Индикатор подключения электроприборов к сети 220 В. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Индикаторы, датчики, детекторы

 Комментарии к статье

Пишу по следам публикации в №12 "Электрика" [1]. Важность этой темы я осознал недавно, когда мои домашние забыли утром выключить электроплиту, и к вечеру на электросчетчике "накрутило" энергии на лишние 3 грн. Схема в [1] очень проста, но вызвала такие возражения.

1. В современных домах электропроводка скрыта в стене. Где находится этот ввод в квартиру? Скорее всего, в самом неудобном месте.

2. Хорошо, если есть в доме трансформатор. Если нет, его нужно покупать, а деталь эта не из дешевых (и не всякий трансформатор подойдет).

3. В квартире есть приборы, которые постоянно включены. Одни из них включаются время от времени (холодильник), другие работают постоянно (электронные часы, электронный термометр). Что делать с ними?

4. Если Вы забыли выключить лампочку в кладовой мощностью 25 Вт, то к вечеру дополнительный расход составит несколько копеек. Нужно ли для этого ставить индикатор?

5. Невыключенная радиоаппаратура напоминает о себе звуком, поэтому трудно этого не заметить.

6. Единственная электроустановка, которую нужно снабдить индикатором подключения, это электроплита. Вот здесь и нужно ставить индикатор подключения.

Простейший индикатор подключения - неоновая лампочка или светодиодный индикатор, подключенный к проводам сети после выключателя. Если выключатель отключен, указанные приборы не светятся. Но в электроплите таких выключателей много и установлены они в труднодоступных (изнутри) местах. Поэтому нужно устанавливать датчик тока потребления. Обычно это резистор с малым сопротивлением (чтобы не забирать из сети большую мощность), включаемый в разрыв одного из проводов сети.

Теперь произведем небольшие расчеты. На минимальной мощности (порядка 100 Вт) электроплита потребляет от сети ток 0,5 А. При использовании резистора сопротивлением 1 Ом в нем выделяется мощность 0,25 Вт. Но при максимальном токе электроплиты 30 А (включены все конфорки) на этом резисторе будет выделяться мощность 900 Вт при напряжении на резисторе 30 В! А это солидная часть потребления плиты, расходуемая впустую. Таким образом, нужно как-то ограничить напряжение на резисторе.

Для этой цели прекрасно подходят мощные диоды VD1, VD2, шунтирующие резистор R1 в прямом и обратном направлениях (рис.1).

При токе через резистор 0,5 А падение напряжения на нем составляет 0,5 В, а при таком напряжении кремниевые диоды VD1 и VD2 заперты. По мере повышения напряжения на резисторе диоды постепенно открываются и входят в насыщение при прямом напряжении порядка 0,8...1 В (рис.2).

На диодах начинает выделяться мощность, они разогреваются и, как видно по характеристикам рис.2 напряжение на них уменьшается. Таким образом, диоды становятся идеальными ограничителями напряжения. Вместе с диодами греется и резистор R1. Терморезистор R2 электрически изолирован от R1, но связан с ним механически, и поэтому также греется. От R2 к собственно индикатору (на рис.1 выделен штрихпунктиром) протянута линия связи (телефонный провод).

Делитель R4, R2, R3 в базовой цепи транзистора VT1 рассчитан так, что при нормальной температуре терморезистора R2 транзистор VT1 заперт и светодиод HL1 не светится. При нагреве терморезистора R2 транзистор открывается, и светодиод загорается, сообщая от том, что нагрузка включена. В качестве источника питания используется гальванический элемент.

Если светодиод просто светится, то это может не привлечь внимания человека, уходящего из квартиры. В схеме рис.3 (показан только собственно индикатор) установлен низкочастотный генератор на КМОП цифровых элементах И-НЕ DD1.

При нормальной температуре терморезистора R2 делитель R2R3 обеспечивает напряжение на входе 1 элемента DD1.1 ниже половины напряжения питания, поэтому этот элемент закрыт, на его выходе 3 находится лог."1", соответственно на выходе 4 элемента DD1.2 - лог."0". Транзистор VT1 закрыт, и светодиод HL1 не светится. При нагреве терморезистора R2 напряжение на делителе R2/R3 превышает половину напряжения питания, генератор запускается с частотой примерно 1 Гц. С этой частотой начинает мигать светодиод.

При большой нагрузке (ток нагрузки до 15-20 А) на диодах VD1, VD2 начинает выделяться мощность примерно по 10 Вт. Поэтому диоды нужно ставить на радиаторы, к сожалению, каждый на свой радиатор. Каждый транзистор можно превратить в диод, если закоротить коллектор и базу. Используя транзисторы разного типа проводимости (как показано на рис.4), можно реализовать ту же пару диодов, но, поскольку коллекторы транзисторов соединены вместе, то можно обойтись одним радиатором.

Простейший расчет радиатора на мощность 20 Вт можно произвести по методике [2]. Кроме тепловой связи между измерительным элементом R1 и индикатором можно использовать также и оптическую связь. Но для работы светоизлучающего элемента напряжения порядка 1 В, выделяющегося на измерительном элементе, недостаточно.

Необходимо повысить сопротивление резистора R1 хотя бы до 5-6 Ом, чтобы при токе 0,5 А падение напряжения составило 2,5-3 В. Но тогда для ограничения напряжения на R1 необходимо ставить две ветви по три диода. Вместо диодов можно использовать тиристоры (рис.5).

Указанные на рис.5 тиристоры VS1, VS2 типа КУ202 срабатывают при напряжении на управляющих электродах порядка 4...8 В. Тиристор включается, и напряжение на нем остается порядка 2 В. На резисторе R1 напряжение равно ±2 В, но в начале каждого полупериода сетевого напряжения образуются "вспышки" по 4...8 В. Этими "вспышками" запускается передающий диод транзисторного оптрона UB1. Приемный транзистор оптрона открывается, и загорается светодиод HL1 (в динамическом режиме).

Во всех описанных выше схемах питание индикатора осуществлялось за счет гальванического элемента. Если элемент "подсел", то индикатор может не работать. На рис.6 показано непосредственное подключение индикатора к измерительному элементу R1 (для схемы рис.5, для остальных схем такое включение не работает). При этом индикатор оказывается под сетевым напряжением. Для уменьшения опасности измерительный элемент необходимо включить в разрыв нулевого провода сети.

Литература:

1. Рыбак П.Д. Индикация подключения электроприборов к сети 220 В //Радіоаматор-Электрик. -2000. -№12.
2. Простой расчет площади теплооотвода для мощных транзисторов и тиристоров//Радіоаматор-Конструктор. -2000. -№4.

Автор: И.Н.Проксин

Смотрите другие статьи раздела Индикаторы, датчики, детекторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Микросхемы помогают собирать мебель 29.11.2002 Фирма "Ikea" выпускает сборные шкафы с "проверяющими" микросхемами. В каждую стенку такого шкафчика встраивают шесть сенсоров движения и давления, подключенных к микросхеме, которая также вмонтирована в одну из стенок. Если человек, собирающий шкаф, крепит что-то неправильно, сенсоры фиксируют это, и микросхема отправляет предупреждающий сигнал на экран специального монитора. Устройство работает на батарейках и активируется от света, то есть только тогда, когда все запчасти извлечены из коробок. Благодаря этому исключается ненужный расход энергии батареек в процессе предпродажного хранения мебели.

Другие интересные новости:

▪ Наноматериал для очистки воздуха на субмаринах

▪ Беспилотные самолеты управляются жестами

▪ Построится крупнейшая в мире волновая электростанция

▪ Заправь мобильник сиропом

▪ Электромобиль Nio ET5

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Освещение. Подборка статей

▪ статья Манна небесная. Крылатое выражение

▪ статья Сколько у человека чувств? Подробный ответ

▪ статья Плотник. Должностная инструкция

▪ статья Усилитель на микросхеме TDA1904, 4 ватта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Магическая тросточка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026