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:

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 Начал работу телескоп Эвклид 05.07.2023 Космический корабль "Эвклид" Европейского космического агентства успешно выведен на орбиту ракетой-носителем Falcon 9 от компании SpaceX. Основная цель миссии состоит в исследовании причин ускоренного расширения Вселенной, явление, известное как "темная материя", и вызывающее загадку для ученых. Высокотехнологичный телескоп "Эвклид" в ходе своей работы должен составить детальную карту космоса, охватывающую примерно треть небесной сферы, чтобы отобразить расположение миллионов галактик и измерить среднее расстояние между ними - это один из факторов, связанных с влиянием темной энергии. Визирная система "Эвклида" будет наблюдать галактики такими, какими они были 3 миллиарда лет назад (в настоящее время Вселенной около 13 миллиардов лет), так как свету требуется время для достижения Земли от удаленных объектов. Помимо этого, космический корабль будет изучать темную энергию и отмечать на карте присутствие загадочного космического феномена - темной материи. Темная материя присутствует во Вселенной в пять раз большем количестве, чем обычная материя. Хотя темная материя не поглощает и не отражает свет, ученые смогут обнаружить ее благодаря гравитационному воздействию на "обычную" материю, такую как звезды и галактики. В течение месяца космический аппарат преодолеет расстояние в 1,5 миллиона километров, затем выйдет на точку Лагранжа L2, находящуюся по другую сторону Солнца, где он встретится с телескопом Джеймса Уэбба.

Другие интересные новости:

▪ Электровзрыв алюминиевой фольги эффективно соединит металл

▪ Использование Солнца в качестве гигантского телескопа

▪ Android ТВ-приставка Zero Devices Z6C

▪ Всеядный автомобильный двигатель

▪ Похолодало внезапно

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Валаамова ослица. Крылатое выражение

▪ статья Что такое Промышленная революция? Подробный ответ

▪ статья Плавающий шезлонг. Личный транспорт

▪ статья Защита от электромагнитного излучения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Мыльный пузырь летает. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026