Акустическое реле для светильника

June 14, 2010 by admin Комментировать »

Осветительные лампы накаливания по потреблению электро­энергии занимают одно из первых мест среди других бытовых при­боров. Даже в небольшой квартире обычно используется более десятка лампочек. Для того чтобы снизить расход электроэнергии, необходимо установить несложное устройство автоматики.

Описанный ниже вариант реле предназначен для работы с осве­тительными лампами накаливания общей мощностью до 1000 Вт. Эту конструкцию отличает простота, высокая надежность, доступ­ность элементной базы, легкая повторяемость и минимум настрой­ки. Устройство плавно зажигает лампы на полную мощность в те­чение 0,5…2 с и медленно гасит их после окончания времени вы­держки за 15…20 с с задержкой скорости снижения яркости свече­ния в самом конце процесса на 2…6 с. Это акустическое реле име­ет высокую чувствительность, уровень которой легко регулируется, устойчиво как к импульсным сетевым помехам, так и к коротким звуковым. После включения питания на нагрузку подается не ме­нее 97 % мощности.

clip_image002

Рис.1.32

Реле включает освещение, если уровень акустических шумов превысил заданное значение, и плавно отключает питание нагруз­ки спустя установленное время, если наступила тишина. Устройст­во как бы «рассуждает» – если тихо, значит в помещении никого нет, и лампы через некоторое время можно погасить.

Обратимся к схеме устройства (рис. 1.32). При замыкании вы­ключателя SA1 на устройство подается сетевое напряжение пере­менного тока 220 В и лампа накаливания EL1 быстро, но все-таки плавно зажигается вне зависимости от того, было ли достаточное акустическое воздействие от микрофона ВМ1 или нет. Логика про­ста: щелкнули выключателем, значит нужен свет. Если тишина не будет нарушена, то лампа EL1 погаснет через 40…60 с.

В качестве акустического датчика используется малогабаритный импортный электретный микрофон. Микрофонный усилитель по­строен на половине микросхемы операционного усилителя (ОУ) DA1, которая питается однополярным напряжением. Для этого на его неинвертирующий вход подается примерно половина напряже­ния питания, образованная делителем R1 R2 и микрофоном. Такое включение позволяет сэкономить несколько деталей. Чувствитель­ность микрофонного усилителя определяется соотношением со­противлений резисторов R3 и R4. Усиленный звуковой сигнал де­тектируется на диодах VD1 и VD2. Как только напряжение на кон­денсаторе 06 превысит напряжение но конденсаторе 07, компара­тор на DA1.2 переключится, на выв. 6 появится напряжение лог. 1. Поскольку конденсатор 06 заряжается относительно медленно, то лампа EL1 зажигается на полную мощность с задержкой, что уменьшает вероятность ее перегорания в момент включения. Опе­рационные усилители серии 574 имеют на входах полевые транзи­сторы, и их входное сопротивление очень высокое. Поэтому для получения большой выдержки времени достаточно времязадающе­го конденсатора С6 небольшой емкости!

При появлении на выходе DA1.2 лог.1 включается релаксацион­ный генератор на однопереходном транзисторе VT1, нагрузкой ко­торого является импульсный трансформатор Т1. Так как цепь вто­рой базы питается пульсирующим напряжением, то работа генера­тора синхронизирована с частотой сети. Это дает возможность легко осуществить фазовую регулировку подаваемой на нагрузку мощности. Когда напряжение на конденсаторе С6 падает до 2 В, уменьшается и напряжение на выходе DA1.2. Открывающие сими­стор импульсы поступают на его управляющий вывод на каждой полуволне сетевого напряжения со все возрастающей фазовой задержкой, лампа EL1 плавно гаснет. С указанными на схеме но­миналами R5, 06 при наступлении тишины время работы лампы на полную мощность составляет около 3 мин, а период погасания длится около 20 с.

Олаботочные узлы управления симистором питаются от просто­го параметрического стабилизатора, состоящего из конденсатора 010, резистора R11, выпрямительного моста VD5, диода VD4, ста­билитрона VD3 и сглаживающего выпрямленное напряжение кон­денсатора 08. Конденсатор 011 уменьшает проникающие в сеть помехи, уровень которых возрастает на непродолжительное время перед погасанием лампы.

Детали. В устройстве можно использовать резисторы 02-22, 02-23, МЛТ, ВС и другие соответствующей мощности. Высокоом-ный резистор R5 можно составить из нескольких резисторов. Кон­денсаторы: 01 типов К10-17, КМ-5, КМ-6; С4, 09 – типов К73-9, К73-17; СЮ, С11-К73-16, К73-17, К73-24 В на напряжение не ме­нее 400 В.

Конденсатор 06 можно взять из серии К53-4 и с возможно меньшими токами утечки или составить из нескольких точных кон­денсаторов. Остальные конденсаторы – типов К50-35, К50-24 или импортные аналоги. Транзистор VT1 можно взять любой из серии КТ117. В качестве DA1 устойчиво работают КР574УД2А, К574УД2Б. Можно применить и ОУ типа К575УД2 (А-В), но они имеют иную цоколевку. Симистор можно заменить КУ208Д1, ТС12-10-4, ТС112-16-6 или другим аналогичным на напряжение не менее 400 В и со­ответствующий нагрузке ток. Диодный мост можно заменить КЦ422Г, DB104, КЦ407А или 4 диодами, например, КД243Ж, КД105Б, 1N4007. Диоды 1N4148 можно заменить любыми из серий

КДЮЗ, КД521, КД122. Стабилитрон подойдет любой маломощный на 12…14 В, например, Д814Д, КС512А, КС213Ж. Микрофон можно использовать серий МКЭ-337-1, МКЭ-389-1, МКЭ-332, МКЭ-333. Трансформатор наматывают на кольце КЮхбхЗ из феррита М2000НН. Перед намоткой острые края кольца стачивают, кольцо покрывают тонким слоем эпоксидной смолы или несколькими слоями цапонлака. Обе обмотки наматывают проводом ПЭШО, ПЭЛШО с диаметром медной жилы 0,08…0,1 мм. Первичная об­мотка содержит 130 витков, вторичная – 70. После намотки пер­вичную обмотку пропитывают цапонлаком. Можно использовать и быстросохнущий лак для ногтей или лак БТ-577. Кольцо можно взять К12x8x3 или ферритовый цилиндр от катушек ПЧ приемника «Альпинист».

Наладка. Подбором сопротивления резистора R1 устанавлива­ют напряжение +6 В на выв. 2 DA1.1, резистором R7 – напряжения 2 В на выв. 5 DA1.2, переменным резистором R3 устанавливают желаемую акустическую чувствительность микрофонного усилителя. Вместо резистора R9 временно подключают переменный на 22 кОм. Медленно уменьшая его сопротивление, добиваются наиболее яр­кого свечения лампы EL1. После чего измеряют сопротивление его введенной части и вместо переменного устанавливают постоянный на такое же сопротивление. Если лампа не зажигается на полную мощность, то нужно поменять между собой выводы одной из обмо­ток импульсного трансформатора.

Симистор в пластмассовом корпусе ТО-220 устанавливают на теплоотвод при мощности нагрузки более 40 Вт. Максимальная мощность управляемой лампы или нескольких параллельно включенных ламп накаливания зависит от типа примененного те-плоотвода.

В авторском варианте устройство смонтировано на двух платах размерами 65×32 мм и предназначено для установки в декоратив­ный защитный стакан подвесного светильника с одной лампой на­каливания мощностью 100 Вт. Если параллельно выключателю SA1 установить диод, например, КД226Е, то лампа накаливания будет оставаться включенной вплоть до замыкания SA1, но если затем вы попытаетесь ее выключить размыканием этого же контак­та, то увидите нечто интересное, но для этого необходимо сначала собрать описанное в этой статье устройство.

Так как конструкция имеет гальваническую связь с напряжением сети "-220 В, то при настройке и эксплуатации акустического реле нужно соблюдать правила техники безопасности.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты