. Конструкция реле с соленоидом, не нарушая представления о принципах работы шагового реле, делает его более надежным при работе в классных условиях, а главное реле в этом случае несравненно нагляднее.

Все электромагнитные реле P₁ — Р₇ самодельные, они изготовляются по типу реле, изображенных на рисунке 54, в, г. Реле Р₆ содержит 14 000 витков провода ПЭЛ-0,1, его сопротивление 1300 ом. Остальные реле содержат по 7000 витков провода ПЭЛ-0,16, их сопротивления = 250 ом. Так как чувствительность реле Р₁ — Р₅ не играет существенной роли при работе шагового реле, точность их изготовления может быть и невысокой. Реле Р₆ и Р₇ требуют более тщательного изготовления.

Контактные пары для электромагнитных реле подбирались из контактных наборов старых индукционных телефонных аппаратов. Все механизмы шагового реле, за исключением храповика, установлены на лицевой стороне вертикальной панели размером 350 X 200 мм. Панель вырезана из 8-миллиметровой фанеры.