Підігрівач для боксів телевізійних камер Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

 Коментарі до статті

Камери спеціалізованих телевізійних систем працюють зазвичай на відкритому повітрі, тому вимагають захисту від кліматичних впливів. З цієї причини найчастіше їх розміщують усередині герметичних боксів. Більшість телевізійних камер (ТК) інтервал робочих температур становить -20...+55°С, тому бокси доводиться постачати підігрівачами, які включаються при зниженні температури навколишнього повітря нижче 0°С. На жаль, сертифіковані бокси з досить надійними пристроями нагріву та керування дороги. Дешеві дуже ненадійні. В результаті завдання створення недорогих та надійних підігрівачів залишається дуже актуальним. Опис одного з таких приладів пропонується нижче.

Пристрій розрахований працювати всередині герметичних боксів обсягом 2...10 дм3, які мають спеціальної теплоізоляції, за умов клімату середніх широт Росії. Воно являє собою підігрівач, який включається при зниженні температури в боксі і забезпечує підтримку її на певному рівні з похибкою (з урахуванням неоднорідного її розподілу всередині контрольованого обсягу) не більше 1...3°С.

Працює підігрівач за принципом граничного регулювання температури. Його електрична схема представлена ​​на рис. 1. Первинне нестабілізоване джерело напругою Uпіт=20 служить для живлення тільки нагрівача і стабілізатора на мікросхемі DA1. Пристрій управління ТК живиться стабілізованим напругою Uпит.стаб=12, що формується на виході DA1.

Слід зазначити, що температурна нестабільність вихідної напруги у трививідних інтегральних стабілізаторів більша, ніж у стабілізаторів інших типів. Ця нестабільність проявляється і при саморозігріванні мікросхеми КР142ЕН8Д струмом, що протікає через неї.

ТК різних типів споживають струм 0,1...0,2 А, тому стабілізатор DA1 довелося забезпечити навісним тепловідведення площею близько 30 см2. Наявність температурної нестабільності напруги Uпит.стаб необхідно враховувати під час виборів порогової схеми пристрою управління нагрівачем.

Перетворювач температура - напруга виконаний у вигляді дільника напруги на резисторах R1, R2 та терморезисторі R4. Дільник навантажений на вхідний опір логічного елемента DD1.1, що становить близько 1012 Ом, тому робочий струм терморезистора R4, що дорівнює приблизно 0,5 мА, не залежить від навантаження дільника.

Функції порогового пристрою виконує елемент DD1.1 мікросхеми DD1, здійснює порівняння падіння напруги на терморезистори R4 з рівнем вхідної напруги Uпор2, при якому спрацьовує сам DD1.1. Для двох типів логічних елементів величини Uпор можуть бути визначені за статичними передатними характеристиками, представленими на рис. 2,а. Напруги Uпор знаходяться на ділянках характеристик, які укладені між рівнями мінімальної напруги логічної одиниці U1хв і максимальної напруги логічного нуля U0макс. Відповідні цим ділянкам інтервали вхідних порогових напруг логічних елементів відносно малі, тому можна приблизно вважати, що Uпор відповідає середині цього інтервалу, тобто Uпор=0,5Uпит.стаб. Таке наближення дозволяє визначити Uпор з похибкою близько десятків мілівольт.

Внаслідок температурної нестабільності напруги Uпіт.стаб. в інтервалі робочих температур ТК важливо, щоб відношення величини Uпор порогового елемента до падіння напруги на R4, що дорівнює R4Uпіт.стаб./(R1+R2+R4), зберігалося незмінним. Логічні елементи серій КМОП добре відповідають цій вимогі, що демонструє рис. 2,б. Наведені у ньому залежності показують, що співвідношення Uпор/Uпит.стаб.=0,5 зберігається у всьому інтервалі напруг живлення, допустимих логічних елементів мікросхем серії К176.

Оскільки на входи DD1.1 діє повільно змінюється слідом за змінами температури падіння напруги на терморезисторі R4, елемент DD1.1 довго перебуває в активному режимі, посилюючи як корисний сигнал, так і перешкоди. Для придушення перешкод на вході та виході DD1.1 включені ФНЧ - R1R2R4C1 та R3C2 відповідно. Елементи DD1.2, DD1.3 та DD1.4 додатково посилюють і формують корисний сигнал, що надходить на них з виходу фільтру R3C2.

Вихідний сигнал елемента DD1.2 керує джерелом опорної напруги, який являє собою параметричний стабілізатор, виконаний на стабілітроні VD1 і світлодіоді HL1. Це можливо внаслідок відносно великих величин вихідних опорів КМОП-транзисторів елементах мікросхем серії К1.2. Живиться параметричний стабілізатор через транзистор з каналом типу p. Вихідні вольт-амперні характеристики цього транзистора для логічних елементів зі складу мікросхеми К176ЛА176 наведено на рис. 7. Робоча ділянка цих показників обмежена гіперболою допустимої потужності розсіювання мікросхеми К3ЛА176 (Рмакс). На характеристиках: | U | - Падіння напруги на рканальному транзисторі, а Iн - струм, що протікає через нього. Оскільки падіння напруги на стабілітроні VD7 і світлодіоді HL1 становить приблизно 1, для Uпит.стаб=7 У положення робочої точки транзистора відповідає |U|=12 В і Iн=5 мА. При цьому вихідний опір логічного елемента складе приблизно 10 ком, а р-канальний транзистор буде для діодів VD1 і HL1 обмежувачем струму. Сама опорна напруга формується на двигуні змінного резистора R1.

Нагрівач є джерелом струму, зібраний на включених за схемою Шиклаї транзисторах VT1, VT2, резисторі R7 і баластних резисторах R8, R9. При регулюванні опорної напруги величина струму колектора транзистора VT2 може змінюватися від нуля до 1 А, а потужність, що розсіюється ним, досягати 18 Вт. Щоб забезпечити надійну роботу нагрівача за таких умов, важлива стабілізація струму колектора транзистора VT2 до температури приблизно +80°С. Це досягнуто за допомогою наступних схемних та конструктивних рішень.

Для зменшення нестабільності колекторного струму через зміни падіння напруги на переході база-емітер при нагріванні транзистора він забезпечений тепловідведенням, площа поверхні якого обрана такою, щоб при роботі в даному боксі при струмі колектора 1 А транзистор VT2 не перегрівався вище +80°С.

Тепер поговоримо про роботу підігрівача. Нехай у вихідному стані температура в боксі вище температури навколишнього повітря та граничної температури, заданої регулювальним резистором R2. При цьому опір терморезистора R4 мало, а падіння напруги на ньому менше, ніж Uпор. У цьому випадку на виході елемента DD1.2 є низький логічний рівень і струм через нагрівач не тече. Згодом температура в боксі внаслідок його охолодження зменшуватиметься. Опір терморезистора R4 і падіння напруги на ньому почнуть зростати і, коли напруга досягне рівня Uпор, на виході DD1.1 формуватиметься пологий фронт напруги низького рівня. У процесі формування цього фронту зміняться стани виходів логічних елементів DD1.2, DD1.3, DD1.4, унаслідок чого відбудеться перемикання пристрою керування нагрівачем. На виході елемента DD1.2 встановиться напруга, що відповідає напруги стабілізації VD1 і падіння напруги на світлодіоді HL1, і через транзистор VT2 потече струм.

Тепловідведення VT2 прогріє повітря в боксі. Температура терморезистора R4 почне зростати, а напруга на ньому – зменшуватися. При повторному досягненні зразкової рівності падіння напруги на терморезисторі R4 і напруги Uпор пристрій керування перемкнеться у вихідний стан, а струм через транзистор VT2 знову припиниться. Ці перемикання повторюються через проміжки часу, тривалість яких визначається особливостями теплообміну боксу. При цьому температура повітря в боксі змінюватиметься поблизу значення заданого положення двигуна резистора R2.

Головні функціональні вузли описаного пристрою розміщені на друкованій платі (рис. 4). Поза платою знаходиться транзистор VT2. Щоб забезпечити прогрівання всього об'єму боксу, транзистор VT2 і терморезистор R4 слід рознести на більшу відстань. Підігрівач передбачає використання наступних елементів: транзисторів VT1, VT2 у пластмасових корпусах, мікросхем К176ЛЕ5 або К176ЛА7 (DD1) та КР142ЕН8Д у пластмасовому корпусі (DA1), резисторів R1, R3, R6 - R9 - МЛТ, С2-33 R2, R5 – СП5-2, R4 – ММТ з номіналом 8...12 кОм, конденсаторів С1-C3 – КМ будь-якої групи.

Розміщення підігрівача усередині боксу ТК показано на рис. 5. Транзистор VT2 встановлений на тепловідвід з алюмінієвого сплаву розмірами 120x70x3 мм. Він закріплений на слюдяній прокладці за допомогою фторопластової втулки, що ізолює кріпильний гвинт, і тому не має електричного контакту з тепловідведенням. У свою чергу, тепловідведення не має металевих кріпильних елементів, що безпосередньо приєднують його до корпусу боксу. На краю тепловідведення, зверненому до вікна боксу, є два ряди отворів, які покращують циркуляцію повітря. Щоб виділяють тепло елементи DA1, R8, R9 якнайменше впливали на терморезистор R4, він піднятий над платою на висоту 10...15 мм.

Регулювання робочого режиму полягає у витримці відкритого боксу при температурі, що дорівнює бажаному порогу включення, за відсутності струму в нагрівачі протягом 20...30 хв. Слід уникати потрапляння всередину боксу вологи. Встановивши в ньому бажану температуру, регулювальним резистором R2 потрібно досягти світіння світлодіода HL1, зупинивши регулювання при досягненні рівності напруги на терморезисторі R4 напруги Uпор.

Автор: Г.Пілько, м.Київ, Україна

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Створено гібрид людини та вівці 18.02.2018 Біологи з Каліфорнії вперше виростили зародки, що включають клітини людини і вівці. Роботи зі створення химер - організмів, які з генетично різнорідних клітин - ведуться протягом приблизно півтора десятиліття. Вчені хочуть домогтися можливості вирощувати повноцінні органи, які потім можна було б пересаджувати людині, і які не відторгалися б при пересадці. Крім цього, такі експерименти могли б дозволити проводити безпечніші випробування нових лікарських препаратів. У той же час такі дії вчених досить обмежені через дискусії про їх етичність. У новому експерименті вчені змогли успішно імплантувати клітини людини у зародки вівці у співвідношенні приблизно 1 на 10 тисяч клітин. Зародки успішно розвивалися протягом 28 днів (з яких 21 день вони знаходилися безпосередньо всередині живої вівці) - як зазначають біологи, цього терміну достатньо для розуміння того, що вони могли б розвинутись у повноцінний живий організм. Після цього експеримент було припинено з етичних міркувань. Клітини людини були впроваджені в зародки вівці за допомогою технології CRISPR/Cas9 – вона дозволяє спрямовано змінювати окремі гени у клітинах організму. Автори роботи підкреслюють, що поки що залишається незрозумілим, як саме людські клітини можуть вплинути на зовнішній вигляд овець і на роботу їхньої нервової системи. Вони висловили думку, що для цього необхідний триваліший експеримент, який би тривав не менше 70 днів. При цьому вчені наголошують, що у будь-якому випадку для вирощування повноцінного органу необхідно значно збільшити кількість людських клітин – співвідношення з клітинами тварини має становити приблизно один до ста. Аналогічний експеримент проводився на початку 2017 року зі свинями. Зародки також нормально розвивалися протягом 28 днів, співвідношення людських та свинячих клітин було близько 1 на 100 тисяч. Після цього їх вилучили з тіла свиноматки. Вівці, на думку вчених, є більш перспективними для вирощування людських органів, ніж свині, оскільки експерименти показали, що для успішного створення химери на основі вівці потрібно набагато менше ембріонів.

Інші цікаві новини:

▪ Сміх допомагає перемогти стрес

▪ Теплозахисний щит космічного телескопа

▪ Прозорий транзистор

▪ Рідкі металеві сплави з малюнками

▪ Електронні туфлі-навігатори для туристів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Зорові ілюзії. Добірка статей

▪ стаття З печаткою влади на чолі. Крилатий вислів

▪ стаття За що цінуються корови породи бельгійська блакитна з украй високою м'язовою масою? Детальна відповідь

▪ стаття Мандарин японський. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Позначення зарубіжних радіоелементів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Повітряна хустка. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024