30.03.21

[Домашняя]

Выключатель включает и выключает осветительную лампу при прикосновении к сенсорному контакту. Хотя схема и имеет гальваническую связь с электросетью опасность поражения током при прикосновении к сенсору отсутствует, так как сенсор связан со схемой через резистор большого сопротивления, в аварийной ситуации ограничивающего ток до безопасной величины. Датчик состоит из сенсорного контакта Е1, который может быть выполнен как в виде пластины, так и в качестве него может быть обычный винтик. Резистор R1 ограничивает максимальный ток через тело «оператора». На входе установлен полевой транзистор VT1 типа КП501Б, он обладает не только значительно большим входным сопротивлением, чем ИМС К561ТМ2, но и более стоек к различным статическим перегрузкам входа, что собственно влияет положительно на надежность устройства в целом.

И так, при прикосновении к сенсору наводки в теле человека усиливаются транзистором VT1 по мощности, и на его истоке возникает импульсное напряжение величины логичес­кого уровня КМОП-логики. При включении питания (например, включении рубильника в щитке) на ИМС D1 поступает напряжение питания, равное 12V. Это напряжение вырабатывается с помощью простейшего бестрансформаторного источника постоянного тока. Напряжение от сети выпрямляется диодом VD4 и одним из диодов выпрямительного моста VD5-VD8. Резистор R7 со стабилитроном VD1 образует параметрический стабилизатор, понижающий и стабилизирующий напряжение на уровне 12V. Конденсатор СЗ сглаживает пульсации. При поступлении питания зарядка С1 через R4 создает импульс, устанавливающий триггер D1 в нулевое состояние. Напряжение, поступающее на затвор VT2, равно нулю, сам транзистор закрыт, и лампа Н1 не горит. Чтобы включить лампу нужно изменить состояние D-триггера на противоположное. Для этого нужно прикоснуться пальцем к сенсору Е1. На истоке VT1 возникают хаотические импульсы, поступающие на вход С. Первый же импульс, устанавливает триггер в то состояние, которое есть на его входе D. Так как D соединен с инверсным выходом, на нем уровень противоположный тому, что подается на затвор полевого транзистора VT2. В результате уровень на прямом выходе D1 меняется с каждым прикосновением к сенсору. Когда на прямом выходе D1 единица транзистор VT2 открывается и включает лампу. Триггер на микросхеме D1 срабатывает очень быстро, а при прикосновении к сенсору на вход «С» триггера поступает целая серия импульсов. Если бы вход «D» триггера был непосредственно соединен с его же инверсным выходом, то при каждом прикосновении к сенсору триггер может установиться в любое случайное положение, так как одно прикосновение дает не только один основной импульс, но и массу последующих импульсов, многократно переключающих триггер. Так вот чтобы задержать последующее переключение триггера, введена цепочка R2- R5. Она не позволяет состоянию на вход D триггера меняться слишком быстро. Поэтому, сколько бы паразитных импульсов не поступало от сенсора, но если они короче постоянной времени этой цепи, изменение состояния будет только одно. Резистор R6 разгружает выход триггера от влияния тока зарядки емкости затвора мощного полевого транзистора VT2. Диоды VD2 и VD3 ускоряют разрядку емкости затвора и подавляют выбросы напряжения, которые могут быть на емкости затвора. С использованием транзистора VT2 типа IRF840 и диодов 1N4007 в выпрямительных мостах мощность лампы (нагрузки) не должна превышать 200W. При этом минимальное значение мощности не ограничено. Если нагрузка более мощная потребуется замена диодов 1N4007 в мосте на диоды соответствующей нагрузке мощности. Плюс, полевой транзистор VT2 нужно будет поставить на радиатор. Вообще, IRF840 в этой схеме может управлять нагрузками мощностью до 2000W, но только с радиатором, а до 200W вследствие низкого сопротивления в открытом состоянии на самом транзисторе падает мощность весьма незначительная, поэтому и радиаторы при работе с нагрузками до 200W им не требуются. Транзистор IRF840 можно заменить на BUZ90 или КП707В. Микросхему К561ТМ2 можно заменить аналогичной микросхемой К176ТМ2 или CD4013. Диоды 1N4148 можно заменить практически любыми диодами, например, КД521, КД522, КД102, КД103. Диоды 1N4007 можно заменить любыми выпрямительными диодами, на напряжение не ниже 400V и по току соответственно мощности нагрузки. Например, при нагрузке не более 120W можно использовать диоды КД209. А в качестве диодов VD5-VD8 можно использовать сборку-мост, например, КЦ405. Стабилитрон Д814Д можно заменить любым стабилитроном на 11-13V. Желательно использовать стабилитрон средней мощности или в металлическом корпусе. Вообще нужно учесть, что при обрыве стабилитрона 220V пойдет на всю схему (микросхему, затворы транзисторов), что её практически полностью уничтожит, поэтому надежность стабилитрона имеет большое значение (стоит подумать о параллельном включении двух одинаковых стабилитронов).

Радиоконструктор №2 2012г стр. 25