Изолированный выключатель освещения с таймером. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Существуют разные способы изолировать выключатель от сети переменного тока и управляемого им прибора. Это можно сделать, передавая команды включения и выключения по радиоканалу [1] или с помощью ИК излучения [2]. Можно включать питание с помощью электромагнитного или оптоэлектронного реле.

Рис. 1

Одно из самых простых решений - применение маломощного изолирующего трансформатора, включенного в цепь управления коммутирующего сетевое напряжение симистора. Схема построенного по такому принципу выключателя показана на рис. 1. Сетевое напряжение 220 В подают на контакты 1 и 2 колодки ХТ1, а одну или несколько осветительных ламп накаливания подключают к ее контактам 3 и 4 (или наоборот). Люминесцентные "энергосберегающие" лампы применять с таким выключателем не следует, поскольку потребляемый ими ток носит импульсный характер, и устройство будет работать неустойчиво. Последовательно в цепь питания ламп включен симистор VS1. Между его электродами 2 и управляющим включена первичная обмотка понижающего трансформатора Т1.

В исходном состоянии контакты присоединенных к колодке ХТ2 механических выключателей SA1 и SA2 разомкнуты. Если выключателей требуется больше, дополнительные можно подключить параллельно этим. Через первичную обмотку трансформатора протекает только ее ток холостого хода (всего несколько миллиампер), который тем меньше, чем больше индуктивность обмотки. Поскольку его недостаточно для открывания симистора VS1, освещение остается выключенным.

При замкнутых контактах любого из механических выключателей трансформатор Т1 работает в режиме короткого замыкания. Ток в его обмотках теперь больше и достаточен для открывания симистора VS1. Поскольку симистор открывается вблизи начала каждого полупериода, на лампы поступает практически полное сетевое напряжение. А напряжение на первичной обмотке трансформатора Т1 после открывания симистора не превышает 2...3 В, поэтому перегрузки трансформатора не происходит.

Рис. 2

Элементы устройства размещены на печатной плате, изготовленной из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2. ХТ1 и ХТ2 - винтовые зажимные колодки серии Х9777В с шагом контактов 7,62 мм, но можно применить и другие или вовсе обойтись без них. Трансформатор Т1 - маломощный сетевой с напряжением вторичной обмотки 8...12 В и током первичной обмотки в режиме холостого хода не более 10 мА.

Рис. 3

В авторском варианте (рис. 3) применен трансформатор с током холостого хода 5 мА от цифрового мультиметра Щ4300. Несколько унифицированных трансформаторов серии ТП-112, имевшихся в распоряжении автора, оказались непригодными, у них ток холостого хода превышал 15 мА.

Подстроечный резистор R1 - СПЗ-19. При налаживании выключателя его движок первоначально устанавливают в среднее положение. Затем, подключив к колодке ХТ1 лампу накаливания и

сеть, находят такое положение движка подстроечного резистора, чтобы при разомкнутом выключателе SA1 (SA2) лампа была выключена, а при замкнутом - включена.

Переменным напряжением вторичной обмотки трансформатора, имеющимся между контактами механических выключателей, когда все они разомкнуты, можно воспользоваться для подсветки. Она полезна для поиска выключателей в темноте. Главное, чтобы потребляемый узлом подсветки ток был меньше того, при котором включаются основные осветительные приборы.

Рис. 4

Возможная схема узла подсветки показана на рис. 4. Его элементы размещают в корпусе обычного выключателя, применив проводной монтаж и просверлив отверстия для светодиодов. В каждом полупериоде светит лишь один из них, одновременно защищая другой от повышенного обратного напряжения. При желании один светодиод можно заменить обычным диодом любого типа, который будет выполнять лишь защитную функцию.

При указанном на схеме сопротивлении резистора R1 ток нагрузки вторичной обмотки трансформатора Т1 выключателя не превышает 1 мА. С учетом большого коэффициента трансформации это очень незначительно увеличивает ток первичной обмотки, не создавая опасности несвоевременного открывания симистора VS1. Светодиодам повышенной яркости тока 1 мА вполне достаточно для заметной подсветки. При желании ее яркость можно увеличить, уменьшая сопротивление резистора R1, но следя за тем, чтобы возросший ток не вызывал сбоев в работе выключателя.

Рис. 5

Если требуется включать освещение лишь на определенное время с последующим автоматическим выключением, вместо механического выключателя (или параллельно ему) к вторичной обмотке изолирующего трансформатора Т1 можно подключить электронный таймер, собрав его по схеме, показанной на рис. 5. Двухпроводным кабелем одну пару контактов колодки ХТ1 (1,2 или 3, 4) таймера соединяют с одной из таких же пар контактов колодки ХТ2 выключателя (см. рис. 1). Оставшиеся свободными на обеих колодках пары контактов - резервные. К ним могут быть подключены дополнительные механические выключатели или их группы.

В исходном состоянии напряжение вторичной обмотки изолирующего трансформатора поступает на выпрямительный диодный мост VD1. Через диод VD2 выпрямленное напряжение заряжает конденсатор С1 до 12... 15 В. В этом состоянии светодиод HL1 подсвечивает кнопку пуска таймера SB1. Поскольку конденсатор С2 разряжен, полевой транзистор VT1 закрыт. Освещение остается выключенным.

При нажатии на кнопку SB1, даже кратковременном, происходит перераспределение между конденсаторами С1 и С2 накопленного в конденсаторе С1 электрического заряда. В результате разрядки конденсатора С1 и зарядки конденсатора С2 напряжение на них становится одинаковым и равным 9... 10 В. Это обеспечено соответствующим выбором емкости конденсаторов. Резистор R3 ограничивает ток перезарядки.

Как только напряжение на конденсаторе С2 превысит порог открывания транзистора VT1, его открывшийся канал замкнет диагональ моста VD1, а с ней и вторичную обмотку изолирующего трансформатора. Освещение будет включено. При этом светодиод HL1 погаснет, а диод VD2 закроется. Начнется разрядка конденсатора С2 через резистор R2. Полевой транзистор останется открытым, пока напряжение на конденсаторе не приблизится к пороговому. Затем он начнет постепенно закрываться, уменьшая ток в обмотках трансформатора. Симистор станет открываться со все увеличивающейся задержкой относительно начала каждого полупериода сетевого напряжения. Это приведет к плавному уменьшению яркости осветительных ламп вплоть до их полного выключения. Незадолго до этого работа бесконтактного выключателя может стать неустойчивой, в результате чего произойдет несколько вспышек осветительных ламп.

При указанных на схеме номиналах элементов получена выдержка до выключения около 3 мин. Подборкой конденсатора С2 и резистора R2 ее можно изменить.

Рис. 6

Рис. 7

Все элементы таймера смонтированы на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 6, а внешний вид - на рис. 7. Кнопку и светодиод устанавливают со стороны печатных проводников.

Постоянные резисторы - С2-23 или импортные, конденсаторы - импортные. Замена полевого транзистора IRFZ30 - IRL2505L или IRL3205, а диодного моста КЦ405А - четыре отдельных диода серии КД105 или 1N4001 - 1N4007. Такие же диоды подойдут и вместо 1 N4002.

Светодиод L-5013UWC можно заменить другим повышенной яркости и любого цвета свечения. Кнопка SB1 - ПКн159 или NS-A6PS-130. Но пригодны и другие кнопки без фиксации, имеющие достаточно длинный толкатель. Кнопку большого размера можно закрепить на корпусе, в который помещена плата.

Рис. 8

На рис. 8 показана схема еще одного варианта таймера. В отличие от рассмотренного выше, здесь между цепью, определяющей продолжительность выдержки, и затвором полевого транзистора VT1 имеется узел на элементах-триггерах Шмитта микросхемы DD1. Напряжение питания этой микросхемы поступает с конденсатора С1.

В дежурном режиме конденсатор С2 разряжен, С3 заряжен, на выходах элементов DD1.1 и DD1.2 установлен высокий уровень напряжения, поэтому на выходе элемента DD1.3 он низкий и полевой транзистор VT1 закрыт. Осветительные лампы выключены, а светодиод подсветки HL1 включен.

При коротком нажатии на кнопку SB1 конденсатор С2 зарядится, высокий уровень на выходе элемента DD1.1 сменится низким, а низкий на выходе элемента DD1.3 - высоким. Полевой транзистор VT1 откроется, осветительные лампы включатся, светодиод HL1 погаснет, а конденсатор С3 быстро разрядится через защитный диод элемента DD1.2.

Когда конденсатор С2 разрядится через резистор R2 настолько, что уровень напряжения на выходе элемента DD1.1 вновь станет высоким, начнется зарядка конденсатора С3. Это приведет к установке высокого уровня на одном из входов (выводе 5) элемента DD1.2. Собранный на этом элементе генератор начнет работать, формируя импульсы частотой около 1 Гц. Через элемент DD1.3 они поступят на затвор полевого транзистора VT1, периодически закрывая и открывая его. В результате осветительные лампы станут вспыхивать с указанной частотой. Это означает, что время работы освещения подходит к концу.

Через некоторое время зарядный ток конденсатора С3 спадет до значения, при котором падение напряжения на резисторе R4 уменьшится до соответствующего низкому логическому уровню. Работа генератора на элементе DD1.2 прекратится, и таймер, окончательно выключив освещение, вернется в исходное состояние.

Поскольку при первом подключении таймера к изолирующему трансформатору Т1 (см. рис. 1) конденсатор С3 разряжен, осветительные лампы будут вспыхивать, пока он не зарядится. Это может служить признаком исправности таймера.

Рис. 9

Все элементы таймера монтируют на печатной плате, чертеж которой показан на рис. 9. Изготавливают ее из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм. Зажимы ХТ1.1 и ХТ1.2 представляют собой контактные площадки, в отверстия которых вставлены винты с гайками. Внешний вид смонтированной платы - на рис. 10. Кнопка SB1 и светодиод HL1 установлены со стороны печатных проводников.

При указанных на схеме номиналах элементов получена выдержка продолжительностью около 10 мин. Ее можно изменить, подбирая конденсатор С2. Длительность серии вспышек в конце выдержки зависит от емкости конденсатора С3, а частота их следования - от емкости конденсатора С4.

Литература

1. Нечаев И. Дистанционный выключатель питания. - Радио, 2011, № 7, с. 42, 43.
2. Русин А. Выключатель освещения на ИК лучах. - Радио, 2004, № 2, с. 46-48.

Автор: И. Нечаев

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Камера со скоростью 2 миллиарда кадров в секунду 22.10.2025 Американский ученый Брайан Хайдет продемонстрировал устройство, способное снимать луч лазера с невероятной скоростью - до двух миллиардов кадров в секунду. Это открывает новые возможности для изучения динамики света и его взаимодействия с окружающими объектами. Хайдет объясняет, что его камера - усовершенствованная версия предыдущей модели, фиксировавшей до миллиарда кадров в секунду, однако снимающей только один пиксель за раз. Несмотря на кажущуюся простоту, устройство объединяет несколько элементов: зеркало на карданном подвесе, две трубки, простую линзу, световой датчик и программный код на Python, который связывает все компоненты и управляет их работой. Камера, направленная на лазерную указку, способна фиксировать движение света с частотой два миллиарда кадров в секунду. С помощью зеркал луч лазера демонстрирует плавное движение с различной скоростью, зависящей от положения камеры относительно источника света. По словам Хайдета, свет перемещается примерно на 15 сантиметров за каждый кадр, и эта скорость всегда остается постоянной в любой системе отсчета, так как она является предельной во Вселенной. На первый взгляд может показаться, что создать традиционную камеру с такой частотой кадров возможно. Однако Хайдет подчеркивает, что это невозможно реализовать с обычными инструментами даже в домашних условиях. Решение ученого заключается в том, чтобы снимать по одному пикселю за раз, а затем объединять эти кадры в воспроизводимое видео, создавая иллюзию непрерывного движения. По его словам, если синхронизировать множество отдельных видеороликов, снятых по одному пикселю, и соединить их, получается полноценное видео, демонстрирующее движение лазерного луча. Такой подход позволяет обойти физические ограничения традиционных камер и получить детальное представление о динамике света на субнаносекундном уровне. Это открытие не только демонстрирует инженерную смекалку и мастерство Хайдета, но и поднимает новые вопросы о способах изучения света и его взаимодействия с материалами. Возможность визуализировать движение фотонов в реальном времени может оказать влияние на развитие оптики, физики и даже технологий обработки информации.

Другие интересные новости:

▪ Опреснение морской воды на основе мембраны из нановолокон

▪ Окситоцин в борьбе с аутизмом

▪ Электростимуляция мозга и творческие способности

▪ Жидкий лазер в воздухе

▪ Металлические пузыри для защитной упаковки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Время разбрасывать камни, время собирать камни. Крылатое выражение

▪ статья Что удерживает Луну на околоземной орбите? Подробный ответ

▪ статья Охранник. Должностная инструкция

▪ статья Датчики для охранной сигнализации автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Роль ионосферы в дальней радиосвязи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026