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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Печать жаропрочного сплава для газовых турбин 26.10.2024 Исследования в области разработки материалов, способных выдерживать экстремальные температуры, играют важную роль в создании более эффективных и долговечных технологий для авиации, энергетики и ракетостроения. Специалисты Национальных лабораторий США сделали значительный шаг вперед, создав многокомпонентный сплав, который может выдерживать температуру до 1300°C. Этот инновационный материал обладает высокой устойчивостью к трещинам и деформациям, что делает его идеальным для использования в газовых турбинах и реактивных двигателях. Разработка этого сплава проводилась учеными из Национальной лаборатории Ок-Ридж в сотрудничестве с Национальной лабораторией энергетических технологий. Новый сплав представляет собой уникальную комбинацию семи элементов, среди которых ключевую роль играет ниобий. Его точка плавления на 48% выше по сравнению с традиционными никель-кобальтовыми сплавами, которые широко применяются в высокотемпературных системах. Этот прорыв открывает возможность создания более надежных компонентов для газовых турбин и двигателей, работающих в экстремальных условиях. Одним из важнейших достижений этого проекта является адаптация нового сплава для 3D-печати. В частности, материал разрабатывался с учетом возможностей аддитивного производства по технологии электронно-лучевой плавки. Это позволяет эффективно создавать сложные геометрические формы, необходимые для турбинных лопаток и других элементов двигателей, которые должны выдерживать огромные нагрузки и высокие температуры. Высокая жаропрочность и устойчивость к трещинам делают этот сплав идеальным для применения в газовых турбинах, которые работают при высоких температурах и подвержены сильным нагрузкам. Способность материала сохранять прочность при экстремальных температурах и сопротивляться деформациям увеличивает долговечность и надежность турбинных установок, что особенно важно для таких отраслей, как энергетика, авиация и космическая техника. Эта разработка является частью более масштабной программы по исследованию технологий, способствующих снижению углеродного следа в ключевых отраслях. Устойчивые к высоким температурам материалы играют важную роль в повышении эффективности энергетических систем, что, в свою очередь, помогает снизить выбросы углекислого газа. Новые сплавы, такие как этот, позволяют создавать более эффективные турбины и реактивные двигатели, что способствует сокращению расхода топлива и уменьшению загрязнения окружающей среды. Новый сплав также дополняет предыдущие разработки в области жаропрочных материалов. Например, китайские ученые недавно представили алюминиевый сплав для аэрокосмической промышленности, который выдерживает температуру до 500°C. Однако новый американский сплав выходит на новый уровень, предлагая значительно более высокие температурные показатели, что расширяет его возможное применение в самых сложных условиях эксплуатации.

Другие интересные новости:

▪ Электрический фургон Ford E-Transit

▪ AVerTV Mobile 510 - Android ТВ-тюнер, работающий без интернета

▪ Нейтрино расскажут, почему мы существуем

▪ Полупроводниковые материалы из канализации

▪ Отладочная плата MSP-EXP432P401R для интернета вещей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудиотехника. Подборка статей

▪ статья Что же это у вас, чего ни хватишься, ничего нет! Крылатое выражение

▪ статья Как была создана фоновая картинка рабочего стола Windows 10? Подробный ответ

▪ статья Машинист передвижного компрессора (станции). Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Светофор на микроконтроллере ATtiny13. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания трансформатора Тесла с микроконтроллерным управлением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026