ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Interruptor de iluminación inteligente. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / iluminación El dispositivo está diseñado para encender y apagar la luz en cuartos de servicio poco visitados. Implementa un algoritmo ramificado de trabajo. El hecho es que los cuartos de servicio se visitan principalmente por dos propósitos: "durante mucho tiempo" y "por poco tiempo". Cuando ingresan a la habitación "durante mucho tiempo", la puerta generalmente se cierra inmediatamente detrás de ellos. Si se ingresa a la habitación "por un corto tiempo" (por ejemplo, en la despensa por un frasco de pepinos), la puerta generalmente se deja abierta para que al salir no tenga que "besarse" con la puerta cerrada. Por lo tanto, el dispositivo funciona de acuerdo con dos algoritmos:
En ambos modos, la luz se apaga solo después de cerrar la puerta. Como sensor de posición de la puerta, se usa el botón SB1 (Fig. 1) del tipo MP-9 con un empujador (fue ampliamente utilizado en los mecanismos de transporte de cinta de las grabadoras soviéticas).
El botón se puede reemplazar con un par de interruptores magnéticos de lengüeta, pero si el interruptor de lengüeta tiene contactos de cierre (en lugar de conmutación), se deberá agregar una resistencia más al circuito (Fig. 2).
El disparador Schmitt DD1.1 (Fig. 1) amortigua el rebote de los contactos del botón SB1; desde su salida, la señal se alimenta a la entrada del elemento DD1.2 que controla la carga (lámpara incandescente) y la parte lógica del dispositivo. Mientras la puerta está cerrada, hay un "1.1" lógico en la salida del elemento DD1, cuando está abierta, aparece allí un "0" lógico, lo que configura el elemento DD1.2 para que aparezca "1" en su salida, encendiendo la carga (lámpara EL1), el generador en el elemento DD1.3, y permitiendo el contador DD2. Al mismo tiempo se reinicia el gatillo DD3 a través de la cadena diferenciadora C3-R3.1. Aparece un "3.1" lógico en la salida directa del DD0, habilita la operación del disparador del DD3.2 en la entrada C y mantiene un "1" lógico en la salida del DD1.2, independientemente del botón SB1, es decir la lámpara seguirá encendiéndose. Después de aproximadamente 3 s (con la posición del interruptor SA1 indicada en el diagrama), aparece un frente de pulso "único" en la entrada C del disparador DD3.1, y la información sobre la posición de contacto del botón SB1 se escribe en el generar. Si la puerta todavía está abierta, aparece un "1" en la salida del disparador y, tan pronto como la puerta se cierra, la lámpara EL1 se apaga. Cuando la puerta esté cerrada en este momento, el estado de la salida directa del disparador DD3.1 no cambiará ("0" lógico) y la lámpara continuará encendida. Inmediatamente después de cerrar la puerta, aparece una caída de voltaje positiva en la salida del elemento DD1.1 y se establece un "3.2" lógico en la salida directa del disparador de conteo DD0. La lámpara EL1 continúa brillando. Así será hasta que se vuelva a recordar la existencia de la puerta. Cuando lo abre, no pasará nada, y cuando lo cierra con el siguiente pulso, el "3.2" lógico se establece en la salida del disparador DD1. Gracias a la cadena diferenciadora C4-R4, a la salida del gatillo DD3.1 aparece el mismo nivel. En ambas entradas del elemento DD1.2 - "1", en su salida - "0". La lámpara se apaga, el generador se detiene, el contador se pone a cero. Se ha agregado al dispositivo un llamado "temporizador de vigilancia". Es necesario limitar el tiempo de brillo de la lámpara EL1, es decir, para ahorrar electricidad. La función del temporizador de vigilancia realiza el disparador DD3.2 junto con el contador DD2. La duración máxima de la lámpara depende de la posición del interruptor SA2 y puede ser de 7, 14 o 28 minutos. Tan pronto como expira el límite de tiempo, aparece "2" en la salida correspondiente del contador DD1. A través del diodo VD1, se escribe en el disparador DD3.2 y, a través de la cadena C4-R4, conmuta el disparador DD3.1, que apaga la lámpara. La parte de alto voltaje del dispositivo se ensambla en un triac VS1, un transistor de alto voltaje VT1 y un puente de diodos VD2 ... VD5. Es esta configuración de circuito la que se eligió para lograr una mayor eficiencia y reducir la corriente de control. A pesar de que la corriente de desbloqueo mínima para el triac utilizado en el circuito (TS106-10) es de 10 ... 30 mA, la corriente de cortocircuito del puente diagonal en los diodos VD2 ... VD5 no supera los 0,5 mA. Esto se debe a una de las características de los tiristores: para pasarlos al estado abierto, se necesita un pulso de corriente muy corto, después del cual el voltaje en el electrodo de control se vuelve 1 V menos que el voltaje en el ánodo. Es decir, en este circuito, una corriente significativa a través del transistor VT1 (20 ... 30 mA) fluye solo al comienzo de cada medio ciclo (aproximadamente 1/40 parte), y el resto del triac está abierto, y la corriente que fluye a través del transistor es cercana a cero. Por lo tanto, el valor promedio de la corriente de apertura para el semiciclo "disminuyó" en un factor de 40. Todo esto es cierto solo si el transistor VT1 opera en el modo clave. Si la resistencia de su unión colectora disminuye suavemente, entonces con un transistor "medio abierto", el valor promedio de la corriente que fluye a través de él es mucho más de 0,5 mA y se calienta más. La parte de alto voltaje del circuito funciona así. A un nivel alto en la salida del elemento DD1.2, el capacitor C5 se carga lentamente a través de la resistencia R5, la resistencia de la unión colector-emisor del transistor VT1 disminuye gradualmente y la lámpara EL1 se enciende gradualmente. Durante el encendido y apagado de la lámpara, se libera una potencia bastante significativa en el transistor VT1, pero si no aumenta la capacitancia del capacitor C5 y mantiene el intervalo entre el encendido de la lámpara durante más de 2 ... 3 s, no se necesita un radiador para ello. Cuando la lámpara se enciende a pleno calor, la temperatura del cuerpo del transistor aumenta unos 15 °C. La resistencia de la resistencia R5 debe ser lo más alta posible, pero tal que la lámpara EL1 alcance su temperatura máxima. La resistencia R6 no se puede quitar; sin ella, la lámpara solo arderá a medias. La capacitancia del capacitor C5 se puede reducir, pero no es deseable eliminarlo porque. a la salida del elemento DD1.2, se forman pulsos con caídas repentinas de voltaje que "tirarán" de la lámpara, lo que afectará negativamente su "vida útil". El dispositivo se alimenta directamente de la red eléctrica de CA a través de un rectificador simple con un diodo VD6 y un limitador de corriente: resistencia R7. La corriente consumida por el dispositivo es extremadamente pequeña: prácticamente desde cero en modo "dormir" hasta 350 μA con la lámpara encendida. Esto hizo posible elegir una resistencia R7 de bastante alta resistencia. Disipa potencia, un poco más de 0,05 W, pero la potencia de esta resistencia debe ser de 0,25 W o más; entonces habrá más posibilidades de que no sea perforada por alto voltaje. La resistencia de la resistencia R7 se puede aumentar hasta 300 kOhm. En el circuito, como DD1, el autor utilizó el chip HEF4093BT f. Philips en una caja de montaje en superficie. Una característica de este microcircuito es una corriente de paso muy pequeña durante la conmutación, por lo que un generador en funcionamiento en el elemento DD1.3 consume menos de 7,2 mA con una tensión de alimentación de 0,1 V. El mismo generador, pero ensamblado en el análogo doméstico K561TL1, consume más de 1 mA en las mismas condiciones. Esto se debe al hecho de que los microcircuitos CMOS digitales no están diseñados para funcionar con una señal (analógica) que varía suavemente, y en algún voltaje de entrada "promedio", se producen corrientes de paso. Los disparadores Schmitt tienen histéresis de conmutación, por lo que no hay corriente en sus etapas de salida. Pero, desafortunadamente, esto no se aplica a sus etapas de entrada. Por lo tanto, si usa un microcircuito doméstico, es posible que deba reducir la resistencia R5 en 10 ... 7 veces. Al mismo tiempo, la potencia disipada por él y la corriente consumida por el dispositivo aumentarán considerablemente. Cuando el dispositivo está conectado a la red, el voltaje a través del capacitor C6 debido a la constante de tiempo significativa τ = R7-C6 aumenta lentamente. En este punto, la salida directa del disparador DD3.1 es baja, es decir, La lámpara EL1 está encendida. Dado que la tensión de alimentación aumenta muy lentamente, la corriente de base del transistor VT1 también aumenta lentamente. La potencia disipada por la unión del colector del transistor es máxima exactamente cuando está "medio abierto", y en este circuito puede alcanzar 5 ... 10 vatios. Aquellos. el transistor puede simplemente "quemarse". Por lo tanto, es recomendable encender el dispositivo en la red con la lámpara EL1 desenroscada. Se puede enroscar en el cartucho solo después de 5 ... 10 s después de encenderlo. Sin embargo, con las clasificaciones R5 ... R7, C5, C6 indicadas en el diagrama y una lámpara que se enciende lentamente, la temperatura de la caja del transistor (sin radiador) aumenta aproximadamente 60 ... 70 ° C. No es necesario configurar un dispositivo ensamblado correctamente a partir de piezas reparables. Si está utilizando un chip DD1 de otra compañía (todos los demás microcircuitos pueden ser estructuras CMOS), entonces no necesita soldar el diodo zener VD7 inicialmente. Se suministra energía al circuito a través de un miliamperímetro desde una fuente de voltaje constante (correspondiente al voltaje de estabilización del diodo zener), y las entradas del elemento DD1.1 están conectadas al cable "+ U". Con la ayuda de un LED o de cualquier otra manera, están convencidos del funcionamiento del generador DD1.3, luego de lo cual se leen las lecturas del dispositivo. La resistencia de la resistencia R7 se calcula mediante la fórmula: R7 = 100/I (KOhm), donde I es la corriente en mA. Es recomendable redondear el valor de resistencia resultante hacia abajo; después de todo, el diodo zener VD7 también necesita "comer" algo. La tensión de alimentación del circuito depende únicamente de la tensión de estabilización del diodo zener VD7, y puede ser de 3 a 18 V. Cuanto menor sea la tensión de alimentación, menor será la corriente consumida por el generador DD1.3. Su frecuencia aumenta con la disminución de la tensión de alimentación. Al cambiar el voltaje de suministro, es necesario cambiar la resistencia de la resistencia R5 en la misma dirección (la selección de su valor se discutió anteriormente). La capacitancia del capacitor C1 debe ser tal que el elemento DD1.1 suprima completamente el rebote de los contactos del botón SB1; no es deseable reducirlo. Los valores de la resistencia R1 y ambas cadenas C3-R3 y C4-R4 pueden ser cualquiera de los rangos indicados en el diagrama, nada depende de ellos. Los diodos VD2 ... VD6 pueden ser cualquiera, diseñados para un voltaje inverso de al menos 400 V y una corriente directa de más de 0,1 A. El transistor VT1 se puede reemplazar con un KT9115, el triac VS1 con cualquier otro. Con una potencia de lámpara incandescente EL1 de menos de 200 ... 300 W, no se requiere un radiador triac. En lugar de un transistor bipolar VT1, puede usar cualquier campo de alto voltaje con un canal de tipo n. En este caso, no se requieren cambios en el esquema. Entonces, la resistencia R6 se puede cortocircuitar y la resistencia de la resistencia R5 se puede aumentar varias decenas de veces. Al mismo tiempo, es necesario reducir la capacitancia C5 en la misma cantidad. Sin embargo, (C5) se puede eliminar por completo: para los transistores de efecto de campo modernos, la pendiente de la característica es bastante significativa y es difícil lograr el efecto de un "quemado" suave de la bombilla. Si usa un potente transistor bipolar o de efecto de campo, entonces no se necesita el triac VS1. Pero luego, en el radiador, además del transistor, debe "plantar" diodos. Los interruptores SA1 y SA2 están hechos en forma de pistas que pasan por la placa de circuito impreso cerca de las salidas correspondientes del chip DD2. Sus "contactos" se cierran con una gota de soldadura con un soldador. ¡Es imposible conectar varias salidas del chip DD2 juntas! El dispositivo tiene una fuente de alimentación sin transformador. Tenga cuidado al configurar. El cable común (cuerpo) en el diagrama se dibuja para simplificar los gráficos. En ningún caso debe estar conectado a la carcasa del aparato ni puesto a tierra. Autor: A.Koldunov, Grodno; Publicación: radioradar.net Ver otros artículos sección iluminación. Lee y escribe útil comentarios sobre este artículo. Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica: Máquina para aclarar flores en jardines.
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