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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dimmer acústico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / iluminação O regulador proposto permite ligar e desligar remotamente, simplesmente batendo palmas, uma luminária de chão ou outra luminária com lâmpadas incandescentes e selecionar um dos três níveis de brilho. A mudança no brilho, inclusive quando ligada, ocorre suavemente, o que prolonga significativamente a vida útil das lâmpadas. Bater palmas foi escolhido como sinal de controle porque suas características acústicas são visivelmente diferentes da fala ou da música. Claro, é impossível excluir o acionamento do regulador por outros sons agudos (explosões pirotécnicas, buzinas de carros ou escapamentos), portanto você não deve usar este dispositivo fora de uma sala bem insonorizada. A potência consumida pelo dimmer não ultrapassa 4 VA e depende principalmente da corrente sem carga do enrolamento primário do transformador de potência. Isso é várias vezes menos do que um centro de música com relógio embutido ou uma TV consome no modo de espera. O diagrama do regulador é mostrado na Fig. 1. O sinal recebido pelo microfone VM1 é alimentado ao amplificador - amplificador operacional DA1.1. O divisor de tensão R2R3 define o ponto de operação do amplificador operacional. Através do resistor R1, a tensão de alimentação é fornecida ao microfone de eletreto. O capacitor C1 é um capacitor de separação. O ganho das meias ondas negativas do sinal é maior que a razão dos valores de resistência dos resistores R5 a R4. Os positivos são “cortados” pelo diodo VD1.
Com amplitude suficiente (mais de 0,9 V), o sinal da saída do amplificador aciona o DA3 one-shot, gerando um pulso retangular com duração de aproximadamente 0,4 s, dependendo da constante de tempo do circuito R11C6. Até que o pulso termine, nenhuma influência de ruído no microfone VM1 terá efeito, o que evita mudanças imprevisíveis no estado do regulador. Os resistores R9 e R10 não apenas definem a tensão inicial no pino 2 do vibrador único DA3, mas também, junto com o capacitor C4, formam um filtro. Ele transmite apenas componentes de alta frequência, que são ricos no espectro de palmas, e suprime componentes de baixa frequência inerentes a outros sinais e interferências. Dois gatilhos do microcircuito DD1 formam um contador que conta o número de palmas (pulsos do DA3 one-shot). Os resistores R19-R21 e os diodos VD6, VD7 são um ADC, cuja tensão na saída (a entrada inversora do amplificador operacional DA1.2) depende do estado dos gatilhos, ou seja, do número de palmas. O capacitor C11 fornece uma transição relativamente lenta de um nível de tensão para outro. Quando a alimentação é ligada, o pulso positivo gerado pelo circuito R13C9VD4 coloca o contador em seu estado inicial com alto nível lógico nos pinos 1 e 13. A tensão na entrada inversora do amplificador operacional DA1.2 é máxima, pois os resistores R19 e R20 são conectados essencialmente em paralelo através dos diodos abertos VD6 e VD7. No mesmo estado, o transistor VT4 está aberto, pois em seu emissor há um nível lógico baixo da saída inversa do gatilho DD1.2 (pino 12), e a corrente flui pelo resistor R17 no circuito base. A finalidade deste transistor será discutida abaixo. Após a primeira palma, ambos os gatilhos mudarão de estado e a tensão na entrada inversora do amplificador operacional DA1.2 se tornará zero, pois os diodos VD6 e VD7 serão fechados. A segunda palma definirá um nível alto na saída do gatilho DD1.1, deixando o estado do gatilho DD1.2 inalterado. Agora o diodo VD6 está aberto, o VD7 está fechado e a tensão de saída ADC é formada por um divisor resistivo R19R21. A terceira batida de palmas mudará o estado de ambos os gatilhos. O diodo VD6 estará fechado e o VD7 estará aberto. A tensão de saída será definida pelo divisor R20R21. E, por fim, a quarta batida de palmas retornará o dispositivo ao seu estado original. Mais estalos resultarão na repetição do mesmo ciclo. Diagramas de temporização de sinais em pontos característicos do dimmer são mostrados na Fig. 2 A base do transistor VT1 é alimentada com uma tensão pulsante não suavizada do ânodo do diodo VD3 (saída do retificador na ponte de diodo VD2). Ao final de cada meio ciclo e no início do próximo, este transistor fica fechado por algum tempo, e o VT2 abre e descarrega o capacitor C10. Depois que o transistor VT2 é fechado, o capacitor é carregado através do resistor R14 e a tensão na entrada não inversora (pino 6) do amplificador operacional DA1.2 cresce quase linearmente.
O amplificador operacional DA1.2 (servindo neste caso como comparador) gera na saída (pino 10) uma sequência de pulsos positivos, cuja duração é maior quanto menor for a tensão na entrada inversora (pino 7) do amplificador operacional. Se for igual a zero, a saída do amplificador operacional é uma tensão constante positiva, e se exceder a amplitude do dente de serra no pino 6, a tensão de saída do amplificador operacional é próxima de zero, mas não igual a isso devido às características do design do amplificador operacional. Para que em um nível de baixa tensão na saída do amplificador operacional DA1.2 o transistor VT3 fosse fechado com segurança, um diodo zener VD5 foi fornecido, que “corta” o excesso de tensão . Com uma certa combinação de valores dos resistores R19-R21, a tensão na entrada inversora do amplificador operacional DA1.2 no estado inicial do regulador pode ser menor que a amplitude da “serra”, como resultado, a lâmpada EL1 não será desligada completamente. Para eliminar esta situação, é fornecido um transistor VT4, discutido acima. Quando está aberto, a tensão do dente de serra é limitada a um nível muito baixo. O diodo VD8 elimina a influência do transistor VT4 na operação do gerador quando o pino 13 do gatilho DD1.2 está ajustado para um nível lógico alto. O diodo emissor do optoacoplador U3 está incluído no circuito coletor do transistor VT1. Se o transistor estiver aberto, o fotodinistor do optoacoplador também estará aberto, fechando o circuito de controle do triac VS9 através da ponte de diodos VD22 e do resistor R1. Dependendo da fração da duração de cada meio ciclo durante o qual o triac está aberto, o valor efetivo da tensão fornecida à lâmpada EL1 e o brilho de seu brilho mudam. Como o triac abre em meio ciclo positivo e negativo, a oscilação da lâmpada é imperceptível mesmo com baixo brilho. A configuração do dimmer começa com a configuração da sensibilidade acústica necessária. Observe que à medida que o valor do resistor R5 aumenta, não apenas a sensibilidade aumenta, mas também a probabilidade de alarmes falsos devido a sons estranhos. Os níveis das etapas intermediárias de brilho podem ser alterados a seu critério, selecionando os valores dos resistores R19 e R20. Aumentar a capacitância do capacitor C11 leva a um aumento ou diminuição mais lento no brilho após a próxima batida. A placa de circuito impresso do dimmer e a disposição dos elementos nela são mostrados na Fig. 3. Os capacitores C6 e C10 devem ser capacitores de filme das séries K73-9 ou K73-17. Capacitores cerâmicos (K10-17 ou importados) são indesejáveis aqui devido ao seu grande TKE. No entanto, eles podem ser usados como C1, C2, C4 e C8. Capacitores de óxido - qualquer tamanho adequado e tensão operacional. A potência dos resistores R18 e R22 não deve ser inferior à indicada no diagrama.
O diodo zener KS133G pode ser substituído por outro (por exemplo, importado) com tensão igual ou um pouco menor e possivelmente com corrente de estabilização mínima menor. Qualquer retificador com corrente direta permitida de pelo menos 3 A é adequado como diodo VD0,3, em vez dos outros, diodos das séries KD510, KD521, KD522 são adequados. Transistores VT1-VT4 - quaisquer estruturas p-pn com uma corrente de coletor permitida de pelo menos 100 mA e um coeficiente h21E superior a 50. O microcircuito K140UD20 pode ser substituído por KR140UD20A, K561TM2 por K1561TM2 e, em vez do estabilizador integrado KR142EN8B, use KR1157EN12 (com qualquer índice de letras), KR1170EN12 ou importado com tensão de estabilização de 12 V e corrente de carga permitida de pelo menos 50 mA. O microfone de eletreto VM1 pode ser substituído por um eletrodinâmico, neste caso o resistor R1 não deve ser instalado. O triac TS112-10 pode ser substituído por KU208V ou KU208G. Quando a potência total das lâmpadas for superior a 100 W, o triac deve ser instalado no dissipador de calor. O fusível FU1 é selecionado com uma corrente operacional superior a 1,5...2 vezes a corrente nominal da lâmpada. Transformador T1 - qualquer um que forneça tensão no enrolamento secundário de 12...16 V a uma corrente de pelo menos 50 mA. Se possível, deve-se dar preferência a um transformador com valor mínimo de corrente sem carga do enrolamento primário. O dimmer acústico descrito pode ser facilmente convertido em um dimmer de toque. Basta substituir o microfone VM1 e o resistor R1 por uma placa metálica conectada ao terminal esquerdo (conforme diagrama) do capacitor C1. O regulador será ativado quando você tocar a placa com a mão. Autor: S. Belyaev, Tambov
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