31.03.21

[Домашняя]

Данное устройство очень хорошо подходит для экономии электроэнергии на освещении лестничных клеток, подъездов или длинных коридоров в многоквартирном доме. Оно представляет собой реле времени, включающее нагрузку при нажатии кнопки, и выключающее её через 1-5 минут (время зависит в основном от качества используемого конденсатора по току утечки) после отпускания кнопки. При этом число кнопок может быть практически неограниченным, так как они все подключаются параллельно друг другу. Кнопки должны быть размыкающими. Для соединения их между собой и с платой устройства нужен двухпроводной кабель, например, телефонная «лапша». Все кнопки равноценны, - включить свет можно любой из них. А нажав любую из них до выключения света можно продлить выдержку. Схема показана на рисунке 1.

Продолжительность горения лампы зависит от быстроты разрядки конденсатора С1 через резистор R2 и его собственное сопротивление (ток утечки). Когда конден­сатор разряжен напряжение на нем равно нулю. Это напряжение подается на вход инвертора D1.1. За ним включена последовательность из трех инверторов, причем последний инвертор увеличенной мощности путем параллельного включения трех инверторов D1.4-D1.5. Увеличение мощности необходимо для управления выходным ключом на полевых высоковольтных коммутаторных транзисторах VT1 и VT2. Данные транзисторы хотя и являются транзисторами с изолированным затвором (входное сопротивление бесконечно), но обладают значительной емкостью затвора. Поэтому в процессе изменения логического уровня на затворе возникает существенный импульс тока зарядки - разрядки затвора, который способен перегрузить выход логического элемента КМОП. Так вот, когда С1 разряжен, на выходах D1.4-D1.6 - ноль. Транзисторы VT1-VT2 закрыты и питание на лампу Н1 не поступает. При нажатии на кнопку S1 (или другую кнопку из числа S1-Sn) происходит зарядка конденсатора С1 через кнопку и токоограничительный резистор R1. При этом напряжение на С1 увеличивается до уровня логической единицы. На выходах элементов D1.4-D1.6 тоже единица, ключ на транзисторах VT1 и VT2 открывается и подается питание на лампу Н1. После отпускания кнопки начинается медленная разрядка конденсатрра С1 через резистор R2 и его собственный ток утечки. Время, необходимое для разрядки С1 до порога логического нуля сильно зависит не только от емкости конденсатора и сопротивления R2, но и от внутреннего сопротивления С1, то есть от его тока утечки. Поэтому даже при одинаковых значениях емкости С1 и сопротивления R2 с разными экземплярами конденсаторов время может существенно отличаться. В процессе налаживания время можно регулировать изменяя емкость С1 и сопротивление R2. В любом случае необходимо использовать конденсатор С1 с минимальным током утечки. И так, спустя некоторое время (от 1 до 5 минут, в зависимости от выше указанных обстоятельств) напряжение на С1 опускается до логического нуля. При этом на выходах D1.4-D1.6 устанавливается тоже ноль, и транзисторы VT1- VT2 закрываются, выключая лампу. Если до выключения лампы, пока еще идет разрядка С1, нажать кнопку, то заряд С1 будет пополнен и отсчет времени начнется заново. Диоды VD2 и VD3 служат для разрядки емкостей затворов полевых транзисторов и гашения выбросов напряжения на них при изменениях логического уровня. Питается микросхема от бестрансформаторного источника, состоящего из диода VD4, резистора R3, на котором падает избыток напряжения, стабилитрона VD1 и конденсатора С2. Напряжение питания микросхемы 10V. Схема собрана на печатной плате, показанной на рисунке 2.

Плата с односторонним расположением печатных дорожек. На схеме лампа Н1 показана одна условно, на самом деле может быть несколько ламп включенных параллельно (схема работает вместо выключателя, включающего все лампы в подъезде или коридоре одновременно). Суммарная мощность ламп не должна быть более 250W. При такой мощности радиаторы транзисторам VT1 и VT2 не нужны. Если транзисторы поставить на радиаторы можно поднять мощность нагрузки до 2000W. Транзисторы IRFBC40 можно заменить на IRF840, BUZ90, КП707В2. Стабилитрон Д814Б можно заменить любым стабилитроном на напряжение 9- 11V. Конденсаторы должны быть на напряжение не ниже напряжения стабилитрона. Налаживание заключается в установке времени подбором С1 и R2.

Радиоконструктор №2 2014г стр. 30