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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Akustischer Dimmer. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Beleuchtung Mit dem vorgeschlagenen Regler können Sie aus der Ferne durch einfaches Händeklatschen eine Stehlampe oder eine andere Lampe mit Glühlampen ein- und ausschalten und eine von drei Helligkeitsstufen auswählen. Der Helligkeitswechsel erfolgt auch im eingeschalteten Zustand stufenlos, was die Lebensdauer der Lampen deutlich verlängert. Als Kontrollsignal wurde Händeklatschen gewählt, da sich seine akustischen Eigenschaften deutlich von Sprache oder Musik unterscheiden. Natürlich ist es nicht auszuschließen, dass der Regler durch andere scharfe Geräusche (pyrotechnische Explosionen, Autohupen oder Auspuffgeräusche) ausgelöst wird, daher sollten Sie dieses Gerät nicht außerhalb eines gut schalldichten Raums verwenden. Die vom Dimmer aufgenommene Leistung beträgt maximal 4 VA und hängt hauptsächlich vom Leerlaufstrom der Primärwicklung des Leistungstransformators ab. Das ist ein Vielfaches weniger, als ein Musikcenter mit eingebauter Uhr oder ein Fernseher im Standby-Modus verbraucht. Das Reglerdiagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Das vom Mikrofon VM1 empfangene Signal wird dem Verstärker zugeführt – Operationsverstärker DA1.1. Der Spannungsteiler R2R3 legt den Arbeitspunkt des Operationsverstärkers fest. Über den Widerstand R1 wird dem Elektretmikrofon Versorgungsspannung zugeführt. Der Kondensator C1 ist ein Trennkondensator. Die Verstärkung der negativen Halbwellen des Signals ist um eins größer als das Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände R5 bis R4. Positive werden durch die Diode VD1 „abgeschnitten“.
Bei ausreichender Amplitude (mehr als 0,9 V) löst das Signal vom Ausgang des Verstärkers den One-Shot-DA3 aus und erzeugt einen Rechteckimpuls mit einer Dauer von ca. 0,4 s, abhängig von der Zeitkonstante der R11C6-Schaltung. Bis zum Ende des Impulses wirken sich keine Rauscheinflüsse auf das VM1-Mikrofon aus, was unvorhersehbare Zustandsänderungen des Reglers verhindert. Die Widerstände R9 und R10 stellen nicht nur die Anfangsspannung an Pin 2 des Einzelvibrators DA3 ein, sondern bilden zusammen mit dem Kondensator C4 auch einen Filter. Es überträgt nur hochfrequente Komponenten, die im Spektrum des Händeklatschens vorkommen, und unterdrückt niederfrequente Komponenten, die anderen Signalen und Störungen innewohnen. Zwei Auslöser der DD1-Mikroschaltung bilden einen Zähler, der die Anzahl der Klatschen (Impulse des One-Shot-DA3) zählt. Die Widerstände R19-R21 und die Dioden VD6, VD7 sind ein ADC, dessen Spannung am Ausgang (dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA1.2) vom Zustand der Trigger abhängt, d. h. von der Anzahl der Klatschen. Der Kondensator C11 sorgt für einen relativ langsamen Übergang von einem Spannungspegel zum anderen. Beim Einschalten der Stromversorgung versetzt der von der R13C9VD4-Schaltung erzeugte positive Impuls den Zähler in seinen Ausgangszustand mit einem hohen logischen Pegel an den Pins 1 und 13. Die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA1.2 ist seitdem maximal Die Widerstände R19 und R20 sind über die offenen Dioden VD6 und VD7 im Wesentlichen parallel geschaltet. Im gleichen Zustand ist der Transistor VT4 geöffnet, da an seinem Emitter ein niedriger logischer Pegel vom inversen Ausgang des Triggers DD1.2 (Pin 12) anliegt und Strom durch den Widerstand R17 im Basiskreis fließt. Der Zweck dieses Transistors wird weiter unten erläutert. Nach dem ersten Klatschen ändern beide Trigger ihren Zustand und die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA1.2 wird Null, da die Dioden VD6 und VD7 geschlossen werden. Beim zweiten Klatschen wird am Ausgang ein hoher Pegel eingestellt des Triggers DD1.1, wobei der Zustand des Triggers DD1.2 unverändert bleibt. Jetzt ist die Diode VD6 offen, VD7 geschlossen und die ADC-Ausgangsspannung wird durch einen Widerstandsteiler R19R21 gebildet. Das dritte Klatschen ändert den Zustand beider Auslöser. Die Diode VD6 wird geschlossen und VD7 wird geöffnet. Die Ausgangsspannung wird durch den Teiler R20R21 eingestellt. Und schließlich bringt das vierte Klatschen das Gerät in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Weiteres Knallen führt dazu, dass sich derselbe Zyklus wiederholt. Zeitdiagramme von Signalen an charakteristischen Punkten des Dimmers sind in Abb. dargestellt. 2 Die Basis des Transistors VT1 wird von der Anode der Diode VD3 (Gleichrichterausgang an der Diodenbrücke VD2) mit einer ungeglätteten pulsierenden Spannung versorgt. Am Ende jedes Halbzyklus und zu Beginn des nächsten ist dieser Transistor für einige Zeit geschlossen, und VT2 ist offen und entlädt den Kondensator C10. Nachdem der Transistor VT2 geschlossen ist, wird der Kondensator über den Widerstand R14 aufgeladen und die Spannung am nichtinvertierenden Eingang (Pin 6) des Operationsverstärkers DA1.2 steigt nahezu linear an.
Der Operationsverstärker DA1.2 (der in diesem Fall als Komparator dient) erzeugt am Ausgang (Pin 10) eine Folge positiver Impulse, deren Dauer umso länger ist, je niedriger die Spannung am invertierenden Eingang (Pin 7) des ist Operationsverstärker. Wenn sie gleich Null ist, ist der Ausgang des Operationsverstärkers eine positive konstante Spannung, und wenn sie die Amplitude des Sägezahns an Pin 6 überschreitet, ist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers nahe Null, aber nicht gleich Dies liegt an den Besonderheiten des Operationsverstärkerdesigns. Damit bei einem niedrigen Spannungspegel am Ausgang des Operationsverstärkers DA1.2 der Transistor VT3 sicher geschlossen war, wurde eine Zenerdiode VD5 vorgesehen, die überschüssige Spannung „abschneidet“. . Bei einer bestimmten Wertekombination der Widerstände R19-R21 kann die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA1.2 im Ausgangszustand des Reglers geringer sein als die Amplitude der „Säge“, was zur Folge hat, dass Lampe EL1 wird nicht vollständig ausgeschaltet. Um diese Situation zu beseitigen, ist ein Transistor VT4 vorgesehen, der oben besprochen wurde. Im geöffneten Zustand wird die Sägezahnspannung auf ein sehr niedriges Niveau begrenzt. Die Diode VD8 eliminiert den Einfluss des Transistors VT4 auf den Betrieb des Generators, wenn Pin 13 des Triggers DD1.2 auf einen hohen Logikpegel gesetzt ist. Die emittierende Diode des Optokopplers U3 ist im Kollektorkreis des Transistors VT1 enthalten. Wenn der Transistor geöffnet ist, ist auch der Fotodiodenwiderstand des Optokopplers geöffnet, wodurch der Steuerstromkreis des Triac VS9 über die Diodenbrücke VD22 und den Widerstand R1 geschlossen wird. Abhängig vom Bruchteil der Dauer jeder Halbwelle, während der der Triac geöffnet ist, ändern sich der Effektivwert der an die Lampe EL1 angelegten Spannung und die Helligkeit ihres Glühens. Da der Triac sowohl in positiven als auch in negativen Halbwellen öffnet, ist das Flackern der Lampe auch bei geringer Helligkeit nicht wahrnehmbar. Die Einrichtung des Dimmers beginnt mit der Einstellung der erforderlichen akustischen Empfindlichkeit. Bitte beachten Sie, dass mit steigendem Wert des Widerstands R5 nicht nur die Empfindlichkeit steigt, sondern auch die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen durch Fremdgeräusche. Die Stufen der Zwischenhelligkeitsstufen können nach eigenem Ermessen geändert werden, indem die Werte der Widerstände R19 und R20 ausgewählt werden. Eine Erhöhung der Kapazität des Kondensators C11 führt zu einem langsameren Anstieg bzw. Abfall der Helligkeit nach dem nächsten Klatschen. Die Leiterplatte des Dimmers und die Anordnung der Elemente darauf sind in Abb. dargestellt. 3. Die Kondensatoren C6 und C10 müssen Folienkondensatoren der Serie K73-9 oder K73-17 sein. Keramikkondensatoren (K10-17 oder importiert) sind hier aufgrund ihrer großen TKE unerwünscht. Sie können jedoch als C1, C2, C4 und C8 verwendet werden. Oxidkondensatoren – jede geeignete Größe und Betriebsspannung. Die Leistung der Widerstände R18 und R22 sollte nicht geringer sein als im Diagramm angegeben.
Die Zenerdiode KS133G kann durch eine andere (z. B. importierte) mit gleicher oder etwas niedrigerer Spannung und möglicherweise einem niedrigeren minimalen Stabilisierungsstrom ersetzt werden. Als VD3-Diode eignet sich jeder Gleichrichter mit einem zulässigen Durchlassstrom von mindestens 0,3 A, anstelle der anderen sind auch Dioden der Serien KD510, KD521, KD522 geeignet. Transistoren VT1-VT4 - alle p-pn-Strukturen mit einem zulässigen Kollektorstrom von mindestens 100 mA und einem h21E-Koeffizienten von mehr als 50. Die Mikroschaltung K140UD20 kann durch KR140UD20A, K561TM2 durch K1561TM2 und anstelle des integrierten Stabilisators KR142EN8B ersetzt werden. Verwenden Sie KR1157EN12 (mit beliebigem Buchstabenindex), KR1170EN12 oder importiert mit einer Stabilisierungsspannung von 12 V und einem zulässigen Laststrom von mindestens 50 mA. Das Elektretmikrofon VM1 kann durch ein elektrodynamisches ersetzt werden; in diesem Fall sollte der Widerstand R1 nicht eingebaut werden. Der TS112-10 Triac kann durch KU208V oder KU208G ersetzt werden. Wenn die Gesamtleistung der Lampenlampen mehr als 100 W beträgt, muss der Triac auf dem Kühlkörper installiert werden. Der Sicherungseinsatz FU1 wird mit einem Betriebsstrom ausgewählt, der das 1,5...2-fache des Nennstroms der Lampe überschreitet. Transformator T1 – jeder, der an der Sekundärwicklung eine Spannung von 12...16 V bei einem Strom von mindestens 50 mA liefert. Nach Möglichkeit sollte einem Transformator mit einem Mindestwert des Leerlaufstroms der Primärwicklung der Vorzug gegeben werden. Der beschriebene Akustikdimmer lässt sich ganz einfach in einen Touch-Dimmer umwandeln. Es reicht aus, das Mikrofon VM1 und den Widerstand R1 durch eine Metallplatte zu ersetzen, die an den linken (gemäß Diagramm) Anschluss des Kondensators C1 angeschlossen ist. Der Regler wird aktiviert, wenn Sie die Platte mit der Hand berühren. Autor: S. Belyaev, Tambow
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