Акустическое реле для светильника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Осветительные лампы накаливания по потреблению электроэнергии занимают одно из первых мест среди других бытовых приборов. Даже в небольшой квартире обычно используется более десятка лампочек. Для того чтобы снизить расход электроэнергии, необходимо устройство автоматики.

Описанный ниже вариант реле предназначен для работы с лампами накаливания общей мощностью до 1000 Вт. Его отличает простота, высокая надежность конструкции, доступность элементной базы, легкая повторяемость и минимум настройки. Устройство плавно зажигает лампы на полную мощность в течение 0,5...2 с и медленно гасит их после окончания времени выдержки за 15...20 с с задержкой скорости снижения яркости свечения в самом конце процесса на 2...6 с. Акустическое реле имеет высокую чувствительность, уровень которой легко регулируется, устойчиво как к импульсным сетевым помехам, так и к коротким звуковым. После включения питания на нагрузку подается не менее 97% мощности.

Реле включает освещение, если уровень акустических шумов превысил заданное значение, и плавно отключает питание нагрузки спустя установленное время, если наступила тишина. Устройство как бы "рассуждает": если тихо, значит в помещении никого нет, и лампы через некоторое время можно погасить.

Обратимся к схеме устройства (см. рисунок).

(нажмите для увеличения)

При замыкании выключателя SA1 на устройство подается сетевое напряжение 220 В, и лампа накаливания EL1 быстро, но все-таки плавно зажигается вне зависимости от того, было ли достаточное акустическое воздействие от микрофона ВМ1 или нет. Логика проста: щелкнули выключателем, значит нужен свет. Если тишина не будет нарушена, то лампа EL1 погаснет через 40...60 с.

В качестве акустического датчика используется малогабаритный импортный электретный микрофон. Микрофонный усилитель построен на половинке операционного усилителя (ОУ) DA1, которая питается однополярным напряжением. Для этого на его неинвертирующий вход подается примерно половина напряжения питания, образованная делителем из R1, R2 и микрофоном. Такое включение позволяет сэкономить несколько деталей. Чувствительность микрофонного усилителя определяется соотношением сопротивлений резисторов R3 и R4. Усиленный звуковой сигнал детектируется на диодах VD1 и VD2. Как только напряжение на конденсаторе С6 превысит напряжение на конденсаторе С7, компаратор DA2.1 переключится, на выводе 6 появится напряжение лог."1". Поскольку конденсатор С6 заряжается относительно медленно, то лампа EL1 зажигается на полную мощность с задержкой, что уменьшает вероятность ее перегорания в момент включения. ОУ серии 574 имеют на входах полевые транзисторы, и их входное сопротивление очень высокое. Поэтому для получения большой выдержки времени достаточно времязадающего конденсатора С6 небольшой емкости.

При появлении на выходе DA1.2 лог."1" включается релаксационный генератор на однопереходном транзисторе VT1, нагрузкой которого является импульсный трансформатор Т1. Так как цепь второй базы питается пульсирующим напряжением, то работа генератора синхронизирована с частотой сети. Это дает возможность легко осуществить фазовую регулировку подаваемой на нагрузку мощности. Когда напряжение на конденсаторе С6 падает до 2 В, уменьшается и напряжение на выходе DA1.2. Открывающие симистор импульсы поступают на его управляющий вывод на каждой полуволне сетевого напряжения с все возрастающей фазовой задержкой, лампа EL1 плавно гаснет. С указанными на схеме номиналами R5, C6 при наступлении тишины время работы лампы на полную мощность составляет около 3 мин, а период погасания длится около 20 с.

Слаботочные узлы управления симистором питаются от простого параметрического стабилизатора, состоящего из конденсатора С10, резистора R11, выпрямительного моста VD5, диода VD4, стабилитрона VD3 и сглаживающего выпрямленное напряжение конденсатора С8. Конденсатор С11 уменьшает проникающие в сеть помехи, уровень которых возрастает на непродолжительное время перед погасанием лампы.

Детали. В устройстве можно использовать резисторы С2-22, С2-23, МЛТ, ВС и другие соответствующей мощности. Высокоомный резистор R5 можно составить из нескольких резисторов. Конденсаторы: С1 - типов К10-17, КМ-5, КМ-6; С4, С9 - типов К73-9, К73-17; С10, С11 - К73-16, К73-17 на напряжение не менее 400 В.

Конденсатор С6 можно взять из серии К53 с возможно меньшими токами утечки, а также можно составить из нескольких пленочных конденсаторов. Остальные конденсаторы - типов К50-35, К50-24 или импортные аналоги. Транзистор VT1 можно взять любой из серии КТ117. В качестве DA1 устойчиво работают КР574УД2А, КР574УД2Б. Можно применить и ОУ типа К574УД2 (А-В), но они имеют иную цоколевку. Симистор можно заменить КУ208Д1, ТС112-10-4, ТС112-16-6 или другим аналогичным на напряжение не менее 400 В и соответствующий нагрузке ток. Диодный мост можно заменить КЦ422Г, DB104, DB107 или 4 диодами, например, КД243Ж, КД105Б, 1N4007. Диоды 1N4148 можно заменить любыми из серий КД103, КД521, КД522. Стабилитрон подойдет любой маломощный на 12...14 В, например, Д814Д, КС512А, КС213Ж. Микрофон можно использовать серий МКЭ-337-1, МКЭ-378 (А, Б), МКЭ-389-1, МКЭ-332, МКЭ-333.

Трансформатор наматывают на кольце К10Ч6Ч3 из феррита М2000НН. Перед намоткой острые края стачивают, кольцо покрывают тонким слоем эпоксидной смолы или несколькими слоями цапонлака.

Обе обмотки наматываются проводом ПЭШО, ПЭЛШО с диаметром медной жилы 0,08...0,1 мм. Первичная обмотка содержит 130 витков, вторичная - 70. После намотки первичную обмотку пропитывают цапонлаком. Можно использовать и быстросохнущий лак для ногтей или лак БТ-577. Кольцо можно взять К12Ч8Ч3 или ферритовый цилиндр от катушек ПЧ приемника "Альпинист".

Наладка. Подбором резистора R1 нужно установить напряжение +6 В на выводе 2 DA1.1, резистором R7 - напряжения +2 В на выводе 5 DA1.2, регулировкой подстроечного резистора R3 устанавливают желаемую акустическую чувствительность микрофонного усилителя. Вместо резистора R9 временно подключают подстроечный на 22 кОм. Медленно уменьшая его сопротивление, добиваются наиболее яркого свечения лампы EL1. После чего измеряют сопротивление его введенной части и вместо подстроечного устанавливают постоянный на такое же сопротивление.

Если лампа не зажигается на полную мощность, то нужно поменять между собой выводы одной из обмоток импульсного трансформатора.

Симистор в пластмассовом корпусе ТО220 устанавливают на теплоотвод при мощности нагрузки более 40 Вт. Максимальная мощность управляемой лампы или нескольких параллельно включенных ламп накаливания зависит от типа примененного теплоотвода. В авторском варианте устройство смонтировано на двух платах размерами 65Ч32 мм и предназначено для установки в декоративный защитный стакан подвесного светильника с одной лампой мощностью 100 Вт. Если параллельно выключателю SA1 установить диод, например, КД226Е, то лампа накаливания будет оставаться включенной вплоть до замыкания SA1, но если затем Вы попытаетесь ее выключить размыканием этого же контакта, то увидите нечто интересное, но для этого Вам необходимо сначала собрать описанное в этой статье устройство.

Так как конструкция имеет гальваническую связь с напряжением сети ~220 В, то при настройке и эксплуатации акустического реле нужно соблюдать правила техники безопасности.

Литература:

1. Бутов А.Л. Акустический выключатель освещения//Радио. - 2001. - N12. - C.30.

Автор: А.Л. Бутов

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Универсальный беспроводной зарядник от Samsung 17.05.2012 Samsung вместе с Qualcomm и другими компаниями сформировала альянс, целью которого станет стандартизация и распространение беспроводных зарядок для смартфонов и планшетов. Корейская компания Samsung Electronics, крупнейший производитель мобильных телефонов, и Qualcomm, ведущий американский производитель процессоров для мобильных устройств, объявили о намерении ускорить разработку и стандартизацию систем беспроводной зарядки аккумуляторов в портативной электронике. С этой целью партнеры сформировали альянс под названием Alliance for Wireless Power (A4WP), в который, помимо указанных компаний, вошли: Ever Win Industries, Gill Industries, Peiker Acustic, Powermat Technologies и SK Telecom. Анонс был приурочен к выставке в сфере беспроводных телекоммуникаций CTIA Wireless 2012 в Новом Орлеане, США. В заявлении партнеров говорится, что деятельность A4WP будет посвящена разработке систем беспроводной зарядки аккумуляторов. Причем не только с помощью специальных док-станций, но и путем монтажа зарядных контуров в мебель и обшивку автомобилей. Партнеры признают, что планируют использовать существующие наработки в этой области. Так, например, технология WiPower, разработанная Qualcomm, "идеально подходит для того, чтобы быть учтенной таким альянсом, как A4WP", говорится в сообщении. Добавим, что Samsung уже объявил о внедрении технологии беспроводной зарядки в массовый продукт - новый флагманский смартфон Samsung Galaxy S III. Анонсируя мобильник на прошлой неделе, представители компании сообщили, что одним из аксессуаров к нему станет беспроводной зарядник. По информации SlashGear, аксессуар поступит в продажу не раньше сентября. Технология встречается и в других продуктах, которые уже присутствуют на рынке. Опция беспроводной зарядки, например, есть в смартфоне Palm Pre, планшете HP TouchPad и ноутбуке Dell Latitude Z, в котором используется технология, разработанная компанией Fulton Innovation. Стоит отметить, что A4WP - не первый альянс, деятельность которого будет посвящена стандартизации беспроводных зарядных устройств. В августе 2009 г. консорциум Wireless Power Consortium опубликовал спецификацию стандарта под названием Qi, который был призван ускорить внедрение технологии в массы. Первый продукт на базе Qi был анонсирован в сентябре того же года. По прогнозу IMS Research, к 2015 г. объем мирового рынка устройств с возможностью беспроводной подзарядки превысит 100 млн в количественном выражении.

Другие интересные новости:

▪ Геймеры против COVID-19

▪ Окно, производящее электричество и тепловую энергию

▪ Ремонт клюва с помощью компьютера

▪ Усовершенствованный микроскоп инфракрасного диапазона

▪ Универсальные адаптеры питания 90 и 120 Вт для ноутбуков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД). Подборка статей

▪ статья Накачка мяча без иглы. Советы домашнему мастеру

▪ статья Как велик рекорд мощности ядерных испытаний? Подробный ответ

▪ статья Бенинказа. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Немного о монтажных платах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как завязать узел одной рукой? Секрет фокуса. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025