ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Interruptor de luz acústico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / iluminação A lógica do interruptor acústico é semelhante a um gatilho de contagem. Um sinal sonoro acende as lâmpadas se estiverem apagadas ou apaga se estiverem acesas. Nas pausas entre os sinais, o estado das lâmpadas permanece inalterado.
O diagrama de comutação é mostrado na fig. 1. EL1 - uma ou mais lâmpadas conectadas em paralelo (incandescentes ou "economia de energia") com potência total de até 1000 W, controladas por um interruptor. Graças ao uso de microcircuitos econômicos K154UD1A [1] e HEF4013BP [2], o componente ativo da corrente consumida da rede quando a lâmpada está desligada é de apenas 0,88 mA. Como a prática tem mostrado, a inclusão de uma lâmpada em um circuito CC retificado por uma ponte de diodos VD1, e não corrente alternada, proporciona melhor imunidade ao ruído do dispositivo. A tensão retificada por esta ponte, após extinguir seu excesso com o resistor R7, limitando o diodo zener VD4 em 10 V e suavizando com o capacitor C1, também é utilizada para alimentar os microcircuitos. O capacitor C6 em seu circuito de alimentação suprime a interferência de alta frequência. Devido ao baixo consumo de corrente, a potência dissipada pelo resistor R7 não excede 0,25 watts. O capacitor C3 reduz significativamente a probabilidade de operação falsa do interruptor do dispositivo devido a interferências penetrantes da rede elétrica. Isso foi confirmado experimentalmente. Op-amp DA1 amplifica os sinais vindos do microfone BM1. O ganho, do qual depende o limiar de resposta, é ajustado pelo resistor de ajuste R4. Como a conexão da entrada inversora do amplificador operacional com um fio CC comum é interrompida pelo capacitor C4, a componente constante da tensão nesta entrada e na saída do amplificador operacional é sempre igual à mesma componente de tensão em a entrada não inversora do op-amp. Ao selecionar o resistor R1 no circuito de alimentação do microfone BM1, ele é definido aproximadamente igual à metade da tensão de alimentação do amplificador operacional. Isso permite obter a oscilação máxima da tensão CA em sua saída. Os capacitores C2 e C5 formam a resposta de frequência do amplificador, suprimindo os componentes de alta frequência do sinal. Um detector de amplitude da componente variável do sinal é montado nos diodos VD2 e VD3. O resistor R5 retarda o aumento da tensão no capacitor C8, evitando que o interruptor desarme devido a sinais acústicos muito curtos. Através do resistor R6, o capacitor C8 é descarregado no final do sinal. Assim que a tensão no capacitor C8 exceder o valor limite para a entrada C do gatilho DD1.1 (cerca de 5 V), o gatilho ajusta suas saídas para um estado correspondente ao nível lógico na entrada D. O circuito R11C9 cria um atraso de aproximadamente 1 s entre a mudança do nível lógico da tensão para a saída inversa do gatilho e em sua entrada D. Portanto, o estado do gatilho altera apenas o primeiro de uma série de pulsos recebidos na entrada C durante o atraso . Isso elimina a imprevisibilidade do estado do comutador após receber um número desconhecido de pulsos sonoros um após o outro, surgindo, por exemplo, como resultado de múltiplas reflexões de som das paredes da sala e dos objetos nela. Ressalta-se que as entradas de clock dos triggers do chip HEF4013BP, diferentemente dos analógicos (KR1561TM2, CD4013BCN), possuem características de chaveamento com histerese, como um trigger Schmitt, por isso é indesejável a substituição do microcircuito indicado por análogos. Quando a energia é ligada, o circuito R8C10 gera um pulso que coloca o gatilho DD1.1 em um estado de nível baixo na saída 1. Isso é necessário para que após o dispositivo ser ligado, a lâmpada EL1 permaneça desligada até que um sinal que liga é recebido. Ele não liga sozinho mesmo quando a tensão da rede é restaurada após uma queda de energia. Quando a saída do trigger DD1.1 é baixa, é igual na entrada S do trigger DD1.2, pois o diodo VD5 está aberto. Nesta situação, o nível na saída 13 do trigger DD1.2 permanece baixo, independentemente do nível nas entradas C e D, pois uma tensão de alto nível é aplicada à entrada R. Em um nível alto na saída 1 do trigger DD1.1, o diodo VD5 é fechado. A tensão pulsante (rede, retificada pela ponte VD10) que passa pelo resistor R1.2 até a entrada S do gatilho DD1 no início de cada meio ciclo coloca o gatilho em um estado com nível alto na saída 13. sinal desta saída serve como uma abertura para o trinistor VS1. Observe que não há resistor entre o eletrodo de controle e o cátodo do trinistor, recomendado pelos manuais para uso dos trinistores das séries KU201 e KU202. Não é necessário, pois a impedância de saída do trigger DD1.2 é bem pequena em ambos os seus estados. Assim que o trinistor abre, a tensão entre seu ânodo e cátodo diminui acentuadamente, o nível de tensão na entrada S e saída 13 do gatilho DD1.2 fica baixo e o pulso que abriu o trinistor para. Assim, sua duração permanece sempre minimamente suficiente para abrir o trinistor. No próximo meio ciclo, o processo é repetido. Deve-se observar que se o dispositivo for reconectado à rede muito rapidamente após ser desconectado, o dispositivo descrito poderá “congelar”. Neste caso, deve-se desconectá-lo da rede e ligá-lo novamente, aguardando pelo menos 10 s necessários para a descarga dos capacitores. Se uma ou mais lâmpadas de "economia de energia" sem corretores de fator de potência forem usadas como EL1, a operação do interruptor será um pouco diferente das lâmpadas incandescentes. No reator eletrônico das lâmpadas de "economia de energia", há um retificador de tensão de rede de diodo com um capacitor de suavização. Portanto, a corrente não flui através da lâmpada até que o valor instantâneo da tensão na rede exceda a tensão na qual o capacitor é carregado, e é apenas um pouco menor que a amplitude da rede. a resistência é muito alta, então os níveis na entrada S e na saída do gatilho DD1.2 permanecem baixos e a tensão de abertura não é fornecida ao eletrodo de controle do trinistor. O trinistor abrirá depois que a tensão na rede for cerca de 15 V maior que a tensão no capacitor da lâmpada. O principal problema que surge ao controlar lâmpadas "economizadoras de energia" usando um trinistor é que a corrente de fuga deste dispositivo (no estado fechado) pode atingir vários miliamperes. Embora isso não seja suficiente para manter a lâmpada acesa continuamente, ela pisca ocasionalmente à medida que o capacitor de suavização é gradualmente carregado pela corrente de fuga e depois descarregado pela corrente intermitente da lâmpada. Isso não é apenas visualmente desagradável, mas também reduz a vida útil da lâmpada. Para se livrar dos flashes, você pode pegar outra instância do trinistor ou conectar uma lâmpada incandescente comum em paralelo com a "economia de energia". A segunda opção é preferível. Desviar, como às vezes é recomendado, uma lâmpada de "economia de energia" com um resistor é inaceitável neste caso. Outro problema está relacionado à significativa corrente pulsada que flui através da lâmpada (especialmente "economia de energia") no momento de sua inclusão. Este pulso pode danificar o SCR ou diodos retificadores. Embora muitas lâmpadas de "economia de energia" estejam equipadas com elementos limitadores de corrente, mas se várias dessas lâmpadas estiverem conectadas em paralelo, é desejável incluir um resistor com uma resistência de cerca de 10 ohms em série com elas. A potência deste resistor deve ser pelo menos calculada pela fórmula onde P é a potência do resistor, W; R é sua resistência, Ohm; Rsum - a potência total das lâmpadas, W; U - tensão na rede, V; lambda - fator de potência (geralmente 0,3 ... 0,5).
Um diagrama de outra versão da unidade de comutação da lâmpada EL1 é mostrado na fig. 2. A numeração dos elementos aqui continua a iniciada na Fig. 1. Este nó não está sujeito a "desligamento", é menos crítico para a corrente de abertura do trinistor e, o mais importante, acende a lâmpada em um valor instantâneo mais baixo da tensão da rede. Um único vibrador é montado no gatilho DD1.2. Ele o inicia na presença de um nível alto permissivo na entrada do flip-flop D, o sinal fornecido à entrada C através do divisor de tensão R9R10. Isso acontece às vezes quando a tensão no ânodo do trinistor aumenta e atinge cerca de 15 V. Enquanto a tensão na entrada D é logicamente baixa, o flip-flop permanece baixo na saída 13, o transistor VT1 e o trinistor VS1 são fechados e a lâmpada é desenergizada. Com nível alto na entrada D, os pulsos que chegam à entrada C no início de cada meio ciclo da tensão da rede transferem o trigger para um estado com nível alto na saída. Transistor VT1 e trinistor VS1 abertos, a tensão é aplicada à lâmpada. O capacitor C11 é carregado através do resistor R13. Após aproximadamente 10 µs, a tensão na entrada R do flip-flop atinge o valor limite e o flip-flop retorna ao seu estado original. O trinistor permanece aberto até o final do meio ciclo, e no próximo o processo é repetido. As características das unidades de controle tiristorizadas e sua aplicação podem ser encontradas em [3, 4]. Os SCRs KU202K - KU202R, KU202K1-KU202R1 podem ser instalados no disjuntor. Se a potência da lâmpada não exceder 400 W, os trinistores KU201K-KU201N também são adequados. Com uma potência de comutação superior a 200 W, o trinistor deve ser instalado em um dissipador de calor. Para os trinistores da série KU202, a corrente de abertura do eletrodo de controle é garantida como não superior a 100 mA, embora na maioria deles seja várias vezes menor. Para todas as amostras testadas pelo autor (cerca de uma dúzia), esta corrente não ultrapassou 10 mA. Se o chip DD1 em um dispositivo montado de acordo com o circuito mostrado na Fig. 1, afinal, não será capaz de fornecer a corrente desejada, pode ser necessária a seleção de um trinistor. Para um nó montado de acordo com o esquema mostrado na Fig. 2, não é necessário selecionar um trinistor. O transistor KT940A pode ser substituído pelo KT940B, assim como pelo KT604 e KT605 com quaisquer índices de letras. Todos esses transistores funcionam de maneira bastante confiável, embora a tensão aplicada a eles exceda formalmente o valor máximo permitido. Analógico da ponte de diodos KBU6G - RS604. Outras pontes de diodos ou diodos individuais classificados para uma tensão reversa de pelo menos 400 V e para a corrente consumida pelas lâmpadas controladas pelo interruptor também são adequadas. Os diodos KD521A substituirão quaisquer diodos de silício de baixa potência. Como amplificador operacional DA1, não apenas K154UD1A, mas também K154UD1B, bem como 174UD1A, 174UD1B, KR154UD1A, KR154UD1B são adequados. Para microcircuitos das séries 174 e K174, uma caixa de metal é conectada ao pino 5. Como os microcircuitos da série KR174 são feitos em uma caixa de plástico, esse pino fica livre e não é necessário conectá-lo em nenhum lugar. O microfone CZN-15E pode ser substituído por qualquer outro microfone de eletreto de pequeno porte com amplificador FET integrado. Adequado, por exemplo, o microfone doméstico MKE-332. Ao conectá-lo, a polaridade deve ser observada. O resistor R1 é selecionado de modo que a tensão entre os fios do microfone seja de cerca de 5 V. Literatura: 1. Amplificador operacional de micropotência 154UD1. - rdalfa.lv/data/oper_usil/1541.pdf.
Autor: K. Gavrilov, Novosibirsk; Publicação: radioradar.net Veja outros artigos seção iluminação. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Couro artificial para emulação de toque
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