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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Умный телескоп Finder TW2 22.08.2024 Компания BEAVERLAB сделала важный шаг в популяризации астрономии, представив свой новый продукт - смарт-телескоп Finder TW2. Этот инновационный прибор обещает сделать наблюдение за космосом доступным для широкой аудитории благодаря своей сравнительно невысокой цене и продуманной функциональности. Телескоп Finder TW2 от BEAVERLAB представляет собой идеальное сочетание продвинутых технологий и доступности, открывая новые горизонты для астрономов-любителей и тех, кто только начинает знакомиться с удивительным миром космоса. Основные технические характеристики телескопа включают фокусное расстояние 500 мм и диафрагму F6.1, что обеспечивает высокое оптическое разрешение в 1/7 угловой секунды. Finder TW2 предлагает пользователям 29-кратное оптическое и 4-кратное цифровое увеличение, что делает его подходящим как для наблюдения за небесными телами, так и для съемки земных пейзажей. Одной из ключевых особенностей устройства является блок DS1, расположенный на противоположной стороне телескопа. Этот блок оснащен 5-дюймовым вращающимся сенсорным дисплеем с разрешением 1280 х 720 пикселей, что позволяет удобно управлять телескопом и просматривать получаемые изображения в реальном времени. Блок DS1 также поддерживает астрофотосъемку с разрешением 48 мегапикселей и запись видео в формате 4K, что открывает новые возможности для любителей астрофотографии. Finder TW2 использует встроенные алгоритмы искусственного интеллекта для улучшения качества изображения, обеспечивая четкость и естественные цвета. Устройство поддерживает несколько режимов съемки, включая режимы наблюдения за Луной, ночным небом и земными объектами. Это делает телескоп универсальным инструментом для различных задач и позволяет пользователям экспериментировать с различными типами съемки. Дополнительное удобство обеспечивает мобильное приложение Beaver Point, через которое пользователи могут получать информацию о космических объектах и управлять телескопом в реальном времени. Это делает процесс наблюдения за звездами интуитивно понятным и доступным даже для новичков. Смарт-телескоп Finder TW2 продается по цене $330, а блок DS1 можно приобрести отдельно за $230. В совокупности эти устройства предлагают впечатляющий набор функций по относительно доступной цене, что делает их привлекательным выбором для тех, кто хочет погрузиться в мир астрономии без значительных затрат.

Другие интересные новости:

▪ Робот-кузнечик

▪ Беспроводная подзарядка для iPhone и iPad

▪ Сенсор из любой поверхности

▪ Новые процессоры ATtiny 24/44/84

▪ Получена металлическая форма водорода

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовая электроника. Подборка статей

▪ статья Из любви к искусству. Крылатое выражение

▪ статья Кто - животное, а кто - зверь? Подробный ответ

▪ статья Антильский огурец. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Логические элементы снаружи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья БВГ: Характеристики, особенности эксплуатации и ремонта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026