Sobre conectar chamadas residenciais. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Se a campainha antiga do apartamento está avariada ou simplesmente cansada da monotonia do sinal sonoro, é tentador, acompanhando os tempos, instalar uma electrónica - de produção industrial ou caseira. A relação custo-benefício de tais dispositivos possibilita até mesmo o uso de bateria autônoma para eles. Ao mesmo tempo, muitas vezes é impossível substituir diretamente uma chamada antiga por uma nova. O autor do artigo compartilha sua experiência na resolução de problemas emergentes.

Para entender as dificuldades que surgem ao conectar uma campainha eletrônica à fiação existente em um apartamento, vejamos os diagramas segundo os quais foram conectadas campainhas elétricas comuns alimentadas por uma rede de 220 V ainda durante a construção de uma casa.

A opção mais comum é mostrada na Fig. 1, a. É simples, mas bastante perigoso, pois os contatos dos botões estão diretamente conectados à rede. De acordo com o circuito de quatro fios mostrado na Fig. 1b, conectaram campainhas de alta segurança a um sistema magnético projetado de forma que o fornecimento de tensão de rede a um dos enrolamentos ainda não gerasse sinal sonoro. Para que soe é necessário fechar o circuito de um enrolamento de controle adicional, isolado da rede, com um botão. A tensão entre os contatos abertos de tal campainha não é superior a várias dezenas de volts. Se a cablagem da “campainha” do apartamento for feita de acordo com este esquema, a substituição da campainha por qualquer outra normalmente não causa dificuldades.

Infelizmente, o circuito de quatro fios é bastante raro. Mesmo que assim fosse quando a casa foi construída, ao longo dos anos e até décadas que se passaram desde então, muitos moradores, tentando se livrar das desvantagens de uma campainha “segura” - consumo constante de energia e bastante perceptível, principalmente à noite , ruído acústico (zumbido), conseguiu substituir as chamadas nos seus apartamentos normalmente, modificando o diagrama de ligação em conformidade. Pode ser difícil entender as alterações, pois a maior parte da fiação (mostrada na Fig. 1, a e b com linhas tracejadas) após repetidos reparos fica escondida sob o papel de parede, ou mesmo murada na parede. Apenas as extremidades dos fios conectadas diretamente à campainha e ao botão estão disponíveis.

Conhecer as publicações da revista Rádio sobre campainhas eletrónicas e estudar a gama destes produtos no mercado permite-nos dividi-los aproximadamente em dois grupos. O primeiro grupo inclui aqueles cujo sinal soa no momento da tensão de alimentação [1-4] de uma bateria ou acumulador galvânico de baixa tensão. As campainhas do segundo grupo estão constantemente conectadas à fonte de alimentação, o sinal é ligado curto-circuitando um circuito de controle especial [5-7]. A conexão direta de fonte de alimentação de baixa tensão e circuitos de controle de campainha eletrônica à rede é inaceitável.

Para não ter que procurar fios antigos ou instalar novos, você pode fazer uma chave que forneça o isolamento galvânico necessário entre a campainha eletrônica recém-instalada e a rede. Na Fig. A Figura 2 mostra um diagrama de uma de suas opções mais simples. O princípio de funcionamento do switch é simples. Ao pressionar o botão SB1, uma corrente retificada pela ponte de diodos VD1 flui através do diodo emissor do optoacoplador U1, cujo valor depende da tensão da rede e do valor do resistor R1. O fototransistor aberto do optoacoplador fecha a fonte de alimentação ou circuito de controle da campainha. O sinal soa.

O optoacoplador AOT127A foi escolhido devido à sua alta sensibilidade (na maioria dos casos, uma corrente de 5 mA é suficiente no circuito do diodo emissor) e corrente de saída significativa, de até 70 mA. É capaz de comutar o circuito de alimentação de quase qualquer campainha eletrônica em tensões de até 30 V. É claro que é possível usar outros optoacopladores. Para comutar um circuito de controle de alta resistência, o optoacoplador pode até ser um diodo, por exemplo, AOD130A.

Ao conectar o interruptor à campainha, observe a polaridade indicada no diagrama. Pode ser facilmente determinado medindo a tensão com um voltímetro entre os fios que saem da campainha e conectados ao circuito de saída da chave. Caso o diodo emissor do optoacoplador necessite de uma corrente superior a 6 mA, é aconselhável substituir o resistor de amortecimento R1 por um capacitor, semelhante ao que é feito no dispositivo discutido a seguir.

Seu diagrama é mostrado na Fig. 3. Em vez de um optoacoplador, um relé K1 de pequeno porte (RES10, RES15, RES49, RES55, RES60, RES80 ou outro similar) é instalado aqui. Os contatos de relé podem ser usados ​​para comutar circuitos de campainha com qualquer polaridade. O elemento que limita a corrente através do enrolamento do relé é o capacitor C1. Sua capacitância é escolhida diretamente proporcional à corrente de operação do relé aplicado com base na relação 1 μF - 60 mA [8, 9]. O capacitor deve ser de tamanho pequeno, adequado para operação em tensão alternada de 220 V, 50 Hz. Por exemplo, K73-16 ou K73-17 - para uma tensão de pelo menos 400 V. O resistor R1 limita o pico de corrente de carga dos capacitores chave no momento em que o botão SB1 é pressionado, através do resistor R2 o capacitor C1 é descarregado em faz uma pausa entre suas prensas.

Infelizmente, controlar uma campainha eletrônica usando um interruptor alimentado pela rede elétrica perde uma das principais vantagens de estar energizada - a campainha não funcionará se a rede estiver com defeito. Tendo aceitado isso, você pode ir mais longe e alimentar a própria chamada da rede montando o switch de acordo com o diagrama mostrado na Fig. 4. O dispositivo é universal, uma ou outra de suas saídas é utilizada conforme necessário. A tensão gerada para alimentar a campainha depende do diodo zener VD3 utilizado. Com o KS133A indicado no diagrama, é de aproximadamente 3 V, pois parte dele cai no diodo VD2. Se precisar de uma tensão diferente, você deve definir o diodo zener VD3 e o capacitor C2 correspondentes para a tensão desejada. A corrente do diodo emissor do optoacoplador U1, se necessário, é ajustada selecionando o resistor R3.

Depois de pressionar o botão SB1, a tensão no capacitor C2 aumenta de forma relativamente lenta. Por esta razão, a corrente através do diodo emissor do optoacoplador U1 atinge um valor no qual o circuito de saída do optoacoplador fecha, após a tensão de alimentação ter se tornado suficiente para colocar a campainha em condições de funcionamento. Para a maioria das chamadas, isso é normal." Mas há também aqueles que, ao fornecerem a tensão de alimentação com o circuito de controle aberto, tocam apenas a primeira das melodias da memória, independente da posição de sua chave.

Nestes casos, para usufruir de todas as funcionalidades da chamada, é necessário alimentá-la com bateria galvânica, sem desligá-la entre os sinais. E com a tensão gerada pela chave ao pressionar o botão, esta bateria pode ser recarregada, o que aumentará significativamente sua vida útil.

Chamadas eletromagnéticas de telefones antigos podem ser usadas com sucesso como chamadas para apartamentos. O som deles é bastante agradável, o volume é ajustado mecanicamente. Os amantes do exótico também podem preservar a capa do telefone colocando-a na parede ou na mesa de cabeceira perto da porta. Embora a tensão de toque na linha telefônica seja variável com frequência de 25 Hz, a chamada também funciona normalmente na rede com frequência de 50 Hz. O valor da amplitude da tensão fornecida ao enrolamento não deve ultrapassar 120 V, enquanto o consumo de corrente é de 5...20 mA.

A chamada telefônica deve ser conectada de acordo com o diagrama mostrado na Fig. 5. Ponte de diodo VD2 com diodo zener VD1 incluído na diagonal forma um limitador de tensão bidirecional no nível de ±120 V. Se o enrolamento da campainha ficar visivelmente quente, o diodo zener do limitador deve ser substituído por outro com um tensão mais baixa, por exemplo, da série D817.

O limitador pode ser feito sem a ponte VD2. Basta conectar um circuito de dois diodos zener idênticos conectados em contra-série paralelo ao enrolamento da campainha. Diodos limitadores especiais para a tensão necessária também são adequados. Às vezes pode ser necessário aumentar ou diminuir a corrente operacional alterando a capacitância do capacitor C1 de acordo.

Ao conectar uma chamada usando qualquer um dos esquemas discutidos acima, pelo menos um dos contatos do botão SB1 está conectado diretamente à rede. Mas naquele mostrado na Fig. 6 da modificação de quatro fios do circuito anterior, capacitores de extinção (C1 e C2) estão presentes no circuito de cada contato de botão. Portanto, se você tocar acidentalmente em algum contato, a corrente que flui pelo corpo humano não ultrapassará o valor permitido [10]. Os capacitores devem ser projetados para uma tensão operacional de pelo menos 600 V. É inaceitável aumentar sua capacidade, portanto a campainha HA1 deve ser bastante sensível.

O diagrama de um switch de alta segurança, adequado para gerenciar quaisquer chamadas, tanto de baixa tensão quanto aquelas projetadas para alimentação em rede de 220 V, é mostrado na Fig. 7. Ao selecionar o relé K1 para ele, deve-se atentar para que a corrente de retenção de sua armadura no estado acionado não ultrapasse o valor seguro para humanos, e que os contatos possam suportar a tensão e corrente necessárias para a chamada. O relé RES-54 provou ser excelente com uma corrente operacional de 3...4 mA, uma corrente de retenção inferior a 1 mA e uma resistência de enrolamento de 4 kOhm. Cada grupo de seus contatos permite uma carga de até 0,1 A. Ao utilizar tal relé, é possível reduzir a capacidade dos capacitores de extinção e, com isso, a corrente perigosa do contato do botão SA1 para o terra, em mais da metade comparado com o interruptor de acordo com o circuito mostrado na Fig. 6.

A operação do dispositivo requer alguma explicação. No estado inicial, a tensão no capacitor de filtro C1, limitada pelo diodo zener VD3, é ligeiramente superior à tensão de resposta do relé K1. Portanto, quando o botão SB1 é pressionado, o relé é acionado e o capacitor C3 é descarregado através do seu enrolamento. No entanto, a “alimentação” da corrente que flui através do circuito C1-VD2-enrolamento do relé K1-contatos fechados do botão SB1-C2 permanece suficiente para manter o relé no estado atuado.

Depois de soltar o botão, a corrente através do enrolamento do relé para; após 1...2 s, a tensão no capacitor C3 atinge o valor anterior e a chave está pronta para operar novamente.

Se necessário, você pode reduzir a capacitância dos capacitores C1 e C2 em outro fator de dois, substituindo o retificador de meia onda por um retificador de ponte de onda completa. Isto duplicará a corrente média que flui através da bobina do relé K1 quando o botão SB1 for pressionado.

Para reduzir a carga nos contatos do relé ou botão que fecha o circuito da campainha CA, pode-se conectar o capacitor C1 em paralelo com a campainha HA1, conforme mostrado na Fig. 8. A reatância do capacitor na frequência de 50 Hz deve ser igual e de sinal oposto ao componente indutivo da resistência do enrolamento da campainha. O capacitor com a capacidade necessária é selecionado com base nas leituras mínimas do miliamperímetro CA PA1 conectado temporariamente.

Devido ao pequeno número e pequeno tamanho dos elementos, você pode aproveitar o espaço livre sempre disponível dentro da chamada eletrônica para acomodar qualquer um dos interruptores.

Ressalta-se que os switches corretamente montados e utilizáveis ​​​​são praticamente seguros de usar, mas na hora de instalá-los e configurá-los não se esqueça que alguns elementos estão diretamente conectados à rede. Cuidados e precauções devem ser tomados para proteção contra choque elétrico.

Atenção! Nenhum dos dispositivos propostos no artigo pode ser considerado totalmente seguro. De acordo com as normas existentes, para isso, além de limitar a corrente, é necessário que o isolamento entre os circuitos conectados e não conectados à rede suporte uma tensão de vários quilovolts, e a distância entre os fios a eles relacionados, pendurados ou impresso, excede o valor permitido (geralmente pelo menos 5 mm).

Literatura

1. Chamadas eletrônicas para todos os gostos. - Rádio, 1995, nº 7, p. 33.
2. Detistov I. Chamada melodiosa. - Rádio, 1999, nº 8, p. 64.
3. Grishin A. Uma simples chamada de apartamento. - Rádio, 2001, nº 3, p. 32.
4. Klabukov A. Sino de apartamento de um cartão postal musical. - Rádio, 2001, nº 9, p. 58.
5. Yushchenko I. Bell com controle remoto. - Rádio, 1999, nº 9, p. 29.
6. Campainha multifuncional Burov M em um controlador PIC. - Rádio, 2001, nº 10, p. 17.
7. Smirnov V. Chamada de apartamento - de um “telefone celular”. - Rádio, 2002, nº 2, p. 57.
8. Biryukov S. Cálculo de uma fonte de alimentação de rede com capacitor de extinção. - Rádio, 1997, nº 5, p. 8.
9. Trifonov A. Escolha do capacitor de lastro. - Rádio, 1999, nº 4, p. 44
10. Knyazevskii B. e outros Proteção do trabalho em instalações elétricas. - M.: Energoatomizdat, 1983.

Autor: A. Lataiko, Dnepropetrovsk, Ucrânia

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