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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Антивитамины вместо антибиотиков 13.04.2024 Проблема бактериальной резистентности к антибиотикам становится все более серьезной, создавая угрозу для эффективного лечения инфекций. В свете этого исследователи ищут новые пути борьбы с супербактериями. Одним из перспективных направлений является использование антивитаминов, способных оказывать антибактериальное действие. Антивитамины, хоть и известные как вещества, противоположные витаминам, оказались перспективным инструментом в борьбе с бактериальной резистентностью к антибиотикам. Исследование, проведенное учеными из Геттингенского университета в Германии, подтвердило их потенциал в создании новых препаратов для борьбы с опасными инфекциями. В связи с распространением супербактерий, стойких к антибиотикам, появляется необходимость в поиске альтернативных методов лечения. Антивитамины представляют собой молекулы, аналогичные витаминам, но способные подавлять активность бактерий без вреда для организма человека. На данный момент науке известны всего три антивитамина: розеофлавин, гинкготоксин и 2-метокситиамин. Они могут эффективно инактивировать бактерии, не оказывая вредного воздействия на здоровые клетки. Основное преимущество антивитаминов заключается в их способности оказывать антибактериальное действие, сохраняя при этом здоровые ткани организма. Это открывает новые перспективы для создания более безопасных и эффективных антибиотиков. Использование антивитаминов в качестве альтернативы антибиотикам представляет собой перспективное направление в борьбе с бактериальной резистентностью. Результаты исследований дают надежду на разработку новых препаратов, способных эффективно бороться с супербактериями, не создавая опасности для человеческого организма.

Другие интересные новости:

▪ Датчики изображения SeeDevice PAT-PD

▪ Бесшумные наушники Noise Buds VS104 Max TWS

▪ Модель мозга из стволовых клеток

▪ Молодая звезда поедает планету

▪ Серотонин помогает сжигать жир

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телевидение. Подборка статей

▪ статья Видеосъемка: советы любителя. Искусство видео

▪ статья Где можно прокатиться на подземном троллейбусе? Подробный ответ

▪ статья Самоходная монолыжа. Личный транспорт

▪ статья Генератор коротких импульсов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регулируемый источник питания для ремонта автомобильного электрооборудования и зарядки аккумуляторов, 3-5 вольт 10 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026