Isolierter Lichtschalter mit Timer. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Beleuchtung

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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, einen Schalter vom Wechselstromnetz und dem von ihm gesteuerten Gerät zu trennen. Dies kann durch die Übertragung von Ein- und Ausschaltbefehlen über Funk [1] oder durch IR-Strahlung [2] erfolgen. Sie können die Stromversorgung über ein elektromagnetisches oder optoelektronisches Relais einschalten.

Fig. 1

Eine der einfachsten Lösungen besteht darin, einen Trenntransformator mit geringer Leistung zu verwenden, der an den Steuerkreis eines Triacs angeschlossen ist, der die Netzspannung schaltet. Ein Diagramm eines nach diesem Prinzip aufgebauten Schalters ist in Abb. dargestellt. 1. An die Kontakte 220 und 1 des XT2-Blocks wird Netzspannung 1 V angelegt und an dessen Kontakte 3 und 4 werden eine oder mehrere Glühlampen angeschlossen (oder umgekehrt). Mit einem solchen Schalter sollten keine „Energiespar“-Leuchtstofflampen verwendet werden, da der von ihnen verbrauchte Strom gepulster Natur ist und das Gerät instabil arbeitet. Der Triac VS1 ist in Reihe mit dem Lampenstromkreis geschaltet. Zwischen seinen Elektroden 2 und der Steuerelektrode ist die Primärwicklung des Abwärtstransformators T1 angeschlossen.

Im Ausgangszustand sind die Kontakte der mit dem XT2-Block verbundenen mechanischen Schalter SA1 und SA2 geöffnet. Werden weitere Schalter benötigt, können weitere parallel dazu geschaltet werden. Durch die Primärwicklung des Transformators fließt nur der Leerlaufstrom (nur wenige Milliampere), der umso kleiner ist, je größer die Induktivität der Wicklung ist. Da es nicht ausreicht, den Triac VS1 zu öffnen, bleibt die Beleuchtung ausgeschaltet.

Wenn die Kontakte eines der mechanischen Schalter geschlossen sind, arbeitet der Transformator T1 im Kurzschlussmodus. Der Strom in seinen Wicklungen ist jetzt größer und reicht aus, um den Triac VS1 zu öffnen. Da der Triac zu Beginn jeder Halbwelle öffnet, wird den Lampen fast die volle Netzspannung zugeführt. Und die Spannung an der Primärwicklung des Transformators T1 überschreitet nach dem Öffnen des Triacs 2...3 V nicht, sodass der Transformator nicht überlastet wird.

Fig. 2

Die Elemente des Geräts werden auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie platziert, deren Zeichnung in Abb. dargestellt ist. 2. XT1 und XT2 – Schraubklemmblöcke der Serie Der Transformator T9777 ist ein Niederleistungsnetztransformator mit einer Sekundärwicklungsspannung von 7,62...1 V und einem Primärwicklungsstrom im Leerlauf von nicht mehr als 8 mA.

Fig. 3

Die Version des Autors (Abb. 3) verwendet einen Transformator mit einem Leerlaufstrom von 5 mA von einem Shch4300-Digitalmultimeter. Mehrere dem Autor zur Verfügung stehende Einheitstransformatoren der Serie TP-112 erwiesen sich als ungeeignet, ihr Leerlaufstrom überstieg 15 mA.

Trimmerwiderstand R1 - SPZ-19. Beim Einrichten des Schalters wird dessen Schieber zunächst in die Mittelstellung gebracht. Dann schließen Sie eine Glühlampe an den XT1-Block an und

Finden Sie die Position des Trimmerwiderstandsschiebers im Netzwerk, sodass die Lampe ausgeschaltet ist, wenn der Schalter SA1 (SA2) geöffnet ist, und wenn der Schalter geschlossen ist, ist sie eingeschaltet.

Die Wechselspannung der Sekundärwicklung des Transformators, die zwischen den Kontakten mechanischer Schalter anliegt, wenn diese alle geöffnet sind, kann zur Beleuchtung genutzt werden. Es ist nützlich, um Schalter im Dunkeln zu finden. Die Hauptsache ist, dass der von der Hintergrundbeleuchtungseinheit verbrauchte Strom geringer ist als der, bei dem die Hauptbeleuchtungsgeräte eingeschaltet sind.

Fig. 4

Ein mögliches Diagramm der Hintergrundbeleuchtungseinheit ist in Abb. dargestellt. 4. Seine Elemente werden im Gehäuse eines normalen Schalters platziert, indem Kabel verlegt und Löcher für LEDs gebohrt werden. In jeder Halbwelle leuchtet nur einer von ihnen und schützt gleichzeitig den anderen vor erhöhter Sperrspannung. Auf Wunsch kann eine LED durch eine herkömmliche Diode beliebiger Art ersetzt werden, die lediglich eine Schutzfunktion übernimmt.

Mit dem im Diagramm angegebenen Widerstandswert des Widerstands R1 überschreitet der Laststrom der Sekundärwicklung des Transformators T1 des Schalters 1 mA nicht. Unter Berücksichtigung des großen Übersetzungsverhältnisses erhöht sich dadurch der Strom der Primärwicklung geringfügig, ohne dass die Gefahr einer vorzeitigen Öffnung des Triac VS1 besteht. Bei hochhellen LEDs reicht ein Strom von 1 mA für eine spürbare Beleuchtung aus. Falls gewünscht, kann die Helligkeit erhöht werden, indem der Widerstandswert des Widerstands R1 verringert wird. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass der erhöhte Strom keine Fehlfunktionen im Schalter verursacht.

Fig. 5

Wenn Sie die Beleuchtung nur für eine bestimmte Zeit mit anschließender automatischer Abschaltung einschalten möchten, können Sie anstelle eines mechanischen Schalters (oder parallel dazu) eine elektronische Zeitschaltuhr an die Sekundärwicklung des Trenntransformators T1 anschließen und diese entsprechend zusammenbauen zu der in Abb. gezeigten Schaltung. 5. Über ein zweiadriges Kabel wird ein Kontaktpaar des XT1-Blocks (1,2, 3 oder 4, 2) des Timers mit einem der gleichen Kontaktpaare des XT1-Blocks des Schalters verbunden (siehe Abb. XNUMX). Die auf beiden Blöcken freibleibenden Kontaktpaare sind Reservekontakte. An sie können weitere mechanische Schalter oder Gruppen davon angeschlossen werden.

Im Ausgangszustand wird die Spannung der Sekundärwicklung des Trenntransformators der Gleichrichterdiodenbrücke VD1 zugeführt. Über die Diode VD2 lädt die gleichgerichtete Spannung den Kondensator C1 auf 12...15 V. In diesem Zustand leuchtet die LED HL1 den Startknopf für den Timer SB1 auf. Da der Kondensator C2 entladen ist, ist der Feldeffekttransistor VT1 geschlossen. Die Beleuchtung bleibt aus.

Wenn Sie die Taste SB1 auch nur kurz drücken, wird die im Kondensator C1 angesammelte elektrische Ladung zwischen den Kondensatoren C2 und C1 umverteilt. Durch das Entladen des Kondensators C1 und das Laden des Kondensators C2 wird die Spannung an ihnen gleich und beträgt 9...10 V. Dies wird durch die entsprechende Wahl der Kondensatorkapazität gewährleistet. Der Widerstand R3 begrenzt den Nachladestrom.

Sobald die Spannung am Kondensator C2 die Öffnungsschwelle des Transistors VT1 überschreitet, schließt sein geöffneter Kanal die Diagonale der Brücke VD1 und damit die Sekundärwicklung des Trenntransformators. Die Lichter werden eingeschaltet. In diesem Fall erlischt die HL1-LED und die VD2-Diode schließt. Der Kondensator C2 beginnt sich über den Widerstand R2 zu entladen. Der Feldeffekttransistor bleibt geöffnet, bis sich die Spannung am Kondensator dem Schwellenwert nähert. Dann beginnt es sich allmählich zu schließen, wodurch der Strom in den Transformatorwicklungen verringert wird. Der Triac öffnet sich mit immer größerer Verzögerung gegenüber dem Beginn jeder Halbwelle der Netzspannung. Dies führt dazu, dass die Helligkeit der Beleuchtungslampen allmählich abnimmt, bis sie vollständig erlöschen. Kurz davor kann es zu einer Instabilität des Näherungsschalters kommen, was zu mehrmaligem Aufblitzen der Lampen führt.

Bei den im Diagramm angegebenen Elementbewertungen betrug die Verschlusszeit vor dem Ausschalten etwa 3 Minuten. Durch Auswahl des Kondensators C2 und des Widerstands R2 kann dieser geändert werden.

Fig. 6

Fig. 7

Alle Timer-Elemente sind einseitig auf einer Leiterplatte aus Glasfaserfolie montiert, deren Zeichnung in Abb. dargestellt ist. 6, und das Aussehen ist in Abb. 7. Der Taster und die LED sind seitlich an den Leiterbahnen angebracht.

Festwiderstände – C2-23 oder importiert, Kondensatoren – importiert. Ersatz des Feldeffekttransistors IRFZ30 – IRL2505L oder IRL3205 und der Diodenbrücke KTs405A – vier separate Dioden der Serien KD105 oder 1N4001 – 1N4007. Anstelle von 1 N4002 sind die gleichen Dioden geeignet.

Die LED L-5013UWC kann durch eine andere mit erhöhter Helligkeit und beliebiger Lichtfarbe ersetzt werden. Taste SB1 - PKn159 oder NS-A6PS-130. Aber auch andere nicht rastende Tasten, die über einen ausreichend langen Drücker verfügen, sind geeignet. An dem Gehäuse, in dem das Board platziert wird, kann ein großer Knopf angebracht werden.

Fig. 8

In Abb. Abbildung 8 zeigt ein Diagramm einer anderen Version des Timers. Im Gegensatz zu dem, was oben besprochen wurde, befindet sich hier zwischen der Schaltung, die die Dauer der Verschlusszeit bestimmt, und dem Gate des Feldeffekttransistors VT1 ein Knoten auf den Schmitt-Trigger-Elementen der DD1-Mikroschaltung. Die Versorgungsspannung für diese Mikroschaltung stammt vom Kondensator C1.

Im Standby-Modus wird der Kondensator C2 entladen, C3 geladen, an den Ausgängen der Elemente DD1.1 und DD1.2 wird ein hoher Spannungspegel eingestellt, sodass am Ausgang des Elements DD1.3 der Feldeffekttransistor VT1 niedrig ist ist geschlossen. Die Beleuchtungslampen sind ausgeschaltet und die HL1-Hintergrundbeleuchtungs-LED ist eingeschaltet.

Durch kurzes Drücken der SB1-Taste wird der Kondensator C2 aufgeladen, der hohe Pegel am Ausgang des Elements DD1.1 wechselt auf niedrig und der niedrige Pegel am Ausgang des Elements DD1.3 wechselt auf hoch. Der Feldeffekttransistor VT1 öffnet sich, die Beleuchtungslampen leuchten auf, die LED HL1 erlischt und der Kondensator C3 entlädt sich schnell über die Schutzdiode des Elements DD1.2.

Wenn der Kondensator C2 über den Widerstand R2 so weit entladen wird, dass der Spannungspegel am Ausgang des Elements DD1.1 wieder hoch wird, beginnt der Ladevorgang des Kondensators C3. Dies führt zu einem High-Pegel an einem der Eingänge (Pin 5) des Elements DD1.2. Der auf diesem Element montierte Generator beginnt zu arbeiten und erzeugt Impulse mit einer Frequenz von etwa 1 Hz. Über das Element DD1.3 gelangen sie zum Gate des Feldeffekttransistors VT1 und schließen und öffnen ihn periodisch. Dadurch blinken die Beleuchtungslampen mit der angegebenen Frequenz. Dies bedeutet, dass die Betriebszeit der Beleuchtung zu Ende geht.

Nach einiger Zeit sinkt der Ladestrom des Kondensators C3 auf einen Wert, bei dem der Spannungsabfall am Widerstand R4 auf den entsprechenden niedrigen logischen Pegel sinkt. Der Betrieb des Generators am Element DD1.2 wird gestoppt und der Timer kehrt nach dem endgültigen Ausschalten der Beleuchtung in seinen ursprünglichen Zustand zurück.

Da beim ersten Anschließen des Timers an den Trenntransformator T1 (siehe Abb. 1) der Kondensator C3 entladen ist, blinken die Beleuchtungslampen, bis er aufgeladen ist. Dies kann darauf hinweisen, dass der Timer ordnungsgemäß funktioniert.

Fig. 9

Alle Timer-Elemente sind auf einer Leiterplatte montiert, deren Zeichnung in Abb. dargestellt ist. 9. Es besteht aus einseitigem Folien-Glasfaserlaminat mit einer Dicke von 1,5...2 mm. Die Klemmen XT1.1 und XT1.2 sind Kontaktpads, in deren Löcher Schrauben und Muttern eingesetzt werden. Das Aussehen der montierten Platine ist in Abb. dargestellt. 10. Taster SB1 und LED HL1 sind seitlich an den Leiterbahnen angebracht.

Mit den im Diagramm angegebenen Elementbewertungen wurde eine Verweilzeit von etwa 10 Minuten erreicht. Sie kann durch Auswahl des Kondensators C2 geändert werden. Die Dauer der Blitzserie am Ende der Verschlusszeit hängt von der Kapazität des Kondensators C3 ab, und die Häufigkeit ihrer Wiederholung hängt von der Kapazität des Kondensators C4 ab.

Literatur

1. Netschajew I. Fernschalter. – Radio, 2011, Nr. 7, S. 42, 43.
2. Rusin A. IR-Lichtschalter. - Radio, 2004, Nr. 2, p. 46-48.

Autor: I. Nechaev

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