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:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Робот Solinftec для защиты посевов 15.09.2022 Компания Solinftec, мировой лидер в области цифровизации сельского хозяйства, объявила о расширении своего ассортимента Solix Ag Robotics. После работы Solix Scouting компания представила новую автономную машину - Solix Sprayer, предназначенную для обнаружения и опрыскивания сорняков. В партнерстве с производственной и опытно-конструкторской компанией McKinney Corporation, производящей работу-распылителя Solix, эта новая передовая технология должна стать коммерчески доступной в 2023 году для всего сельскохозяйственного рынка. "Партнерство Solinftec с корпорацией McKinney положительно повлияет на нашу способность продавать и поставлять Solix Ag Robotics благодаря консолидации масштабируемости Solix и ускорению обслуживания на рынках Северной Америки", - отмечает операционный директор Solinftec Леонардо Карвалью. "Это также поддерживает цель Solinftec сделать эту технологию доступной по всему миру". Компания Solinftec разработала роботов-опрыскивателей, чтобы помочь производителям сократить использование препаратов и снизить углеродный след и влияние на окружающую среду. Новый робот Solix Sprayer обеспечит автономное и надежное точечное опрыскивание на полях фермеров. Подобно работе Solix Scouting, робот-опрыскиватель питается от четырех солнечных панелей, управляющих системой привода и системой опрыскивания. Робот предоставляет отчеты о популяции культур, идентификации и плотности сорняков, идентификации и пороговых значений болезней, идентификации и пороговых значениях насекомых, индексе NDVI и многих других полезных данных для производителя. "Обнаружение сорняков является ведущей проблемой на полях по всей Северной Америке, и опрыскиватель Solix предназначен не только для мониторинга и сканирования полей, но и для обнаружения сорняков и борьбы с ними с помощью технологии, позволяющей устройству точечно опрыскивать растения, снижая уплотнение почвы, вызванное большими машинами, и помогая снизить влияние на окружающую среду", - отмечает Леонардо Карвалью. Робот-распылитель Solix предоставляет карты точечного опрыскивания сорняков с анализом сэкономленных ресурсов и может обрабатывать до 40 га в день в зависимости от формы поля и рельефа.

Другие интересные новости:

▪ MOSFETs для индустриальных применений

▪ Электрические велосипеды Himiway моделей Pony, Rambler и Rhino

▪ Новая платформа для передачи голосовых сигналов по сети Internet (VoIP)

▪ iSuppli прогнозирует спад на рынке бытовой электроники

▪ Экзоскелет Hypershell ProX

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Жизнь замечательных физиков. Подборка статей

▪ статья Океанская электростанция. История изобретения и производства

▪ статья Что такое хлор? Подробный ответ

▪ статья Медицинский регистратор. Должностная инструкция

▪ статья Черная протрава для железа и стали. Простые рецепты и советы

▪ статья Резисторы. Цветовая маркировка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026