Інтелектуальний вимикач освітлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

 Коментарі до статті

Пристрій призначений для включення і вимикання світла в підсобних приміщеннях, що рідко відвідуваються. У ньому реалізовано розгалужений алгоритм роботи. Справа в тому, що підсобні приміщення в основному відвідують із двома цілями - "надовго" та "ненадовго". Коли в приміщення заходять "надовго", то двері за собою зазвичай одразу ж зачиняють. Якщо ж у приміщення входять "ненадовго" (наприклад, у комору за банкою огірків), то двері зазвичай залишають відчиненими, щоб при виході не довелося "цілуватися" із зачиненими дверима.

Тому пристрій працює за двома алгоритмами:

• двері залишаються відчиненими більше 3 с (цей час можна змінити), тоді після закривання дверей світло гасне (включається він відразу ж після відчинення дверей);
• двері відчинили і зачинили швидше, ніж за 3 с - світло продовжуватиме горіти і згасне тільки після того, як двері повторно відчинять і зачинять.

В обох режимах світло вимикається лише після закривання дверей.

Як датчик положення двері використовується кнопка SB1 (рис.1) типу МП-9 з штовхачем (широко застосовувалася в стрічкопротяжних механізмах радянських магнітофонів).

Рис.1. Принципова схема вимикача (натисніть , щоб збільшити)

Кнопку можна замінити парою магніт-геркон, але, якщо у геркона контакти, що замикаються (а не перемикаються), в схему доведеться додати ще один резистор (рис.2).

Ріс.2.

Тригер Шмітта DD1.1 (рис.1) гасить брязкіт контактів кнопки SB1; з його виходу сигнал подається на вхід елемента DD1.2, керуючого навантаженням (лампою розжарювання) та логічною частиною пристрою.

Поки двері зачинені, на виході елемента DD1.1 є логічна "1", коли вони відкриті - там з'являється логічний "0", який встановлює елемент DD1.2 так, що на його виході з'являється "1", що включає навантаження (лампу EL1) , генератор на елементі DD1.3, і дозволяє роботу лічильника DD2. Одночасно через диференціюючий ланцюжок C3-R3 обнулюється тригер DD3.1. На прямому виході DD3.1 утворюється логічний "0", він дозволяє роботу тригера DD3.2 по входу і підтримує логічну "1" на виведенні DD1.2 незалежно від кнопки SB1, тобто. лампа продовжуватиме горіти.

Приблизно через 3 с (при зазначеному на схемі положенні перемикача SA1) на вході тригера DD3.1 з'являється "поодинокий" фронт імпульсу, і в тригер записується інформація про положення контакту кнопки SB1. Якщо двері досі відчинені, на виході тригера з'являється "1", і, як тільки двері зачиняються, лампа EL1 гасне.

Коли двері закриті, стан прямого виходу тригера DD3.1 не зміниться (логічний "0"), і лампа продовжуватиме горіти. Відразу після закривання дверей на виході елемента DD1.1 з'являється позитивний перепад напруги, і прямому виході рахункового тригера DD3.2 встановлюється логічний "0". Лампа EL1 продовжує світитися.

Так буде доти, доки знову не згадають про існування дверей. При відкриванні її нічого не станеться, а при закритті черговим імпульсом на виході тригера DD3.2 встановлюється логічна "1". Завдяки диференційному ланцюжку C4-R4 такий самий рівень з'являється і на виході тригера DD3.1. На обох входах елемента DD1.2 – "1", на його виході – "0". Лампа гасне, генератор зупиняється, лічильник обнулюється.

У пристрій доданий так званий "вартовий таймер". Він необхідний обмеження часу світіння лампи EL1, тобто. для економії електроенергії. Функцію сторожового таймера виконує тригер DD3.2 разом із лічильником DD2. Максимальна тривалість свічення лампи залежить від положення перемикача SA2 і може дорівнювати 7, 14 або 28 хвилин. Як тільки ліміт часу закінчиться, на відповідному виході лічильника DD2 з'являється "1". Через діод VD1 вона записується в тригер DD3.2 і через ланцюжок C4-R4 перемикає тригер DD3.1, який гасить лампу.

Високовольтна частина пристрою зібрана на симісторі VS1, високовольтному транзисторі VT1 та діодному мосту VD2...VD5. Саме така конфігурація ланцюга обрана для досягнення більшого ККД та зменшення струму, що управляє. Незважаючи на те, що мінімальний струм, що відпирає, для використовуваного в схемі симистора (ТС106-10) дорівнює 10...30 мА, струм короткого замикання діагоналі моста на діодах VD2...VD5 не перевищує 0,5 мА. Пов'язано це з однією з особливостей тиристорів: для переведення їх у відкритий стан потрібен дуже короткий імпульс струму, після чого напруга на електроді, що управляє, стає на 1 В менше напруги на аноді. Тобто в цій схемі значний струм через транзистор VT1 (20...30 мА) тече тільки на початку кожного напівперіоду (приблизно 1/40 частина), а решту часу симистор відкритий, і струм, що протікає через транзистор, близький до нуля. Тому середнє за півперіод значення струму, що відпирає, "зменшилося" в 40 разів.

Все це справедливо лише в тому випадку, якщо транзистор VT1 працює у ключовому режимі. Якщо ж опір його колекторного переходу зменшується плавно, то при "напіввідкритому" транзисторі середнє значення струму, що протікає через нього, набагато більше 0,5 мА, і він сильніше гріється.

Працює високовольтна частина схеми так. При високому рівні на виході елемента DD1.2 конденсатор С5 повільно заряджається через резистор R5 опір переходу колектор-емітер транзистора VT1 плавно зменшується, і лампа EL1 поступово розгоряється. Під час увімкнення та вимикання лампи на транзисторі VT1 виділяється досить значна потужність, але, якщо не збільшувати ємність конденсатора С5 і витримувати інтервал між включеннями лампи більше 2...3 с, радіатор для нього не потрібен. Коли лампа горить повним розжаренням, температура корпусу транзистора підвищується приблизно 15°С.

Опір резистора R5 має бути максимально можливим, але таким, при якому лампа EL1 досягає повного розжарення. Резистор R6 прибирати не можна - без нього лампа горітиме тільки вповні. Місткість конденсатора С5 можна зменшити, але прибирати його небажано, т.к. на виході елемента DD1.2 формуються імпульси з різкими перепадами напруги, які "смикатимуть" лампу, що негативно позначиться на терміні її "життя".

Живиться пристрій безпосередньо від мережі змінного струму через найпростіший випрямляч на діоді VD6 та обмежувачі струму - резисторі R7. Струм, що споживається пристроєм, вкрай малий: практично від нуля в "сплячому" режимі до 350 мкА при лампі, що горить. Це дозволило вибрати досить високоомний резистор R7. На ньому розсіюється потужність, трохи більша за 0,05 Вт, але потужність цього резистора повинна бути 0,25 Вт і більше - тоді буде більше шансів, що його не проб'є високою напругою. Опір резистора R7 можна збільшити до 300 кОм.

У схемі як DD1 автор використав мікросхему HEF4093BT ф. Philips у корпусі для поверхневого монтажу. Особливість цієї мікросхеми - дуже малий наскрізний струм під час перемикання, завдяки чому працюючий генератор на елементі DD1.3 при напрузі живлення 7,2 споживає струм менше 0,1 мА.

Такий же генератор, але зібраний на вітчизняному аналогу К561ТЛ1, за тих самих умов споживає більше 1 мА. Пов'язано це з тим, що цифрові КМОП-мікросхеми не розраховані на роботу з плавно змінним (аналоговим) сигналом, і при деякому "середньому" вхідному напрузі виникають наскрізні струми. Тригери Шмітта мають гістерезу перемикання, тому в їх вихідних каскадах наскрізні струми не виникають. Але, на жаль, до їхніх вхідних каскадів це не стосується. Тому якщо використовувати вітчизняну мікросхему, то, можливо, знадобиться в 5...10 разів зменшити опір R7. При цьому різко зростуть розсіювана ним потужність і струм, що споживається пристроєм.

При включенні пристрою в мережу напруга на конденсаторі С6 через значний постійний час τ = R7-C6 збільшується повільно. У цей момент прямому виході тригера DD3.1 виявляється низький рівень, тобто. лампа EL1 увімкнена. Так як напруга живлення збільшується дуже повільно, так само повільно збільшується базовий струм транзистора VT1. Потужність, що розсіюється колекторним переходом транзистора, максимальна саме тоді, коли він відкритий "наполовину", і в цій схемі може досягати 5...10 Вт. Тобто. транзистор може просто "згоріти". Тому вмикати пристрій у мережу бажано з викрученою лампою EL1. Вкручувати її в патрон можна лише через 5...10 після включення. Втім, при вказаних на схемі номіналах R5...R7, С5, С6 і лампі, що плавно розгорається, температура корпусу транзистора (без радіатора) підвищується приблизно на 60...70°С.

Правильно зібраний із справних деталей пристрій не потребує налаштування. Якщо ви використовуєте мікросхему DD1 іншої фірми (решта мікросхем може бути будь-якими КМОП-структури), то спочатку стабілітрон VD7 впаювати не потрібно. На схему через міліамперметр подається живлення джерела постійної напруги (відповідне напруги стабілізації стабілітрона), а входи елемента DD1.1 з'єднують з проводом "+U". За допомогою світлодіода або будь-яким іншим способом переконуються в роботі генератора DD1.3 після чого зчитуються показання приладу.

Опір резистора R7 вираховують за такою формулою:

R7 = 100/I (KOм), де I - струм у мА.

Отримане значення опору бажано округлити в меншу сторону - адже стабілітрон VD7 теж потрібно що-небудь "їсти".

Напруга живлення схеми залежить тільки від напруги стабілізації стабілітрона VD7, і може бути від 3 до 18 В. Чим менше напруга живлення, тим менше споживаний генератором DD1.3 струм. Його частота при зменшенні напруги живлення зростає. При зміні напруги живлення потрібно в той же бік змінити опір резистора R5 (про підбір його номіналу говорилося вище). Ємність конденсатора С1 повинна бути такою, щоб елемент DD1.1 повністю пригнічував брязкіт контактів кнопки SB1; зменшувати її небажано. Номінали резистора R1 та обох ланцюжків C3-R3 та C4-R4 можуть бути будь-якими із зазначених на схемі діапазонів - від них нічого не залежить. Діоди VD2...VD6 можуть бути будь-якими, розрахованими на зворотну напругу не менше 400 В і прямий струм більше 0,1 А. Транзистор VT1 можна замінити на КТ9115, симістор VS1 - будь-який інший. При потужності лампи розжарювання EL1 менше 200...300 Вт радіатор на симистор не є обов'язковим.

Замість біполярного транзистора VT1 можна використовувати будь-який високовольтний польовий канал n-типу. При цьому жодних змін у схемі не потрібне. Резистор R6 тоді можна закоротити, а опір резистора R5 - збільшити у кілька десятків разів. При цьому в стільки ж разів необхідно зменшити ємність С5. Втім, його (С5) можна прибрати зовсім - у сучасних польових транзисторів крутість характеристики досить значна, і досягти ефекту плавного "розгоряння" лампочки складно. Якщо використовувати потужний біполярний чи польовий транзистор, то симістор VS1 не потрібен. Але тоді на радіатор, окрім транзистора, треба "посадити" і діоди.

Перемикачі SA1 та SA2 виконані у вигляді доріжок, що проходять на друкованій платі біля відповідних виходів мікросхеми DD2. Їхні "контакти" замикаються краплею припою за допомогою паяльника. Поєднувати разом кілька виходів мікросхеми DD2 не можна!

Пристрій має безтрансформаторне живлення від мережі. При налагодженні слід бути обережними. Загальний провід (корпус) на схемі намальовано спрощення графіки. З'єднувати його з корпусом пристрою або заземлювати в жодному разі не можна.

Автор: О.Колдунов, м.Гродно; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Освітлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Космічні промені - загроза колонізаторам Марса 13.11.2014 Магнітне поле Сонця діє як бар'єр для космічних променів високої енергії, які утворюються за межами Сонячної системи під час вибухів наднових. Чим активніше Сонце, тим сильніше магнітне поле, і тим більше небезпечного випромінювання воно затримує. Проте вчені вважають, що сонячна активність продовжуватиме слабшати, що є ще однією поганою новиною для майбутніх космічних мандрівників. Нове дослідження NASA показує, що 30-річний чоловік, який полетить на Марс у період низької сонячної активності, досягне межі радіаційної безпеки менш ніж за 400 днів, яких ледве вистачить для того, щоб дістатися Червоної планети і назад. Жінка досягне межі ще швидше – за 300 днів. Якщо сонячна активність продовжить знижуватися, межа для чоловіка буде досягнута за 320 днів, а для жінки – менш ніж за 240 днів. Щоб оцінити скільки часу людина може витримати космічне випромінювання у відкритому космосі, фахівці NASA використовували автоматичну міжпланетну станцію Lunar Reconnaissance Orbiter. Вона оснащена приладом для вимірювання космічних променів та сонячної радіації CRaTER, який має у своєму арсеналі спеціальний пластик, еквівалентний тканинам людського тіла. Він показує, як м'язи людини реагуватимуть на випромінювання. Втім, слід врахувати, що межа радіаційної безпеки залежить не лише від сонячної активності, а й від віку космічного мандрівника.

Інші цікаві новини:

▪ Двомісний електролітак Axe

▪ Автомобіль BMW об'їде пішохода

▪ Селенідний фонон

▪ Кишенькові Wi-Fi-роутери від Meizu

▪ MAX17701 - синхронний контролер заряду для суперконденсатора

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Історії з життя радіоаматорів. Добірка статей

▪ стаття Сходи. Поради домашньому майстру

▪ Якими були підсумки Першої світової війни для країн Латинської Америки? Детальна відповідь

▪ стаття Технічний секретар. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Блок рефлексотерапії. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Стабілізатор з двигуна, 5,5-14/5 вольт 150 міліампер. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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