6.1. Звонок включает свет в прихожей

Александров И. [24]

Когда посетитель нажимает кнопку квартирного звонка, хозяину приходится добираться до входной двери в темноте, так как выключатель освещения прихожей всегда находится у входной двери. Предлагаемое устройство устраняет эту проблему.

Его принципиальная схема приведена на рис. 37.

Рис. 37. Принципиальная схема автомата

При нажатии посетителем кнопки SB1 переменное напряжение электросети 220 В оказывается приложено к звонку НА1, и он начинает звонить. При этом почти мгновенно заряжается конденсатор С1. Постоянная времени его заряда составляет всего 3 мс, так что за 10 мс он зарядится полностью, а посетитель даже не успеет снять палец с кнопки. Заряжается также и конденсатор С2, что приводит к отпиранию тиристора VS1, а падением напряжения на резисторе R5 отпирается тиристор VS2, благодаря чему зажигается вполнакала лампа EL1 в прихожей. Лампа продолжает гореть и когда посетитель отпустит кнопку, так как конденсатор С2 будет подзаряжаться от конденсатора С1 накопленным в нем количеством электричества. Поэтому после нажатия звонковой кнопки свет в прихожей может гореть примерно 30–40 с. Этого времени вполне достаточно, чтобы хозяин прошел в прихожую и с помощью выключателя Q1 зажег лампу в полный накал.

Неоновая лампочка HL1 подключена к напряжению сети через ограничительный резистор R1 постоянно, и удобнее всего вмонтировать ее в кнопку звонка. В качестве этой лампочки можно использовать ТН-0,2 или ТН-0,5. Мощность лампы (или ламп) освещения прихожей практически неограниченно.

 

6.2. Регулятор яркости светильника с плавным включением

Нечаев И. [25]

Этот регулятор предназначен для плавной регулировки яркости лампы накаливания в пределах от нуля до максимума, кроме того, при включении яркость также нарастает плавно, чем обеспечивается продление срока службы лампы.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 38.

Рис. 38. Принципиальная схема регулятора яркости

При замыкании контактов выключателя SB1 каждым полупериодом сетевого напряжения через резистор R5 начинает заряжаться конденсатор С2. По мере его заряда нарастает яркость свечения лампы светильника. Транзистор VT1 в это время заперт, так как постоянная времени заряда конденсатора С1 через резистор R1 значительно больше постоянной времени заряда С2. По мере заряда С1 сопротивление канала полевого транзистора VT1 уменьшается и яркость свечения лампы нарастает. Таким образом, время нарастания яркости определяется емкостью С1. После выключения светильника конденсатор С1 разряжается в течение 100 с. Поэтому повторное включение в течение этого срока не будет сопровождаться плавным нарастанием яркости.

Амплитудное значение сетевого напряжения составляет 311 В. Поэтому вместо тиристора КУ202К, для которого предельное напряжение в запертом состоянии составляет 300 В, нужно использовать тиристор КУ202М или КУ202Н.

Следует учесть, что вся система находится под напряжением сети переменного тока. Поэтому налаживание следует выполнять с соблюдением правил техники безопасности.

Эскиз печатной платы показан на рис. 39.

Рис. 39. Эскиз печатной платы регулятора яркости

 

6.3. Сенсорный выключатель светильника

Нечаев И. [26]

Предлагаемое устройство обеспечивает включение лампы светильника с помощью сенсора, то есть с полной гальванической развязкой пользователя и электросетью.

Принципиальная схема сенсорного выключателя приведена на рис. 40.

Рис. 40. Принципиальная схема сенсорного выключателя

Устройство питается от сети переменного тока напряжением 220 В с помощью выпрямительного моста VD5-VD8. В одну диагональ моста включена лампа светильника, а в другую — тиристор VS1. Лампа горит только в том случае, если тиристор открыт. Максимальная мощность лампы определяется допустимым выпрямленным током диодов моста и при использовании диодов КД105Б составляет 100 Вт.

Цифровая часть схемы содержит микросхемы DD1 — четыре триггера Шмитта и DD2 — два D-триггера, из которых используется только один. В исходном состоянии после подключения схемы к сети триггер Шмитта DD1.1 благодаря положительной обратной связи через резистор R1 генерирует положительные импульсы с частотой повторения примерно равной 10 кГц. Через резистор R2 и конденсатор связи С2 эти импульсы поступают на вход 12 триггера DD1.2. Переменным резистором R2 устанавливают минимальный уровень импульсов, при котором срабатывает DD1.2. Импульсная последовательность на выходе 11 DD1.2 приводит к заряду конденсатора С4 через диод VD1 во время импульса и к разряду этого конденсатора через резистор R4 — во время паузы. В связи с тем, что постоянная времени заряда меньше, чем разряда, напряжение на С4 нарастает и достигает максимума. Тогда на выходе элемента DD1.3 образуется низкий уровень, также низким будет уровень на прямом выходе 1 элемента DD2.1, и высокий уровень создается на выходе элемента DD1.4 и на базе транзистора VT1. Поэтому транзистор заперт и также заперт тиристор VS1, а лампа светильника не горит.

Прикосновение к сенсору Е1 приводит к появлению емкости на землю, благодаря чему уровень импульсов, поступающих на вход 12 DD1.2, уменьшается. Поэтому элемент DD1.2 не переключается, конденсатор С4 не заряжается, на выходе DD1.3 и на выходе 1 элемента DD2.1 образуется высокий уровень, а на выходе DD1.4 и на базе транзистора VT1 — низкий. В результате отпираются транзистор VT1 и тиристор VS1, что приводит к зажиганию лампы светильника.

Эскиз печатной платы с размещенными на ней элементами схемы приведен на рис. 41.

Рис. 41. Эскиз печатной платы сенсорного выключателя

Необходимо заметить, что указанный на схеме тиристор КУ202К допускает приложение к нему в запертом состоянии напряжения, не превышающего 300 В, а амплитудное значение напряжения сети составляет 311 В. Поэтому вместо тиристора КУ202К следует использовать КУ202М или КУ202Н, рассчитанные на приложение напряжения до 400 В.

 

6.4. Светорегулятор с выдержкой времени

Бжевский Л. [27]

Назначение этого регулятора помимо возможности вручную регулировать яркость свечения лампы накаливания состоит в значительном увеличении срока ее службы благодаря тому, что при включении полное напряжение питания подается на лампу с выдержкой времени. Сопротивление холодной нити лампы накаливания почти в 10 раз меньше, чем разогретой. Поэтому при прямом включении пусковой ток также в 10 раз превышает рабочий, что и является причиной частого выхода из строя ламп накаливания.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 42.

Рис. 42. Принципиальная схема светорегулятора

При замыкании выключателя SA1 в течение каждого полупериода сетевого напряжения протекает зарядный ток конденсатора С4 через следующие элементы схемы: R2, VD5, SA1, R8, VD8, R10. Падением напряжения на резисторе R10 отпирается транзистор VT3, который замыкает эмиттер транзистора VT2 на общий провод. По этой причине оба транзистора VT1 и VT2 оказываются заперты, тиристор VS1 закрыт и лампа светильника отключена.

По мере заряда конденсатора С4 ток заряда уменьшается, спадает отпирающее напряжение на базе транзистора VT3, который плавно запирается. Через резистор R6 начинается заряд конденсатора С2. Когда напряжение на нем достигнет напряжения на резисторе R4, открываются транзисторы VT1 и VT2. Тогда через них на управляющий электрод тиристора поступает напряжение с конденсатора С2, что приводит к отпиранию тиристора и зажиганию лампы светильника. По мере дальнейшего заряда С2 яркость лампы плавно нарастает.

Переменный резистор R6 служит для ручной установки яркости лампы от нуля до 98 %. Выдержка времени между моментом замыкания контактов SA1 и зажиганием лампы изменяется подбором емкости конденсатора С4 и сопротивления резистора R10. Стабилитроны VD6 и VD7 служат для стабилизации напряжения питания импульсной части схемы. Резистор R9 служит для разряда конденсатора С4 после выключения устройства. Диод VD8 предотвращает разряд конденсатора С4 через R8, R7 и R4. Неоновая лампочка HL1 сигнализирует о зажигании лампы светильника, если он располагается в другом помещении. Дроссель L1 и конденсатор С1 образуют фильтр нижних частот для подавления помех, возникающих при работе тиристора. Дроссель наматывается на стержень из феррита 600НН диаметром 8 мм и длиной 30 мм и содержит 150 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм.

Эскиз печатной платы светорегулятора с расположением на ней элементов схемы приведен на рис. 43.

Рис. 43. Эскиз печатной платы светорегулятора