Tentokrát to nebude o rádiu. Protože se tento server věnuje také elektronice a různým zajímavým zapojením, tak si ukážeme zařízení, které by se sice dalo zařadit do oblasti kuriozit nebo hraček, ale které je překvapivě funkční a snad také inspirativní.

Postavit si nějaký blikač bývala vždy první meta na cestě k poznání elektroniky. Normální člověk by si asi dneska koupil blikající LEDku a má hotovo. Kdo nezvládne ani to, tak nejspíš vezme Arduino, zahájí nový projekt, připojí vhodné periferie a moduly, stáhne potřebný framework, aktivuje bluetooth, nainstaluje aplikaci, a na konci bude úplně luxusně blikající LEDka. Akorát mám pocit, že masovým nasazením takového postupu vzniká určitý deficit znalostí v naprosto základních oblastech.

Tak mě jednou napadlo, když jsem dětem vysvětloval, co je to relé, že by bylo zajímavé postavit si z relé jednoduchý blikač. Žádné polovodiče, jen relé a kondenzátory. Samozřejmě na internetu už nějaká schémata existují, ale pokaždé se mi na tom něco nelíbilo. Jednou to byl odporový trimr, který se musí vhodně nastavit, aby obvod "naskočil". Jindy kazilo dojem použití polovodičové diody nebo vysoká spotřeba proudu.

A tak vzniklo toto zapojení. Blikání se ovládá tlačítky START a STOP, takže obvod může být trvale připojen na napájení. V klidovém stavu nic neodebírá. Zajímavostí je i velmi nízká spotřeba během provozu. Jelikož sepnuté je vždy jen jedno relé a cívka relé je napájena pouze z vybíjejícího se kondenzátoru, relé drží sepnuté až do minimálního napětí potřebného pro udržení. Tím je značně zredukován průměrný odebíraný proud. Rychlost blikání je odvozena od kapacity kondenzátorů a odporu cívek použitých v relé, a lze ji nastavit ve velmi širokém rozpětí, včetně změny střídy.

Schéma zapojení

Seznam součástek

B1 - žárovka dle použitého napájecího napětí
C1, C2 - elektrolytický kondenzátor 1000 uF nebo 2200 uF
R1, R2 - rezistor např. 10 Ohmů
RE1, RE2 - relé miniaturní se dvěma přepínacími kontakty (DPDT)
SW1, SW2 - tlačítko spínací (SPST-NO)

Popis činnosti

Abychom si mohli názorně popsat, jak obvod funguje, tak si schéma trochu zjednodušíme:

Relé jsou zakreslena v klidovém stavu. Po připojení napájení se tedy nestane vůbec nic, protože napájení (Vcc) je na obou relé od zbytku obvodu odpojeno.

Nyní přivedeme pomocné napájení na cívku relé RE1. Co se stane? Nabije se kondenzátor C2 a sepne relé RE1, tudíž se nabije i kondenzátor C1. Pomocné napájení můžeme odpojit a relé RE1 je nadále drženo sepnuté napětím z kondenzátoru C2. Po vybití kondenzátoru C2 nám relé RE1 odpadne, čímž se nabitý kondenzátor C1 začne okamžitě vybíjet do cívky relé RE2. Relé RE2 ihned sepne a začne opět nabíjet kondenzátor C2. A tak už to jede střídavě pořád dokola. Pokud v tom vidíte jistou analogii s multivibrátorem se dvěma tranzistory, tak to samozřejmě není náhoda.

Obě relé si střídavým spínáním vzájemně nabíjejí své kondenzátory, které jediné jsou nosiči veškeré elektrické energie spotřebovávané v obvodu. Člověka napadne otázka: nemůže se to za chvíli samo zastavit? Nemůže, funkce je naprosto spolehlivá, protože nabití kondenzátoru z napájecího zdroje trvá mnohem kratší dobu než jeho vybití přes cívku relé. Kondenzátory proto vždy načerpají dostatek energie k tomu, aby se obvod udržel v činnosti.

Jak to tedy celé zastavit? Stačí rychle odčerpat energii z kondenzátorů, například zkratováním cívek relé. No jo, ale relé se střídají a my to chceme zastavit jednoduchým tlačítkem. Využíváme proto další samostatný kontakt jednoho z relé, který nám k vyzkratování vybírá tu správnou (právě aktivní) z obou cívek.

Skutečné zapojení je ještě doplněno o rezistory, které omezují nabíjecí proud kondenzátorů, čímž prodlužují životnost kontaktů relé. Omezují též zkratový proud v případě stisku obou tlačítek zároveň, což je signalizováno i akusticky. A samozřejmě je tam samostatný přepínací kontakt, na který je připojena žárovka nebo cokoli, čím chceme blikat.

Náměty na další práci s obvodem

Zkuste se zamyslet, jak by se dalo co nejjednodušeji zrealizovat automatické spuštění po připojení napájení, tedy bez nutnosti stisku tlačítka START. Bohužel vám nemohu napovědět, protože sám nevím, která cesta je nejlepší :)

Můžete též nalézt vztah pro výpočet periody blikání. Budete k tomu určitě potřebovat tyto hodnoty: napájecí napětí, kapacity kondenzátorů, odpor cívek a minimální přídržné napětí relé.