Indicateur de connexion d'appareils électriques à un réseau 220 V. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Indicateurs, capteurs, détecteurs

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J'écris dans les pas Publication dans le n° 12 "Electricité" [1]. J'ai réalisé l'importance de ce sujet récemment, lorsque ma famille a oublié d'éteindre la cuisinière électrique le matin et le soir, le compteur d'électricité a "tordu" l'énergie pour 3 UAH supplémentaires. Le schéma de [1] est très simple, mais a soulevé de telles objections.

1. Dans les maisons modernes, le câblage électrique est caché dans le mur. Où se trouve cette entrée de l'appartement ? Probablement à l'endroit le moins pratique.

2. Eh bien, s'il y a un transformateur dans la maison. Sinon, vous devez l'acheter, et cette pièce n'est pas bon marché (et tous les transformateurs ne feront pas l'affaire).

3. L'appartement dispose d'appareils constamment allumés. Certains d'entre eux s'allument de temps en temps (réfrigérateur), d'autres fonctionnent en permanence (horloge électronique, thermomètre électronique). Que faire avec eux?

4. Si vous avez oublié d'éteindre l'ampoule du garde-manger d'une puissance de 25 W, le soir, la dépense supplémentaire sera de quelques centimes. Dois-je définir un indicateur pour cela ?

5. L'équipement radio qui n'est pas éteint se rappelle avec un son, il est donc difficile de ne pas le remarquer.

6. La seule installation électrique qui doit être équipée d'un indicateur de connexion est une cuisinière électrique. C'est là que vous devez placer l'indicateur de connexion.

L'indicateur de connexion le plus simple est un néon ou un indicateur LED connecté aux fils du réseau après le commutateur. Si l'interrupteur est éteint, les appareils indiqués ne s'allument pas. Mais il existe de nombreux interrupteurs de ce type dans la cuisinière électrique et ils sont installés dans des endroits difficiles d'accès (de l'intérieur). Par conséquent, il est nécessaire d'installer un capteur de consommation de courant. Il s'agit généralement d'une résistance à faible résistance (afin de ne pas consommer beaucoup d'énergie du réseau), qui est incluse dans la rupture de l'un des fils du réseau.

Faisons maintenant quelques calculs. À une puissance minimale (environ 100 W), le poêle électrique consomme un courant de 0,5 A du réseau. Lors de l'utilisation d'une résistance de 1 Ohm, 0,25 W de puissance y sont libérés. Mais avec un courant de cuisinière électrique maximum de 30 A (tous les brûleurs sont allumés), 900 W de puissance seront libérés sur cette résistance à une tension de 30 V aux bornes de la résistance ! Et c'est une partie solide de la consommation du poêle, gaspillée. Ainsi, vous devez en quelque sorte limiter la tension aux bornes de la résistance.

Les diodes puissantes VD1, VD2 sont parfaites à cet effet, shuntant la résistance R1 dans les sens direct et inverse (Fig. 1).

Avec un courant traversant une résistance de 0,5 A, la chute de tension à ses bornes est de 0,5 V, et à cette tension, les diodes au silicium VD1 et VD2 sont verrouillées. Au fur et à mesure que la tension aux bornes de la résistance augmente, les diodes s'ouvrent progressivement et entrent en saturation à une tension directe d'environ 0,8 ... 1 V (Fig. 2).

La puissance commence à être libérée sur les diodes, elles chauffent et, comme le montrent les caractéristiques de la Fig. 2, la tension à leurs bornes diminue. Ainsi, les diodes deviennent des limiteurs de tension idéaux. Avec les diodes, la résistance R1 chauffe également. La thermistance R2 est électriquement isolée de R1, mais reliée mécaniquement à celle-ci, et donc s'échauffe également. Une ligne de communication (fil téléphonique) est tendue de R2 à l'indicateur réel (mis en évidence par une ligne en pointillés sur la Fig. 1).

Le diviseur R4, R2, R3 dans le circuit de base du transistor VT1 est conçu de sorte qu'à une température normale de la thermistance R2, le transistor VT1 est verrouillé et la LED HL1 est éteinte. Lorsque la thermistance R2 est chauffée, le transistor s'ouvre et la LED s'allume, indiquant que la charge est allumée. Une cellule galvanique est utilisée comme source d'alimentation.

Si la LED s'allume simplement, cela peut ne pas attirer l'attention d'une personne quittant l'appartement. Dans le circuit de la Fig. 3 (seul l'indicateur lui-même est représenté), un générateur basse fréquence est installé sur les éléments numériques CMOS ET-NON DD1.

A une température normale de la thermistance R2, le diviseur R2R3 fournit la tension à l'entrée 1 de l'élément DD1.1 en dessous de la moitié de la tension d'alimentation, donc cet élément est fermé, à sa sortie 3 il y a un log "1", respectivement , à la sortie 4 de l'élément DD1.2 - log."0". Le transistor VT1 est fermé et la LED HL1 est éteinte. Lorsque la thermistance R2 est chauffée, la tension au diviseur R2/R3 dépasse la moitié de la tension d'alimentation, le générateur démarre à une fréquence d'environ 1 Hz. A cette fréquence, la LED commence à clignoter.

Avec une charge importante (courant de charge jusqu'à 15-20 A), environ 1 watts de puissance commencent à être libérés sur les diodes VD2, VD10. Par conséquent, les diodes doivent être placées sur des radiateurs, malheureusement, chacune sur son propre radiateur. Chaque transistor peut être transformé en diode en court-circuitant le collecteur et la base. En utilisant des transistors de différents types de conductivité (comme illustré à la Fig. 4), la même paire de diodes peut être réalisée, mais comme les collecteurs des transistors sont connectés ensemble, un dissipateur thermique peut être supprimé.

Le calcul le plus simple d'un radiateur pour une puissance de 20 W peut être fait selon la méthode [2]. En plus du couplage thermique entre l'élément de mesure R1 et l'indicateur, un couplage optique peut également être utilisé. Mais pour le fonctionnement de l'élément électroluminescent, une tension de l'ordre de 1 V, qui est délivrée sur l'élément de mesure, n'est pas suffisante.

Il faut augmenter la résistance de la résistance R1 à au moins 5-6 ohms, pour qu'à un courant de 0,5 A la chute de tension soit de 2,5-3 V. Mais alors, pour limiter la tension sur R1, il faut installer deux branches de trois diodes. Au lieu de diodes, des thyristors peuvent être utilisés (Fig. 5).

Les thyristors VS5, VS1 de type KU2 indiqués sur la Fig. 202 sont déclenchés à une tension sur les électrodes de commande de l'ordre de 4 ... demi-cycle de la tension secteur, des "éclairs" de 8 ... 2 V sont Ces "éclairs" amorcent la diode d'émission de l'optocoupleur à transistor UB1. Le transistor de réception de l'optocoupleur s'ouvre et la LED HL2 s'allume (en mode dynamique).

Dans tous les schémas décrits ci-dessus, l'indicateur était alimenté par une cellule galvanique. Si l'élément est "affamé", l'indicateur peut ne pas fonctionner. La figure 6 montre la connexion directe de l'indicateur à l'élément de mesure R1 (pour le circuit de la figure 5, pour les autres circuits, cette connexion ne fonctionne pas). Dans ce cas, l'indicateur est sous tension secteur. Pour réduire le danger, l'élément de mesure doit être inclus dans la rupture du fil neutre du réseau.

Littérature

1. Rybak P.D. Indication du raccordement des appareils électriques au réseau 220 V //Radioamator-Electric. -2000. -#12.
2. Un calcul simple de la surface du dissipateur thermique pour les transistors et thyristors haute puissance//Radioamator-Konstruktor. -2000. -#4.

Auteur : I.N.Proksin

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