30.03.21

[Домашняя]

Проблема экономии электроэнергии при освещении подъездов сейчас особенно актуальна. Обычно, в подъездах устанавливают выключатели с таймерами, - вы нажимаете кнопку, и свет горит некоторое время, нужен еще свет, - нажимаете кнопку еще раз. Недостаток такого выключателя очевиден, - все должны знать, где именно находится кнопка, и о том, что её нужно нажать. Согласитесь, поиск кнопки на ощупь, в темноте, да еще и после проливного дождя (мокрыми руками) не только сделает стенку грязной, но и может привести к поражению током. А если в подъезд вошла чья-то бабушка, которая вообще не в курсе того, что нужно нажимать какую-то кнопку, или ребенок, по росту не способный дотянуться до этой кнопки. Нет, дела с кнопками не годятся... Можно вместо кнопки установить датчик движения, но это дороговато. Можно сделать акустический датчик, включающий на некоторое время свет, если в подъезде раздается звук, например, от входной двери, или просто кто-то крикнул, - Ау… люди, где тут свет включается? Но и это не совсем то, так как свет будет включаться и тогда, когда в нем нет надобности (в яркий солнечный день). На рисунке в тексте приводится схема автомата управления освещением, который для принятия решения о включении света анализируется сигналы от двух датчиков, - оптического и акустического.

Если оптический датчик показывает что темно, а акустический говорит о наличии звука, то свет включается примерно на одну минуту. Затем гаснет. Есть и кнопка, с помощью которой свет можно включить вручную. Основу схемы составляет одновибратор, сделанный по схеме RS-триггера с RC-цепью задержанного самовозврата, на элементах D1.2 и D1.3. Чтобы включился свет нужно триггер установить в единичное логическое состояние (в состояние единицы на выходе D1.3). При этом откроется транзисторный ключ VT4 и посредством оптопары U1 будет включен симистор VS1, управляющий подачей тока на светильник (на нагрузку). Вручную включить свет можно нажатием кнопки S1. Эта кнопка без фиксации. При её нажатии на вывод 3 D1.2 поступает напряжение высокого логического уровня. Это переключает триггер в состояние единицы на выходе D1.3. Светильник включается. При этом единица с выхода D1.3 начинает через резистор R9 заряжать конденсатор С8. Как только на нем напряжение достигает величины высокого логического уровня, триггер возвращается в исходное положение, так как напряжение с С8 поступает на выводы 1 и 2 элемента D1.3. Фотодатчик, определяющий уровень освещенности, сделан на основе фотодиода FD1. Здесь используется фотодиод от систем дистанционного управления старых телевизоров. Этот фотодиод имеет максимум чувствительности в инфракрасном диапазоне, но он очень хорошо работает на видимом свете. Фотодиод включен фоторезистором (развернут по току в обратном направлении). Вместе с переменным резистором R1 он образует делитель напряжения, поступающего на вы­вод 12 D1.1. Величина напряжения на этом выводе получается прямопропорциональной освещенности. Оптический датчик настраивают переменным резистором R1 так, чтобы свет включался только при недостаточной освещенности. При такой настройке, при достаточной освещенности сопротивление фотодиода FD1 оказывается настолько ниже сопротивления R1, что напряжение на выводе 12 D1.1 соответствует логической единице. В этом случае никакие изменения на других входах этого элемента не могут привести к изменению на его выходе. Если же освещенность недостаточна, то сопротивление FD1 настолько больше сопротивления R1, что напряжение на выводе 12 D1.1 соответствует логическому нулю. При этом элемент D1.1 не блокируется, и его состояние, при условии наличия нулей на выводах 11 и 12 может измениться с появлением нуля на выводе 13. Это приведет к запуску мультивибратора-триггера D1.2-D1.3 и включению света. Акустический датчик сделан на основе электретного микрофона М1 от электронных телефонных аппаратов. Переменный резистор R2 служит одновременно нагрузкой и регулятором акустической чувствительности микрофона. При возникновении звука переменное напряжение с выхода микрофона, через R2, поступает на два усилительных каскада на транзисторах VT1 и VT2, включенных по схеме с общим эмиттером и емкостной связью между каскадами. Усиленное напряжение ЗЧ через С5 поступает на детектор на диодах VD1 и VD2. На конденсаторе С6 появляется некоторое постоянное напряжение. Если громкость звука была выше установленного порога чувствительности, то напряжение на С6 достигает такого уровня, что транзистор VT3 открывается так, что напряжение на его коллекторе снижается до напряжения логического нуля. Этот уровень подается на вывод 13 D1.1. Если освещенность была низка (нуль на выводе 12 D1.1), то на выходе D1.1 возникает логическая единица (или импульс) которая поступая на вывод 4 D1.2 переключает триггер-одновибратор D1.2-D1.3 в единичное состояние. Это приводит к включению светильника. Микросхема и транзисторные каскады питаются напряжением 12V от бестрансформаторного источника С10-R13-R14-VD4-C9- VD3. Источник представляет собой сочетание параметрического стабилизатора и мостового выпрямителя. Избыток напряжения сети падает на реактивном сопротивлении конденсатора С10. Резистор R13 необходим для ускорения разряда С10 после отключения схемы от сети (чтобы не «тряхнуло»). Резистор R14 снижает импульс тока при зарядке конденсатора С9. Выпрямление переменного напряжение осуществляется мостом VD4, Сглаживание пульсаций переменного тока - конденсатором С9. Стабилитрон VD3, совместно с реактивным сопротивлением С10, образует параметрический стабилизатор, удерживающий напряжение питания на уровне 12-14V. Детали. Микросхему К561ЛЕ10 можно заме­нить на К176ЛЕ10 или импортным аналогом вроде CD4025. Стабилитрон Д814Д можно заменить практически любым стабилитроном на напряжение 8-14V. Но желательно чтобы это был стабилитрон средней мощности, или даже если и малой мощности, но в металлическом корпусе. Если же есть только маломощные стеклянные, например, Д814Д-1, то их нужно взять две штуки и включить параллельно с соблюдением полярности. Дело в том, что на стабилитроне в этой схеме рассеивается относительно большая мощность, и при неблагоприятных условиях эксплуатации (например, очень жарко, нет вентиляции) стеклянный маломощный стабилитрон может перегреться и выйти из строя, а вот металлический корпус, работает как радиатор, чем повышается надежность. Вообще, к стабилитрону нужно отнестись с особым вниманием, так как при его обрыве на микросхему может поступить слишком высокое напряжение, способное её испортить. Выпрямительный мост VD4 можно заменить мостом КЦ405, КЦ402 или другим, либо собрать выпрямительный мост на четырех диодах, например, КД102, КД103, КД105, КД209 или других. Конденсатор С10 должен быть на напряжение не ниже 300V. Выходной ключ на U1 и VS1 можно сделать на другой элементной базе, например, использовать оптосимистор, соответствующей мощности и по напряжению. Электретный микрофон, - любой. Транзисторы КТ3102 с любыми буквенными индексами, можно заменить на КТ315. Фотодиод ФД320 можно заменить на ФД263 или использовать какой-то импортный фотодиод, фототранзистор или фоторезистор. Соответственно может потребоваться резистор R1 другого сопротивления.

Радиоконструктор № 8 2009г стр. 30