04.04.21

[Домашняя]

Лампы накаливания могут работать очень долго, но могут и в любой момент выйти из строя, перегореть. При эксплуатации низковольтных ламп накаливания, несущих важную индикаторную функцию, например, автомобильных, важно вовремя узнать о выходе лампы из строя, то есть необходим постоянный контроль исправности ламп. Обычно, в литературе предлагается способ постоянного контроля, основанный на измерении силы тока, протекающего через лампу. При всех достоинствах у такого способа есть и важный недостаток, - необходимость врезать датчик тока в разрыв цепи питания лампы. Есть и другой недостаток такого контроля, - так как схема контролирует силу тока через лампу, то при замене лампы на экономичную, например, на светодиодную, схема будет реагировать как на перегорание лампы. Здесь предлагается другой способ, основанный на измерении не тока потребления лампы, а основой её функции, - вырабатывания света. В плафон, где установлена лампа, максимально близко к ней устанавливается миниатюрный фоторезистор. Когда лампа горит, она освещает этот фоторезистор и его сопротивление резко снижается. Если же лампа не горит, сопротивление этого фоторезистора высокое. На рисунке показана схема контроля за четырьмя лампами, питающимися постоянным током напряжением 5-24V.

Схема выполнена на одной микросхеме К561ТЛ1, в которой есть четыре логических элемента 2И-НЕ с эффектом триггера Шмитта. Индикация неисправности ламп при помощи светодиодов, при неисправности лампы загорается соответствующий светодиод. Рассмотрим работу схемы на примере лампы Н1. Лампа питается постоянным положительным напряжением. Когда лампа выключена, она не светит, и сопротивление фоторезистора FR1 велико. На выводе 1 элемента D1.1 из-за этого формируется напряжение логической единицы. Но лампа выключена, и напряжение на неё не подается, значит на ней напряжение равно нулю, и это напряжение через резистор R2 поступает на второй вход элемента D1.1 (на вывод 2). Раз на одном из выводов элемента нуль, то на его выходе логическая единица, - светодиод HL1 не горит. Подается напряжение на исправную лампу. Лампа светит, и сопротивление фоторезистора FR1 сильно снижается. Напряжение на выводе 1 D1.1 падает до уровня логического нуля. В то же время, на лампу поступает напряжение питания, и это напряжение через резистор R2 формирует уровень логической единицы на выводе 2 D1.1. Опять, на одном из входов логического элемента нуль, значит на его выходе логическая единица, - светодиод HL1 не горит. На лампу подается напряжение, но она перегорела. В этом случае, лампа не светит, и сопротивление фоторезистора FR1 велико. На выводе 1 элемента D1.1 из-за этого формируется напряжение логической единицы. В то же время, на лампу поступает напряжение питания, и это напряжение через резистор R2 формирует уровень логической единицы на выводе 2 D1.1. Теперь на оба входа логического элемента поступают уровни логических единиц. В результате на его выходе - ноль, светодиод HL1 загорается, индицируя о неисправности лампы. Точно так же работают и три других канала, контролирующих исправность ламп Н2, НЗ и Н4. Для того чтобы схема нормально работала необходимо чтобы лампы питались положительным постоянным напряжением. Величина этого напряжения может быть от 5V и до 24V и даже более. Опасаться за то, что с лампы на вход логического элемента поступит повышенное напряжение и испортит его не нужно. Напряжение с ламп подается на входы логических элементов через резисторы относительно большого сопротивления (100 К), а в схеме логического элемента микросхем серии К561 имеются защитные диоды, которые включены между входами и шиной плюса питания, в обратном направлении. То есть, анодом к выводу, катодом к шине питания. Поэтому, если на лампе будет постоянное положительное напряжение существенно выше напряжения питания микросхемы, этот диод откроется и притянет вход элемента к плюсу питания. А резистор (R2, R5, R8, R11) ограничит ток, и избыток напряжения упадет на нем. В результате никакого вреда микросхеме не будет. Второе условие, это то, что напряжение питания микросхемы в данной схеме не должно быть больше напряжения питания ламп. В противном случае, напряжение, поступающее на вход элемента с лампы, может просто не достигнуть порога логической единицы, и схема работать не будет. В процессе налаживания может потребоваться подбор сопротивлений резисторов R1, R4, R7, R10 таким образом, чтобы в конкретном случае фоторезистор создавал логический нуль на входе логического элемента только при работе подконтрольной лампы, а не за счет внешнего освещения.

Радиоконструктор №4 2018г стр. 25