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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fotorrelé económico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / iluminación Los radioaficionados prestan gran atención a las cuestiones de ahorro de energía; esto se evidencia en numerosas publicaciones en la revista Radio que describen relés fotográficos, dispositivos para apagar la iluminación durante las horas del día. El fotorelé propuesto (su diagrama se muestra en la figura) tiene un bajo consumo de energía inherente y está conectado mediante un circuito de dos cables en paralelo con el interruptor estándar. El dispositivo contiene una potente llave electrónica basada en triac VS1, conectada en paralelo con el interruptor estándar SA1. El funcionamiento del triac se controla mediante un interruptor de baja corriente en un transistor compuesto VT2VTЗ, conectado a la diagonal del puente de diodos VD4-VD7. La resistencia R5 en el circuito emisor del transistor VT2 evita que el transistor VT3 funcione en el modo de base "rota" cuando el transistor VT2 está cerrado. El interruptor de baja corriente se activa mediante la corriente de base del transistor VT2 que fluye a través de la resistencia R4. Como se sabe, el coeficiente de transferencia de la corriente de base de un transistor compuesto es igual al producto de los coeficientes de transferencia de los transistores que lo componen. Para los transistores utilizados por el autor, el valor mínimo de este coeficiente es 30, es decir, el coeficiente de transferencia de corriente de la base del transistor compuesto en este caso no es inferior a 900, lo que permite utilizar una resistencia de resistencia bastante alta. R4, mientras que la energía consumida por el dispositivo no excederá los 0,15 W en modo de espera, y después de que se active el relé fotográfico, significativamente menos.
El elemento fotosensible es el fotodiodo VD1, que se utiliza como fotodiodo infrarrojo FD256, que tiene suficiente sensibilidad en la región visible del espectro. El disparador Schmitt DD1.1 tiene un elemento de umbral. El umbral de respuesta se ajusta ajustando la resistencia R1, el condensador C1 aumenta la inmunidad al ruido del dispositivo. En el elemento DD1.2, la resistencia RЗ y el condensador C2 hay una unidad de retardo de conmutación de relé, que elimina falsas alarmas durante la iluminación a corto plazo del fotodiodo, en el elemento DD1.3 hay un inversor para garantizar la lógica de funcionamiento necesaria, en el transistor VT1 hay un interruptor de salida. El microcircuito DD1 está alimentado por un estabilizador de voltaje paramétrico que utiliza un diodo Zener VD3 y una resistencia R4. El diodo VD2 evita la descarga del condensador de filtro C3 cuando se activa el fotorrelé. Los disparadores Schmitt del microcircuito DD1 se incluyen como inversores y, a primera vista, pueden reemplazarse con inversores de los elementos 2I-NOT o 2OR-NOT del microcircuito K561LA7 o K561LE5. Sin embargo, en este dispositivo dicha sustitución es incorrecta. El voltaje en las entradas de los elementos DD1.1 y DD1.2 cambia lentamente: en el primero, debido a un cambio suave en el nivel de luz natural, y en el segundo, debido a la gran constante de tiempo del circuito RЗС2. Los disparadores Schmitt tienen un umbral de respuesta claro, y los elementos lógicos en este lugar de la característica de entrada tienen una zona de incertidumbre, cuando uno de los transistores de entrada aún no ha tenido tiempo de cerrarse y el segundo ya ha comenzado a abrirse. Como resultado, se produce una corriente a través de los transistores y la corriente consumida por el microcircuito aumenta considerablemente. El circuito de entrada del interruptor de los transistores VT2 y U1Z funciona en modo de microcorriente, y tal cambio en el modo de funcionamiento del microcircuito provocará un mal funcionamiento del dispositivo. El relevo fotográfico propuesto funciona de la siguiente manera. Al conectarlo a la red de iluminación en paralelo con el interruptor estándar SA1, el condensador C4 se cargará durante varios semiciclos de la corriente rectificada por el puente de diodos VD7-VD3. Cuando el voltaje a través de él alcanza el voltaje de ruptura del diodo Zener VD2 (en modo de microcorriente es menor que el voltaje de estabilización normalizado a una corriente de varios miliamperios), los transistores VT1 y U1 se abrirán. Cuando la corriente a través de los transistores alcanza un valor suficiente para abrir el triac VS4, se abrirá, desviando tanto el interruptor como el puente de diodos VD7-VDXNUMX. El condensador C3 se recargará al inicio de cada medio ciclo de tensión de red mientras el triac VS1 esté cerrado. Cuando el dispositivo está conectado, el condensador C2 se descarga, el voltaje en las entradas del elemento DD1.2 es 0, el voltaje en su salida es log. 1, y la salida del elemento DD1.3 es log 0, por lo que el transistor de efecto de campo VT1 está cerrado y no tiene ningún efecto sobre el funcionamiento del dispositivo. El funcionamiento adicional del dispositivo está determinado por el nivel de iluminación del fotodiodo VD1. Si (el nivel) es insuficiente, entonces la resistencia inversa del fotodiodo es alta y hay un nivel logarítmico en las entradas del elemento DD1.1. 1, salida: nivel de registro. 0, y no se producen cambios en el funcionamiento del dispositivo: al comienzo de cada medio ciclo de voltaje de red, el triac VS1 se abre y suministra voltaje a la lámpara de iluminación EL1. A medida que aumenta el nivel de iluminación, la resistencia inversa del fotodiodo VD1 disminuye y, en algún momento, el voltaje en él se vuelve menor que el umbral de activación del disparador Schmitt DD1.1; aparece un nivel de registro de 3 en su salida (pin 1) , mientras que la corriente a través de la resistencia RЗ comienza a cargar el condensador C2. Después de unas pocas decenas de segundos (dependiendo de la capacitancia del condensador C2 y la resistencia de la resistencia R3), el voltaje en las entradas combinadas del disparador Schmitt DD1.2 alcanza el nivel de disparo y aparece un nivel logarítmico de 4 en su salida. (pin 0) Como resultado, el elemento DD1.3 cambia a su salida (pin 10) que aparece en el nivel log 1 y el transistor de efecto de campo VT1 se abre, desviando las uniones emisoras de los transistores VT2 y VT3. Posteriormente, el transistor VT1 permanece abierto y una corriente fluye a través del electrodo de control del triac VS1, limitada por la resistencia R4 a una amplitud máxima inferior a 1 mA, que es menor que la corriente de apertura del triac. Durante los experimentos de sustitución del triac TS106-10-10 por triacs importados, resultó que en algunos casos de los triacs VT137-600ET la corriente de apertura es inferior a 1 mA, y el triac, cuando el fotorrelé está en modo de espera, se abre cuando se alcanza la amplitud máxima de la tensión de red, mientras que la lámpara EL1 brilla a plena intensidad. Para el funcionamiento normal de un fotorrelé con un si-mistor tan sensible, la resistencia de la resistencia R4 tuvo que aumentarse a 1 MOhm. A medida que disminuye el nivel de iluminación, aumenta la resistencia inversa del fotodiodo VD1, aumenta el voltaje en las entradas del elemento DD1.1 y, en algún momento, el disparador Schmitt DD1.1 cambia: aparece un nivel de registro en su salida. 0. El condensador C2, cargado a la tensión de alimentación, comienza a descargarse a través de la resistencia R3. Después de unas pocas decenas de segundos, el voltaje en las entradas del elemento DD1.2 disminuye tanto que el elemento DD1.2, y después el DD1.3, conmuta y aparece un nivel de registro en la puerta del transistor VT1. 0, y se cierra, dejando de derivar las uniones emisoras del transistor compuesto UT2UTZ. Al comienzo de cada medio ciclo, se abre y enciende el triac VS1: la lámpara EL1 se enciende. Cuando el fotodiodo VD1 se ilumina brevemente (por ejemplo, por los faros de un automóvil que pasa, relámpagos, etc.), el voltaje en un condensador C2 completamente descargado no tiene tiempo de cambiar significativamente; esto logra una alta inmunidad al ruido del propuesto. relevo fotográfico. Sobre los detalles. Se quitaron los transistores MJE13002 y los diodos 1N4007 del balastro electrónico de una CFL defectuosa. Criterios para reemplazar transistores: voltaje colector-emisor: al menos 400 V, corriente máxima del colector: al menos 100 mA, coeficiente de transferencia de corriente de base estática h21E - más de 25. Si este parámetro del transistor es inferior a 25, entonces la resistencia de la resistencia R4 debe reducirse a 200 kOhm. Requisitos para los diodos VD4-VD7: corriente directa de al menos 100 mA, voltaje inverso de al menos 700 V. El triac TC106-10 debe ser al menos de clase de voltaje 5, es decir, soportar un voltaje de al menos 500 V cuando está cerrado. Al reemplazar el triac indicado en el diagrama por uno importado, es necesario tener en cuenta la potencia conmutada y tener en cuenta que la corriente que pasa por el filamento frío de la lámpara de iluminación es 5...10 veces mayor que la nominal. Cuando la potencia de carga sea superior a 200 W, el triac debe instalarse sobre un disipador de calor. El fotodiodo FD256 se extrajo de la SDU de un televisor antiguo. Los fotodiodos en la parte visible del espectro rara vez están a la venta, por lo que si no tiene el FD256, vale la pena experimentar con otros tipos de fotodiodos IR. El criterio de idoneidad es al menos un cambio diez veces mayor en la resistencia inversa cuando cambia la iluminación. Algunos fotodiodos IR, utilizados anteriormente en equipos industriales, también tienen buena sensibilidad en la parte visible del espectro. Muy buenos, por ejemplo, son los fotodiodos IR extraídos de detectores de incendios de humo, por ejemplo, del tipo IP-212, que se desechan en grandes cantidades durante la reparación de alarmas contra incendios que han alcanzado la vida útil establecida en instituciones y organizaciones. Durante los experimentos, el fotodiodo debe iluminarse con una lámpara LED que tenga una radiación mínima en la región infrarroja del espectro. Diodo Zener VD3: cualquier diodo de baja potencia con un voltaje de estabilización de 3,3...5 V, diodo VD2: cualquier diodo de silicio de baja potencia. Podemos sustituir el transistor KP501A por cualquiera de las series KP501, KP504, KP505. Posible reemplazo del microcircuito KR1561TL1: K561TL1, 564TL1 o un CD4093B analógico importado. Resistencias fijas: cualquier tipo de disipación de potencia indicada en el diagrama (disipación de potencia de la resistencia R4 - 0,5 W - elegida por razones de resistencia eléctrica). Resistencia recortadora R1 al instalar el dispositivo en interiores, de cualquier tipo; cuando se ubica en exteriores, es recomendable utilizar una resistencia de diseño cerrado, por ejemplo, SPO-0,15, SPO-0,5 o SP4-1. Para sellar la cavidad interna de la resistencia se debe aplicar una capa de vaselina técnica o grasa CIATIM al rodillo del motor en el punto de salida de la carcasa. Los condensadores C1, C3 pueden ser de cualquier tipo, tanto de película como cerámicos, C2 - óxido importado (tensión nominal - 50 V - elegido significativamente más alto que el de trabajo para garantizar un buen aislamiento entre placas - cuanto mayor sea la tensión nominal, mejor aislamiento, es decir, menos corriente de fuga). El dispositivo se ensambla sobre un fragmento de una placa de pruebas universal de 45x25 mm. Si utiliza piezas reparables y no hay errores en la instalación, la instalación se reduce a configurar la resistencia de recorte R1 al umbral de respuesta deseado. Para protegerlo de las influencias atmosféricas, el tablero ajustado se recubre con dos capas de barniz nitro y se coloca en una carcasa del detector de incendios IP-212, que tiene una buena apariencia. Autor: K. Moroz
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