|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Економічне фотореле. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення Питанням економії електроенергії радіоаматори приділяють велику увагу – про це свідчать численні публікації у журналі "Радіо" з описом фотореле – пристроїв для відключення освітлення у світлий час доби. Пропоноване фотореле (його схема представлена малюнку) має мале власне споживання електроенергії і підключається за двопровідною схемою паралельно штатному вимикачу. Пристрій містить потужний електронний ключ на симістор VS1, підключений паралельно штатному вимикачу SA1. p align="justify"> Роботою симістора управляє слаботочний ключ на складовому транзисторі VT2VTЗ, включеному в діагональ діодного мосту VD4-VD7. Резистор R5 в емітерному ланцюзі транзистора VT2 запобігає роботі транзистора VТ3 в режимі з обірваною базою при закритому транзисторі VT2. Слаботковий ключ включається базовим струмом транзистора VТ2, що протікає через резистор R4. Як відомо, коефіцієнт передачі струму бази складеного транзистора дорівнює добутку коефіцієнтів передачі транзисторів, його складових. У застосованих автором транзисторів мінімальне значення цього коефіцієнта дорівнює 30, тобто коефіцієнт передачі струму бази складеного транзистора в даному випадку не менше 900, що дозволяє застосувати досить високоомний резистор R4, при цьому потужність, що споживається пристроєм, не перевищить 0,15 Вт в режимі очікування , а після спрацьовування фотореле – значно менше.
Світлочутливим елементом є фотодіод VD1, як який застосований фотодіод інфрачервоного діапазону ФД256, що має достатню чутливість і видимої області спектра. На тригері Шмітта DD1.1 виконаний граничний елемент. Поріг спрацьовування регулюють підстроювальним резистором R1, конденсатор С1 підвищує стійкість до перешкод пристрою. На елементі DD1.2, резисторі RЗ і конденсаторі С2 виконаний вузол затримки перемикання реле, що усуває помилкові спрацьовування при короткочасних засвіченнях фотодіода, на елементі DD1.3 - інвертор для забезпечення необхідної логіки роботи, на транзисторі VT1 - вихідний ключ. Живиться мікросхема DD1 від параметричного стабілізатора напруги на стабілітроні VD3 та резисторі R4. Діод VD2 запобігає розрядці фільтруючого конденсатора3 під час спрацьовування фотореле. Тригери Шмітта мікросхеми DD1 включені інверторами, і, на перший погляд, їх можна замінити інверторами з елементів 2І-НЕ або 2ІЛІ-НЕ мікросхеми К561ЛА7 або К561ЛЕ5. Однак у пристрої така заміна некоректна. Напруга на входах елементів DD1.1 та DD1.2 змінюється повільно: у першого - через плавну зміну рівня природного освітлення, а у другого - через великий постійний час ланцюга RЗС2. Тригери Шмітта мають чіткий поріг спрацьовування, а в елементів логіки в цьому місці вхідної характеристики є зона невизначеності, коли один із вхідних транзисторів ще не встиг закритися, а другий вже почав відкриватися. В результаті виникає наскрізний струм через транзистори і струм, що споживається мікросхемою, різко зростає. Вхідний ланцюг ключа на транзисторах VT2 та У1З працює в режимі мікрострумів, і така зміна режиму роботи мікросхеми призведе до збоїв у роботі пристрою. Запропоноване фотореле працює наступним чином. При підключенні його до освітлювальної мережі паралельно штатному вимикачу SA1 протягом кількох напівперіодів випрямленого діодним мостом VD4-VD7 струму заряджатиметься конденсатор С3. Коли напруга на ньому досягне напруги пробою стабілітрона VDЗ (у режимі мікрострумів воно менше напруги стабілізації, що нормується при струмі в кілька міліампер), відкриються транзистори VT2 і У1З. Коли струм через транзистори досягне значення, достатнього для відкривання симістора VS1, він відкриється, шунтуючи і вимикач, і діодний міст VD4-VD7. Конденсатор С3 заряджатиметься на початку кожного напівперіоду мережевої напруги, поки симистор VS1 закритий. При підключенні пристрою конденсатор С2 розряджений, напруга на входах елемента DD1.2 дорівнює 0, напруга його виході - лог. 1, а на виході елемента DD1.3 - лог 0, тому польовий транзистор VT1 закритий і не впливає на роботу пристрою. Подальша робота пристрою визначається рівнем освітлення фотодіода VD1. Якщо він (рівень) недостатній, то зворотний опір фотодіода велике, на входах елемента DD1.1 є рівень балка. 1, на виході – рівень балка. 0, і жодних змін у роботі пристрою не відбувається - на початку кожного напівперіоду напруги мережі відкривається симістор VS1, подаючи напругу на освітлювальну лампу EL1. У міру підвищення рівня освітлення зворотний опір фотодіода VD1 знижується, і в якийсь момент напруга на ньому стає меншою за поріг спрацьовування тригера Шмітта DD1.1 - на його виході (висновок 3) з'являється рівень лог 1, при цьому струмом через резистор RЗ починає заряджатися конденсатор С2. Через кілька десятків секунд (залежить від ємності конденсатора С2 і опору резистора R3) напруга на об'єднаних входах тригера Шмітта DD1.2 досягає рівня спрацьовування, і на його виході (висновок 4) з'являється рівень лог 0. В результаті елемент DD1.3 перемикається на його виході (висновок 10) з'являється рівень лог 1 і транзистор польовий VT1 відкривається, шунтуючи емітерні переходи транзисторів VT2 і VT3. Надалі транзистор VT1 залишається відкритим, і через керуючий електрод симістор VS1 протікає струм, обмежений резистором R4 до максимальної амплітуди менше 1 мА, що менше струму відкривання симістора. При експериментах із заміни симістора ТС106-10-10 імпортними симісторами з'ясувалося, що в окремих екземплярів симісторів ВТ137-600Еток відкривання менше 1 мА, і симістор при знаходженні фотореле в режимі очікування відкривається при досягненні максимальної амплітуди. Для нормальної роботи фотореле з таким чутливим си-містором опір резистора R1 довелося збільшити до 4 МОм. При зниженні рівня освітлення зворотний опір фотодіода VD1 збільшується, напруга на входах елемента DD1.1 підвищується і в якийсь момент тригер Шмітт DD1.1 перемикається - на його виході з'являється рівень балка. 0. Конденсатор С2, заряджений до напруги живлення, починає розряджатися через резистор R3. Через кілька десятків секунд напруга на входах елемента DD1.2 знижується настільки, що елемент DD1.2, а за ним і DD1.3 перемикаються, на затворі транзистора VT1 з'являється рівень балка. 0, і він закривається, припиняючи шунтувати емітерні переходи складеного транзис-тораУТ2УТЗ. На початку кожного напівперіоду він відкривається і включає симістор VS1 - лампа EL1 при цьому світить. При короткочасних засвітках фотодіода VD1 (наприклад, фарами автомобіля, що проїжджає, спалахами блискавки і т. п.) напруга на повністю розрядженому конденсаторі С2 не встигає скільки-небудь істотно змінитися - цим досягається висока завадостійкість пропонованого фотореле. Про деталі. Транзистори MJE13002 та діоди 1N4007 вилучені з ЕПРА несправної КЛЛ. Критерій для заміни транзисторів: напруга колектор-емітер – не менше 400 В, максимальний струм колектора – не менше 100 мА, статичний коефіцієнт передачі струму бази h21Е - більше 25. Якщо цей параметр транзисторів менше 25, опір резистора R4 слід знизити до 200 кОм. Вимоги до діодів VD4-VD7 - прямий струм не менше 100 мА, зворотна напруга не менше 700 В. Симистор ТС106-10 повинен бути не менше 5-го класу за напругою, тобто витримувати в закритому стані напругу не менше 500 В. При заміні зазначеного на схемі симістора імпортним необхідно враховувати комутовану потужність і на увазі те, що струм через холодну нитку розжарювання освітлювальної лампи в 5...10 разів перевищує номінальний. При потужності навантаження понад 200 Вт симістора необхідно встановити на тепловідведення. Фотодіод ФД256 вилучено зі СДВ старого телевізора. Фотодіоди видимої частини спектру дуже рідко бувають у продажу, тому за відсутності ФД256 варто експериментувати з ІЧ-фотодіодами інших типів. Критерій придатності - щонайменше десятикратне зміна зворотного опору при зміні висвітлення. Деякі ІЧ-фотодіоди, що застосовувалися раніше у промисловій апаратурі, мають непогану чутливість і у видимій частині спектру. Дуже хороші, наприклад, ІЧ-фотодіоди, витягнуті з димових пожежних сповіщувачів, наприклад типу ІП-212, у величезних кількостях викидаються при ремонті пожежної сигналізації, що виробила встановлений термін експлуатації в установах і організаціях. Висвітлювати фотодіод при експериментах необхідно світлодіодною лампою, що має мінімальне випромінювання в області інфрачервоної спектра. Стабілітрон VD3 - будь-який малопотужний з напругою стабілізації 3,3...5 В, діод VD2 - будь-який малопотужний крем'яний. Транзистор КП501А замінимо будь-яким із серій КП501, КП504, КП505. Можлива заміна мікросхеми КР1561ТЛ1 – К561ТЛ1, 564ТЛ1 або імпортний аналог СD4093В. Постійні резистори – будь-якого типу вказаної на схемі потужності розсіювання (потужність розсіювання резистора R4 – 0,5 Вт – обрана з міркувань електричної міцності). Підстроювальний резистор R1 при встановленні пристрою всередині приміщення - будь-якого типу, при розташуванні поза приміщенням бажано застосувати резистор закритої конструкції, наприклад, СПО-0,15, СПО-0,5 або СП4-1. Для герметизації внутрішньої порожнини резистора на валик двигуна в місці виходу його з корпусу слід нанести шар технічного вазеліну або консистентного мастила ЦИАТИМ. Конденсатори C1, C3 можуть бути будь-яких типів, як плівкові, так і керамічні, C2 - оксидний імпортний (номінальна напруга - 50 В - вибрано значно вище робочого з міркувань забезпечення хорошої міжобкладальної ізоляції - чим вище номінальна напруга, тим краще ізоляція, тобто · менше струм витоку). Пристрій зібраний на фрагменті універсальної макетної плати розміром 45x25 мм. При використанні справних деталей та відсутності помилок у монтажі налагодження зводиться до встановлення підстроювальним резистором R1 бажаного порога спрацьовування. Для захисту від атмосферних впливів відрегульована плата покрита нітролаком у два шари та поміщена в корпус від пожежного сповіщувача ІП-212, що має непоганий зовнішній вигляд. Автор: К. Мороз
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Ігрова гарнітура SteelSeries Siberia Elite ▪ Надмініатюрна GPS-система MG4100 ▪ Рослини шукають воду на слух
▪ Розділ сайту Альтернативні джерела енергії. Добірка статей ▪ стаття Хтось щось сказав чи мені здалося? Крилатий вислів ▪ стаття Вершник-розливник палива. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Розрахунок бітової синхронізації мережі CAN. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Приймач діапазону 0-18 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page