181785. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés elektromos hőtárolós készülékekmechanikus kapcsoló órái pontosságának növelésére
181785 4 el, melynek sugárútját a himbakerék küllője egy periódus alatti lengéskor kétszer megszakítja. Az érzékelőhöz jelformáló áramkörön keresztül fázismegszakító áramkör csatlakozik, amelynek másik bemenetére hőkompenzált oszcillátor jelkimenete van kötve. Ez utóbbi kimenetét effektiv érték képző és tartó áramkör bemenetére kötöm, és ennek kimenete csatlakozik a szabályozó egység bemenetére. A találmány tárgyát a továbbiakban rajz alapján, kiviteli példa kapcsán ismertetem részletesebben. Az la. ábra a himbakereket és az érzékelőt mutatja vázlatosan, oldalnézetben. Az lb. ábra a himbakereket mutatja vázlatosan. A 2. ábra a mintavétel magyarázatára szolgáló diagramot mutat. A 3. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés teljes tömbvázlatát mutatja. A 4. ábra az 1. ábra szerinti tömbvázlat részletesebb kapcsolási megoldását szemlélteti. Amint az la. ábra vázlatosan mutatja, az 1 himbakerék fölött 2 LED (fénykibocsátó dióda) van elhelyezve, és ennek sugárútjában 3 fototranzisztor áramkör helyezkedik el úgy, hogy az 1 himbakerék egy periódus alatti lengésekor annak lb. ábrán látható küllője kétszer szakítja meg a 2 LED és 3 fototranzisztor által alkotott áramkört. Ennek kimenetén így két impulzus jelenik meg. Itt a további felhasználás érdekében a 2 fototranzisztor jeleit TTL szintté alakítjuk, és egy fázisösszehasonlító egy frekvencia-oszcillátor felfutó élével mintát vesz az érzékelő jeléből. Amint a 2. ábra mutatja, ha az érzékelő jele az oszcillátorhoz képest késik, akkor a fázisösszehasonlító áramkör Q kimenetén L (alacsony) szint jelenik meg, ha az érzékelő jele siet, akkor H (magas) szint jelenik meg. Fázishelyesség esetén felváltva hol „L”, hol „H” szint van. Ezzel a jelszinttel lehet vezérelni az effektívérték képző és tartó áramkört. Ha a fázisösszehasonlító kimeneti jele „H” szintű, az érzékelő jele siet az oszcillátor jeléhez képest, akkor egy kondenzátorban áram folyik, rajta a feszültség növekedni fog. Ez a feszültség egy impedancia konverter kimenetén szintén növekvő feszültséget, illetve nagyobb fékezőáramot eredményez. A nagyobb áramhoz nagyobb fékezés, illetve alacsonyabb frekvencia tartozik, így a relatív sietés csökken. Késésnél a folyamat ellenkező módon zajlik le. Beavatkozó szervként egy elektromágnest alkalmazok. Ennek a légrésében helyezkedik el a himbakerék, és ott az áram nagyságától függő indukció fékezi azt. A rendszer egy teljesen zárt hurok, ezért pontos szabályozás érhető el. Amint a 3. ábrán látható, 1 himbakerék fölött tápforrásra kötött 2 LED van elhelyezve, míg alatta 3 fototranzisztor; a 2 LED sugara 3 fototranzisztorra esik. A sugarat 1 himbakerék küllője periódusonként kétszer szakítja meg. A 3 fototranzisztor jelkimenete 4 jelformáló bemenetére van kötve, míg ennek kimenete 5 fázisösszehasonlító egyik bemenetére csatlakozik, az 5 fázisösszehasonlító másik bemenetére hőkompenzált 6 oszcillátor kimenete van kapcsolva. Az 5 fázisösszehasonlító kimenete 7 .1 effektívérték képző és tartó áramkörön és 8 erősítőn keresztül elektromágnesként kialakított 9 szabályozó egységre csatlakozik, amely biztosítja az örvényáramos fékezést. A kapcsolási elrendezést 10 tápegység táplálja. A 4. ábra szemlélteti példaképpen a megvalósított megoldást. A 3. ábrával történő egyeztetés céljára az egyes blokkoknak megfelelő részeket a két ábrán azonos hivatkozási számokkal jelöltük. Kiegészítő megjegyzésként megemlítem, hogy az ábrán a felhasznált IC elemek katalógusszámait is feltüntettem. Az 1 himbakerék által szaggatott, 2 LED-ből és 3 fototranzisztorból álló érzékelő áramkör kimenetén minden periódusban két impulzus jelenik meg. A 4 jelformáló az SN 7413 típusú Schmitt-trigger bemeneti NAND kapuáramkörrel jelformálást és a további jelfelhasználás miatt TTL szintté való átalakítást végez a 3 fototranzisztor jeleivel (1/2 SN 7474). A következő egység az 5 fázisösszehasonlító, amelyet 1/2 SN 7474 IC-vel valósítottam meg. Az 5 fázisösszehasonlító másik bemenetére VDR-hőkompenzált 6 oszcillátor kimenete csatlakozik. A hőkompenzált 6 oszcillátort egy SN 74221 kettős monostabil multivibrátorból építettem meg, amellyel igen nagy frekvenciapontosság érhető el. A 7 effektívérték képző és tartó áramkör tartalmazza a C kondenzátort, amelyben olyankor, amikor az 5 fázisösszehasonlító kimenő jele „H” szintű, tehát az érzékelő jele siet a 6 oszcillátor jeléhez képest, áram folyik, és ezáltal rajta a feszültség növekszik. Ez az impedancia konverter kimenetén szintén növekvő feszültséget, illetve nagyobb fékező áramot eredményez. A nagyobb áramhoz nagyobb fékezés, illetve alacsonyabb frekvencia tartozik, így a relatív sietés csökken. Késésnél a folyamat ellenkező módon zajlik le.. A 9 szabályozó egységet elektromágnessel oldottam meg, amelynek légrésében mozog az 1 himbakerék, amelyben az áram nagyságától függő indukciós fékezőerő keletkezik. A 8 erősítő tranzisztoros megoldású. A 10 tápegységet példaképpen csengőtranszformátorral és egyenirányítóval oldottam meg, +5 V-os feszültségkimenettel. Fenti ismertetésből egyértelműen megállapítható, hogy a mechanikus kapcsolóóra eredeti tokjába beépíthető elektronika csekély költségráfordítást igényel, és igen gazdaságos. Szabadalmi igénypontok: 1. Kapcsolási elrendezés elektromos hőtárolós készülékek mechanikus kapcsolóórái pontosságának növelésére, amely kapcsolóóra rugós működtetésű himbakereket is tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a himbakerék (1) egyik oldalán tápegységre (10) kötött (fénykibocsátó dióda) (LED) (2) van elhelyezve, míg másik oldalán fototranzisztor (3) helyezkedik el úgy, hogy a LED (2) sugár útja a fototranzisztorra (3) jut és így érzékelőt képeznek, és a himbakerék (1) küllőinek mozgási pályája metszi az érzékelő sugárútját, továbbá a fototranzisztor (3) jelkimeneti jelformálón (4) keresztül fázisösszehasonlító (5) egyik bemenetére csatlakozik, ennek másik 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
