User manual

41
6.3 Schmittův klopný obvod (soumrakový spínač)
Schmittův klopný obvod představuje spojovací článek mezi analogovými a digitálními elektronickými obvody.
Libovolné vstupní napětí provádí přepnutí do zapnutého stavu a vypnutého stavu (zapíná a vypíná elektrický
spotřebič). Jako příklad tohoto zapojení uvádíme soumrakový spínač (přepínač, který zapíná po soumraku
osvětlení a při rozbřesku osvětlení opět vypíná). Důležitým faktorem v těchto zapojeních soumrakových senzorů
je zajištění, aby mezi stavem zapnutí a vypnutí a naopak nedocházelo k blikání lampy (v našem případě svítivé
diody). To znamená, že toto zapojení smí vypnout osvětlení teprve při vyšší intenzitě okolního světla. Mezi oběma
stavy spínání (zapnutí a vypnutí) musí existovat určitá prodleva neboli hystereze.
Na obr. 6.7 vidíte klasické zapojení Schmittova klopného obvodu. Dosažení stabilního stavu zajišťuje zpětná vazba
mezi kontakty emitorů obou tranzistorů. Pokles napětí na odporu 470 Ω obou emitorů tranzistorů zajišťuje
jednoznačně definovaný stav.
Obr. 6.7: Schmittův klopný obvod
Obr. 6.8: Schmittův klopný obvod (soumrakový spínač)
Napětí na vstupu tohoto Schmittova klopného obvodu řídí (ovlivňuje) velikost odporu fotorezistoru (intenzita
okolního osvětlení). Jakmile tento foforezistor zastíníte (jakmile se setmí), rozsvítí se červená svítivá dioda. Vyšší
intenzita okolního osvětlení způsobí naopak zhasnutí této červené LED. Mezi oběma stavy spínání existuje značná
časová prodleva (hystereze), která brání tomu, aby červená LED neblikala, jestliže osvítíte fotoodpor umělým
osvětlením.
Na simulačním programu zapojení Schmittova klopného obvodu (Schmitt-Trigger) zjistíte aktuální hodnoty na více
měřících bodech a podle toho poznáte, který z obou tranzistorů je uzavřen. Změnou velikosti odporu obou emitorů
tranzistoru můžete vyzkoušet vliv popsané časové prodlevy neboli hystereze mezi oběma stavy.
Obr. 6.9: Simulační program Schmittova klopného obvodu
42
6.4 Schmittův klopný obvod se zpětnou vazbou
Na obr. 6.10 vidíte zjednodušené zapojení Schmittova klopného obvodu. Dva tranzistory NPN se společným
emitorem jsou mezi sebou propojeny přímo. Přídavný odpor zapojený mezi výstupem a vstupem zajišťuje
požadovanou zpětnou vazbu a tím i časovou prodlevu neboli hysterezi mezi oběma stavy spínání (zapnutím
a vypnutím).
V tomto zapojení je opět použit fotorezistor s proměnlivou velikostí odporu. V tomto případě se ale červená
svítivá dioda rozsvítí až po ozáření fotoodporu vyšší úrovní intenzity okolního osvětlení než v předcházejícím
zapojení. I u tohoto zapojení nedochází v přechodných stavech k žádnému blikání svítivé diody. Jak je obvyklé
u Schmittova klopného obvodu, dochází zde při nenadálých změnách intenzity osvětlení k strmému přechodu
z jednoho stavu do druhého. V tomto případě však může silně přerušované (blikající) umělé světlo způsobit,
že rychlé přepínání z jednoho stavu do druhého vytvoří viditelné mezistavy. Pokud k tomuto zapojení připojíme
na jeho výstup ještě piezoelektrický akustický měnič, bude se z něho ozývat v těchto případech slyšitelné
rachocení.
Obr. 6.10: Zjednodušené zapojení Schmittova klopného obvodu
Obr. 6.11: Soumrakový senzor s časovou prodlevou spínání (s hysterezí)
Citlivost tohoto soumrakového senzoru lze přizpůsobit podmínkám intenzity okolního osvětlení změnou děliče
napětí na vstupu tohoto zapojení. Zapojíme-li na vstup (k bázi prvního tranzistoru) odpor s hodnotou 10 kΩ,
rozsvítí se červená svítivá dioda při intenzitě osvětlení, které vyzařuje například stolní lampa. S odporem
s hodnotou 100 kΩ se bude červená svítivá dioda rozsvěcovat při střední úrovni intenzity okolního osvětlení,
například v obytných místnostech .
7. Blikače, oscilátory a multivibrátory
Oscilátory jsou obvody, které vytvářejí samy oscilace (přepínají se automaticky z jednoho stavu do druhého).
Pro pomalá přerušování (světelné blikače) se většinou používají klopné obvody. Pro vyšší frekvence přerušování
je třeba použít signální (tónové) generátory. Tyto aplikace slouží například jako detektory lži nebo jako napětím
řízené oscilátory pro účely různých měření .