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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Éclairage d'escalier automatique avec microphone et fonction minuterie. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / éclairage Annotation. Comme vous le savez, la durée de vie d'une lampe à incandescence dépend en grande partie de son mode de fonctionnement. Limiter le courant initial au moment de l'allumage et l'augmenter progressivement évite la destruction du filament de la lampe à incandescence. L'utilisation d'un contrôleur de luminosité à thyristors avec contrôle par impulsions de phase dans le cadre d'une machine d'éclairage d'escalier permet de limiter la tension maximale le soir, lorsqu'elle augmente en raison d'une diminution du nombre de consommateurs. De plus, une telle machine peut être complétée par un capteur acoustique et une fonction minuterie, qui vous permettront d'allumer la lampe à incandescence avec une luminosité maximale pendant une durée de 15 secondes à 10 minutes lorsqu'un signal sonore apparaît. Informations générales. Les conceptions discutées dans cet article sont ce qu'on appelle des « réseaux à double borne », ce qui leur permet d'être connectés en série avec une lampe à incandescence sans avoir besoin de câblage supplémentaire. Les appareils peuvent être placés dans n'importe quel endroit pratique, assurant une bonne ventilation des éléments de commutation à des fins de sécurité incendie. En tant que solution de conception de circuit de base pour une machine d'éclairage d'escalier, un contrôleur de luminosité à thyristors [1] est utilisé avec quelques modifications (Fig. 1). En particulier, deux transistors KT361, formant un transistor composite, ont été remplacés par un de la série KT3107 à gain élevé, et pour réduire le temps de décharge du condensateur C1 après la mise hors tension, la résistance R2 a été introduite.
Le régulateur assure une augmentation douce du courant au moment de la mise sous tension, en 1 seconde, ce qui évite que sa valeur maximale admissible ne soit dépassée, grâce au chauffage en douceur du filament. La tension maximale dans la charge est fixée par la résistance R6. Cette valeur peut être sélectionnée dans la plage de 80 à 90 %, ce qui élimine le dépassement de la tension maximale autorisée le soir, lorsque le nombre de consommateurs diminue et que la tension du réseau augmente. La machine de charge « douce » dans le réseau électrique » (Fig. 1) utilise le contrôle par impulsion de phase du moment de mise sous tension du thyristor, qui détermine la puissance fournie à la charge. L'essence de la méthode par impulsion de phase est de changer le moment de l'ouverture du thyristor, à compter du moment où la tension du secteur passe par zéro. Plus le thyristor s'ouvre tôt, plus la puissance fournie à la charge est importante. Au moment initial, lorsque la tension du secteur est proche de zéro, le condensateur C2 est déchargé, les transistors VT2, VT3 et le thyristor VS1 sont fermés. Une fois la charge du condensateur C1 terminée, le transistor VT1 est complètement ouvert et le moment où le thyristor s'ouvre est déterminé uniquement par la constante de temps du circuit R5-R6-C2. À mesure que le condensateur C2 se charge, la chute de tension aux bornes de la jonction émetteur du transistor VT2 augmente. Lorsqu'une valeur d'environ 0,6 V est atteinte, le transistor VT3 commence à s'ouvrir légèrement, car le courant commence à circuler dans son circuit de base. Cela conduit à une augmentation encore plus importante du courant de base du transistor VT2 et à une activation par avalanche des deux derniers et du thyristor. Le moment où le courant de l’électrode de commande du thyristor VS1 apparaît détermine la puissance fournie à la charge.
Construction et détails. La machine est assemblée sur un circuit imprimé (Fig. 2) en feuille de fibre de verre double face de 1,5 mm d'épaisseur en forme d'octogone régulier inscrit dans un carré de 65 mm de côté. Vous pouvez bien entendu utiliser un flan rond d'un diamètre de 70 mm. Le circuit imprimé est conçu pour s'insérer dans un boîtier de distribution réseau standard d'un diamètre interne de 70 mm. Les transistors VT1, VT2 peuvent appartenir à l'une des séries KT3107, VT3 - KT3102. Nous remplacerons la diode Zener VD1 par D814G, KS512, KS515. Diode VD2 - n'importe quel silicium. Le thyristor VS1 peut appartenir aux séries KU201, KU202 avec les indices K, L, M, N. Diodes KD226 avec les indices G, D, E. Le fusible FU1 est installé sur le support.
Le principe de fonctionnement. Le schéma électrique d'une version améliorée de l'éclairage automatique d'escalier, complété par un microphone et une fonction minuterie, est présenté sur la Fig. 3. Il utilise le même régulateur de luminosité à thyristor avec contrôle d'impulsion de phase, mais pour le fonctionnement normal de la machine et la fourniture de tension d'alimentation, une chaîne de résistances connectées en série R30-R31 est incluse dans le régulateur, qui définit la luminosité initiale du lampe à incandescence au niveau de 10...15 %. Ceci est nécessaire pour obtenir des tensions stables « +5 » et « +10 V » de l'alimentation en mode veille. Au moment où le circuit d'alimentation est fermé, la résistance du filament de la lampe à incandescence est maximale, et comme des condensateurs de ballast C16, C17 de capacité relativement faible sont introduits dans le stabilisateur paramétrique, la charge du condensateur C15 ne se produit pas immédiatement, mais dans les dixièmes d'une seconde. Pour cette raison, la constante de temps du circuit intégrateur R13-C10 doit être légèrement plus longue que le temps nécessaire pour établir la tension d'alimentation « +5 » afin d'assurer une mise à zéro fiable du compteur DD2 au moment de la mise sous tension. Une fois la tension d'alimentation réglée sur « +5 », un niveau zéro logique est maintenu à l'entrée de l'élément inverseur DD1.2 avec un déclencheur de Schmitt pendant un certain temps (déterminé par les valeurs R13, C10), qui, après inversion par cet élément, réinitialise le compteur DD2. Une fois la charge du condensateur C10 terminée, cela n'affecte pas le fonctionnement de l'appareil puisque la diode VD5 est fermée. Après avoir mis le compteur DD2 à l'état zéro, un niveau zéro apparaît à sa sortie « Q12 » (broche 1) du bit de poids fort, qui, inversé par l'élément DD1.3, ouvre le transistor clé VT1. La borne inférieure de la résistance R24 est connectée au fil commun et le condensateur C18 est chargé. La luminosité de la lampe à incandescence augmente jusqu'à la valeur maximale, définie par la résistance R29. Pour le classement R29 indiqué sur le schéma, la valeur de luminosité maximale est d'environ 80 %. Ainsi, lorsque l'appareil est allumé pour la première fois, la lampe à incandescence brûle avec une luminosité maximale de 80 % pendant une période de temps spécifiée. Une puissance de sortie plus élevée du régulateur (jusqu'à 99 %) ne peut être obtenue qu'en l'allumant à l'aide d'un circuit à trois bornes. Pour une machine d'éclairage d'escalier, cela n'a pas d'importance, car une luminosité d'éclairage élevée n'est généralement pas requise, mais, si nécessaire, la perte de luminosité peut être compensée en installant une lampe à incandescence de puissance plus élevée. Dans le même temps, le niveau "un" de la sortie "Q12" (broche 1) du compteur DD2 est fourni à la cathode de la diode VD6, la polarise en sens inverse et permet le fonctionnement du générateur monté sur éléments DD1.5, DD1.6, R19…R21, C11. Les impulsions de polarité positive sont comptées pour DD2, qui, en atteignant l'état 2048, forme un niveau « un » à la sortie du bit de poids fort « Q12 » (broche 1). Ce niveau, inversé par l'élément DD1.3, provoque l'arrêt du générateur. Le même niveau ferme le transistor VT1 et met la machine en mode veille. Dans cet état, la luminosité minimale de la lampe à incandescence est déterminée par la position du curseur de la résistance d'ajustement R31 et peut être sélectionnée dans la plage de 10 à 50 %. L'amplificateur de microphone est fabriqué à l'aide des amplis opérationnels DA1.1 et DA1.2. Son gain total peut atteindre 5000, donc une tension alternative d'amplitude 1 mV suffit pour déclencher la machine depuis la sortie du microphone. La sensibilité de l'amplificateur peut être ajustée avec la résistance R5 afin que la machine ne soit pas déclenchée par le bruit des pas sur le palier, mais uniquement par n'importe quelle commande vocale. Dans ce cas, vous pouvez régler la luminosité en mode veille, par exemple à 50 %, et si le « propriétaire » du palier a besoin d'un éclairage supplémentaire, émettre n'importe quelle commande vocale. Pour augmenter la stabilité aux hautes fréquences et éliminer l'auto-excitation, les condensateurs C4, C6 ont été introduits dans l'amplificateur du microphone. La tension alternative amplifiée de la sortie DA1.2 est fournie via le condensateur de séparation C7 à un redresseur monté sur les diodes VD1, VD2. La tension redressée est lissée par le condensateur C8 et fournie à un formateur d'impulsions de réinitialisation à vibrateur unique réalisé sur les éléments DD1.1, DD1.2, C9, VD3, VD4, R11, R12. Lorsque la tension sur le condensateur C8 atteint le seuil de commutation de l'élément DD1.1 (environ 2,6 V), une courte impulsion positive se forme à la sortie de l'élément DD1.2, d'une durée d'environ 8 µs, qui, à chaque apparition d'un signal sonore, réinitialise le compteur DD2 et redémarre le temporisateur. Une évaluation visuelle du temps d'exposition écoulé (lors du réglage de la minuterie) est effectuée à l'aide de la ligne de LED HL1...HL4 (HL1, HL2 - vert, HL3 - jaune et HL4 - rouge). Si vous souhaitez évaluer visuellement le temps d'exposition écoulé à distance, il est nécessaire de réduire la résistance des résistances R15...R18 à 4,7 kOhm et d'augmenter la capacité des condensateurs de ballast C16, C17 à 0,47 μF. Le temps de retard de la minuterie peut être augmenté jusqu'à 3,5 heures en remplaçant le condensateur C11 par un plus grand, évalué jusqu'à 2,2 μF, et le retard minimum peut être modifié en sélectionnant la résistance R19. Une autre caractéristique intéressante de l'amplificateur microphone (DA1.1, DA1.2) est à noter. Si on augmente les valeurs des condensateurs : C4=0,01 µF ; C5 = 2,2 µF ; C6 = 6800 7 pF ; C47 = XNUMX uF et installez la machine dans un espace fermé, l'amplificateur ne répondra alors pas aux signaux sonores, mais uniquement aux changements de pression atmosphérique, même avec une ouverture et une fermeture silencieuses des portes.
Construction et détails. La machine est assemblée sur un circuit imprimé (Fig. 4) à partir d'une feuille de fibre de verre double face de 1,5 mm d'épaisseur à partir d'un flan carré mesurant 78x78 mm. Pour une installation dans un coffret de distribution réseau standard de type KEM5-10-7, des coins de 13x13 mm sont découpés dans un flan carré. La machine utilise des résistances constantes MLT-0,125, MLT-2 (R34), des résistances d'accord SP3-38b en conception horizontale, des condensateurs de ballast C16, C17 de type K73-17 avec une tension nominale de 400 V, le reste étant non polaire - K10-17. , oxyde - K50-35 ou importé. Le microphone peut être du type CZN-15E, MKE-332, MKE-333, MKE-389-1. A la place du VD12, le VD13, comme dans la version précédente, peut fonctionner D814G(D), KS512, KS515. Les transistors VT1, VT4 peuvent provenir de la série KT3102 ; VT2, VT3-KT3107. L'ampli opérationnel DA1 sera remplacé par TL072, TL082 ; IC DD1 KR1564TL2 (74HC14), contenant six déclencheurs Schmitt, est remplaçable par CD40106, le compteur KR1561IE20 (CD4040) est remplacé par KR1564IE20 (74HC4040). La mise en place de la deuxième version de l'appareil consiste à régler la luminosité minimale en mode veille à l'aide de la résistance R31, la sensibilité de l'amplificateur micro - R5 et la temporisation requise - R21. Le délai de réponse à partir de l'apparition du signal sonore ou de la commande vocale peut être augmenté en sélectionnant le condensateur C8. Si, en augmentant les valeurs des condensateurs C16, C17 jusqu'à 0,47 µF, le compteur DD2 ne se remet pas clairement à zéro au moment de la mise sous tension, vous devez augmenter la capacité du condensateur C10 à 4,7-10 µF. Lorsque la puissance de la lampe à incandescence est supérieure à 75 W, le thyristor doit être installé sur le dissipateur thermique. littérature
Auteur : Odinets A.L.
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