В данной статье рассматривается автомат лестничного освещения, срабатывающий при звуке шагов, хлопке закрываемой двери и других достаточно громких звуках и автоматически включающий свет на лестничной площадке, в арке или где-нибудь в подсобном помещении. После прекращения звуков производится выдержка времени (примерно 1,5 мин), после чего освещение выключается. Как показал опыт повторения конструкции, автомат не только не обеспечивает указанной задержки, но и вообще никак не реагирует на звуковые сигналы. Первое, что обратило на себя внимание при анализе схемы, —отсутствие начального смещения электретного микрофона, a ведь ему нужно питание. Ошибку удалось исправить включением резистора сопротивлением 22 кОм между верхним по схеме выводом микрофона и плюсовой шиной источника питания. B результате, выходной сигнал c выхода микрофона появился, но амплитуда сигнала на выходе первого усилительного каскада по прежнему оказалась равной нулю. B чем же причина? Оказывается, нарушен режим работы транзистора VT1 по постоянному току: слишком большой ток утечки оксидного конденсатора С2 при неправильной полярности включения приводит к насыщению и полному открыванию указанного транзистора. Заменяем конденсатор С2 неполярным емкостью 0,1 мкФ. Теперь транзистор VT1 работает в активном режиме, но автомат начинает срабатывать только от очень громких звуков и на расстоянии не более 1 м.
Кроме того, постоянная времени цепи C4-R6-R7 составляет всего лишь 30 мс, a не 1,5 мин, как сказано в статье (в 3000 раз меньше!). Поэтому получился не автомат лестничного освещения, a своего рода «цветомузыкальный автомат», когда лампа на короткое время вспыхивает в такт возникающим звукам. Чтобы получить сколько-нибудь приемлемую задержку свечения лампы после исчезновения звукового сигнала, для конденсатора 04 не-обходима разрядная цепь c очень большим входным сопротивлением, a не 330 Ом, как сопротивление резистора R7 в Базовой цепи ключевого транзистора VTЗ. Но при увеличении R7 VT3 никогда не откроется, поскольку требует относительно большого базового тока. Повысить чувствительность автомата можно только введением дополнительного усилительного каскада, чтобы «раскачать» слабый сигнал микрофона. Предлагаю исправленный, a главное, действующий вариант автомата лестничного освещения который обладает высокой чувствительностью и обеспечивает максимальную задержку выключения лампы несколько минут.
Схема электрическая автомата включения освещения
Автомат питается непосредственно от осветительной сети и не требует применения дополнительных стабилизаторов. Работает он следующим образом. При появлении звукового сигнала переменное напряжение амплитудой несколько милливольт c выхода микрофона M1 через разделительный конденсатор C1 поступает на двухкаскадный усилитель на транзисторах VT1 и VT2 и после усиления до напряжения 6…7 B через разделительный конденсатор С4 подается на входы триггера Шмитта DD1.1, который формирует на выходе прямоугольные импульсы положительной полярности. Каждый такой импульс открывает эмиттерный повторитель VT3, усиливающий сигнал по току, и быстро заряжает конденсатор С5. На входах элемента DD1.2 формируется уровень логической «1», который, инвертируясь элементом DD1.2, закрывает ключе-вой транзистор VT4 и формирует на его коллекторе высокий уровень («1»), разрешающий работу схемы управления тиристором VS1. Для коммутации нагрузки (лампы накаливания) используется узел, описанный в [1], который реализует наиболее экономичное импульсное управление тиристором в моменты перехода сетевого напряжения через ноль. На элементах DD1.3 и DD1.4 выполнен компаратор, срабатывающий при каждой полуволне сетевого напряжения в момент, когда ее значение достигает порога переключения элемента DD1.3. При этом на выходе элемента DD1.4 формируются положительные импульсы, равные по длительности времени открывания тиристора VS1. Каждый такой импульс открывает транзистор VT5, подающий положительный импульс на управляющий электрод VS1. В результате тиристор также открывается и подключает лампу последовательно с диодным мостом. Но после этого напряжение на тиристоре уменьшается до 1…1,5 B, что приводит компаратор (DD1.3, 0D1.4) в исходное состояние и закрывает транзистор VT5. Тиристoр же остается в открытом состоянии до тех пор, пока сетевое напряжение не перейдет через «ноль». Затем начинается вторая полуволна сетевого напряжения, и описанный процесс повторяется. Ток протекает через транзистор VT5 только в течение времени, необходимого для открывания тиристора(несколько десятков микросекунд). Таким образом, тиристор открывается коротким импульсом тока в начале каждой полуволны сетевого напряжения. Это и обеспечивает устройству надежное срабатывание и экономичность. После исчезновения звукового сигнала конденсатор C5 постепенно разряжается, и когда напряжение на нем снижается до порога переключения элемента DD1.2, напряжение на коллекторе VT4 падает до нуля, и лампа гаснет. При появлении новых звуковых сигналов транзистор VT3 подзаряжает конденсатор С5, и время выдержки продлевается. Время задержки выключения лампы определяется емкостью конденсатора C5 и сопротивлением введенной части подстроечного резистора R9. Оно может изменяться в пределах от 1 c до 2 мин. Автомат собран на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, вырезанной из квадратной заготовки размерами 78×78 мм.
Печатная плата автомата освещения:
Для установки в стандартную пластмассовую сетевую разветвительную коробку типа КЭМ5-10-7 в заготовке вырезаются уголки размерами 13х13 мм.
B автомате применены постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, МЛТ-0,5 (R15), МЛТ-2 (R18), подстроечный —СП3-38б, электролитические конденсаторы — типа К50-35, неполярные — К10-17. Микрофон может быть типа CZN-15E, МКЭ-332, МКЭ-333, МКЭ-389-1. На месте стабилитрона VD1 могут работать Д814В, Д810, Д81 , Д812, a также КС510, КС512. Диод VD2 — любой маломощный кремниевый из серий КД503, КД521, КД522. Он ограничивает напряжение, подводимое к входу элемента DD1.3 с делителя R13-R15, на уровне, чуть превышающем (на величину прямого напряжения V02) напряжение питания микросхемы. Диод VD3 — КД105Б(В, Г) или Д226Б(В) или КД209А(Б, B). Диоды моста VD4..VD7 могут быть КД226Г(Д, E) или другие c минимально допустимым током не менее 1 А и обратным напряжением не менее 400 B. Тиристор VS1 —КУ201 К(Л, M) при мощности нагрузки до 300 Вт, a также КУ202М(Н) при мощности нагрузки до 2 кВт Во втором случае диоды выпрямительного моста должны быть рассчитаны на ток не менее 10 А. Транзисторы VT1, \’Т2— КТ3102ЕМ или импортные 60547, но обязательно c статическим коэффициентом передачи тока не менее 400, VT3…VT5 — из серий КТ3102, КТ503 c любым буквенным индексом. Микросхема К561ТЛ1 (CD4093AN) заменима на КР1561ТЛ1 (CD4093BN).
Автомат в настройке практически не нуждается, за исключением установки желаемого времени задержки выключения лампы, после исчезновения звукового сигнала c помощью резистора R9. Для получения еще большей чувствительности в устройство устанавливают резистор R7 сопротивлением 2,2 МОм, показанный на схеме пунктиром. Если мощность лампы превышает 75 Вт, тиристор необходимо установить на теплоотводящий радиатор. Внимание! Элементы устройства имеют гальваническую связь c сетью, поэтому при работе c ним следует соблюдать требования техники безопасности! При настройке следует использовать отвертку c ручкой из изоляционного материала! Собрав такой автоматический включатель, вы сэкономите деньги на электроэнергии или вообще откажетесь от выключателей.
Originally posted 2019-06-29 03:39:23. Republished by Blog Post Promoter