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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Interruptor de luz isolado com temporizador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / iluminação Existem várias maneiras de isolar o interruptor da rede elétrica CA e do aparelho que ele controla. Isso pode ser feito transmitindo comandos de ligar e desligar via rádio [1] ou usando radiação IV [2]. Você pode ligar a energia usando um relé eletromagnético ou optoeletrônico.
Uma das soluções mais simples é usar um transformador de isolamento de baixa potência incluído no circuito de controle da tensão de rede de comutação do triac. Um diagrama de uma chave construída de acordo com este princípio é mostrado na Fig. 1. A tensão de rede 220 V é aplicada aos contatos 1 e 2 do bloco XT1 e uma ou mais lâmpadas incandescentes são conectadas aos seus contatos 3 e 4 (ou vice-versa). Lâmpadas fluorescentes de "economia de energia" não devem ser usadas com esse interruptor, pois a corrente que consomem é de natureza pulsante e o dispositivo ficará instável. O triac VS1 é conectado em série ao circuito de alimentação da lâmpada. Entre seus eletrodos 2 e o de controle, está conectado o enrolamento primário do transformador abaixador T1. No estado inicial, os contatos das chaves mecânicas SA2 e SA1 conectadas ao bloco XT2 estão abertos. Se forem necessários mais switches, switches adicionais podem ser conectados em paralelo com eles. Apenas sua corrente sem carga (apenas alguns miliampères) flui através do enrolamento primário do transformador, que quanto menor, maior a indutância do enrolamento. Como não basta abrir o triac VS1, a iluminação permanece apagada. Quando os contatos de qualquer uma das chaves mecânicas estão fechados, o transformador T1 opera em modo de curto-circuito. A corrente em seus enrolamentos agora é maior e suficiente para abrir o triac VS1. Como o triac abre perto do início de cada meio ciclo, a tensão de rede quase total é fornecida às lâmpadas. E a tensão no enrolamento primário do transformador T1 após a abertura do triac não excede 2 ... 3 V, portanto o transformador não sobrecarrega.
Os elementos do dispositivo são colocados em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha unilateral, cujo desenho é mostrado na Fig. 2. XT1 e XT2 - bornes de parafuso da série X9777B com passo de contato de 7,62 mm, mas você pode usar outros ou ficar sem eles. O transformador T1 é um transformador de rede de baixa potência com uma tensão de enrolamento secundário de 8 ... 12 V e uma corrente de enrolamento primário em modo inativo de não mais que 10 mA.
Na versão do autor (Fig. 3), foi utilizado um transformador com corrente de circuito aberto de 5 mA de um multímetro digital Sh4300. Vários transformadores unificados da série TP-112, disponíveis para o autor, revelaram-se inadequados, sua corrente sem carga excedia 15 mA. Resistor trimmer R1 - SPZ-19. Ao ajustar o interruptor, seu controle deslizante é inicialmente definido na posição intermediária. Então, conectando uma lâmpada incandescente ao bloco XT1 e rede, eles encontram tal posição do motor do resistor de compensação de forma que, quando a chave SA1 (SA2) é aberta, a lâmpada é desligada e, quando é fechada, é ligada. A tensão alternada do enrolamento secundário do transformador, disponível entre os contatos das chaves mecânicas, quando todas abertas, pode ser utilizada para iluminação. É útil para encontrar interruptores no escuro. O principal é que a corrente consumida pelo nó de luz de fundo seja menor do que aquela em que os principais dispositivos de iluminação são ligados.
Um diagrama possível da unidade de luz de fundo é mostrado na fig. 4. Seus elementos são colocados no invólucro de um interruptor convencional, utilizando fiação e furos para os LEDs. Em cada meio ciclo, apenas um deles brilha, enquanto protege o outro do aumento da tensão reversa. Se desejado, um LED pode ser substituído por um diodo convencional de qualquer tipo, que executará apenas uma função de proteção. Com a resistência do resistor R1 indicada no diagrama, a corrente de carga do enrolamento secundário do transformador T1 do disjuntor não ultrapassa 1 mA. Dada a grande taxa de transformação, isso aumenta muito ligeiramente a corrente do enrolamento primário, sem criar o perigo de abertura prematura do triac VS1. Para LEDs de alto brilho, 1 mA é suficiente para uma luz de fundo perceptível. Se desejado, seu brilho pode ser aumentado reduzindo a resistência do resistor R1, mas certificando-se de que o aumento da corrente não cause mau funcionamento do interruptor.
Se você deseja ligar a iluminação apenas por um determinado tempo, seguido de desligamento automático, em vez de um interruptor mecânico (ou em paralelo com ele), você pode conectar um temporizador eletrônico ao enrolamento secundário do transformador de isolamento T1, montando-o de acordo com o circuito mostrado na Fig. 5. Com um cabo de dois fios, um par de contatos do bloco XT1 (1,2 ou 3, 4) do temporizador é conectado a um dos mesmos pares de contatos do bloco XT2 da chave (consulte a Fig. 1). Os pares de contatos livres restantes em ambos os pads são reservados. Interruptores mecânicos adicionais ou seus grupos podem ser conectados a eles. No estado inicial, a tensão do enrolamento secundário do transformador de isolamento é fornecida à ponte de diodo retificadora VD1. Através do diodo VD2, a tensão retificada carrega o capacitor C1 para 12 ... 15 V. Nesse estado, o LED HL1 acende o botão de início do temporizador SB1. Como o capacitor C2 está descarregado, o transistor de efeito de campo VT1 está fechado. A iluminação permanece apagada. Ao pressionar o botão SB1, mesmo que por pouco tempo, a carga elétrica acumulada no capacitor C1 é redistribuída entre os capacitores C2 e C1. Como resultado da descarga do capacitor C1 e da carga do capacitor C2, a tensão entre eles se torna a mesma e igual a 9 ... 10 V. Isso é garantido por uma escolha apropriada da capacitância do capacitor. O resistor R3 limita a corrente de recarga. Assim que a tensão no capacitor C2 exceder o limite de abertura do transistor VT1, seu canal aberto fechará a diagonal da ponte VD1 e, com ela, o enrolamento secundário do transformador de isolamento. A iluminação estará acesa. Nesse caso, o LED HL1 apagará e o diodo VD2 fechará. A descarga do capacitor C2 através do resistor R2 começará. O transistor de efeito de campo permanecerá aberto até que a tensão no capacitor se aproxime do limite. Em seguida, começará a fechar gradativamente, reduzindo a corrente nos enrolamentos do transformador. O triac abrirá com um atraso crescente em relação ao início de cada meio ciclo da tensão de rede. Isso levará a uma diminuição suave do brilho das lâmpadas de iluminação até o desligamento completo. Pouco antes disso, o funcionamento do interruptor de proximidade pode tornar-se errático, resultando em vários lampejos de lâmpadas de iluminação. Com as classificações dos elementos indicados no diagrama, obteve-se um tempo de exposição de cerca de 3 minutos antes de desligar. Com uma seleção de capacitor C2 e resistor R2, ele pode ser alterado.
Todos os elementos do temporizador são montados em uma placa de circuito impresso de fibra de vidro laminada em um dos lados, cujo desenho é mostrado na Fig. 6, e a aparência - na Fig. 7. O botão e o LED são instalados na lateral dos condutores impressos. Resistores fixos - C2-23 ou importados, capacitores - importados. Substituindo o transistor de efeito de campo IRFZ30 - IRL2505L ou IRL3205 e a ponte de diodo KTs405A - quatro diodos separados da série KD105 ou 1N4001 - 1N4007. Os mesmos diodos são adequados em vez de 1 N4002. O LED L-5013UWC pode ser substituído por outro com maior brilho e qualquer cor de brilho. Botão SB1 - PKn159 ou NS-A6PS-130. Mas outros botões sem trava com um empurrador suficientemente longo também são adequados. Um botão grande pode ser montado no gabinete em que a placa é colocada.
Na fig. 8 mostra um diagrama de outra versão do temporizador. Em contraste com o acima, aqui entre o circuito que determina o tempo de exposição e a porta do transistor de efeito de campo VT1 existe um nó nos elementos de disparo Schmitt do microcircuito DD1. A tensão de alimentação deste microcircuito vem do capacitor C1. No modo de espera, o capacitor C2 está descarregado, C3 está carregado, um alto nível de tensão é definido nas saídas dos elementos DD1.1 e DD1.2, portanto, é baixo na saída do elemento DD1.3 e no campo O transistor de efeito VT1 está fechado. As lâmpadas de iluminação estão apagadas e o LED de retroiluminação do HL1 está aceso. Com um toque curto no botão SB1, o capacitor C2 será carregado, o nível alto na saída do elemento DD1.1 mudará para baixo e o nível baixo na saída do elemento DD1.3 mudará para alto. O transistor de efeito de campo VT1 abre, as lâmpadas de iluminação acendem, o LED HL1 apaga e o capacitor C3 descarrega rapidamente através do diodo de proteção do elemento DD1.2. Quando o capacitor C2 é descarregado através do resistor R2 tanto que o nível de tensão na saída do elemento DD1.1 torna-se alto novamente, o carregamento do capacitor C3 começará. Isso definirá um nível alto em uma das entradas (pino 5) do elemento DD1.2. O gerador montado neste elemento começará a funcionar, gerando pulsos com frequência de cerca de 1 Hz. Através do elemento DD1.3, irão até a porta do transistor de efeito de campo VT1, fechando e abrindo periodicamente. Como resultado, as lâmpadas de iluminação piscarão na frequência especificada. Isso significa que o tempo de iluminação está chegando ao fim. Depois de algum tempo, a corrente de carga do capacitor C3 cairá para um valor no qual a queda de tensão no resistor R4 diminuirá para o nível lógico baixo correspondente. A operação do gerador no elemento DD1.2 será interrompida e o temporizador, tendo finalmente desligado a iluminação, retornará ao seu estado original. Desde a primeira vez que o temporizador é conectado ao transformador de isolamento T1 (ver Fig. 1), o capacitor C3 é descarregado, as lâmpadas de iluminação piscarão até que seja carregado. Isso pode indicar que o timer está funcionando.
Todos os elementos do temporizador são montados em uma placa de circuito impresso, cujo desenho é mostrado na Fig. 9. É feito de fibra de vidro de folha unilateral com uma espessura de 1,5 ... 2 mm. Os grampos XT1.1 e XT1.2 são blocos de contato com parafusos e porcas inseridos nos orifícios. A aparência da placa montada - na fig. 10. O botão SB1 e o LED HL1 estão instalados na lateral dos condutores impressos. Com as classificações dos elementos indicados no diagrama, obteve-se uma duração de exposição de cerca de 10 minutos. Pode ser alterado selecionando o capacitor C2. A duração de uma série de flashes no final da exposição depende da capacitância do capacitor C3 e a frequência de sua repetição depende da capacitância do capacitor C4. Literatura
Autor: I. Nechaev
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