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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo de controle de iluminação pública. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / iluminação Existem muitos modelos de máquinas automáticas que acendem a iluminação pública à noite e desligam ao amanhecer. No entanto, eles são, via de regra, mal protegidos contra alarmes falsos quando a iluminação flutua perto do limite durante as transições do “dia” para a “noite” e vice-versa. Este problema foi resolvido com sucesso no dispositivo proposto. A máquina é montada em vários microcircuitos CMOS padrão com grau médio de integração.
O diagrama do dispositivo proposto é mostrado na Fig. 1. Quando a alimentação é ligada na entrada 9 do elemento DD1 3, um pulso curto de nível lógico alto é gerado usando o capacitor C5, que coloca o disparo RS dos elementos DD1.3 e DD1.4 para um estado com alto nível de tensão na saída do elemento DD1.4. Entrando pelo resistor R12 até a base do transistor VT5, esta tensão abre o transistor. Como resultado, o LED HL3 acende e o gerador de bloqueio no transistor VT4 e no transformador de pulso T2 começa a funcionar. Os pulsos gerados abrem o triac VS1, que acende a lâmpada EL1. O dispositivo permanece neste estado até que um pulso seja recebido na outra entrada do trigger RS (pino 13 do elemento DD1.4), que comuta o trigger para o estado oposto, desliga o LED HL3 e interrompe o funcionamento do gerador de bloqueio . Na ausência de pulsos no eletrodo de controle, o triac VS1 irá parar de abrir, a lâmpada EL1 irá apagar Se a iluminação externa for suficientemente alta (“dia”), a resistência do seu sensor, fotodiodo VD1, é relativamente baixa e o nível lógico nas entradas do elemento DD1.1 é alto. Na saída deste elemento e na entrada R do contador DD4, o nível é inferior ao permitido pelo funcionamento deste contador. O LED HL1 “Noite” está apagado. A saída do elemento DD1.2 está alta, portanto o LED “Day” HL2 fica aceso e a operação do contador DD3 é proibida. As entradas CN de ambos os contadores recebem pulsos com período de 60 s (1 min), gerados pelo microcircuito “relógio” DD2. Portanto, o contador cuja operação é permitida (neste caso DD4) muda de estado a cada minuto, estabelecendo nível lógico alto na próxima saída e baixo em todas as outras. 4 minutos após ligar o dispositivo, um nível alto será ajustado no pino 10 do contador DD4 e na entrada 13 conectada do elemento DD1.4, o que desligará a lâmpada EL1. Posteriormente (durante o dia), os pulsos na saída do contador DD4 são repetidos a cada 10 minutos. Portanto, se você acender a lâmpada pressionando o botão SB1, o que colocará o gatilho RS no estado apropriado, ela se apagará automaticamente no máximo após 10 minutos. Com o início da escuridão, a resistência do LED VD1 aumentará significativamente. Os níveis nas entradas e saídas dos elementos DD1.1, DD1.2 mudarão para o oposto. Como resultado, o LED HL2 será desligado e o HL1 será ligado. Ao mesmo tempo, a operação do contador DD4 será proibida e o contador DD3 será habilitado. Se este estado permanecer inalterado por 4 minutos, será gerado um pulso de alto nível no pino 10 do contador DD3, que será enviado através do diodo VD3 para a entrada 9 do elemento DD1.3. Isto mudará o estado do gatilho RS e a lâmpada EL1 será ligada. A lâmpada apagará automaticamente quando a iluminação do LED VD1 aumentar novamente e permanecerá assim por pelo menos 4 minutos. A prática mostra que tal atraso para ligar e desligar a lâmpada é suficiente para evitar falsos alarmes da máquina durante mudanças significativas, mas de relativamente curto prazo, na iluminação sob a influência de nuvens em movimento, relâmpagos ou iluminação do sensor por carro faróis. A duração do atraso (ligado e desligado) pode ser alterada dentro de 1-9 minutos conectando as entradas do gatilho RS a outras saídas dos contadores DD3 e DD4. Se você tiver que fazer isso com frequência, poderá fornecer interruptores na máquina. A fonte de alimentação da máquina é construída de acordo com um circuito transformador clássico com estabilizador de tensão utilizando um diodo zener VD4 e um transistor VT3. O uso de estabilizador pode ser abandonado se a tensão na rede de alimentação não estiver sujeita a oscilações significativas.
Todos os elementos da máquina são colocados na placa de circuito impresso mostrada na Fig. 2 feitos de folha de fibra de vidro de um lado. Suas dimensões foram escolhidas com base na colocação em uma caixa de junção plástica para fiação elétrica adquirida em uma loja de ferragens. Os LEDs HL1-HL3 são soldados diretamente na placa, mas se desejado podem ser colocados no painel da caixa. O botão SB1 com contatos normalmente abertos está localizado neste painel. A aparência da placa com os elementos do circuito colocados nela é mostrada na Fig. 3. O fotodiodo VD1 está localizado fora da placa e instalado no painel externo do dispositivo.
Os transistores KT315G podem ser substituídos por outras estruturas npn de silício de baixa potência. Os chips da série K176 (com exceção do K176IE18) podem ser substituídos por similares da série K561 ou da série CMOS importada: K176LE5 - CD4001, K176IE8 - CD4017. O chip K176IE18 pode ser substituído pelo K176IE12. Neste caso, o jumper que conecta o pino 14 do chip DD2 ao fio comum não está instalado. Como este dispositivo não requer cronometragem precisa, em vez de ajustar o capacitor C2, você pode instalar uma capacitância cerâmica permanente de 10...20 pF. Ao trocar lâmpadas com potência total de até 200 W, o triac TS112-10-7 (pode ser substituído pelo triac KU208G) é instalado em um dissipador de calor de alumínio com área de 15...20 cm2 acoplado para o conselho. Isso é suficiente quando a potência de uma lâmpada EL1 ou de um grupo de lâmpadas incandescentes conectadas em paralelo não ultrapassa 200 W. Para controlar lâmpadas com potência total maior (máximo 2000 W), a área do dissipador deverá ser aumentada respectivamente, colocando-o não na placa de circuito impresso do aparelho, mas em outro local.
Com uma ligeira alteração no circuito de controle mostrado na Fig. 4, a máquina não pode usar um triac, mas um tiristor assimétrico convencional KU202M ou KU202N.O núcleo magnético do transformador de pulso T2 é um anel de ferrite de tamanho padrão K10x6x5. O autor usou um “anel” de um reator eletrônico defeituoso para lâmpadas economizadoras de energia. Os enrolamentos I, II e III do transformador possuem 50, 25 e 30 voltas, respectivamente, enrolados com fio PEV-2 com diâmetro de 0,15 mm. Para garantir uma abertura confiável do triac, pode ser necessário selecionar o número de voltas do enrolamento III. Você pode usar qualquer transformador de potência T1 de tamanho adequado e com enrolamento secundário com tensão de 10...12 V com corrente de carga de pelo menos 50 mA. O autor utilizou um transformador de pequeno porte com dois enrolamentos secundários de 12 V, classificados para corrente de 200 mA (um deles não é utilizado). A máquina não possui interruptor separado e é conectada diretamente a uma rede de 220 V em uma caixa de distribuição ou com um cabo e plugue em uma tomada comum. Não há necessidade de configurar o dispositivo, se não houver erros de instalação ele começa a funcionar imediatamente após ser conectado à rede. O dispositivo é instalado de forma que o LED VD1 seja bem iluminado pela luz natural. Contudo, não deve ser exposto à luz da lâmpada EL1. Caso contrário, no escuro, a lâmpada EL1 acenderá e apagará com um período de 8 minutos. Isto pode ser usado para verificar a funcionalidade da máquina. Para instalação externa, o corpo da máquina deve ser cuidadosamente vedado para evitar a entrada de orvalho, chuva, neve, poeira e sujeira. Ao instalar a unidade principal em ambientes internos, o sensor de luz (LED VD1) pode ser removido dela a uma distância de vários metros e conectado à placa de circuito impresso com um fio blindado. A trança deste fio está conectada à tensão de alimentação positiva dos microcircuitos. Uma das variantes do dispositivo descrito foi montada dentro de um holofote montado acima da entrada de um prédio de cinco andares e está operando com sucesso há mais de um ano. Autor: A. Zabarov
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