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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Gerenciamento de energia da TV. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / TV Os modos de operação standby da TV e desligamento ao assistir programas, que são fornecidos pelo aparelho discutido no artigo, diferem daqueles normalmente utilizados em eficiência, comodidade, simplicidade e confiabilidade. Isso não apenas prolonga a vida útil do tubo de imagem e, portanto, da TV como um todo, mas também proporciona outros benefícios. O sistema foi projetado para aumentar a vida útil da TV, principalmente ao economizar sua parte mais cara - o tubo de imagem. Ele permite que você manuseie esse eletrodoméstico de maneira mais conveniente, agradável e segura. O dispositivo garante que o modo de aquecimento standby do filamento do cinescópio seja ativado quando objetos em movimento são detectados na sala ("aquecimento automático") e periodicamente "interroga" o espectador sobre a necessidade de operação adicional da TV ("auto- dormir"). Uma função adicional do sistema, implementada quando a TV está desligada, pode ser funcionar como sistema de alarme de segurança. O critério para ligar a TV é a aparência ou movimentação de uma pessoa dentro da sala. A operação do sistema é baseada no registro de alterações introduzidas na distribuição de interferência das ondas IR em uma sala por objetos em movimento. Tendo detectado tais alterações, ele liga o aquecimento standby do filamento do cinescópio, entra em modo standby por cerca de 30 segundos e então, se nenhuma ação adicional for tomada, desliga-o. O modo de "aquecimento automático" tem uma série de vantagens sobre o método amplamente utilizado de aquecimento contínuo em espera do filamento do cinescópio da TV. Em primeiro lugar, este é um consumo médio de eletricidade muito menor, em segundo lugar, a ausência de evaporação do material do cátodo do cinescópio durante o modo de espera e, em terceiro lugar, uma segurança elétrica e contra incêndio significativamente maior durante a operação. Além disso, o sistema tem a garantia de eliminar a “síndrome da TV não desligada”. A função “autosleep”, devido às especificidades do sistema, é implementada de forma muito simples. Em determinados intervalos, ele questiona os espectadores piscando um LED no painel frontal sobre a necessidade de operação adicional da TV. Nesse caso, basta acenar com a mão, ou seja, acionar o sensor infravermelho IR, e a TV continuará exibindo. Obviamente, isso é mais conveniente do que ações fornecidas por sistemas semelhantes, como pressionar um botão, mudar de canal, etc. Se o sistema não receber uma resposta, após cerca de 10 minutos a TV será desconectada da rede e o sistema irá no modo de espera. Tal sistema já funciona com a TV Rubin - Ts281 (ZUSTST), mas também pode ser instalado em TVs de outros modelos. O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na Fig. 1. Utiliza um sensor IR remoto SRP-100 com configurações padrão, mas qualquer outro sensor pode ser utilizado, desde que forneça a sensibilidade necessária e método de inclusão no sistema (contatos de relé fechados no estado inicial).
O sensor, as unidades de acionamento do filamento do cinescópio e de alimentação da TV são conectados a uma fonte não estabilizada montada no transformador T1, diodos VD10 - VD13 e capacitor C4. O próprio circuito de filamento do cinescópio é conectado aos enrolamentos 7 - 8 do transformador T1 através de um triac VS1, cuja ativação é controlada pelo optoacoplador U6 da unidade de comutação do filamento do cinescópio através de uma ponte nos diodos VD9 - VD1. Este último é montado no transistor VT1 e no temporizador DA1 de acordo com o circuito detector de supressão de pulso descrito no livro de G. I. Pukhalsky, T. Ya. Novoseltseva “Design de dispositivos discretos em circuitos integrados” (M.: Radio and Communications, 1990). No estado inicial, os contatos do relé do sensor IR K1.1 estão fechados, o transistor VT1 está fechado, o capacitor C2 é carregado com uma tensão que excede o limite de comutação do temporizador DA1 e o nível 0 está presente em sua saída. O sistema está no modo de espera. Quando o sensor IR é acionado, os contatos K1.1 de seu relé abrem, o transistor abre, o capacitor C2 descarrega rapidamente através do diodo VD1 e do transistor VT1 e a saída do temporizador DA1 estará no nível 1 até que o capacitor C2 seja novamente carregado no temporizador limite de comutação em um tempo de espera de cerca de 30 s. O aparecimento do nível 1 na saída do temporizador DA1 provoca a abertura do optoacoplador U1, triac VS1 e conexão do circuito de filamento do cinescópio ao enrolamento de filamento do transformador T1. O LED HL1 sinaliza que o filamento está ligado. Se a TV for ligada durante o período de espera, o ânodo do diodo VD3 receberá uma tensão de +15 V do pino 4 do conector X2 do módulo de alimentação da TV MPZ-3. Embora o diodo VD2 seja fechado por tensão reversa, a corrente de controle ainda fluirá através do diodo VD3 e o optoacoplador U1 e o triac VS1 permanecerão no estado aberto. A mudança adicional do temporizador não afetará o estado do sistema. Durante o tempo de espera quando a TV é desligada, o sensor pode ser acionado novamente. Como resultado, o temporizador DA1 será reiniciado novamente, iniciando uma nova contagem regressiva. Se nenhuma ação for tomada durante o tempo de espera, o temporizador retornará a zero, o circuito do filamento será desenergizado e o sistema entrará em modo de espera. Quando você liga a TV, a unidade do modo de suspensão automática começa a funcionar. Contém um contador em microcircuitos DD1-DD3, um D-trigger DD4.1, uma unidade de controle de potência de TV (VT2, K2) e uma unidade de alarme (VT3, VT4, HL2). A TV liga quando você pressiona o botão SB1 (1...2 s). Neste caso, o transistor VT2 abre, o relé K2 é acionado e conecta o módulo de potência da TV à rede com seus contatos, aparece uma tensão de alimentação de +12 V na TV (pino 7 do conector X2 do módulo de potência), fornecida ao contador e gatilho. O contador e o gatilho DD4.1 são zerados nas entradas R devido à inevitável ativação do sensor e à abertura dos contatos K1.1 quando manipulados nas imediações da TV. No pino 2 do gatilho DD4.1 existe o nível 1, portanto, mesmo após soltar o botão SB1, o transistor VT2 permanece aberto e os contatos do relé K2 estão fechados. A entrada C (pino 1) do contador DD1 passa a receber pulsos de quadro SSI com amplitude de 10 V do pino 8 do conector X8 do módulo de canal de rádio MRK2-5, que são utilizados como pulsos de contador para o contador. Desde que os contatos do sensor permaneçam fechados, ou seja, não funcione, após aproximadamente 45 minutos (o valor exato não tem importância), o nível 32 aparecerá na saída 12 (pino 3) do contador DD1, chegando na entrada D do Gatilho DD4.1. Neste caso, o transistor VT4 abre e o LED HL2 começa a piscar com frequência determinada pelo aparecimento de pulsos na saída 16 (pino 11) do contador DD1 (cerca de 1,5 Hz) e pela abertura do transistor VT3 por eles causada. Isso sinaliza que o dispositivo está pronto para desligar a TV. Após cerca de mais 10 minutos, uma queda de tensão positiva que ocorre na saída 8 (pino 10) do contador DD3 fará com que o gatilho DD4.1 comute, o aparecimento do nível 0 em sua saída e o fechamento do transistor VT2. A TV será desligada. A queda do pulso na entrada D (pino 5) do gatilho DD4.1 tem algum atraso em relação à queda de tensão na entrada C (pino 3), de modo que o gatilho muda de forma estável. Se durante o tempo anterior à comutação o sensor IR for acionado, o contador será zerado e a contagem do tempo começará novamente. Ressalta-se que é obrigatória a utilização de resistores R2 e R4, que limitam a corrente pelas entradas dos microcircuitos. A configuração do dispositivo começa com a configuração do tempo de espera desejado, ou seja, mantendo o cátodo do cinescópio em estado aquecido, selecionando o capacitor de temporização C2 e o resistor R8 (não mais que 1 MOhm). Deve-se tomar cuidado para garantir que a resistência de vazamento do capacitor seja a mais baixa possível. Antes de conectar ao cinescópio, deve-se certificar-se de que a tensão do filamento corresponde ao valor nominal, pois devido à mudança de fase quando o triac é ligado, o valor efetivo da tensão fornecida ao aquecedor é menor que a tensão removida de o enrolamento do transformador. A ligação dos enrolamentos do circuito primário do transformador T1, mostrada no diagrama, foi feita levando em consideração este fato. A tensão é verificada com uma carga equivalente, por exemplo, em um aquecedor de tubo de elétrons com corrente de filamento próxima à corrente de filamento do cinescópio utilizado. Se necessário, o desvio é eliminado comutando os terminais 4, 4a, 4b dos enrolamentos primários do transformador. As alterações na tensão de espera do dispositivo que ocorrem neste caso estão dentro dos limites aceitáveis e não têm um efeito perceptível na operação do sistema. A parte mais importante e responsável do sistema pode ser chamada de sensor IR. O SRP-100 utilizado no dispositivo possui as seguintes características principais: velocidade registrada de movimento do objeto - 0,15...3,6 m/s; período de repetição do pulso - 50, 150, 300 ms (definido pelo fabricante ou usuário, dependendo das condições de uso); ângulo de visão no plano horizontal - 105°; alcance máximo - 20 m; tensão de alimentação - 7,8...16 V; consumo de corrente em modo standby - 14 mA, em modo ativo com indicação de funcionamento - 8 mA; para conexão a dispositivos externos possui contatos de relé normalmente fechados. O sensor (fabricado em Israel) é amplamente utilizado em sistemas de incêndio e segurança (o chamado “sensor de volume”) tanto no Uzbequistão quanto na Rússia. Pode ser adquirido em qualquer organização especializada em tais sistemas, por exemplo, no Banco Central Rakhm-Shavkat (700185, Uzbequistão, Tashkent, distrito de Chilanzar, rua Nakkoshlyk, 2). A possibilidade de utilização de um sensor semelhante ou diferente é determinada por seus parâmetros básicos, desejo e capacidades do usuário. No dispositivo, em vez do gatilho D do microcircuito K176TM1, usamos um gatilho do K561TM2, K176TM2. Outros microcircuitos CMOS podem ser utilizados no contador, sendo importante apenas obter os sinais necessários para o funcionamento do sistema, podendo os intervalos de tempo ser alterados a pedido do usuário. Além dos indicados no diagrama, você pode usar transistores das séries KT3102, KT361, KT315 com quaisquer outros índices de letras ou similares com parâmetros não piores que os usados. Todos os resistores são MLT. Capacitor C2 - K53-1, o restante é óxido - K50-6, K50-16, C1 - qualquer capacitor cerâmico de pequeno porte com capacidade de 6800 pF...0,068 μF. Diodos - qualquer uma das séries KD503, KD509, KD521, KD522, pontes - das séries KTs402, KTs405 ou montadas nos diodos listados acima. O optoacoplador e o triac são das séries AOU103 e KU208, respectivamente, com qualquer outro índice de letras. Relé K2 - Passaportes RES22 RF4.523.023-01, RF4.523.023-05. LED HL1 - AL307A(M), AL307B(M), HL2 - da série AL307 nas cores amarela, laranja ou verde. Transformador T1 - TN36 -127/220-50. Estruturalmente, é melhor instalar o transformador de energia standby T1 na parede lateral da TV acima da unidade de controle. Ao lado são fixadas as placas de circuito dos módulos individuais com unidades de aquecimento standby (“auto-aquecimento”), “auto-sleep” e um retificador. Um local diferente não é recomendado, pois um transformador bastante grande colocado em um local diferente afetará a pureza da cor da imagem, e os chips da estrutura do contador CMOS estarão mais próximos da unidade de varredura horizontal, o que é indesejável. Além disso, é mais conveniente conectar circuitos de potência e remover o sinal do módulo de canal de rádio (RCM). Os LEDs estão localizados em orifícios no canto superior direito do painel frontal, os botões estão no mesmo painel próximo ao switch padrão. O sensor IR, como já mencionado, é uma unidade remota separada conectada ao sistema por três fios trançados (alimentação, comum e sinal) de 120 cm de comprimento.A localização específica de sua colocação próxima à TV e a escolha da direção de seu principal eixo são determinados experimentalmente, pois depende em grande parte da lente nele utilizada, do padrão de radiação em ambos os planos, da posição relativa da TV, dos móveis, das superfícies absorventes e das portas da sala, bem como da presença de animais em casa. As recomendações gerais devem ser posicionar o sensor na altura humana, em uma superfície vertical, de modo que o eixo principal fique direcionado para a porta. Deve-se notar que embora o sistema descrito funcione de forma confiável há cerca de dois anos, ele apresenta uma desvantagem conhecida, que consiste na mudança abrupta da tensão nominal no circuito do filamento do cinescópio, o que é especialmente desfavorável quando ligado. Para eliminar esta desvantagem, é proposto um módulo de potência de filamento de cinescópio, cujo diagrama de circuito é mostrado na Fig. 2. Neste caso, o triac VS1 é removido do dispositivo, e o mesmo optoacoplador de controle U1, uma ponte nos diodos VD6 - VD9 (de uma série diferente) e um resistor R15 (com valor alterado) são usados no módulo de potência . As designações posicionais de novos elementos continuam a numeração das partes do dispositivo principal.
O módulo utiliza controle de optoacoplador para garantir o isolamento elétrico do circuito do filamento, bem como alguma unificação da inclusão de possíveis opções para tais módulos. O módulo de alimentação do filamento do cinescópio garante um aumento suave da tensão do filamento e sua estabilização, o que aumenta ainda mais a vida útil do cinescópio. O módulo possui as seguintes características principais: tensão nominal do filamento - 6,3 V (DC), corrente nominal - 0,7 A, corrente máxima - 1,2 A, tempo de subida da tensão do filamento até o nível de 0,9 valor nominal - 3 s. O módulo é montado de acordo com um circuito estabilizador baseado em um amplificador operacional (DA2) com método de conexão modificado. Ele usa controle direto de um amplificador operacional com OOS, ou seja, o circuito de geração de tensão de referência VT5R15R16 é conectado à entrada do estabilizador. Isso tornou possível implementar de forma mais simples um aumento suave na tensão de saída adicionando o capacitor C6 com uma ligeira diminuição no coeficiente de estabilização, mas suficiente para alimentar o circuito incandescente. Um nível de referência é formado na junção do emissor polarizado reversamente do transistor VT5, operando em baixas correntes. Quando um sinal de controle é recebido da saída do temporizador DA1 do dispositivo principal e o optoacoplador U1 é aberto, o capacitor C6 começa a carregar até a tensão de referência. A tensão de saída aumenta à medida que o capacitor é carregado, após o qual o estabilizador entra no modo de operação. O resistor R17 serve para linearizar a característica de saída na região de baixa tensão. Ao configurá-lo, a corrente inicial do filamento do cinescópio é definida (na ausência de um sinal de controle do temporizador) entre 20...50 mA. O resistor trimmer R19 define o valor exato da tensão de saída para 6,3 V. Ao escolher um transistor VT5 da série KT315, deve-se levar em consideração que a tensão de ruptura reversível de sua junção emissora não deve exceder 6,7 V, o que permite obter características de controle ideais levando em consideração a queda de tensão na junção emissora do transistor VT6. Se esta condição não puder ser atendida, você poderá selecionar um transistor da série KT316 com qualquer índice de letras (sua tensão de ruptura reversível obviamente está na faixa necessária). A tensão de +9 V na entrada do estabilizador é, se necessário, ajustada, como na versão com triac, a tensão do filamento, através das derivações 4, 4a, 46 do enrolamento primário do transformador de alimentação standby T1. O transistor VT6 deve ser instalado no dissipador de calor. Diodos VD6 - VD9, além dos indicados, você pode utilizar outros das séries KD213, KD202 com qualquer índice de letras. Substituiremos o transistor KT972A (VT6) por KT972B. O amplificador operacional K538UN1 pode ser substituído por um K548UN1 - um canal, por exemplo, conecte o circuito de geração de tensão de referência ao pino 1, o controle deslizante do resistor R19 ao pino 2; a saída será o pino 7; o condutor de potência positivo está conectado ao pino 9, o negativo - ao pino 4; o capacitor de correção C7 está conectado entre os terminais 5 e 6. Autor: D. Pankratiev, Tashkent, Uzbequistão
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