Главная » Автоматика в быту
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Акустический автомат лестничного освещения на симисторе

Аннотация

Статья рассматривает автомат, включающий нагрузку (лампу накаливания) на заданное время от 10 сек до 2 мин, по звуковому сигналу. Применение симистора в качестве коммутирующего элемента позволило сократить число силовых элементов, устанавливаемых на теплоотвод, с пяти до одного.

Общие сведения

Часто на лестничных площадках, в подсобных помещениях, ванных комнатах и т.п. наблюдается ситуация, когда освещение забывают выключить и лампа долго горит без надобности, накручивая Киловатт-часы. Подобной ситуации можно избежать, если собрать несложный акустический автомат, включающий лампу по звуковому сигналу на заданное время. При этом длительность выдержки будет продлеваться по мере повторного поступления звуковых сигналов. Совсем не лишним будет дополнение такого автомата функцией плавного зажигания лампы, что позволит значительно увеличить срок её службы, благодаря ограничению броска тока в момент включения. Данный автомат можно использовать совместно также и с энергосберегающими лампами, установив регулятор времени задержки включения лампы в положение, соответствующее нулевому значению.

Схема электрическая принципиальная

Схема электрическая автомата приведена на рис.1. Автомат содержит: стабилизатор питания, собранный на элементах Cl, VD1...VD4, VD5, С2...С4, DA1; схему выделения моментов перехода сетевого напряжения через нуль на транзисторах VT1, VT2; схему управления симистором на транзисторах VT3...VT8 и логических элементах DD1.1 ...DD1.4; усилитель переменного напряжения на транзисторах VT9, VT10; одновибратор-формирователь импульса сброса таймера на элементах DD2.1, DD2.2 и собственно таймер, состоящий из задающего генератора на элементах DD2.3, DD2.4 и счётчиков DD3.1 и DD3.2.

Схема акустического автомата лестничного освещения на симисторе

При появлении на входе микрофона M1 звука шагов, разговоре, хлопке закрываемой двери и т.п. переменное напряжение амплитудой несколько милливольт усиливается двухкаскадным транзисторным усилителем VT9, VT10 до уровня 2...3 В и, проходя через разделительный конденсатор С13, запускает одновибратор, который на выходе элемента DD2.2 формирует короткий положительный импульс, обнуляющий счётчики DD3.1 и DD3.2 и тем самым перезапускающий таймер. При этом на выходе самого старшего разряда счётчика DD3.2 (вывод 8) появляется уровень лог.О, который инвертируясь элементом DD2.5, смещает в обратном направлении диод VD10, разрешая работу генератора. При первой подаче питающего напряжения одновибратор срабатывает независимо от появления звуковых сигналов, благодаря интегрирующей цепочке C16-R31, которая формирует короткий отрицательный импульс, воздействующий на вход элемента DD2.2 через развязывающий диод VD9. Диод VD7 также является развязывающим.

Прямоугольные импульсы с выхода элемента DD2.4 увеличивают состояние счётчиков DD3.1, а затем DD3.2, о чём свидетельствует мигание зелёного светодиода HL1 и последовательное зажигание HL2...HL4 в соответствии с появлением двоичных кодов на выходах счётчика DD3.2.

Уровень лог.О с выхода самого старшего разряда счётчика DD3.2 (вывод 8) открывает транзистор VT3, что приводит к зарядке конденсатора С5 через резистор R6 и открыванию транзистора VT4. При этом яркость лампы накаливания определяется введённой частью переменного резистора R9 и ёмкостью конденсатора Сб. Следует заметить, что транзисторы VT5 и VT6 в данный момент закрыты, уровнем лог.1, приходящей на базу транзистора VT6 с выхода логического элемента DD2.5.

Работает схема регулятора яркости следующим образом. При положительной полуволне сетевого напряжения открывается транзистор VT1 и на верхнем выводе резистора R4, а значит на входе элемента DD1.1 присутствует напряжение, превышающее пороговое значение входного уровня лог. 1. На выходе этого элемента присутствует уровень лог.О и транзистор VT7 закрыт. Такая же ситуация происходит и при отрицательной полуволне сетевого напряжения, только при этом открывается транзистор VT2, a VT1 закрывается. В случае, когда сетевое напряжение близко к нулю, оба транзистора VT1 и VT2 закрываются и на резисторе R5, а значит на входе элемента DD1.1 появляется уровень лог.0. Короткий положительный импульс с выхода элемента DD1.1 открывает транзистор VT7 и, уже усиленный, через диод VD6 быстро заряжается конденсатор Сб. При появлении положительной или отрицательной полуволны сетевого напряжения транзистор VT7 закрыт, и конденсатор С6 начинает постепенно разряжаться со скоростью, зависящей от введённой части подстроечного резистора R9, определяющим яркость лампы накаливания.

Когда конденсатор С6 разрядится до порогового напряжения переключения элемента DD1.2, он переключится в состояние лог.1 на выходе, а элемент DD1.3 — в состояние лог.0. Отрицательный перепад напряжения с выхода элемента DD1.3, проходя через дифференцирующую цепочку C7-R14 и инвертирования элементом DD1.4, вызовет появление на его выходе короткого положительного импульса длительностью около 12 мкс, который откроет мощный транзистор VT8, а вслед за ним и симистор VS1. Лампа EL1 будет светиться с яркостью, задаваемой подстроечным резистором R9.

При увеличении сопротивления резистора R9 будет возрастать постоянная времени C6-R9 (конечно же, с учётом сопротивления резисторов R10, R13). Следовательно будет возрастать время задержки включения симистора, считая с момента перехода сетевого напряжения через ноль, поэтому яркость лампы будет уменьшаться. И наоборот, при уменьшении сопротивления резистора R9, яркость лампы будет возрастать.

Если поступление звуковых сигналов будет продолжаться, одновибратор будет продолжать формировать обнуляющие импульсы, и время выдержки будет продлеваться. Если поступление звуковых сигналов прекратится, одновибратор будет оставаться в исходном состоянии и, когда счётчик DD3.2 достигнет своего восьмого состояния, уровень лог.1, инвертируясь элементом DD2.5 откроет диод VD10 и, тем самым, заблокирует работу генератора. Счётчик DD3.2 останется в восьмом состоянии и уровнем лог.1 с выхода своего самого старшего разряда (вывод 8) закроет транзистор VT3, а транзисторы VT6 и VT5, в свою очередь, будут открыты уровнем лог.0, приходящим на базу VT6 с выхода элемента DD2.5. При этом конденсатор С5 быстро разрядится через резистор R8, транзистор VT4 закроется, и задержка включения симистора будет определяться теперь постоянной времени C6-R13. Но лампа теперь зажигаться не будет в каждом полупериоде сетевого напряжения, поскольку постоянная времени C6-R13 достаточно велика и конденсатор С6 не будет успевать разряжаться до порогового напряжения переключения логического элемента DD1.2. Таким образом, лампа накаливания будет выключена до появления следующего звукового сигнала.

Конструкция и детали

Автомат собран на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита (рис.2) толщиной 1,5 мм из квадратной заготовки размерами 78 х 78 мм.

Для установки в стандартную пластмассовую сетевую разветвительную коробку типа КЭМ5-10-7 в квадратной заготовке вырезаются уголки размерами 13x13мм. В автомате применены постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, МЛТ-0,5 (R3), подстроечные — СПЗ- 38б, электролитические конденсаторы — типа К50-35 или аналогичные импортные, неполярные — К10-17. Микрофон может быть типа CZN-15E, МКЭ-332, МКЭ-333, МКЭ-389-1 (используются в телефонии). На месте стабилитрона VD5 могут работать Д814В (Г, Д), Д810, Д811, Д812, а также КС510, КС512 или аналогичные маломощные с напряжением стабилизации 10... 12 В. Диоды VD6...VD10 — любые маломощные кремниевые из серий КД503, КД521, КД522. Диоды моста VD1...VD4 могут быть из серии КД226 с индексами «Г», «Д», «Е», а также FR157, FR207 или другие с минимально допустимым током не менее 1 А и обратным напряжением не менее 400 В. На месте симистора VS1 могут работать ВТ137, ВТ138, ВТ139 с минимально допустимым напряжением не менее 400В. Транзисторы VT9, VT10 должны быть из серии КТ3102 с индексом «ЕМ» или импортные ВС547С, но обязательно со статическим коэффициентом передачи тока не менее 400; VT1...VT3, VT6 — из серий КТ3107 с любым буквенным индексом; VT4, VT5, VT7 — из серий КТ3107, КТ503 с любым буквенным индексом, VT8 — из серий КТ815, КТ817. Микросхемы серии КР1564 заменимы на ИМС серии КР1554.

Настройка автомата заключается в установке требуемой яркости с помощью резистора R9, времени нарастания яркости лампы от нуля до заданного значения — с помощью резистора R6, чувствительности усилителя — с помощью резистора R19, и времени выдержки таймера — с помощью резистора R27. При мощности лампы накаливания более 60 Вт симистор необходимо установить на небольшой теплоотвод. Отзывы и вопросы по работе устройства читатели могут направлять на адрес электронной почты автора E-mail: A_Odinets@tut.by

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
DD1 МикросхемаКР1564ТЛ31 Поиск в LCSCВ блокнот
DD2 МикросхемаКР1564ТЛ11 Поиск в LCSCВ блокнот
DD3 МикросхемаКР1564ИЕ191 Поиск в LCSCВ блокнот
DA1 МикросхемаКР1181ЕН5А1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT1, VT3, VT6 Биполярный транзистор
КТ3107БМ
3 Поиск в LCSCВ блокнот
VT2 Биполярный транзистор
КТ3102БМ
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT4, VT5, VT7 Биполярный транзистор
КТ503Е
3 Поиск в LCSCВ блокнот
VT8 Биполярный транзистор
КТ815Б
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT9, VT10 Биполярный транзистор
КТ3102ЕМ
2 Поиск в LCSCВ блокнот
VD1-VD4 Выпрямительный диод
FR207
4 Поиск в LCSCВ блокнот
VD5 Стабилитрон
Д814В
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD6 Диод
КД521Б
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD7-VD10 Диод
КД522Б
4 Поиск в LCSCВ блокнот
VS1 Симистор
BT138-800
1 Поиск в LCSCВ блокнот
C1 Конденсатор К73-171 мкФ x 630 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C2 Конденсатор К50-35470 мкФ x 16 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C3 Конденсатор К10-170.47 мкФ x 63 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C4 Конденсатор К50-35100 мкФ x 10 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C5 Конденсатор К50-35100 мкФ x 16 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C6 Конденсатор К10-170.047 мкФ x 63 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C7 Конденсатор К10-171000 пФ x 63 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
С8-C10, C13, C14 Конденсатор К10-170.1 мкФ x 63 В5 Поиск в LCSCВ блокнот
C11 Конденсатор К50-35220 мкФ x 10 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C12 Конденсатор К10-170.022 мкФ x 63 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C15 Конденсатор К10-172.2 мкФ x 63 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C16 Конденсатор К50-3510 мкФ x 10 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
R1, R8 Резистор МЛТ-0,125
220 Ом
2 Поиск в LCSCВ блокнот
R2 Резистор МЛТ-0,125
1.1 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R3, R7, R27-R29 Резистор МЛТ-0,5
100 кОм
5 Поиск в LCSCВ блокнот
R4, R23 Резистор МЛТ-0,125
510 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
R5, R11, R21, R24...R26, R30, R31 Резистор МЛТ-0,125
10 кОм
8 Поиск в LCSCВ блокнот
R6 Резистор СП3-38б
330 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R9, R13, R17, R22 Резистор СП3-38б
1 МОм
4 Поиск в LCSCВ блокнот
R10 Резистор МЛТ-0,125
4.7 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R12 Резистор МЛТ-0,125
75 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R14, R16, R18 Резистор МЛТ-0,125
22 кОм
3 Поиск в LCSCВ блокнот
R15 Резистор МЛТ-0,125
750 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R19 Резистор СП3-38б
1 МОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R20 Резистор МЛТ-0,125
2.2 МОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R32 Резистор МЛТ-0,125
47 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R33-R36 Резистор МЛТ-0,125
7.5 кОм
4 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 2
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 1.7 Проголосовало: 2 чел.

Комментарии (11) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Freddy #
Конструкция начала 80-x. Сейчас все это делается на одном контроллере PIC. При том давно реализовано и используется в РБ повсеместно на уровне ЖКХ.
Ответить
0
Smelter #
При всём уважении к контроллерам, наличие WDT полностью их дискредитирует... если есть WDT значит вероятность зависания единица (что и наблюдается повсеместно повседневно). И ещё вопрос собака сможет гавкнуть или нет. Всё микроконтроллерное глючное, это факт и неизбежность: более 10 лет электрически стираемое ПЗУ не хранит данные в неизменном виде, а это не эксплуатация устройства, а обслуживание. Вот ИЕ19 попробуй повесить. Да и через 10 – 100 лет его перепрошивать не потребуется (Perpetuum Mobile)
Ответить
0

[Автор]
A_Odinets #
В отличие от контроллера, это чисто аппаратное схемотехническое решение, не требует программатора, работает стабильно и не зависает. Вместо критики, лучше предложите свой вариант на МК с функцией защиты лампы накаливания, регулятором мощности и, главное, стабильно работающее решение!
Ответить
0
Eknous #
https://easyeda.com/editor#id=34355369aa624f749d7e47445d65d1a8 ссылка на схему которая проще
Ответить
0
A_Odinets #
А где в Вашей схеме подключение лампы накаливания, функции защиты (плавного включения) и регулятора мощности?
Ответить
0
Eknous #
На вывод OUT
Ответить
0
A_Odinets #
В вашей схеме на выходе ОУ всегда будет присутствовать уровень логической единицы (+5В), потому что инвертирующий вход «2IN–» (вывод 6) соединён с общим проводом, а потенциал на неинвертирующем входе «2IN+» (вывод 5) всегда будет больше нуля. JK-триггер переключаться не будет. Ваша схема требует доработки.
Ответить
0
Eknous #
https://easyeda.com/editor#id=34355369aa624f749d7e47445d65d1a8 ссылка на доработанную схему
Ответить
0
A_Odinets #
А в таком случае, при сопротивлении R3 более 3 кОм электретный микрофон выйдет из рабочего режима (ток смещения должен быть не менее 700 мкА). Но даже, если компаратор на ОУ сработает, то его многочисленные выходные импульсы будут приводить к множественному переключению JK-триггера. Для звукового реле такая схема не подойдёт. Короче, надоели эти разбирательства с нерабочей схемой. Последние пять комментариев можно удалять.
Ответить
0
Eknous #
Согласен. Мне тоже надоело схему дорабатывать.
Ответить
0
Eknous #
https://easyeda.com/editor#id=!d9351f1cfcef4190a395f2c45a9cf101 еще немного доработки
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Радиореле 220В
Радиореле 220В
Паяльная станция Hakko 936 USB-реле (2 канала)
вверх