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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Iluminación automática de escalera con función de micrófono y temporizador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / iluminación Anotación. Como saben, la vida útil de una lámpara incandescente depende en gran medida del modo de funcionamiento. La limitación de la corriente inicial en el momento del encendido y su aumento gradual permiten evitar la destrucción del filamento de la lámpara incandescente. El uso de un atenuador de tiristores con control de fase de pulso como parte de una máquina de iluminación de escaleras le permite limitar el voltaje máximo por la noche, cuando aumenta debido a una disminución en el número de consumidores. Además, dicha máquina puede complementarse con un sensor acústico y una función de temporizador, que permitirá, cuando aparezca una señal de sonido, encender la lámpara incandescente con el brillo máximo durante un período de 15 segundos a 10 minutos. Información general. Los diseños discutidos en este artículo son los llamados "dos terminales", lo que les permite conectarse en serie con una lámpara incandescente sin necesidad de cableado adicional. Los dispositivos se pueden colocar en cualquier lugar conveniente, proporcionando una buena ventilación a los elementos de conmutación para fines de seguridad contra incendios. Se utiliza un atenuador de tiristores [1] con algunas modificaciones como solución de circuito básico para una máquina de iluminación de escaleras (Fig. 1). En particular, dos transistores KT361, que forman uno compuesto, fueron reemplazados por uno de la serie KT3107 con una alta ganancia, y se introdujo una resistencia R1 para reducir el tiempo de descarga del capacitor C2 después de apagar la alimentación.
El regulador proporciona un aumento suave de la corriente en el momento del encendido, en 1 segundo, lo que elimina el exceso de su valor máximo permitido, debido al suave calentamiento del filamento. El voltaje de carga máximo lo establece la resistencia R6. Este valor se puede seleccionar en el rango de 80…90%, lo que elimina el exceso del voltaje máximo permitido por la tarde, cuando el número de consumidores disminuye y el voltaje en la red aumenta. La carga "suave" automática en la red "(Fig. 1) utiliza el control de pulso de fase del momento en que se enciende el tiristor, lo que determina la potencia que se le da a la carga. La esencia del método de pulso de fase es cambiar el tiempo de apertura del tiristor, contando desde el momento en que el voltaje de la red pasa por cero. Cuanto antes se abre el tiristor, mayor es la potencia que se le da a la carga. En el momento inicial, cuando la tensión de red es cercana a cero, el condensador C2 se descarga, los transistores VT2, VT3 y el tiristor VS1 se cierran. Una vez que se completa la carga del capacitor C1, el transistor VT1 está completamente abierto y el momento en que se abre el tiristor está determinado solo por la constante de tiempo del circuito R5-R6-C2. A medida que se carga el capacitor C2, aumenta la caída de voltaje a través de la unión del emisor del transistor VT2. Cuando se alcanza un valor de alrededor de 0,6 V, el transistor VT3 comienza a abrirse levemente, ya que la corriente comienza a fluir en su circuito base. Esto conduce a un aumento aún mayor en la corriente de base del transistor VT2 y una inclusión similar a una avalancha de los dos últimos y el tiristor. El momento en que aparece la corriente del electrodo de control del tiristor VS1 determina la potencia entregada a la carga.
Construcción y detalles. La máquina está montada en una placa de circuito impreso (Fig. 2) de lámina de fibra de vidrio de doble cara de 1,5 mm de espesor en forma de octágono regular inscrito en un cuadrado de 65 mm de lado. Por supuesto, puede utilizar una pieza en bruto redonda con un diámetro de 70 mm. La placa de circuito impreso está diseñada para instalarse en una caja de conexiones de red estándar con un diámetro interno de 70 mm. Los transistores VT1, VT2 pueden ser cualquiera de las series KT3107, VT3 - KT3102. Reemplazaremos el diodo zener VD1 con D814G, KS512, KS515. Diodo VD2: cualquier silicio. El tiristor VS1 puede ser de la serie KU201, KU202 con índices K, L, M, N. Diodos KD226 con índices G, D, E. El fusible FU1 está instalado en el soporte.
El principio de funcionamiento. El circuito eléctrico de una versión mejorada de la máquina de iluminación de escaleras, complementada con un micrófono y una función de temporizador, se muestra en la fig. 3. Utiliza el mismo controlador de brillo de tiristores con control de pulso de fase, pero para el funcionamiento normal de la máquina y la tensión de alimentación, se introduce en el controlador una cadena de resistencias R30-R31 conectadas en serie, que establece el brillo inicial de la lámpara incandescente en el nivel de 10 ... 15%. Esto es necesario para obtener voltajes estables "+5" y "+10V" de la fuente de alimentación en modo de espera. En el momento de cerrar el circuito de alimentación, la resistencia del filamento de la lámpara incandescente es máxima, y dado que los condensadores de balasto C16, C17 de capacidad relativamente pequeña se introducen en el estabilizador paramétrico, la carga del condensador C15 no se produce de inmediato, sino en décimas de segundo. Por esta razón, la constante de tiempo del circuito integrador R13-C10 debe ser un poco más larga que el tiempo para establecer el voltaje de suministro "+5" para garantizar una puesta a cero confiable del contador DD2 en el momento en que se enciende la alimentación. Después de establecer la tensión de alimentación "+5", en la entrada del elemento inversor DD1.2 con un disparador Schmitt durante algún tiempo (determinado por los valores de R13, C10), se mantiene un nivel de cero lógico que, después de la inversión por este elemento, reinicia el contador DD2. Una vez completada la carga del condensador C10, no afecta el funcionamiento del dispositivo, ya que el diodo VD5 está cerrado. Después de poner el contador DD2 en el estado cero, aparece un nivel cero en su salida "Q12" (pin 1), que, invertido por el elemento DD1.3, abre el transistor de conmutación VT1. El terminal inferior de la resistencia R24 se conecta al cable común y se carga el condensador C18. El brillo de la lámpara incandescente aumenta hasta un valor máximo, que se establece mediante la resistencia de la resistencia R29. Para la calificación R29 indicada en el diagrama, el valor máximo de brillo es de alrededor del 80%. Por lo tanto, cuando el dispositivo se enciende por primera vez, la lámpara incandescente se enciende con un brillo máximo del 80 % durante un período de tiempo específico. Solo se puede proporcionar una alta potencia de salida del regulador (hasta 99%) encendiéndolo de acuerdo con el esquema de "tres terminales". Para una máquina de iluminación de escaleras, esto no es importante, ya que normalmente no se requiere un alto brillo de iluminación, pero, si es necesario, es posible compensar la pérdida de brillo instalando una lámpara incandescente de mayor potencia. Al mismo tiempo, el nivel "uno" de la salida "Q12" (pin 1) del contador DD2 ingresa al cátodo del diodo VD6, lo polariza en la dirección opuesta y permite el funcionamiento del generador ensamblado en los elementos DD1.5, DD1.6, R19 ... R21, C11. Los pulsos de polaridad positiva son contables para DD2, que al llegar a 2048 estados genera un nivel "uno" a la salida del bit más significativo "Q12" (pin 1). Este nivel, al ser invertido por el elemento DD1.3, provoca la parada del generador. El mismo nivel cierra el transistor VT1 y pone la máquina en modo de espera. En este estado, el brillo mínimo del brillo de la lámpara incandescente está determinado por la posición de la resistencia de corte R31 y se puede seleccionar en el rango de 10 ... 50%. El amplificador de micrófono está hecho en el amplificador operacional DA1.1 y DA1.2. Su factor de amplificación total puede llegar a 5000, por lo tanto, para disparar la máquina desde la salida del micrófono, es suficiente una tensión alterna con una amplitud de 1 mV. La resistencia R5 puede ajustar la sensibilidad del amplificador para que la máquina no funcione con el sonido de los pasos en el rellano, sino solo con cualquier comando de voz. En este caso, puede configurar el brillo en modo de espera, por ejemplo, 50%, y si es necesario recibir iluminación adicional por parte del "propietario" del rellano, dé cualquier comando de voz. Para aumentar la estabilidad a altas frecuencias y eliminar la autoexcitación, los condensadores C4, C6 se introducen en el amplificador del micrófono. El voltaje alterno amplificado desde la salida DA1.2 a través del capacitor de acoplamiento C7 se suministra al rectificador, ensamblado en los diodos VD1, VD2. El voltaje rectificado es suavizado por el capacitor C8 y alimentado al formador de pulsos de reinicio, hecho en los elementos DD1.1, DD1.2, C9, VD3, VD4, R11, R12. Cuando la tensión en el condensador C8 alcanza el umbral de conmutación del elemento DD1.1 (aproximadamente 2,6 V), se genera un pulso positivo corto en la salida del elemento DD1.2, con una duración de aproximadamente 8 μs, que, cada vez que aparece una señal sonora, reinicia el contador DD2 y reinicia el temporizador. La línea de LED HL1 ... HL4 (HL1, HL2 - verde, HL3 - amarillo y HL4 - rojo) produce una evaluación visual del tiempo de exposición transcurrido (al configurar el temporizador). Si se requiere evaluar visualmente el tiempo de exposición transcurrido a distancia, es necesario reducir la resistencia de las resistencias R15 ... R18 a 4,7 kOhm y aumentar la capacitancia de los condensadores de balasto C16, C17 a 0,47 μF. El tiempo de retraso del temporizador se puede aumentar a 3,5 horas reemplazando el capacitor C11 por uno más grande, con una clasificación de hasta 2,2 microfaradios, y el retraso mínimo se puede cambiar seleccionando la resistencia R19. Cabe señalar otra característica interesante del amplificador de micrófono (DA1.1, DA1.2). Si aumentas los valores de los capacitores: C4=0,01 uF; C5=2,2uF; C6=6800pF; C7 = 47 uF e instale una máquina automática dentro de un espacio cerrado, entonces el amplificador no responderá a las señales de sonido, sino solo a un cambio en la presión del aire, incluso con la apertura y el cierre silenciosos de las puertas.
Construcción y detalles. La máquina se ensambla en una placa de circuito impreso (Fig. 4) de fibra de vidrio de lámina de doble cara de 1,5 mm de espesor de un espacio en blanco cuadrado con dimensiones de 78x78 mm. Para la instalación en una caja de conexiones de red estándar del tipo KEM5-10-7, las esquinas de 13x13 mm de tamaño se cortan en un cuadrado en blanco. La máquina utiliza resistencias fijas MLT-0,125, MLT-2 (R34), resistencias de corte SP3-38b en diseño horizontal, condensadores de balasto C16, C17 del tipo K73-17 con una tensión nominal de 400V, el resto son no polares - K10-17, óxido - K50-35 o importados. El micrófono puede ser del tipo CZN-15E, MKE-332, MKE-333, MKE-389-1. En lugar de VD12, VD13, como en la versión anterior, pueden funcionar D814G (D), KS512, KS515. Los transistores VT1, VT4 pueden ser de la serie KT3102; VT2, VT3 - KT3107. El amplificador operacional DA1 reemplazará a TL072, TL082; IC DD1 KR1564TL2 (74HC14), que contiene seis disparadores Schmitt, reemplaza CD40106, contador KR1561IE20 (CD4040) reemplaza KR1564IE20 (74HC4040). La configuración de la segunda versión del dispositivo consiste en configurar el brillo mínimo en modo de espera utilizando la resistencia R31, la sensibilidad del amplificador del micrófono - R5 y el tiempo de retardo requerido - R21. El retardo de respuesta desde el momento en que aparece la señal de sonido o el comando de voz se puede aumentar seleccionando el condensador C8. Si, con un aumento en los valores de los condensadores C16, C17 a 0,47 μF, el contador DD2 no se restablecerá claramente en el momento en que se enciende, es necesario aumentar la capacidad del condensador C10 a 4,7-10 μF. Con una potencia de lámpara incandescente de más de 75 W, el tiristor debe instalarse en un disipador de calor. Literatura
Autor: Odinets A.L.
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