Устройство автоматического отключения аудио-аппаратуры от сети

Данное устройство предназначено для автоматического полного отключения от сети аудио-аппаратуры при отсутствии на выходе усилителя мощности сигнала в течении контрольного времени. Устройство может быть выполнено как в виде автономного прибора со входом для подключения сигнала и розетками 220 Вольт для подключения усилителя мощности, ПКД, тюнера и т.д., так и в составе усилителя мощности с выводом розеток на заднюю стенку и подключением остальной аппаратуры к сети через них. Все управление осуществляется посредством одной кнопки без фиксации.

При подключении устройства в сеть, как само устройство, так и выходные розетки обесточены. Светодиод на передней панели погашен. При коротком нажатии кнопки на устройство подается питание и на его выходе появляется напряжение 220 Вольт. Светодиод начинает светиться. При этом, если на сигнальном входе присутствует звуковой сигнал, напряжением более 0.8 В, устройство может находиться во включенном состоянии неограниченно долго. Как только пропадает сигнал на входе, начинается отсчет времени до выключения. По истечения половины расчетного времени, светодиод начинает моргать с частотой примерно 1 Гц. При полном истечения времени, устройство и вся подключенная к нему аппаратура отключаются от сети.

Устройство можно принудительно отключить путем продолжительного (около 2 сек.) нажатия на ту же кнопку до погасания светодиода.

Перейдем к рассмотрению принципиальной схемы устройства, изображенной на рисунке. 

Напряжение 220 В поступает на выход (обозначен «220V out») и на блок питания устройства через замкнутые контакты либо верхней половины кнопки SW1, либо реле RL1. На схеме сознательно не приведена схема блока питания прибора, так как его схема зависит от  исполнения прибора – автономного или встроенного в УМ. В случае встроенного исполнения, от блока питания усилителя мощности снимается подходящее напряжение величиной 8-30 Вольт и через микросхему 7805 (для него на плате предусмотрено место) подается на схему. В случае же автономного исполнения, удобно в качестве БП устройства использовать плату, вынутую из «зарядки» мобильного, с выходным стабилизированным напряжением 5 Вольт. На плату, питание в этом случае подается в точку, обозначенную  «+5V», а 7805 не устанавливается. Конечно, можно использовать также стандартную связку маломощный сетевой трансформатор на 8-15 В– диодный мост - конденсатор 1000х25В. С него подать напряжение через стабилизатор 7805 так же, как с случае встроенного исполнения. Тут важно, чтобы к сети БП подключался параллельно выходу устройства ("220V OUT").  

При первичном включении питание на схему не поступает, так как разомкнуты контакты и реле, и кнопки. При коротком нажатии (не более 1 с) на кнопку, питание поступает на схему, включается реле RL1 и своими контактами продолжает удерживать питание включенным и после отпускания кнопки. На обмотку реле напряжение подается через открытый транзистор Q2, на базу которого поступает высокий уровень через резистор R2 с выхода инвертора - элемента U3-А. Благодаря конденсатору С1, напряжение на его объединенных входах при коротком нажатии не успевает подняться до высокого уровня, несмотря на то, что нижние контакты кнопки подают  на них +5В через резисторы R4.1 и R4.2. 

При включении, цепь R5, C3, R10 и элемент U3-D подают на вход сброса счетчика U4 положительный импульс, который сбрасывает его в нулевое состояние. При наличии переменного напряжения более 0.8 Вольт на входе устройства, транзистор Q1 на его положительных пиках, открываясь, соединяет с корпусом вход инвертора U3-D и с его выхода счетчик постоянно сбрасывается и отсчет времени не производится. При отсутствии сигнала, транзистор закрывается, на вход сброса U4 подается низкий уровень и производится счет. Диод D1 защищает базовый переход Q1 от отрицательного напряжения. Благодаря применению триггеров Шмитта, на выходах инверторов присутствуют четкие сигналы при медленно меняющихся входных.

Задающий генератор собран по широко известной схеме на одном триггере Шмитта (U3-C) и RC цепочке R9,RV1, С2. Частота равна  примерно 16 Гц при среднем положении подстроечного резистора. Его частоту, а значит, временные характеристики прибора, при недостаточности регулировки RV1, можно менять в широких пределах подбором конденсатора С2 (при указанных номиналах время до отключения регулируется примерно от 6 до 12 мин.).

В течении первой половины выдержки, на входе 5 элемента 2И-НЕ U3-B присутствует низкий уровень, а значит, на выходе – высокий, который через резистор R8 зажигает светодиод D2. По истечении половины выдержки, высокий уровень с контакта 2 счетчика поступает на этот вход, на другой вход поступают импульсы, частотой около 1 Гц. В течении второй половины выдержки светодиод моргает, предупреждая о предстоящем выключении оборудования. При появлении положительного уровня на контакте 3 счетчика, через 1-2 сек. конденсатор заряжается до уровня переключения элемента U3-A и реле отпускает, обесточивая выход и само устройство.

Если во время работы длительно (более 1.5 сек.) нажать кнопку, нижний его контакт замыкает цепь R4.1, R4.2, C1. Последний, заряжаясь, через некоторое время переключает инвертор U3-A, транзистор Q2 закрывается, контакты реле размыкаются. Диод D4, при этом, шунтируя светодиод D2, гасит его, сигнализируя, что кнопку можно отпускать. После отпускания кнопки устройство обесточивается.  

Диод D5 защищает Q2 от ЭДС самоиндукции, D3 устраняет влияние выхода счетчика на рост потенциала C1 при выключении прибора кнопкой. Цепь R1, C4 препятствует возникновению дуги на контактах реле и кнопки.

Детали устройства, за исключением светодиода, кнопки и входного гнезда, установлены на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 94 мм на 54 мм.

Детали, установленные вне платы, подключаются к ней изолированными многожильными проводами.

Во вложении имеется чертеж платы в формате LAY, а так же Proteus модель устройства (в модели частота получается, почему-то, раза в два меньше, поэтому, там подстроечный резистор полностью выведен). 

О деталях

Микросхему 4093 можно заменить на отечественную К561ТЛ1, а 4020 – на К561ИЕ16. Транзисторы заменимы на КТ3102Г, диоды – на КД521 с любой буквой. Конденсатор С4 - металлопленочный из серии СВВ (отечественные - К78-2, К73-17) на напряжение 400В, остальные – малогабаритные на 10 В и более. Резисторы R1 и R6 на 1 Вт, остальные – 0.125 Вт. Реле – с обмоткой на 5В и током срабатывания не более 100 мА, с контактами на 220V AC и ток более 2А. Мой экземпляр был выпаян из платы БП ЖК-телевизора Филипс. В случае несовпадения выводов, думаю, не составит труда чуть скорректировать рисунок платы. 

О кнопке следует сказать особо. Его желательно сделать из двух отдельных кнопок с общим толкателем, так как у сдвоенных бывают случаи пробоя между группами контактов при их подгорании со временем. Для исключения поражения электрическим током в этом случае, резистор R4 разбит на две с обеих сторон кнопки (их мощность, кстати, тоже – не менее 1 Вт). В случае применения одной кнопки на две группы, заменять их одним на 200 кОм нельзя ни в коем случае. Так же можно применить две отдельные кнопки на включение и выключение, в этом случае конденсатор C1 можно исключить. Я применил сдвоенный микро-переключатель МП-5, изображенный на фото.

Устройство начинает работать сразу, при отсутствии ошибок в монтаже. Поворотом движка подстроечника устанавливают желаемое время отключения. Как говорилось выше, грубо пределы регулировки можно изменить подбором конденсатора С2. Если производить два типа нажатий кнопки "коротко" - "долго" окажется не очень комфортно, можно попробовать менять конденсатор C1 в пределах 3-6 мкФ параллельным соединением двух экземпляров. 

Внешний вид усилителя со встроенным устройством отключения (приношу извинения за качество корпуса - усилитель старый "видавший виды")

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Sprint-Layout
• Proteus