30.03.21

[Домашняя]

С простой функцией включения и выключения света хорошо справляется и обычный механический выключатель. Но механический выключатель «вещь безмозглая», а иногда требуется хотя бы немного «соображалки». Вот простой пример, - выключатель света в прихожей. Открыл дверь, включил свет, выключил, пошел дальше. Но было бы удобнее если бы свет можно выключать и как обычно, и с задержкой. Например, нужно выйти и вынести какие- то вещи. Руки заняты, - пусть свет останется гореть, а затем сам выключится. В то же время нужно сохранить и обычную «безмозглую» работу, чтобы свет можно было включать и выключать как простым выключателем.

В основе схемы одна цифровая микросхема К561ЛН2. Это совсем не обязательно чтобы микросхема была именно такая. Схема построена так, что нужно любое нечетное число последовательно включенных логических КМОП- инверторов. Так что выбор микросхем огромен. Например, можно взять три инвертора ИМС К561ЛЕ5 или К561ЛА7, три инвертора К561ЛЕ10, К561ЛА9. Есть и другие варианты. Можно даже использовать один инвертор, но работать схема будет не так уверенно. В общем, любое нечетное количество инверторов соединяется последовательно. Если у инверторов есть несколько входов, - входы каждого инвертора соединяются вместе и используются как один вход. Так что данный выключатель можно построить и на другой микросхеме. Теперь собственно о работе схемы. Основой служит обычный двухклавишный выключатель, как устанавливают для управления люстрами или светом в двух помещениях (туалет, ванная). Желательно с розеткой (розетку заглушил, удалил розеточный блок, а освободившееся место использовал для установки туда макетной платы с электроникой. Да, еще важный момент, - выключатель желательно турецкий, не потому что я так уважаю Турцию, а потому что в отличив от отечественного в нем есть два отдельных выключателя, с независимыми контактами. А в наших выключатели с одним общим выводом, - такой не годится. Чтобы включить свет нужно одновременно включить обе клавиши выключателя. Клавиша S1 замыкает конденсатор С1, а клавиша S2 подает питание на схему. Так как на входе элемента D1.1 логический ноль, то на выходе элемента D1.5 будет логическая единица. Транзистор VT1 открывается и дает ток на лампу Н1. Лампа питается от электросети через диод VD5, который, во-первых, необходим как выпрямитель, потому что транзистор VT1 может работать только на положительном напряжении, а во-вторых, он способствует продлению срока службы лампы накаливания. Конечно, по этому поводу есть разные мнения, но опыт электриков, исчисляющийся многими десятилетиями, а так же публикации в различной литературе 50-60-х годов показывает что включение лампы через диод (однополупериодное питание) способствует продлению её срока службы. В таком состоянии (обе клавиши включены) свет горит неограниченно долго, пока его не выключат выключением S2 или обеих клавиш. Если нужно выключить свет с задержкой выключения нужно выключить только S1. При этом конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через резистор R1. Пока он заряжается до уровня логической единицы свет остается включенным. Как только напряжение на С1 достигает уровня логической единицы напряжение на выходе D1.5 падает до логического нуля. Транзистор VT1 закрывается и лампа H1 выключается. Время, в течение которого лампа будет продолжать гореть после выключения S1 устанавливается подбором сопротивления R1, емкости С1. Практически это время можно установить от нескольких секунд до нескольких десятков секунд. Диод VD1 в сочетании с резистором R2 служит разрядной цепью, разряжающей конденсатор С1 после выключения питания клавишей S2. После выключения питания напряжение на R2 падает и открывается диод VD1. R2 так же служит и для разрядки фильтра питания - С2. Напряжение питания микросхемы +12V создается параметрическим стабилизатором на стабилитроне VD4 и резисторе R3. Конденсатор С2 сглаживает пульсации. Цепь из резистора R4 и диодов VD2 и VD3 служит для разрядки емкости затвора полевого транзистора VT1 и для снижения нагрузки на выход микросхемы от этой емкости. Выбор деталей достаточно широк. О выборе микросхемы сказано выше. Диоды КД522 можно заменить любыми аналогами. - КД521, КД503, КДЮЗ, 1N4148. Стабилитрон КС212Ж можно заменить любым маломощным или средней мощности стабилитроном на напряжение стабилизации 10-13V. Можно использовать устаревший стабилитрон Д814Д или импортные, маркированные «12V». Полевой транзистор VT1 типа IRFBC40LC можно заменить на IRF840, BUZ90, КП707В или другие варианты, предназначенные для коммутации нагрузки по напряжению не ниже 300V (между стоком и истоком в закрытом состоянии). При использовании выше указанных транзисторов и мощности лампы не более 200W никаких средств отвода тепла транзистору не требуется, вследствие малого сопротивления открытого канала на канале падает очень малое напряжение, соответственно пусть даже при значительном токе, выделяемая на транзисторе мощность будет мала. В принципе, после первого включения при исправных деталях и безошибочном монтаже схема работает сразу же. Налаживание может потребоваться только в смысле установки желаемой задержки выключения лампы после выключения S1. Делается это подбором емкости С1, сопротивления R1. Может случиться так что при выключении S1 лампа не будет гаснуть даже спустя весьма большое время. Это может быть из-за того что конденсатор С1 не может зарядиться через R1 потому что ток его утечки больше либо близок к току через резистор R1. В таком случае нужно заменить С1 конденсатором с меньшей утечкой. Если же у вас нет конденсаторов с малым током утечки можно поступить иначе, - увеличить ток зарядки путем уменьшения сопротивления R1, а уменьшившийся в связи с этим временной интервал увеличить путем установки С1 большей емкости. Например, вместо 4,7 мкФ поставить конденсатор на 33 мкФ, при этом сопротивление R1 можно уменьшить до 100 кОм и ниже. Соответственно и ток зарядки конденсатора вырастет, и ток его утечки уже не будет так сильно влиять на работу схемы. Но все же лучше использовать на месте С1 качественный конденсатор с малым током утечки. «Идейные противники» однополупериодного питания лампы накаливания могут вместо VD5 установить диодный мост.