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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Commutateur d'éclairage intelligent. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / éclairage L'appareil est conçu pour allumer et éteindre la lumière dans les pièces de service rarement visitées. Il implémente un algorithme de travail ramifié. Le fait est que les pièces de service sont principalement visitées à deux fins - "pour une longue période" et "pour une courte période". Lorsqu'ils entrent dans la pièce "pour une longue période", la porte se referme généralement immédiatement derrière eux. Si la pièce est entrée "pour une courte période" (par exemple, dans le garde-manger pour un pot de concombres), la porte est généralement laissée ouverte afin qu'en partant, vous n'ayez pas à "embrasser" la porte fermée. Par conséquent, l'appareil fonctionne selon deux algorithmes :
Dans les deux modes, la lumière ne s'éteint qu'après la fermeture de la porte. En tant que capteur de position de porte, le bouton SB1 (Fig. 1) de type MP-9 avec poussoir est utilisé (il était largement utilisé dans les mécanismes de transport de bande des magnétophones soviétiques).
Le bouton peut être remplacé par une paire d'interrupteurs à lames magnétiques, mais si l'interrupteur à lames a des contacts de fermeture (plutôt que de commutation), une résistance supplémentaire devra être ajoutée au circuit (Fig. 2).
La gâchette de Schmitt DD1.1 (Fig. 1) amortit le rebond des contacts du bouton SB1 ; à partir de sa sortie, le signal est envoyé à l'entrée de l'élément DD1.2 qui contrôle la charge (lampe à incandescence) et la partie logique de l'appareil. Lorsque la porte est fermée, il y a un "1.1" logique à la sortie de l'élément DD1 ; lorsqu'elle est ouverte, un "0" logique y apparaît, ce qui positionne l'élément DD1.2 pour que "1" apparaisse à sa sortie, allumant la charge (lampe EL1) , le générateur sur l'élément DD1.3, et autorisant le compteur DD2. Dans le même temps, le déclencheur DD3 est réinitialisé via la chaîne différenciatrice C3-R3.1. Un "3.1" logique apparaît sur la sortie directe de DD0, il active le fonctionnement du déclencheur DD3.2 à l'entrée C et maintient un "1" logique à la sortie DD1.2, quel que soit le bouton SB1, c'est-à-dire la lampe continuera à s'allumer. Après environ 3 s (avec la position du commutateur SA1 indiquée sur le schéma), un front d'impulsion "simple" apparaît à l'entrée C du déclencheur DD3.1, et une information sur la position du contact du bouton SB1 est écrite à la gâchette. Si la porte est encore ouverte, un "1" apparaît à la sortie de déclenchement, et dès que la porte se referme, la lampe EL1 s'éteint. Lorsque la porte est fermée à ce moment, l'état de la sortie directe du déclencheur DD3.1 ne changera pas ("0" logique) et la lampe continuera à brûler. Immédiatement après la fermeture de la porte, une chute de tension positive apparaît à la sortie de l'élément DD1.1 et un "3.2" logique est défini à la sortie directe du déclencheur de comptage DD0. La lampe EL1 reste allumée. Il en sera ainsi jusqu'à ce que l'existence de la porte soit à nouveau rappelée. Lorsque vous l'ouvrez, rien ne se passe et lorsque vous le fermez avec la prochaine impulsion, le "3.2" logique est défini à la sortie du déclencheur DD1. Grâce à la chaîne différenciatrice C4-R4, le même niveau apparaît en sortie du trigger DD3.1. Aux deux entrées de l'élément DD1.2 - "1", à sa sortie - "0". La lampe s'éteint, le générateur s'arrête, le compteur est remis à zéro. Un soi-disant « minuteur de chien de garde » a été ajouté à l'appareil. Il est nécessaire de limiter le temps de luminescence de la lampe EL1, c'est-à-dire pour économiser de l'électricité. La fonction du temporisateur chien de garde exécute le déclenchement DD3.2 avec le compteur DD2. La durée maximale de la lampe dépend de la position de l'interrupteur SA2 et peut être de 7, 14 ou 28 minutes. Dès que le délai expire, "2" apparaît à la sortie correspondante du compteur DD1. À travers la diode VD1, il est écrit sur le déclencheur DD3.2 et, à travers la chaîne C4-R4, commute le déclencheur DD3.1, qui éteint la lampe. La partie haute tension de l'appareil est assemblée sur un triac VS1, un transistor haute tension VT1 et un pont de diodes VD2 ... VD5. C'est cette configuration de circuit qui a été choisie pour obtenir une plus grande efficacité et réduire le courant de commande. Malgré le fait que le courant de déverrouillage minimum pour le triac utilisé dans le circuit (TC106-10) est de 10 ... 30 mA, le courant de court-circuit de la diagonale du pont sur les diodes VD2 ... VD5 ne dépasse pas 0,5 mA. Cela est dû à l'une des caractéristiques des thyristors: pour les transférer à l'état ouvert, une impulsion de courant très courte est nécessaire, après quoi la tension à l'électrode de commande devient inférieure de 1 V à la tension à l'anode. C'est-à-dire que dans ce circuit, un courant significatif à travers le transistor VT1 (20 ... 30 mA) ne circule qu'au début de chaque demi-cycle (environ 1/40 partie), et le reste du triac est ouvert, et le courant traversant le transistor est proche de zéro. Par conséquent, la valeur moyenne du courant d'ouverture pour le demi-cycle "a diminué" d'un facteur 40. Tout cela n'est vrai que si le transistor VT1 fonctionne en mode clé. Si la résistance de sa jonction de collecteur diminue progressivement, alors avec un transistor "semi-ouvert", la valeur moyenne du courant qui le traverse est bien supérieure à 0,5 mA et il chauffe davantage. La partie haute tension du circuit fonctionne comme ceci. À un niveau haut à la sortie de l'élément DD1.2, le condensateur C5 se charge lentement à travers la résistance R5, la résistance de la jonction collecteur-émetteur du transistor VT1 diminue progressivement et la lampe EL1 s'allume progressivement. Lors de l'allumage et de l'extinction de la lampe, une puissance assez importante est libérée sur le transistor VT1, mais si vous n'augmentez pas la capacité du condensateur C5 et maintenez l'intervalle entre l'allumage de la lampe pendant plus de 2 ... 3 s, un radiateur n'est pas nécessaire pour cela. Lorsque la lampe est allumée à pleine chaleur, la température du corps du transistor monte d'environ 15°C. La résistance de la résistance R5 doit être aussi élevée que possible, mais telle que la lampe EL1 atteigne sa pleine chaleur. La résistance R6 ne peut pas être retirée - sans elle, la lampe ne brûlera qu'à moitié. La capacité du condensateur C5 peut être réduite, mais il n'est pas souhaitable de l'enlever, car. à la sortie de l'élément DD1.2, des impulsions se forment avec des chutes de tension soudaines qui «tireront» la lampe, ce qui affectera négativement sa «durée de vie». L'appareil est alimenté directement par le secteur via un simple redresseur avec une diode VD6 et un limiteur de courant - résistance R7. Le courant consommé par l'appareil est extrêmement faible : pratiquement de zéro en mode "sommeil" à 350 μA avec la lampe allumée. Cela a permis de choisir une résistance assez élevée R7. Il dissipe de la puissance, un peu plus de 0,05 W, mais la puissance de cette résistance doit être de 0,25 W ou plus - alors il y aura plus de chances qu'elle ne soit pas percée par une haute tension. La résistance de la résistance R7 peut être augmentée jusqu'à 300 kOhm. Dans le circuit, en tant que DD1, l'auteur a utilisé la puce HEF4093BT f. Philips dans un boîtier de montage en surface. Une caractéristique de ce microcircuit est un très faible courant traversant lors de la commutation, grâce auquel un générateur de travail sur l'élément DD1.3 consomme moins de 7,2 mA à une tension d'alimentation de 0,1 V. Le même générateur, mais monté sur l'analogique domestique K561TL1, consomme plus de 1 mA dans les mêmes conditions. Cela est dû au fait que les microcircuits CMOS numériques ne sont pas conçus pour fonctionner avec un signal (analogique) variant en douceur, et à une certaine tension d'entrée "moyenne", des courants traversants se produisent. Les déclencheurs de Schmitt ont une hystérésis de commutation, il n'y a donc pas de courant traversant dans leurs étages de sortie. Mais, malheureusement, cela ne s'applique pas à leurs étages d'entrée. Par conséquent, si vous utilisez un microcircuit domestique, vous devrez peut-être réduire la résistance R5 de 10 à 7 fois. Dans le même temps, la puissance dissipée par celui-ci et le courant consommé par l'appareil augmenteront fortement. Lorsque l'appareil est connecté au réseau, la tension aux bornes du condensateur C6 en raison de la constante de temps importante τ = R7-C6 augmente lentement. À ce moment, la sortie directe du déclencheur DD3.1 est faible, c'est-à-dire La lampe EL1 est allumée. La tension d'alimentation augmentant très lentement, le courant de base du transistor VT1 augmente également lentement. La puissance dissipée par la jonction collecteur du transistor est maximale exactement lorsqu'elle est "à moitié ouverte", et dans ce circuit elle peut atteindre 5 ... 10 watts. Ceux. le transistor peut simplement "brûler". Par conséquent, il est souhaitable d'allumer l'appareil dans le réseau avec la lampe EL1 dévissée. Il ne peut être vissé dans la cartouche qu'après 5 ... 10 s après la mise sous tension. Cependant, avec les calibres R5 ... R7, C5, C6 indiqués sur le schéma et une lampe à torche lente, la température du boîtier du transistor (sans radiateur) monte d'environ 60 ... 70 ° C. Un appareil correctement assemblé à partir de pièces réparables n'a pas besoin d'être configuré. Si vous utilisez une puce DD1 d'une autre société (toutes les autres puces peuvent être n'importe quelle structure CMOS), vous n'avez pas besoin de souder la diode Zener VD7 initialement. L'alimentation est fournie au circuit via un milliampèremètre à partir d'une source de tension constante (correspondant à la tension de stabilisation de la diode zener), et les entrées de l'élément DD1.1 sont connectées au fil "+ U". À l'aide d'une LED ou de toute autre manière, ils sont convaincus du fonctionnement du générateur DD1.3, après quoi les lectures de l'appareil sont lues. La résistance de la résistance R7 est calculée par la formule : R7 = 100/I (KOhm), où I est le courant en mA. Il est conseillé d'arrondir la valeur de résistance résultante - après tout, la diode zener VD7 doit également "manger" quelque chose. La tension d'alimentation du circuit ne dépend que de la tension de stabilisation de la diode zener VD7, et peut être de 3 à 18 V. Plus la tension d'alimentation est faible, plus le courant consommé par le générateur DD1.3 est faible. Sa fréquence augmente avec la diminution de la tension d'alimentation. Lors du changement de tension d'alimentation, il est nécessaire de changer la résistance de la résistance R5 dans le même sens (la sélection de sa valeur a été discutée ci-dessus). La capacité du condensateur C1 doit être telle que l'élément DD1.1 supprime complètement le rebond des contacts du bouton SB1 ; il n'est pas souhaitable de le réduire. Les valeurs de la résistance R1 et des deux chaînes C3-R3 et C4-R4 peuvent être l'une des plages indiquées sur le schéma - rien ne dépend d'eux. Les diodes VD2 ... VD6 peuvent être quelconques, conçues pour une tension inverse d'au moins 400 V et un courant direct de plus de 0,1 A. Le transistor VT1 peut être remplacé par un KT9115, le triac VS1 par n'importe quel autre. Avec une puissance de lampe à incandescence EL1 inférieure à 200 ... 300 W, un radiateur triac n'est pas nécessaire. Au lieu d'un transistor bipolaire VT1, vous pouvez utiliser n'importe quel champ haute tension avec un canal de type n. Dans ce cas, aucune modification du schéma n'est nécessaire. La résistance R6 peut alors être court-circuitée, et la résistance de la résistance R5 peut être augmentée plusieurs dizaines de fois. En même temps, il est nécessaire de réduire la capacité C5 de la même quantité. Cependant, il (C5) peut être complètement supprimé - pour les transistors à effet de champ modernes, la pente de la caractéristique est assez importante et il est difficile d'obtenir l'effet d'une "combustion" en douceur de l'ampoule. Si vous utilisez un puissant transistor bipolaire ou à effet de champ, le triac VS1 n'est pas nécessaire. Mais ensuite sur le radiateur, en plus du transistor, vous devez "planter" des diodes. Les interrupteurs SA1 et SA2 sont réalisés sous la forme de pistes passant sur la carte de circuit imprimé à proximité des sorties correspondantes de la puce DD2. Leurs "contacts" sont fermés avec une goutte de soudure à l'aide d'un fer à souder. Il est impossible de connecter plusieurs sorties de la puce DD2 ensemble ! L'appareil dispose d'une alimentation secteur sans transformateur. Soyez prudent lors de la mise en place. Le fil commun (corps) dans le schéma est dessiné pour simplifier les graphiques. En aucun cas, il ne doit être connecté au boîtier de l'appareil ou mis à la terre. Auteur : A.Koldunov, Grodno ; Publication : radioradar.net
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