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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Dispositivo di controllo dell'illuminazione stradale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / illuminazione Esistono molti progetti di automi che accendono l'illuminazione stradale di notte e la spengono all'alba. Tuttavia, di norma, sono scarsamente protetti dai falsi allarmi quando l'illuminazione oscilla vicino alla soglia durante le transizioni dal "giorno" alla "notte" e viceversa. Nel dispositivo proposto, questo problema è risolto con successo. L'automa è assemblato su diversi microcircuiti CMOS standard con un grado medio di integrazione.
Lo schema del dispositivo proposto è mostrato in fig. 1. Quando si accende l'alimentazione all'ingresso 9 dell'elemento DD1 3, utilizzando il condensatore C5, viene generato un breve impulso di livello logico alto, impostando il flip-flop RS dagli elementi DD1.3 e DD1.4 in uno stato con un livello di alta tensione all'uscita dell'elemento DD1.4. Entrando attraverso il resistore R12 alla base del transistor VT5, questa tensione apre il transistor. Di conseguenza, il LED HL3 si accende e l'oscillatore di blocco sul transistor VT4 e il trasformatore di impulsi T2 iniziano a funzionare. Gli impulsi che genera aprono il triac VS1, che accende la lampada EL1. Il dispositivo è in questo stato fino a quando l'altro ingresso del flip-flop RS (pin 13 dell'elemento DD1.4) riceve un impulso che metterà il trigger nello stato opposto, spegnerà il LED HL3 e arresterà il generatore di blocco. In assenza di impulsi sull'elettrodo di controllo, il triac VS1 smetterà di aprirsi, la lampada EL1 si spegnerà Se l'illuminazione esterna è abbastanza grande ("giorno"), la resistenza del suo sensore, il fotodiodo VD1, è relativamente bassa e il livello logico agli ingressi dell'elemento DD1.1 è alto. All'uscita di questo elemento e all'ingresso R del contatore DD4, il livello è basso, quindi il funzionamento di questo contatore è consentito. LED HL1 "Notte" spento. L'uscita dell'elemento DD1.2 è alta, quindi il LED "Day" HL2 è acceso e il contatore DD3 è disabilitato. Gli ingressi CN di entrambi i contatori ricevono impulsi con periodo di 60 s (1 min), generati dal chip "clock" DD2. Pertanto, il contatore il cui funzionamento è abilitato (in questo caso DD4) cambia stato ogni minuto, impostando un livello logico alto sull'uscita successiva e basso su tutte le altre. Dopo 4 minuti dall'accensione del dispositivo, verrà impostato un livello alto al pin 10 del contatore DD4 e all'ingresso 13 dell'elemento DD1.4 ad esso collegato, che spegnerà la lampada EL1. In futuro (durante il giorno), gli impulsi all'uscita del contatore DD4 vengono ripetuti ogni 10 minuti. Pertanto, se accendi la lampada premendo il pulsante SB1, che porterà il trigger RS allo stato corrispondente, si spegnerà automaticamente entro e non oltre 10 minuti. Con l'inizio dell'oscurità, la resistenza del LED VD1 aumenterà in modo significativo. I livelli agli ingressi e alle uscite degli elementi DD1.1, DD1.2 cambieranno al contrario. Di conseguenza, il LED HL2 sarà spento e HL1 sarà acceso. Allo stesso tempo, il funzionamento del contatore DD4 sarà disabilitato e il contatore DD3 sarà abilitato. Se questo stato rimane invariato per 4 minuti, verrà generato un impulso di alto livello all'uscita 10 del contatore DD3, che passerà attraverso il diodo VD3 all'ingresso 9 dell'elemento DD1.3. Questo cambierà lo stato del flip-flop RS e la lampada EL1 si accenderà. La lampada si spegne automaticamente quando l'illuminazione del LED VD1 aumenta nuovamente e rimane tale per almeno 4 minuti. La pratica dimostra che un tale ritardo nell'accensione e nello spegnimento della lampada è abbastanza per prevenire falsi allarmi della macchina in caso di cambiamenti significativi, ma relativamente a breve termine, dell'illuminazione sotto l'influenza di nuvole in movimento, lampi, illuminazione del sensore dai fari delle auto. La durata del ritardo (sia on che off) può essere modificata entro 1-9 minuti collegando gli ingressi del trigger RS con altre uscite dei contatori DD3 e DD4. Se questo deve essere fatto frequentemente, gli interruttori possono essere forniti nella macchina. L'unità di alimentazione della macchina è costruita secondo il classico circuito del trasformatore con uno stabilizzatore di tensione su un diodo zener VD4 e un transistor VT3. L'uso di uno stabilizzatore può essere abbandonato se la tensione nella rete di alimentazione non è soggetta a fluttuazioni significative.
Tutti gli elementi della macchina sono posizionati sul circuito stampato mostrato in Fig. 2 in fibra di vetro laminata su un lato. Le sue dimensioni sono scelte in base al posizionamento in una scatola di derivazione elettrica in plastica acquistata in un negozio di ferramenta. I LED HL1-HL3 sono saldati direttamente sulla scheda, ma se lo si desidera possono essere posizionati sul pannello del case. Su questo pannello si trova il pulsante SB1 con contatti normalmente aperti. L'aspetto della scheda con gli elementi circuitali posizionati su di essa è mostrato in Fig. 3. Il fotodiodo VD1 è posizionato all'esterno della scheda e installato sul pannello esterno del dispositivo.
I transistor KT315G possono essere sostituiti con altre strutture npn a bassa potenza in silicio. I chip della serie K176 (ad eccezione di K176IE18) possono essere sostituiti con serie K561 simili o serie CMOS importate: K176LE5 - CD4001, K176IE8 - CD4017. Il chip K176IE18 può essere sostituito da K176IE12. In questo caso, il ponticello che collega il pin 14 del chip DD2 con un filo comune non è installato. Poiché in questo dispositivo non è richiesta una temporizzazione accurata, invece di un condensatore di sintonia C2, è possibile installare una capacità ceramica costante di 10 ... 20 pF. Quando si commutano lampade con una potenza totale fino a 200 W, il triac TS112-10-7 (può essere sostituito dal triac KU208G) viene installato su un dissipatore di calore in alluminio con un'area di 15 ... 20 cm2 fissati sulla scheda. Ciò è sufficiente quando la potenza della lampada EL1 o di un gruppo di lampade a incandescenza collegate in parallelo non supera i 200 watt. Per comandare lampade con una potenza totale superiore (massimo 2000 W), sarà necessario aumentare di conseguenza l'area del dissipatore, posizionandolo non sul circuito stampato del dispositivo, ma in un altro luogo.
Con un leggero cambiamento nello schema di controllo mostrato in Fig. 4, non è possibile utilizzare un triac nella macchina, ma un normale trinistor asimmetrico KU202M o KU202N Il circuito magnetico del trasformatore di impulsi T2 è una ferrite ad anello delle dimensioni K10x6x5. L'autore ha utilizzato un "anello" di un reattore elettronico difettoso per lampade di illuminazione a risparmio energetico. Gli avvolgimenti I, II e III del trasformatore hanno rispettivamente 50, 25 e 30 giri, avvolti con un filo PEV-2 con un diametro di 0,15 mm. Per garantire un'apertura affidabile del triac, potrebbe essere necessario selezionare il numero di spire dell'avvolgimento III. È possibile utilizzare qualsiasi trasformatore di alimentazione T1 di dimensioni adeguate e dotato di un avvolgimento secondario con una tensione di 10 ... 12 V con una corrente di carico di almeno 50 mA. L'autore ha utilizzato un trasformatore di piccole dimensioni con due avvolgimenti secondari da 12 V ciascuno, progettati per una corrente di 200 mA (uno dei quali non utilizzato). La macchina non ha un interruttore separato ed è collegata direttamente alla rete 220 V nella scatola di derivazione o tramite un cavo con spina ad una normale presa di rete. Non è necessario regolare il dispositivo, in assenza di errori nell'installazione, inizia a funzionare immediatamente dopo essere stato collegato alla rete. Il dispositivo è installato in modo che il LED VD1 sia ben illuminato dalla luce naturale. Tuttavia, non deve essere esposto alla luce della lampada EL1. Altrimenti, di notte, la lampada EL1 si accenderà e si spegnerà con un periodo di 8 minuti. Questo può essere utilizzato per verificare la funzionalità della macchina. Per l'installazione all'esterno, il corpo della macchina deve essere accuratamente sigillato per evitare l'ingresso di rugiada, pioggia, neve, polvere e sporcizia. Quando si installa l'unità principale all'interno, il sensore di luce (LED VD1) può essere estratto da essa a una distanza massima di diversi metri e collegato al circuito stampato con un filo schermato. La treccia di questo filo è collegata al positivo della tensione di alimentazione dei microcircuiti. Una delle varianti del dispositivo descritto è stata montata all'interno di un faretto fissato sopra l'ingresso di un edificio di cinque piani, e funziona con successo da più di un anno. Autore: A. Zabarov
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