Электронный проходной выключатель

Галерин М. А.
Для управления освещением в длинных коридорах обычно используют проходные выключатели. Это два механических переключателя, соединенных трехпроводной схемой (думаю, приводить её не стоит, так как её знает каждый электрик). Такая схема позволяет включать и выключать свет из двух мест. Но что делать, если желаемых мест управления несколько? Например, это длинный коридор, с множеством дверей - входов в комнаты или кабинеты. Здесь мест управления может оказаться и несколько десятков. В таком случае поможет электроника.


На рисунке 1 показана схема электронного проходного выключателя, органы управления которого так же, связаны трехпроводным кабелем, но самих органов управления может быть сколько угодно много. Секрет в том, что органы управления представляют собой панели с двумя кнопками, работающими на замыкание и не фиксирующимися в нажатом состоянии. Получается, что линию связи (тот трех-проводной кабель) каждое место управления занимает только в момент включения или выключения света. В остальное время линия связи свободна. А сам процесс управления квазисенсорный.
Логическая часть схемы построена на микросхеме D1. На её элементах D1.1 и D1.2 и резисторе R2 выполнен триггер Шмитта. Важное свойство триггера Шмит-та в том, что его состояние можно изменить подачей управляющего напряжения
на его вход. При этом триггер Шмитта запомнит логическое состояние этого напряжения и будет его помнить до очередного изменения. Управление производится двумя кнопками, - S1.1 и S1.2 (и другими кнопами, соответственно Sn.1 и Sn.2). При нажатии S1.1 (Sn.1) на вход элемента D1.1 через кнопку и токоограничивающий резистор R1 поступает напряжение логической единицы. Триггер Шмита переключается в это состояние, и на выходе D1.2 появляется единица, которая сохраняется и после отпускания кнопки. За ним включена последовательность из двух инверторов, причем последний инвертор увеличенной мощности путем параллельного включения трех инверторов D1.4-D1.6. Увеличение мощности необходимо для управления выходным ключом на полевых высоковольтных коммутаторных транзисторах VT1 и VT2. Данные транзисторы хотя и являются транзисторами с изолированным затвором (входное сопротивление бесконечно), но обладают значительной емкостью затвора. Поэтому в процессе изменения логического уровня на затворе возникает существенный импульс тока зарядки - разрядки затвора, который способен перегрузить выход логического элемента КМОП.
И так, единица на выходе D1.2 приводит к появлению единицы на соединенных вместе выходах D1.4-D1.6. Ключ на транзисторах VT1 и VT2 открывается и включает осветительную лампу Н1. Таким образом, кнопки S1.1-Sn.1 служат для включения освещения. При нажатии S1.2 (Sn.2) на вход элемента D1.1 через кнопку поступает напряжение логического нуля. Триггер Шмита переключается в это состояние, и на выходе D1.2 появляется ноль, который сохраняется и после отпускания кнопки. Ноль на выходе D1.2 приводит к появлению нуля на соединенных вместе выходах D1.4-D1.6. Ключ на транзисторах VT1 и VT2 закрывается и выключает осветительную лампу Н1. Таким образом, кнопки S1.1-Sn.1 служат для выключения освещения.
Практически, плата располагается где-то в одном месте, там где вводится цепь на освещения коридора. Затем, по стене нужно проложить один трехпроводной кабель. Очень удобно для этого использовать тонкий трехпроводной кабель для электропроводки с заземлением. Удобно тем, что в нем не только три провода, но и эти провода разного цвета, что исключает возможность их перепутать при подключении узлов управления.
И так, кабель прокладывается по всей длине коридора. И во всех нужных местах к нему подключаются узлы управления, состоящие из двух кнопок. Конструкция узлов управления может быть произвольной. Это могут пары отдельных кнопок вроде звонковых кнопок, либо самодельные устройства. Но эстетичнее и логически понятнее получается если узлы управления сделать самостоятельно, из розеток. В которых, удалить контакты, а в отверстия установить по одной тумблерной микрокнопке. Желательно разных цветов, - красная для включения света и белая для его выключения.
Диоды VD2 и VD3 служат для разрядки емкостей затворов полевых транзисторов и гашения выбросов напряжения на них при изменениях логического уровня.

Питается микросхема от бестрансформаторного источника, состоящего из диода VD4, резистора R3, на котором падает избыток напряжения, стабилитрона VD1 и конденсатора С1. Напряжение питания микросхемы 10V.
Схема собрана на печатной плате, показанной на рисунке 2.

Плата с односторонним расположением печатных дорожек.
Печатная плата должна быть установлена в пластмассовый корпус подходящего размера, и расположена в недоступном месте.
На схеме лампа Н1 показана одна условно, на самом деле может быть несколько ламп включенных параллельно (схема работает вместо выключателя, включающего все лампы в подъезде или коридоре одновременно). Суммарная мощность ламп не должна быть более 250W. При такой мощности радиаторы транзисторам VT1 и VT2 не нужны. Если транзисторы поставить на радиаторы можно поднять мощность нагрузки до 2000W.
Транзисторы IRFBC40 можно заменить на IRF840, BUZ90, КП707В2.
Стабилитрон Д814Б можно заменить любым стабилитроном на напряжение 9-11V. Конденсаторы должны быть на напряжение не ниже напряжения стабилитрона.
РК 12-2016

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR