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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivo de control de alumbrado público. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / iluminación Hay muchos diseños de autómatas que encienden el alumbrado público por la noche y lo apagan al amanecer. Sin embargo, por regla general, están mal protegidos contra falsas alarmas cuando la iluminación fluctúa cerca del umbral durante las transiciones de "día" a "noche" y viceversa. En el dispositivo propuesto, este problema se resuelve con éxito. El autómata está montado sobre varios microcircuitos CMOS estándar de un grado medio de integración.
El esquema del dispositivo propuesto se muestra en la fig. 1. Cuando se enciende la alimentación en la entrada 9 del elemento DD1 3, utilizando el condensador C5, se genera un pulso corto de un nivel lógico alto, configurando el flip-flop RS de los elementos DD1.3 y DD1.4 a un estado con un nivel de voltaje alto en la salida del elemento DD1.4. Al ingresar a través de la resistencia R12 a la base del transistor VT5, este voltaje abre el transistor. Como resultado, el LED HL3 se enciende y el oscilador de bloqueo en el transistor VT4 y el transformador de pulso T2 comienzan a funcionar. Los pulsos que genera abren el triac VS1, que enciende la lámpara EL1. El dispositivo está en este estado hasta que la otra entrada del flip-flop RS (pin 13 del elemento DD1.4) recibe un pulso que pondrá el gatillo en el estado opuesto, apagará el LED HL3 y detendrá el generador de bloqueo. En ausencia de pulsos en el electrodo de control, el triac VS1 dejará de abrirse, la lámpara EL1 se apagará Si la iluminación externa es lo suficientemente grande ("día"), la resistencia de su sensor, el fotodiodo VD1, es relativamente baja y el nivel lógico en las entradas del elemento DD1.1 es alto. A la salida de este elemento ya la entrada R del contador DD4, el nivel es bajo, por lo que se permite el funcionamiento de este contador. LED HL1 "Noche" apagado. La salida del elemento DD1.2 es alta, por lo que el LED "Día" de HL2 está encendido y el contador DD3 está deshabilitado. Las entradas CN de ambos contadores reciben pulsos con un período de 60 s (1 min), generados por el chip "reloj" DD2. Por tanto, el contador cuyo funcionamiento está habilitado (en este caso, DD4) cambia de estado cada minuto, poniendo un nivel lógico alto en la siguiente salida y bajo en todas las demás. 4 minutos después de encender el dispositivo, se establecerá un nivel alto en el pin 10 del contador DD4 y en la entrada 13 del elemento DD1.4 conectado a él, que apagará la lámpara EL1. En el futuro (durante el día), los pulsos a la salida del contador DD4 se repiten cada 10 minutos. Por lo tanto, si enciende la lámpara presionando el botón SB1, que llevará el gatillo RS al estado correspondiente, se apagará automáticamente a más tardar 10 minutos después. Con el inicio de la oscuridad, la resistencia del LED VD1 aumentará significativamente. Los niveles en las entradas y salidas de los elementos DD1.1, DD1.2 cambiarán al contrario. Como resultado, el LED HL2 estará apagado y HL1 estará encendido. Al mismo tiempo, se deshabilitará el funcionamiento del contador DD4 y se habilitará el contador DD3. Si este estado permanece invariable durante 4 minutos, se generará un pulso de alto nivel en la salida 10 del contador DD3, que pasará por el diodo VD3 hasta la entrada 9 del elemento DD1.3. Esto cambiará el estado del flip-flop RS y la lámpara EL1 se encenderá. La lámpara se apagará automáticamente cuando la iluminación del LED VD1 aumente nuevamente y permanezca así durante al menos 4 minutos. La práctica muestra que tal retraso en el encendido y apagado de la lámpara es suficiente para evitar falsas alarmas de la máquina en caso de cambios significativos, pero relativamente a corto plazo, en la iluminación bajo la influencia de nubes en movimiento, relámpagos, iluminación del sensor por los faros de los automóviles. La duración del retraso (tanto encendido como apagado) se puede cambiar entre 1 y 9 minutos conectando las entradas del disparador RS con otras salidas de los contadores DD3 y DD4. Si esto tiene que hacerse con frecuencia, se pueden proporcionar interruptores en la máquina. La unidad de fuente de alimentación de la máquina está construida de acuerdo con el circuito de transformador clásico con un estabilizador de voltaje en un diodo zener VD4 y un transistor VT3. Se puede abandonar el uso de un estabilizador si el voltaje en la red de suministro no está sujeto a fluctuaciones significativas.
Todos los elementos de la máquina se colocan en la placa de circuito impreso que se muestra en la Fig. 2 fabricados en fibra de vidrio laminada por una cara. Sus dimensiones se eligen en base a la colocación en una caja de conexiones eléctricas de plástico comprada en una ferretería. Los LED HL1-HL3 se sueldan directamente a la placa, pero si se desea, se pueden colocar en el panel de la carcasa. El botón SB1 con contactos normalmente abiertos se encuentra en este panel. La apariencia de la placa con los elementos del circuito colocados en ella se muestra en la Fig. 3. El fotodiodo VD1 se coloca fuera de la placa y se instala en el panel exterior del dispositivo.
Los transistores KT315G se pueden reemplazar con otras estructuras npn de baja potencia de silicio. Los chips de la serie K176 (con la excepción de K176IE18) se pueden reemplazar con una serie K561 similar o una serie CMOS importada: K176LE5 - CD4001, K176IE8 - CD4017. El chip K176IE18 se puede reemplazar por K176IE12. En este caso, el puente que conecta el pin 14 del chip DD2 con un cable común no está instalado. Dado que no se requiere una sincronización precisa en este dispositivo, en lugar de un condensador de sintonización C2, puede instalar una capacitancia cerámica constante de 10 ... 20 pF. Al cambiar lámparas con una potencia total de hasta 200 W, el triac TS112-10-7 (puede ser reemplazado por el triac KU208G) se instala en un disipador de calor de aluminio con un área de 15 ... 20 cm2 fijado en el tablero. Esto es suficiente cuando la potencia de la lámpara EL1 o de un grupo de lámparas incandescentes conectadas en paralelo no supera los 200 vatios. Para controlar lámparas con una potencia total superior (máximo 2000 W), el área del disipador de calor deberá aumentarse en consecuencia, colocándolo no en la placa de circuito impreso del dispositivo, sino en otro lugar.
Con un ligero cambio en el esquema de control que se muestra en la Fig. 4, no se puede usar un triac en la máquina, sino un trinistor asimétrico ordinario KU202M o KU202N El circuito magnético del transformador de pulso T2 es una ferrita anular del tamaño K10x6x5. El autor usó un "anillo" de un balasto electrónico defectuoso para lámparas de iluminación de bajo consumo. Los devanados I, II y III del transformador tienen 50, 25 y 30 vueltas, respectivamente, enrollados con un cable PEV-2 de 0,15 mm de diámetro. Para garantizar una apertura confiable del triac, puede ser necesario seleccionar el número de vueltas del devanado III. Puede usar cualquier transformador de potencia T1 que tenga un tamaño adecuado y un devanado secundario con un voltaje de 10 ... 12 V a una corriente de carga de al menos 50 mA. El autor utilizó un transformador de pequeño tamaño con dos devanados secundarios de 12 V cada uno, diseñado para una corriente de 200 mA (uno de ellos no se utiliza). La máquina no tiene interruptor independiente y se conecta directamente a la red de 220 V en la caja de derivación o mediante un cable con enchufe a una toma de corriente normal. No es necesario ajustar el dispositivo, en ausencia de errores en la instalación, comienza a funcionar inmediatamente después de conectarse a la red. El dispositivo está instalado de modo que el LED VD1 esté bien iluminado por luz natural. Sin embargo, no debe exponerse a la luz de la lámpara EL1. De lo contrario, por la noche, la lámpara EL1 se encenderá y apagará con un período de 8 minutos. Esto se puede utilizar para comprobar la funcionalidad de la máquina. Para la instalación al aire libre, el cuerpo de la máquina debe sellarse cuidadosamente para evitar que entre rocío, lluvia, nieve, polvo y suciedad. Al instalar la unidad principal en el interior, el sensor de luz (LED VD1) se puede quitar a una distancia de varios metros y conectar a la placa de circuito impreso con un cable blindado. La trenza de este cable está conectada al más de la tensión de alimentación de los microcircuitos. Una de las variantes del dispositivo descrito se montó dentro de un foco fijo sobre la entrada de un edificio de cinco pisos y ha estado funcionando con éxito durante más de un año. Autor: A. Zabarov
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