Войти Регистрация

Войдите в свой аккаунт

Логин *
Пароль *
Запомнить меня
 
load more hold SHIFT key to load all load all
Среда, 21 июня 2017 23:13

БЕСПРОВОДНОЙ РАДИОВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ОТ ПОТОЛОЧНОЙ ЛЮСТРЫ

Оцените материал
(2 голосов)
БЕСПРОВОДНОЙ РАДИОВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ОТ ПОТОЛОЧНОЙ ЛЮСТРЫ - 5.0 out of 5 based on 2 votes

СХЕМА, РЕМОНТ И НОВЫЙ ПРОЕКТ

  В теме представлена одна из многих систем дистанционного управления по радиоканалу от китайской потолочной люстры, приемно-исполнительный узел которой выполнен на SMD-компонентах. Приведены принципиальная электрическая схема и процесс устранения неисправности в источнике питания, а также вариант реализации нового проекта на базе этого радиовыключателя.

  Ко мне люстра попала случайно – ее уже собирались выбрасывать. По словам владельца при эксплуатации люстры часто меняли перегорающие лампочки. В последнее время люстра вообще перестала работать – не реагирует на команды с пульта ДУ, а некоторые лампы произвольно мигают. Тем не менее, люстра была приобретена в 2012 году и её электроника честно проработала около пяти лет. На ФОТО показана люстра, в большом цоколе которой видны четыре коробочки:

Управление люстрой

  Подробно на содержимом в трёх коробочках останавливаться не будем. Для примера приведу лишь несколько фотографий, чтобы увидеть, что все они сделаны по одному принципу с другими такими же коробочками от подобных радиоуправляемых люстр, показанных в интернете.

  Два AC/AC-преобразователя напряжения с номинальной мощностью P=120W и P=105W с выходным напряжением Uвых=12V для питания ламп накаливания и их внутреннее устройство

  Блок дистанционного управления

 

  Один простейший AC/DC-преобразователь с балластным конденсатором и мостовым выпрямителем для питания светодиодов и его начинка:

что внутри блока дистанционного управления

  По надписям на этикетке видно, что к преобразователю напряжения можно подключить от 59 до 65 светодиодов синего свечения (Blue 59-65), либо от 96 до 108 светодиодов красного свечения (Red 96-108), но обязательно одного цвета (ONE COLOR), при этом все светодиоды, естественно, соединяются последовательно.

  И четвертая коробочка, на которой остановимся подробнее. Это приемно-исполнительный узел, включающий или выключающий по радиокомандам с пульта ДУ перечисленные выше источники питания, следовательно, управляющий лампами накаливания и светодиодами люстры. На ФОТО показана коробочка и её начинка:  

печатная плата коммутации

  На плате приемно-исполнительного узла установлены два реле, но есть место под третье. Значит, возможен вариант этого узла, имеющий три канала управления. Плата была подключена к сети ~220V, согласно схеме, изображенной на коробочке. Никакой реакции при нажатии кнопок на пульте ДУ. И только через 40…50 секунд защёлкало одно из двух реле. Одиночные щелчки происходили через разные промежутки времени – приблизительно от 5 до 15 секунд. На плате установлена микросхема-стабилизатор U1 типа 78L05 в корпусе SOT-89:

даташит на 78L05

  Измерение напряжения мультиметром на входе U1 показало наличие Uвх=11,85V, на выходе Uвых=0V. Если нет питания схемы управления, то почему «хлопает» релюшка? Для эксперимента можно попробовать отключить приемник и посмотреть, что будет с напряжением:

      дистанционное управление нагрузкой

  Ровным счетом ничего не изменилось (Uвых=0V при Uвх= почти 12V). На самом деле, если бы модуль приемника просаживал питание до «КЗ», то микросхема-стабилизатор по всем канонам должна нагреться. В данном случае температура корпуса U1 не превышала комнатную. Создается впечатление, будто внутри U1 оборван переход К-Э регулирующего транзистора. Что же, остается заменить сам стабилизатор. Если замена U1 не поможет, то дальше что-то «копать» нет смысла – оставалась микросхема контроллера U2, заменить которую нечем. Был выпаян штатный стабилизатор и установлен в корпусе ТО-92:

   Вид со стороны печатной платы

  На плате видны отверстия от выпаянного модуля приемника.

кренка

  После подключения к сети ~220V через 3…4 секунды щелкнуло одно из двух реле. Измерение напряжения на выходе 78L05 показало норму Uвых=4,96V. После установки модуля приемника на плату, нажатия на кнопки пульта ДУ приводили к слышимым срабатываниям реле. К соответствующим проводам платы, согласно схеме на коробочке, были подключены лампы. Все отлично работало, но эйфория от «легкого и быстрого ремонта» вскоре прошла. И вот почему…

  На коробочке приёмно-исполнительного узла в схеме подключения показан выключатель «К», коммутирующий фазу «L». Так обозначен штатный выключатель освещения комнаты, на потолке которой вешается люстра. Этим настенным выключателем также можно управлять люстрой. Кратковременные размыкания выключателем фазного провода должны изменять число включенных ламп по алгоритму:

  1. После первого кратковременного размыкания – включаются лампы канала «А», лампы канала «B» выключены;
  2. После второго кратковременного размыкания - выключаются лампы канала «А», лампы канала «В» включаются;
  3. После третьего кратковременного размыкания – включены лампы обоих каналов;

  Следующие кратковременные размыкания повторяют алгоритм работы с начала. Эта вроде бы удобная опция превращает люстру в «не контролируемый пожиратель электроэнергии», если напряжение в сети ~220V не стабильно или есть вероятность отключений. После возобновления подачи сетевого напряжения включатся лампы канала «А» и будет очень досадно, если это произойдет в ваше длительное отсутствие, поэтому, уходя надолго из квартиры, люстру лучше совсем обесточить. Для этого достаточно разомкнуть выключатель «К» на постоянное время, при этом полностью обесточится и схема управления. На сетевом проводе с вилкой выключателя не было. Для имитации работы выключателя «К» нужно на короткое время вытащить вилку из розетки, что и было сделано. Все. Люстра опять не подавала признаков жизни, с той лишь разницей, что не было произвольных срабатываний одного из реле. Замерил выходное напряжение стабилизатора – Uвых=1,98V, затем входное – Uвх=11,85V. Опять сгорел стабилизатор 78L05.

  Предполагая, что микросхема-стабилизатор периодически сгорает из-за скачков напряжения, возникающих в момент подключения вилки к розетке, в разрыв одного из проводов сетевого питания был установлен выключатель кнопочного типа. Использованы нормально замкнутые контакты:

переключатель

  После замены микросхемы-стабилизатора приемно-исполнительный узел заработал, но не долго – после очередного нажатия на кнопку все повторилось. Измеренное напряжение на входе и выходе U1 было одинаковым Uвх=Uвых=7,8V, значит, переход К-Э регулирующего транзистора пробился до состояния «гвоздь». Стало понятно - схема совершенно не терпит каких-либо манипуляций с сетевым питанием. Для детального «разбора полетов» без схемы не обойтись. Принципиальная электрическая схема приемно-исполнительного узла, зарисованная с печатной платы, показана на РИС.1:

Схема беспроводного выключателя

  На входе устройства установлен помехоподавляющий фильтр, состоящий из дросселя L1 и конденсатора С9. Фильтр препятствует прохождению в схему помех от AC/AC-преобразователей. Дроссель L1 имеет активное сопротивление R=2,3 Ома, а измеренная индуктивность составила не многим более L=1мГн:

цифровой мультиметр

  Далее следует балластный конденсатор С5 с разрядным резистором R7. Сверху на корпусе конденсатора проштампована маркировка емкости 1,3µF, тогда как сбоку краской обозначена другая – 1,2µF. Измеренная емкость составила почти С=1,28µF:

проверка показаний      

  Диодный мостик D1 типа MB10S (Uобр.макс=1000V, Iпрям.макс=0,5А) преобразует переменное напряжение в постоянное, которое сглаживает конденсатор С2. Выходной ток пропорционален емкости балластного конденсатора С5. Когда реле РА и РВ обесточены, почти весь ток протекает через аналог стабилитрона, который в этом случае должен рассеивать достаточно большую мощность. Вот почему напряжение ограничивается «батареей» из стабилитронов ZD1 – ZD6 и резисторов R3, R4 и R10. Здесь, вероятно, исходили из компромисса между напряжением и током стабилизации, рассеиваемой мощностью и числом стабилитронов. Замеренное напряжение на стабилитронах показало, что используются стабилитроны с Uстаб=5,1V. При последовательном включении двух стабилитронов получаем Uстаб=10,2V. Известно, что отдельные экземпляры стабилитронов с одинаковой маркировкой имеют некоторый разброс по напряжению и току стабилизации, а также отличаются динамическим сопротивлением, поэтому параллельное включение одинаковых стабилитронов на практике не применяют, но, чтобы уменьшить ток через каждую из трех пар стабилитронов (увеличить общую рассеиваемую мощность), эти пары должны быть параллельны. Для этого последовательно со стабилитронами установили «уравнивающие» резисторы. В зависимости от полученного Uстаб каждой пары стабилитронов падение напряжения на этих резисторах хоть не много, но будет отличаться. Выходное постоянное напряжение мостика D1 относительно общего провода: Uстаб=10,2V плюс напряжение на резисторах Uпад=1,5…2,0V, т.е. порядка U=12V (Uизмер=11,85V). У такого резисторно-стабилитронного тандема сильно снижается стабилизирующее свойство, поэтому полученный аналог мощного стабилитрона правильнее было бы рассматривать как ограничитель напряжения. И все бы ничего, но при подаче сетевого питания на схему неизбежно возникают переходные процессы. Так, например, мгновенное значение напряжения при не заряженном конденсаторе С5 (фактически перемычка, несмотря на очень короткое время) может достигать амплитудного или большего значения U≥310V. В этот момент времени стабилитроны ZD1-ZD6 от пробоя защищены резисторами R3, R4 и R10 (на резисторах увеличенное падение напряжения), а вот стабилизатор U1 подключен к диодному мостику напрямую и ничем не защищен. Какое-то «мутное» решение. Активного сопротивления дросселя L1 совершенно не достаточно для ослабления скачка напряжения, возникающего при подаче питания. По-видимому, ограничитель напряжения ZD1-ZD6/R1,R4,R10 также не достаточно эффективен для подавления высоковольтных импульсов. Тогда вопрос - как люстра работала в течение пяти лет? Можно попробовать вход стабилизатора U1 включить через резистор сопротивлением R=50…100 Ом или подключить к точке соединения, например, резистора R10 и стабилитрона ZD5. В этом случае входное напряжение не превысит Uвх=10,2V. Ещё, как вариант, дополнительно установить параметрический стабилизатор из резистора R=50…100 Ом и стабилитрона с Uстаб=8,0…15,0V и к нему подключить вход U1.

  Разберем назначение и работу остальных элементов схемы. С выхода стабилизатора U1 напряжение поступает на модуль приемника типа XD-RF-5V, производимый конторой «MicroPi»:

b12

  С полным описанием комплекта «передатчик/приемник» можно познакомиться в интернете. Приемник принимает АМ-радиосигналы с пульта ДУ и в последовательном цифровом коде выдает их на вход данных «DATA» контроллера U2.

  В интернете имеется очень подробный даташит на используемый контроллер ЕМ78Р372N, производимый конторой «ELAN». Ограничусь кратким описанием, полученным с помощью он-лайн переводчика, поэтому  звучит немного «каля-маля»:

контроллер ЕМ78Р372N

  «EM78P372N представляет собой 8-разрядный микроконтроллер, разработанный с низким энергопотреблением и высокоскоростной КМОП-технологией. Устройство имеет на кристалле 2Kх13-битное электрически одноразово программируемое постоянное запоминающее устройство (OTP-ROM). Это обеспечивает защиту битов, чтобы предотвратить вторжение кода OTP памяти пользователя. Три опции коды бит также доступны для удовлетворения потребностей пользователя. С расширенными функциями OTP-ROM контроллер EM78P372N обеспечивает удобный способ разработки и проверки программ. Кроме того, это устройство OTP предлагает преимущество простых и эффективных обновлений программы с помощью инструментов разработки и программирования. Пользователь может воспользоваться ПРОГРАММАТОРОМ ELAN, чтобы легко запрограммировать свой код развития».

  Через диод D2 напряжение поступает на контроллер U2 и узел начальной установки на транзисторе Q1. Необходимость в узле можно объяснить относительно медленным нарастанием выходного напряжения стабилизатора U1. На входе «SET» контроллера удерживается уровень лог.0, пока выходное напряжение не увеличится до Uмин=3,5…4,0V. Далее в теме еще вернемся к этому узлу. При подаче сетевого питания включается канал А, поэтому вход обозначен как «SET» - установка. Диод D2 удерживает напряжение на контроллере U2, не давая разрядиться конденсатору С7 через внешние цепи. Это необходимо для управления люстрой выключателем «К». Датчиком размыкания выключателя служит делитель напряжения на резисторах R1–R2. Делителем задан уровень Uдел=4,43V, соответствующий уровню лог.1 для входа «CLK». Когда выключатель кратковременно размыкают, конденсатор С2 разряжается и с делителя на вход «CLK» контроллера поступает низкий уровень напряжения. Питание контроллера U2 в это время поддерживается зарядом конденсатора С7. При замыкании выключателя с делителя на вход «CLK» вновь поступит высокий уровень напряжения. Таким образом, по сигналам низкого уровня на входе «CLK» контроллер включает или выключает соответствующий канал по приведенному выше алгоритму.

  К выходу U1 подключен конденсатор С6 емкостью 470µF, тогда как емкость входного конденсатора С2 почти в пять раз меньше – 100µF. Опять «мутное» решение: при размыкании выключателя «К» конденсатор С2 разрядится быстрее конденсатора С6, в результате к выходу U2 приложится напряжение конденсатора С6. Просчитывалось ли время разряда конденсаторов? Не это ли обстоятельство дополнительно способствует пробою стабилизатора U1? Считаю, что подключение плюсового вывода конденсатора С6 надо перенести за диод D2 или исключить С6 из схемы. Коэффициент стабилизации 78L05 обеспечивает допустимый уровень пульсаций выходного напряжения для нормальной работы модуля приемника и с одним керамическим конденсатором С4. Вообще, имеет право на жизнь еще одна версия выхода из строя стабилизатора U1.  Рабочее напряжение конденсатора С2 указано на корпусе - U=25V. Предельно допустимое входное напряжение стабилизатора 78L05 по даташиту – не более Uвх.макс=30V. Значит, выходное напряжение мостика D1 не должно превышать эти показатели при любых обстоятельствах. Измеренная емкость Сизмер=82µF конденсатора С2 оказалась на 18µF меньше указанной на корпусе. А не изменилось ли эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, ESR) этого конденсатора за пять лет эксплуатации? Как влияет увеличенное ЭПС и заниженная емкость конденсатора фильтра на амплитуду напряжения во время переходных процессов? Может быть, пока емкость и ЭПС соответствовали требуемым техническим характеристикам, всплески напряжения на выходе мостика D1 не превышали Uмакс=20…25V. К сожалению, измерить ЭПС конденсатора нечем. В любом случае электролитический конденсатор С2 требует проверки.

  Контроллер U2 декодирует поступившие на вход «DATA» цифровые коды команд (коды нажатых на пульте ДУ кнопок) и в соответствии с программой изменяет состояние выходов «OUTA» и/или «OUTB». Исполнительные реле РА и РВ подключены к выходам контроллера через драйвер U3 типа ULN2001D, производимый конторой «UTС» в корпусе SOP-8:

ULN2001D

  Это трехканальный релейный драйвер, каждый канал которого выполнен по схеме транзисторной пары Дарлингтона. Канал С драйвера не используется, хотя на печатной плате его вход «IN C» соединен с выходом «OUTC» контроллера U2. По внутренней схеме драйвера видно, что вход каждого канала зашунтирован резистором R=4К+2,7К. Что же тогда происходит, если реле на выходе этого драйвера, начинает щелкать при «не подключенном» входе, т.е. когда напряжение на выходе 78L05 совсем отсутствует? И еще одна загадка – почему только одно реле, ведь каналы выполнены по одинаковым схемам. Измеренный ток, потребляемый обмотками включенных реле и протекающий через транзисторы драйвера, составил Iпит=60мА, напряжение питания при этом «просело» с Uпит=11,85V до Uпит=10,26V. Общий потребляемый ток устройством от сети ~220V при включенных или выключенных реле достигает Iпотр=95мА. Получается, что выключенная с пульта ДУ люстра потребляет почти Ist.by=0,1A. Это не просто много – это очень много.

  Задачу полностью отремонтировать люстру перед собой не ставил – только понять принцип работы и разобраться с возможными причинами неисправности, поэтому, от схемы приемно-исполнительного узла перейду к своему проекту, в основе которого и будет лежать данный узел. Новым проектом будет 15-ти метровый сетевой ~220V удлинитель с двумя розетками, управляемый по радиоканалу. Удлинитель пригодится для подключения электроприборов и осветительных ламп в квартире, в гараже или в загородном домике. Пусть каждый канал будет рассчитан на мощность до P=1000W и будет предусмотрено ручное управление нагрузкой – это на случай, если под руками не окажется пульта ДУ или в нем разрядится батарейка. Но, главное в проекте – это снизить собственный потребляемый ток от сети ~220V. Не помешает подробнее познакомиться с работой контроллера EM78P372N, ведь у него остались еще не исследованные выводы. Стандартные обозначения входов/выходов контроллера показаны на схеме цоколевки корпуса (см. текст выше). В принципиальных схемах входам/выходам присвоены другие названия, исходя из того, как они сконфигурированы и что показали снятые осциллограммы. На РИС.2 представлены схемы включения контроллера для тестирования выходов «LED», OUTS», «OUTA», «OUTB» при изменении состояния входов «SET» и «CLK»:

Принципиальная схема

  На РИС.2а показана реакция выхода «OUTS» при изменении уровня напряжения на входе «SET». При не подключенном входе на выходе появляются прямоугольные импульсы. В первом приближении можно считать, что работа входа и выхода внутренней схемы аналогична работе КМОП-повторителя. Импульсы на выходе «OUTS» – результат наводок на «болтающийся в воздухе» вход «SET». На РИС.2б к входу «SET» подключена цепь R1-С1, принудительно устанавливающая на выходе «OUTA» лог.1 после подачи питания. Если зарядную цепь подключить к входу «CLK», как показано на РИС.2в, то после подачи питания лог.1 появится на выходе «OUTB». На выходе «LED» в обоих случаях остается лог.0. Добавлю, что при работе одного входа на другом должна быть установлена лог.1.

  На РИС.3 показаны осциллограммы, поясняющие работу выходов при управлении кнопкой, подключенной к входу «CLK» и с пульта ДУ:

БЕСПРОВОДНОЙ РАДИОВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ОТ ПОТОЛОЧНОЙ ЛЮСТРЫ

  На РИС.3а дана осциллограмма состояния выходов при управлении выключателем «К» показанного на РИС.1, вместо которого в данном случае работает кнопка SB1. Видно, что при нажатой кнопке SB1, т.е. при лог.0 на входе «CLK», выходы «OUTA» и «OUTB» принимают значение лог.0, а состояние выхода «LED» не меняется. На РИС.3б показана реакция выходов при нажатии кнопок на пульте ДУ. Интересно отметить, что после подачи питания на контроллер, выход «OUTA» принял значение лог.1 даже без предварительной установки лог.0 на входе «SET». Были проведены проверочные включения контроллера с конденсаторами разной емкости, подключенными параллельно шине питания. Всякий раз при подаче питания, если входы «SET» и «CLK» подключены к +Uпит, на выходе «OUTA» устанавливалась лог.1. Для чего тогда нужен узел начальной установки на транзисторе Q1? Наверно, такое возможно, если одна контора занимается производством радиовыключателей, а другая программирует для них контроллеры. Осциллограмма показывает, что кнопками «А» и «В» можно включить или выключить каналы соответственно А и В. Кнопка «С» позволяет включить оба канала одновременно, а кнопка «D» - выключить. Выход «LED» принимает значение лог.1, если на обоих выходах «OUTA» и «OUTB» низкий уровень напряжения. Остальные выводы контроллера никак и ни на что не реагировали.

  Проблему «включения канала А при подаче питания» можно решить двумя способами. Первый – проинвертировать выход контроллера «OUTA», но тогда при нажатии пультовых кнопок «С» или «D» каналы управления A и B всегда будут принимать разные значения, т.е. исчезнет возможность одновременного их включения или выключения. Если не пользоваться кнопками «С» и «D», то можно остановиться на этом варианте. Если требуется управление одновременно двумя нагрузками, то можно выполнить схему по второму варианту: при подаче питания оба выхода «OUTA» и «OUTB» принудительно установить в состояние лог.1, а затем инвертировать выходные сигналы. В этом случае только поменяются функции пультовых кнопок «С» и «D» - кнопкой «С» оба канала будут выключаться, а кнопкой «D», наоборот, включаться. Такой вариант реализован в новом проекте.

  Есть один интересный момент, обнаруженный при снятии осциллограмм. Когда контроллер управляется кнопкой, подключенной к входу «CLK», то на выходах «OUTA» и OUTB» устанавливаются четкие и ровные уровни лог.1, как говорится «без шума и пыли». Если управлять с пульта, то напряжение лог.1 появляется на фоне помех – уровень сильно «шумит», имеет частые кратковременные переключения в лог.0 (импульсы очень малой длительности). Сигнал на входе «DATA» контроллера имеет точно такие же помехи, которые постоянно поступают с выхода приемника «DATA OUT». Как видно, на правильное декодирование команд с пульта ДУ, эти помехи никак не влияют.

  Принципиальная электрическая схема управляемого по радио сетевого ~220V удлинителя с выходом на две розетки показана на РИС.4:

Принципиальная схема устройства

  При подключении вилки XP1 к сети ~220V напряжение поступит на источник питания, выполненный на балластном конденсаторе С1, диодном мостике VD1, стабилитронах VD2-VD3 и конденсаторе С2, сглаживающем пульсации выпрямленного напряжения. Резистор R1 уменьшает пусковой ток при первом включении устройства, а резистор R2 разряжает конденсатор С1 при отключении устройства от сети ~220V. Напряжение, ограниченное стабилитронами на уровне Uогр=10,4V поступает на вход стабилизатора напряжения DA1, которым понижается до уровня Uстаб=4,94…5,0V. Это напряжение используется для питания модуля приемника «MicroPI», схемы начальной установки на элементах DD1.1-DD1.2 и контроллера DD2, а также индикатора сетевого напряжения HL1. При подаче питания начинает заряжаться конденсатор С4 через R7, удерживая на входах 1,2DD1.1 высокий уровень напряжения. С выхода 3DD1.1 уровень лог.0 через диод VD5 поступает на вход 1DD2 и принудительно устанавливает на выходе «OUTB» лог.1 (смотри на РИС.3а - подача питания). Одновременно лог.0 через VD6 поступает на входы 5,6DD1.2. С выхода 4DD1.2 лог.1 через диод VD10 быстро заряжает С6 и устанавливается  на входах 12DD1.3 и 8DD1.4. С выходов 11DD1.3 и 10DD1.4 уровни лог.0 поступают на входы управления высоковольтных токовых ключей 1,8VT1 и 1,8VT2. Ключи закрыты, светодиоды в оптронах VS1 и VS2 выключены, следовательно, их фотодинисторы заперты и обмотки исполнительных реле РА и РВ обесточены. Когда С4 зарядится до порогового значения для входов DD1.1 (Uпорог=Uпит/2), на выходе 3DD1.1 установится лог.1. Диод VD5 закроется и начнется заряд С5 через R8, при этом на входе 1DD2 установится уровень лог.1 с резистора R12. После заряда С5 до Uпорог, на выходе 4DD1.2 появится лог.0. Конденсатор С9 зарядится через R12, при этом на входе «CLK» сформируется импульс с уровнем лог.0, который установит выходы «OUTA» и «OUTB» контроллера DD2 в лог.1 (смотри на РИС.3а - первое нажатие и отпускание SB1). Через цепи R9-С7 и R10-C8 высокий уровень напряжения установится и на входах 13DD1.3 и 9DD1.4. Одновременно конденсатор С6 разрядится через R11 и на входах 12DD1.3 и 8DD1.4 установится уровень лог.0. Токовые ключи VT1 и VT2 останутся закрытыми, а нагрузки – обесточенными. С выхода «LED» контроллера DD2 уровень лог.0 через ограничивающий ток резистор R6 поступает на базу транзистора VT3. Транзистор открывается и включает индикатор сетевого напряжения HL1. Резистор R5 ограничивает ток через светодиод.

  Если на пульте ДУ нажать кнопку «А» или «В», то выходы «OUTA» или «OUTB» контроллера примут значение лог.0. На выходах элементов DD1.3 или DD1.4 появится уровень лог.1, который откроет токовые ключи VT1 или VT2. В тиристорных оптронах VS1 или VS2 включатся светодиоды. В результате на обмотки реле РА или РВ поступит напряжение. Соответствующее реле подаст напряжение на розетку XS1 или XS2. Если на пульте ДУ нажать кнопку «D», то на обоих выходах контроллера появится лог.0. В результате одновременно включатся обе нагрузки. Если же нажать кнопку «С», то на выходах контроллера появится напряжение лог.1 и обе нагрузки одновременно выключатся. На выходе «LED» лог.1 появится только в случае одновременно включенных нагрузок, тогда транзистор VT3 закроется и светодиод HL1 погаснет.

  Если замкнуть выключатель SA1, то через развязывающие диоды VD7 и VD9 на входах 13DD1.3 и 9DD1.4 сформируется низкий уровень напряжения. С выходов элементов DD1.3 и DD1.4 уровни лог.1 откроют токовые ключи и обе нагрузки включатся. Через открытый диод VD8 светодиод HL1 окажется зашунтированным и погаснет. Если вилку XP1 подключать к сети ~220V при замкнутом SA1, то напряжение на розетках XS1 и XS2 появится через Т=10…12 секунд. Это время обусловлено задержкой появления напряжения с уровнем лог.0 на входах 12DD1.3 и 8DD1.4, т.е. временем работы узла начальной установки.

  Наличие интегрирующих цепей R9-С7 и R10-С8 обязательно. Эти цепи фильтруют «шумы» сопровождающие напряжение с уровнем лог.1 при приеме команд с пульта ДУ и не пропускают их на входы инверторов DD1.3 и DD1.4. В схеме приемно-исполнительного узла на РИС.1 используются реле с током потребления Iпотр=30мА. При таком токе через обмотку намагниченность сердечника надежно удерживает контакт реле в замкнутом состоянии при кратковременных провалах напряжения на входе драйвера. В новом проекте к выходам контроллера через усилители тока подключены не реле, а светодиоды тиристорных оптронов. Длительности помех и кратковременных провалов напряжения оптронам VS1 и VS2 хватает для размыкания исполнительных реле. В общем, указанные цепи способствуют стабильной работе устройства.

  Из схемы на РИС.4 видно, что общий ток потребления снижен по сравнению с исходной схемой на РИС.1 в четыре раза и не превышает Iпотр=24мА. Это достигнуто применением оптронов и реле с обмоткой на ~220V. По этой же причине используется балластный конденсатор с меньшей емкостью – 330nF вместо 1,3µF (емкости различаются также в четыре раза). В источнике питания можно использовать балластный конденсатор с емкостью – 220nF. На ФОТО показаны испытания:

питание

  В этом случае общее потребление тока устройством не превысит Iпотр=16,4мА. Но, тогда при включении двух каналов входное напряжение стабилизатора DA1 станет просаживаться с Uвх=10,4V до Uвх=7,76V. Так как это напряжение все-таки превышает минимально допустимое (Uвх.мин=7,0V) для стабилизатора 78L05, то выходное напряжение не изменится – Uвых=5,0V, но возникнет вероятность нестабильной работы реле, т.к. через светодиоды оптронов ток также снизится. Придется подобрать резисторы R3 и R4, либо использовать оптроны с меньшим управляющим током, например, типа МОС3063. Применяются тиристорные оптроны со «схемой определения перехода напряжения через ноль» или «Zero voltage crossing».

  Сопротивление гасящего резистора R1 должно быть не менее R=39 Ом, иначе в момент подключения вилки XP1 к сети ~220V могут наблюдаться несанкционированные кратковременные срабатывания обоих реле. Резистор R1 установлен в отверстия на плате вместо дросселя L1. Диодный мостик VD1 и стабилитроны VD2-VD3 в новом проекте используются штатные. Токовые ключи VT1 и VT2 типа КР1014КТ1А(В) установлены взамен релейного драйвера ULN2001D, при этом фактически отсутствует потребление тока по цепи управления. В принципе, драйвер можно оставить – выходы инверторов DD1.3 и DD1.4 подключить к его входам, а к выходам драйвера подключить светодиоды оптронов. Подбором сопротивления резисторов R3 и R4 добиваются стабильной работы реле. Ток потребления от стабилизатора DA1 увеличится на величину, определяемую входным сопротивлением драйвера.

  Далее на ФОТО показаны фрагменты сборки устройства:

  Для испытаний макетный вариант схемы был собран «на коленке» На правом ФОТО видно микросхему К561ЛЕ5, которая «висит» на выводах конденсаторов и резисторов:

   источник питания

  Подготовка платы приемно-исполнительного узла – демонтаж ненужных элементов и установка новых:

   вид электронного блока

  Компановка элементов в корпусе. Крепление розеток и реле:

  блок реле

  Монтаж силовой части сетевого удлинителя. Плата с тиристорными оптронами установлена на выводах исполнительных реле. Телескопическая антенна крепится сбоку корпуса:

устройство в корпусе   

  Установка на плате и пайка элементов схемы узла начальной установки:

   вид устройства в корпусе

  Выключатель кнопочного типа SA1 и антенна приемника увеличено. Используется телескопическая антенна. Длина сложенной антенны - 8 см:

внешний вид устройства

  Сборка сетевого ~220V удлинителя с выходом на две розетки завершена. Длина кабеля выбрана 15 метров:

   удленитель

  Управление светодиодной лампой. Длина полностью выдвинутой антенны – 22 сантиметра:

готовое устройство   

  Можно посмотреть ролик, демонстрирующий работу устройства:

Прочитано 1279 раз
Другие материалы в этой категории: « Акустический коммутатор переменного напряжения

Добавить комментарий


 

Топ

ТЕЛЕФОННАЯ…

Приставка-спикерфон предназначена для громкоговорящей телефонной связи. Занятие линии АТС…

Управление…

Автор разработал программу и устройство для управления различными электро и…

Импульсный…

Импульсный преобразователь сетевого напряжения Применение импульсного преобразователя…

Цифровой…

Цифровой вольтамперметр предназначенный для установки в блок питания для отображения…

Вольтамперметр на…

Pахотел повторить, но буржуй просил за прошитый МК 14 евро, было принято решения догнать…

Программатор PicKit2

PICkit 2 это простой USB программатор для микроконтроллеров PIC, микросхем памяти и…

Импульсный блок…

Импульсный блок питания 180Вт Мощность блока питания — около 180 Вт, выходное напряжение…

Эмулятор ключей…

Назначение. Устройство предназначено для считывания, хранения и эмуляции ключей домофонов…

Ремонт импульсного…

Вскрытие корпуса БП:Начинаем проверку, особо обращая внимание на поврежденные, изменившие…

ЛЕГЕНДАРНАЯ «СДУ С…

В 1984 году журнал РАДИО опубликовал схему СДУ, в которой использовался принцип цифрового…

ИНДИКАТОР УРОВНЯ…

Принципиальная схема индикатора показана на рисунке. Эта схема использовалась для…

Голосовой монитор…

Голосовой монитор (далее – монитор) предназначен для контроля телефонной линии или…