Vytvořte schéma a návrh DPS v programu Eagle podle přiloženého návodu a odešlete vytvořené soubory zpět.

Soumrakový spínač na DIN lištu

Soumrakový spínač slouží k automatickému zapínání osvětlení v případě poklesu intenzity světla. Tuto hranici lze přesně nastavit v řídící části spínače. Zároveň je vybaven obvodem, který znemožňuje ovlivnění výstupu krátkodobou změnou osvětlení (např. blesk nebo v noci projíždějící automobil). Na výstupu je spínač vybaven výkonným relé, které spíná požadované osvětlení. Spínač je umístěn v rozvaděči a je koncipován jako modul na DIN lištu s externím senzorem.

Mechanická konstrukce:

Celé zapojení je koncipováno do krabičky KP DIN. Obvod je rozdělen na dvě desky plošných spojů (dále jen DPS). DPS napájení, která je přišroubována ke spodnímu dílu krabičky, nese obvody síťového napětí, obvod zdroje, relé 230V/10A a svorkovnice. DPS řídících obvodů, která obsahuje obvody pro ovládání relé, je spojena se základní deskou pomocí úhlové lámací lišty a svírá s DPS napájení úhel 90°.

Obr. 1

Popis funkce a zapojení:

DPS napájení:

Napětí 230V je vedeno přes svorkovnici X1 k transformátoru s výstupním sekundárním napětím 9V a toto napětí je dále usměrněno a vedeno jako napájecí napětí na relé Re1 a konektor X5, kam je zasunuta DPS řídících obvodů. LED diody signalizují přítomnost napájecího napětí na usměrňovači (zelená) a sepnutí relé Re1 (červená). Osvětlení je připojeno přes svorkovnici X2 na spínací kontakty relé Re1.

DPS řídících obvodů:

Tato DPS obsahuje řídící obvody, indikační LED diodu a odporový trimr P1 pro nastavování sepnutí relé při osvětlení, které má být stanoveno pro sepnutí.

Seznam součástek:

Popis funkce:

Rezistory R2, R3 tvoří střed napájecího napětí pro neinvertující vstup IO1. Na invertující vstup je připojen dělič tvořený odporovým trimrem P1 a fotorezistorem RF. Zároveň je zavedena mírná kladná zpětná vazba pomocí R4 z výstupu operačního zesilovače na neinvertující vstup téhož obvodu. Ta zabraňuje nestabilitě a náhodnému překlápění na hranici spínání obvodu (tzv. hystereze).

Odpor fotorezistoru klesá s intenzitou osvětlení. Pokud je fotorezistor dostatečně osvětlen, je tedy na výstupu operačního zesilovače IO1 vysoká úroveň. Ta přejde přes diodu D1 na vstupy hradla IO2A. Výstup tohoto hradla potom přejde do nízké úrovně a přes rezistor R6 je vybíjen kondenzátor C4. Po dosažení překlápěcí úrovně hradla IO2B přejde jeho výstup do vysoké úrovně a znegováním hradlem IO2C dostaneme nízkou úroveň na bázi tranzistoru T1 (na DPS napájení) a následně relé RE1 rozepne. Klesne-li intenzita osvětlení pod nastavenou úroveň, zvětší se odpor fotorezistoru, na invertujícím vstupu IO1 stoupne napětí a výstup operačního zesilovače překlopí do nízké úrovně.Kondenzátor C2 se tedy nabíjí přes rezistor R6 (zde získáváme potřebné zpoždění, které eliminuje krátkodobé vlivy osvětlení) a po dosažení překlápěcí úrovně IO2B přejde jeho výstup do nízkého stavu, po negaci výstupu IO2B hradlem IO2C dostaneme kladnou úroveň na bázi T1 a relé zapojené v jeho kolektorovém obvodu sepne spínací kontakty.

Protože operační zesilovač nemá na výstupu při nízké úrovni nulové napětí (záporná saturace), je mezi výstup IO1 a vstup hradla IO2A vřazena dioda D1. Společně s rezistor R6 nastavuje nízkou úroveň na vstupech hradla IO2A. LED dioda D3 indikuje přítomnost vysoké úrovně pro sepnutí tranzistoru T1. LED dioda D2 indikuje, že je spínač v provozu.

Schéma zapojení DPS napájení

DPS napájení osazená součástkami

Postup osazení a oživení:

Nejdříve osaďte DPS řídících obvodů, kde zatím neosazujte kondenzátor C2. Připojte na měřící přípravek, zkontrolujte napětí U_D1. Otáčejte odporovým trimrem TP tak dlouho, dokud nezhasne indikační dioda D3. Pokud D3 nesvítí, otáčíme trimrem, dokud se nerozsvítí a pak otáčíme zpět, dokud nezhasne. Nyní zastíníme fotorezistor a relé by mělo spínat a rozpínat v závislosti na zastínění fotorezistoru. Pokud je vše v pořádku, odpojíme napájení a zapájíme kondenzátor C2. Znovu připojíme napájení a vyzkoušíme definitivní funkci obvodu. Nyní bude vše fungovat se zpožděním desítek sekund. Po nastavení DPS řídících obvodů provedeme montáž celého soumrakového spínače a následně zkontrolujte funkčnost výrobku.

Zdroj: www.mcu.cz