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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Interruttore della luce isolato con timer. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / illuminazione Esistono vari modi per isolare l'interruttore dalla rete CA e dall'apparecchio che controlla. Questo può essere fatto trasmettendo comandi di accensione e spegnimento via radio [1] o utilizzando la radiazione IR [2]. È possibile accendere l'alimentazione utilizzando un relè elettromagnetico o optoelettronico.
Una delle soluzioni più semplici consiste nell'utilizzare un trasformatore di isolamento a bassa potenza incluso nel circuito di controllo della tensione di rete di commutazione del triac. Uno schema di un interruttore costruito secondo questo principio è mostrato in Fig. 1. La tensione di rete 220 V è applicata ai contatti 1 e 2 del blocco XT1 e una o più lampade di illuminazione a incandescenza sono collegate ai suoi contatti 3 e 4 (o viceversa). Le lampade fluorescenti "a risparmio energetico" non dovrebbero essere utilizzate con un tale interruttore, poiché la corrente che consumano è di natura pulsata e il dispositivo sarà instabile. Il triac VS1 è collegato in serie al circuito di alimentazione della lampada. Tra i suoi elettrodi 2 e quello di controllo è collegato l'avvolgimento primario del trasformatore step-down T1. Nello stato iniziale, i contatti degli interruttori meccanici SA2 e SA1 collegati al blocco XT2 sono aperti. Se sono necessari più switch, è possibile collegare in parallelo ad essi ulteriori switch. Solo la sua corrente a vuoto (solo pochi milliampere) scorre attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore, che è tanto minore quanto maggiore è l'induttanza dell'avvolgimento. Poiché non è sufficiente aprire il triac VS1, l'illuminazione rimane spenta. Quando i contatti di uno qualsiasi degli interruttori meccanici sono chiusi, il trasformatore T1 funziona in modalità di cortocircuito. La corrente nei suoi avvolgimenti è ora maggiore e sufficiente per aprire il triac VS1. Poiché il triac si apre vicino all'inizio di ogni semiciclo, alle lampade viene fornita quasi la piena tensione di rete. E la tensione sull'avvolgimento primario del trasformatore T1 dopo l'apertura del triac non supera i 2 ... 3 V, quindi il trasformatore non si sovraccarica.
Gli elementi del dispositivo sono posizionati su un circuito stampato in fibra di vetro a lamina unilaterale, il cui disegno è mostrato in Fig. 2. Morsettiere a vite serie XT1 e XT2 - X9777B con passo dei contatti di 7,62 mm, ma è possibile utilizzarne altre o farne a meno. Il trasformatore T1 è un trasformatore di rete a bassa potenza con una tensione dell'avvolgimento secondario di 8 ... 12 V e una corrente dell'avvolgimento primario in modalità inattiva non superiore a 10 mA.
Nella versione dell'autore (Fig. 3), è stato utilizzato un trasformatore con una corrente a circuito aperto di 5 mA da un multimetro digitale Sh4300. Diversi trasformatori unificati della serie TP-112, a disposizione dell'autore, si sono rivelati inadatti, la loro corrente a vuoto ha superato i 15 mA. Resistenza trimmer R1 - SPZ-19. Quando si regola l'interruttore, il suo cursore è inizialmente impostato sulla posizione centrale. Quindi, collegando una lampada a incandescenza al blocco XT1 e rete, trovano una tale posizione del motore del resistore di regolazione in modo tale che quando l'interruttore SA1 (SA2) è aperto, la lampada si spegne e quando è chiusa si accende. La tensione alternata del secondario del trasformatore, disponibile tra i contatti degli interruttori meccanici, quando sono tutti aperti, può essere utilizzata per l'illuminazione. È utile per trovare interruttori al buio. La cosa principale è che la corrente consumata dal nodo di retroilluminazione è inferiore a quella alla quale sono accesi i principali dispositivi di illuminazione.
Un possibile schema del gruppo di retroilluminazione è mostrato in fig. 4. I suoi elementi sono posizionati nell'alloggiamento di un interruttore convenzionale, utilizzando cavi cablati e fori per i LED. In ogni mezzo ciclo, solo uno di essi brilla, proteggendo l'altro dall'aumento della tensione inversa. Se lo si desidera, un LED può essere sostituito con un diodo convenzionale di qualsiasi tipo, che svolgerà solo una funzione protettiva. Con la resistenza del resistore R1 indicata nello schema, la corrente di carico dell'avvolgimento secondario del trasformatore T1 dell'interruttore non supera 1 mA. Dato l'elevato rapporto di trasformazione, ciò aumenta di pochissimo la corrente dell'avvolgimento primario, senza creare pericolo di apertura prematura del triac VS1. Per i LED ad alta luminosità, 1 mA è sufficiente per una notevole retroilluminazione. Se lo si desidera, la sua luminosità può essere aumentata riducendo la resistenza del resistore R1, ma assicurandosi che l'aumento della corrente non provochi il malfunzionamento dell'interruttore.
Se si desidera accendere l'illuminazione solo per un certo tempo, seguito da uno spegnimento automatico, invece di un interruttore meccanico (o in parallelo con esso), è possibile collegare un timer elettronico all'avvolgimento secondario del trasformatore di isolamento T1, assemblandolo secondo il circuito di fig. 5. Con un cavo a due fili, una coppia di contatti del blocco XT1 (1,2 o 3, 4) del timer è collegata a una delle stesse coppie di contatti del blocco XT2 dell'interruttore (vedi Fig. 1). Le restanti coppie di contatti libere su entrambi i pad sono riservate. Ad essi possono essere collegati ulteriori interruttori meccanici o relativi gruppi. Nello stato iniziale, la tensione dell'avvolgimento secondario del trasformatore di isolamento viene fornita al ponte a diodi raddrizzatori VD1. Attraverso il diodo VD2, la tensione raddrizzata carica il condensatore C1 a 12 ... 15 V. In questo stato, il LED HL1 illumina il pulsante di avvio del timer SB1. Poiché il condensatore C2 è scarico, il transistor ad effetto di campo VT1 è chiuso. L'illuminazione rimane spenta. Quando si preme il pulsante SB1, anche per breve tempo, la carica elettrica accumulata nel condensatore C1 viene ridistribuita tra i condensatori C2 e C1. Come risultato della scarica del condensatore C1 e del condensatore di carica C2, la tensione ai loro capi diventa la stessa e pari a 9 ... 10 V. Ciò è garantito da un'adeguata scelta della capacità del condensatore. Il resistore R3 limita la corrente di ricarica. Non appena la tensione sul condensatore C2 supera la soglia di apertura del transistor VT1, il suo canale aperto chiuderà la diagonale del ponte VD1 e con essa l'avvolgimento secondario del trasformatore di isolamento. L'illuminazione sarà accesa. In questo caso, il LED HL1 si spegnerà e il diodo VD2 si chiuderà. Inizierà la scarica del condensatore C2 attraverso il resistore R2. Il transistor ad effetto di campo rimarrà aperto finché la tensione ai capi del condensatore non si avvicina alla soglia. Quindi inizierà a chiudersi gradualmente, riducendo la corrente negli avvolgimenti del trasformatore. Il triac si aprirà con un ritardo crescente rispetto all'inizio di ogni semiperiodo della tensione di rete. Ciò porterà a una diminuzione graduale della luminosità delle lampade di illuminazione fino al loro completo spegnimento. Poco prima, il funzionamento dell'interruttore di prossimità potrebbe diventare irregolare, provocando diversi lampeggi delle lampade di illuminazione. Con le valutazioni degli elementi indicate nel diagramma si è ottenuto un tempo di esposizione di circa 3 minuti prima dello spegnimento. Con una selezione di condensatore C2 e resistore R2, può essere cambiato.
Tutti gli elementi del timer sono montati su un circuito stampato in fibra di vetro laminato su un lato, il cui disegno è mostrato in Fig. 6, e l'aspetto - in Fig. 7. Il pulsante e il LED sono installati dal lato dei conduttori stampati. Resistori fissi - C2-23 o importati, condensatori - importati. Sostituzione del transistor ad effetto di campo IRFZ30 - IRL2505L o IRL3205 e del ponte a diodi KTs405A - quattro diodi separati della serie KD105 o 1N4001 - 1N4007. Gli stessi diodi sono adatti al posto di 1 N4002. Il LED L-5013UWC può essere sostituito con un altro con maggiore luminosità e qualsiasi colore di bagliore. Pulsante SB1 - PKn159 o NS-A6PS-130. Ma sono adatti anche altri pulsanti non bloccabili con uno spintore sufficientemente lungo. Un grande pulsante può essere montato sulla custodia in cui è posizionata la scheda.
Sulla fig. 8 mostra un diagramma di un'altra versione del timer. Contrariamente a quanto sopra, qui tra il circuito che determina il tempo di esposizione e il gate del transistor ad effetto di campo VT1 è presente un nodo sugli elementi trigger Schmitt del microcircuito DD1. La tensione di alimentazione di questo microcircuito proviene dal condensatore C1. In modalità standby, il condensatore C2 viene scaricato, C3 viene caricato, alle uscite degli elementi DD1.1 e DD1.2 viene impostato un livello di alta tensione, quindi è basso all'uscita dell'elemento DD1.3 e del campo il transistor di effetto VT1 è chiuso. Le lampade di illuminazione sono spente e il LED di retroilluminazione HL1 è acceso. Con una breve pressione del pulsante SB1, il condensatore C2 si caricherà, il livello alto all'uscita dell'elemento DD1.1 diventerà basso e il livello basso all'uscita dell'elemento DD1.3 diventerà alto. Il transistor ad effetto di campo VT1 si apre, le lampade di illuminazione si accendono, il LED HL1 si spegne e il condensatore C3 si scarica rapidamente attraverso il diodo protettivo dell'elemento DD1.2. Quando il condensatore C2 viene scaricato attraverso il resistore R2 così tanto che il livello di tensione all'uscita dell'elemento DD1.1 diventa nuovamente alto, inizierà la carica del condensatore C3. Ciò imposterà un livello alto in uno degli ingressi (pin 5) dell'elemento DD1.2. Il generatore montato su questo elemento entrerà in funzione generando impulsi con una frequenza di circa 1 Hz. Attraverso l'elemento DD1.3 andranno al gate del transistor ad effetto di campo VT1, chiudendolo e aprendolo periodicamente. Di conseguenza, le lampade di illuminazione lampeggeranno alla frequenza specificata. Ciò significa che il tempo di illuminazione sta volgendo al termine. Dopo un po' di tempo, la corrente di carica del condensatore C3 scenderà ad un valore al quale la caduta di tensione attraverso il resistore R4 diminuirà al livello logico basso corrispondente. Il funzionamento del generatore sull'elemento DD1.2 si interromperà e il timer, dopo aver finalmente spento l'illuminazione, tornerà allo stato originale. Poiché la prima volta che il timer viene collegato al trasformatore di isolamento T1 (vedi Fig. 1), il condensatore C3 viene scaricato, le lampade di illuminazione lampeggeranno fino a quando non sarà carico. Questo potrebbe indicare che il timer sta funzionando.
Tutti gli elementi del timer sono montati su un circuito stampato, il cui disegno è mostrato in Fig. 9. È realizzato in fibra di vetro a lamina unilaterale con uno spessore di 1,5 ... 2 mm. I morsetti XT1.1 e XT1.2 sono piazzole di contatto con viti e dadi inseriti nei fori. L'aspetto della scheda montata - in fig. 10. Il pulsante SB1 e il LED HL1 sono installati sul lato dei conduttori stampati. Con le valutazioni degli elementi indicate nel diagramma si è ottenuta una durata di esposizione di circa 10 minuti. Può essere modificato selezionando il condensatore C2. La durata di una serie di lampi al termine dell'esposizione dipende dalla capacità del condensatore C3 e la frequenza della loro ripetizione dipende dalla capacità del condensatore C4. Letteratura
Autore: I. Nechaev
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