Схема самодельного кодового замка с автоматическим выключателем света (КУ202Н)

На всем протяжении истории техники ее развитие шло по пути снижения энергоемкости, материалоемкости технических устройств и разработки энергосберегающих технологий. В этом отношении характерна и эволюция электрических источников света.

Первым в мире искусственным электрическим• источником света (самым ярким после солнца) явилась электрическая дуга, открытая в 1802 г. профессором В.В. Петровым.

И хотя свое открытие В.В. Петров в основном предназначил для сварки металлов и электрометаллургии, электрическая дуга с успехом применялась и для освещения.

Как источник света дуга Петрова, более приспособленная для целей освещения П.Н. Яблочковым (1876 г., “Свеча Яблочкова”), прошла путь от двора Казанского университета до стен Лондона, Парижа (“русский свет”) и Рима (нужно сказать, поскольку в приведенных ниже схемах применяются трансформаторы, что П.Н. Яблочкову, и независимо от него И.Ф. Усагину, принадлежит и приоритет в изобретении трансформатора, 1876 - 1882 гг.).

Однако дуговые электрические источники света оказались очень неэкономичными (к тому же, слишком яркими для домашнего освещения) и получили в дальнейшем, хотя и широкое, но только специальное применение.

Следующий шаг (1874 г.) - электрическая лампа накаливания А.Н. Лодыгина (освещавшая подводные работы при строительстве Литейного моста в Петербурге). Усовершенствованная затем Т. Эдисоном (1879 г.) лампа А.Н. Лодыгина дошла в почти неизменном виде до наших дней.

Но, несмотря на все положительные потребительские качества, электрические лампы накаливания имеют крайне низкий коэффициент полезного действия (КПД): только 5% потребляемой ими мощности преобразуется в энергию видимого света, остальное - невидимые тепловые (инфракрасные) излучения.

Поэтому работы по совершенствованию электрических источников света продолжались. Начиная с 20-х годов прошлого столетия академик С.И.

Вавилов занимался изучением люминесценции и внес неоценимый вклад в теорию и практику этого раздела физики. В 1941 г. он доложил АН СССР о создании им люминесцентных ламп дневного (холодного) света (ЛДС). Это было выдающимся техническим достижением - ЛДС имели КПД порядка 40%.

Такие лампы и сегодня являются экономичными источниками света, используются в рекламах и выпускаются многими зарубежными фирмами как энергосберегающие.

Однако теоретический рубеж повышения КПД ЛДС ограничивается 70% (а практический - гораздо более низким), и остается только один путь энергосбережения - выключать осветительные лампы, когда в них нет необходимости.

Приводимые ниже схемы не разрешают, конечно, энергетическую проблему, но если учесть, что в многоэтажных домах в подъездах и общих коридорах круглые сутки горит свет (причем, как правило, это лампы накаливания), то применение простейших автоматических выключателей может дать существенную экономию средств как в масштабе страны, так и для жильцов одного дома или.квартиры.

Схема кодового замка

На рис. 1 изображена электрическая схема кодового замка и автоматического выключателя света, предназначенная для использования в общих (на несколько квартир) коридорах многоэтажных домов (у автора подобное устройство исправно служит много лет).

Выключатель света кодового замка автоматически включает в коридоре свет в момент открывания наружной или любой из дверей квартир и выключает его через примерно две минуты после их закрывания (при желании продолжительность освещения можно увеличить в процессе наладки схемы).

Если какая-то дверь в коридоре открыта (или приоткрыта), то свет горит до тех пор, пока не будут плотно закрыты все двери. Промежутка времени в две минуты больше чем достаточно, чтобы отпереть или запереть ключом замок очередной двери.

Поэтому имеющимся в коридоре выключателем Q1 приходится пользоваться очень редко (в случае неполадок в автомате или уборки помещения.

Правда, в последнем случае можно просто приоткрыть любую из дверей). Схема подключается к уже существующей проводке освещения (показана жирными линиями) в точках а, b и с.

На рисунке схема разделена пунктирной линией de на две части. Левая часть - автоматический выключатель света, правая - кодовый замок. Автоматический выключатель работает следующим образом.

На всех дверях установлены концевые выключатели (S1 ...S5, по числу дверей. Концевой выключатель S5 - на общей наружной двери коридора).

В исходном состоянии при всех закрытых дверях и разомкнутых концевых выключателях (к автомату освещения относится S5.1) схема обесточена и электроэнергии не потребляет, осветительная лампа Е1 не горит. Конденсатор С1 полностью разряжен через нормально замкнутые контакты К1.3 и резистор R4.

В момент открывания одной из дверей замыкается какой-то из контактов S1...S5.1 и через резистор R3 включает тринистор VD5. Срабатывает реле К1 и своими контактами К1.1 самоблокируется. Поэтому после закрывания двери и размыкании дверного контакта реле К1 остается включенным. Одновременно замыкаются контакты К1.2 этого реле (загорается свет) и размыкаются - К1.3.

С этого момента начинается заряд конденсатора С1 по цепи: фазовый провод сети “Ф”; предохранитель F1; диоды VD1, VD2; резистор R1; конденсатор С1; замкнувшиеся контакты К1.1; провод сети “0”. Резистор R1 и конденсатор С1 образуют времязадающую цепь.

Когда, через время выдержки, напряжение на конденсаторе С1 достигает потенциала зажигания неоновой лампочки VD3, в лампочке происходит газовый разряд, и конденсатор С1 быстро разряжается через лампочку, обмотку реле К2 и замкнутые контакты К1.1. Кратковременно срабатывает реле К2 и размыкает контакты К2.1.

Этого кратковременного размыкания контактов К2.1 достаточно, чтобы выключились реле К1 и осветительная лампа Е1. Замкнувшиеся контакты К1.3 реле К1 подключают к конденсатору С1 резистор R4, через который конденсатор полностью разряжается, и схема возвращается в исходное состояние. Это сделано вот для какой цели.

Схема кодового замка с автоматическим выключателем света

Рис. 1. Схема кодового замка с автоматическим выключателем света.

Потенциал погасания неоновой лампочки VD3 не равен нулю, и после разряда конденсатора С1 через лампочку и катушку реле К2 на конденсаторе остается напряжение порядка 40...50 В.

Это напряжение со временем, конечно, достигнет нуля (конденсатор разрядится через собственное сопротивление утечки), но если сразу вслед за первым посетителем в коридор войдет второй, то конденсатор разрядиться до нуля не успеет, и время выдержки сократится.

Чтобы устранить это нежелательное явление, в схему и введена цепь принудительного разряда конденсатора С1 через резистор R4, коммутируемая контактами К1.3 реле К1.

Резистор R2 обеспечивает более надежное запертое состояние тринистора VD5. Без этого резистора, при бросках напряжения в сети, тринистор может срабатывать, как динистор. Кроме того, для тринистора с никуда не подключенным управляющим электродом - режим неблагоприятный. Мы рассмотрели работу схемы автоматического выключателя света, построенного на реле.

Но можно сделать и бесконтактный выключатель (если не принимать во внимание контакты концевых выключателей дверей). Роль элемента, управляющего включением и выключением осветительной лампы в такой схеме, выполняет не реле, а тринистор.

Но тринистор обладает тем свойством, что будучи включенным (в цепи постоянного тока), он перестает управляться по управляющему электроду, и его можно выключить только прервав ток, протекающий через него самого.

В цепях переменного тока, наоборот, осложняется включение кратковременной подачей управляющего напряжения на управляющий электрод - тринистор сразу же выключается при ближайшем переходе переменного напряжения через нуль.

Преодолению этих трудностей в бесконтактном выключателе способствует то обстоятельство, что при сравнительно больших коммутируемых тринистором токах, ток удержания его в открытом состоянии незначителен.

Это свойство тринистора позволяет при отсутствии управляющего напряжения не только поддерживать его открытое состояние слабым прямым током в моменты перехода переменного напряжения через нуль, но и легко выключать тринистор током встречного направления такой же величины.

Схема бесконтактного выключателя света

Схема одного из вариантов бесконтактного выключателя света приведена на рис. 2.

Схема самодельного кодового замка с автоматическим выключателем света (КУ202Н)

Рис. 2. Схема бесконтактного автоматического выключателя света с питанием осветительной лампы однополупериодным током.

Как и в предыдущем случае, схема подключается к существующей проводке освещения коридора в точках а, Ь и с. В исходном состоянии конденсатор С2 разряжен, а конденсатор С1 заряжен до амплитудного значения переменного напряжения сети по цепи: провод сети “0”; диод VD5; резистор R3; диоды VD7, VD6; конденсатор С1; сетевой провод “Ф” (параллельным током заряда через вторичную обмотку трансформатора Т1 и ограничительные резисторы R5, R6 можно пренебречь в связи с большим сопротивлением этих резисторов).

Во время открывания одной из дверей замыкаются контакты соответствующего концевого выключателя (S1...S4), включается тринистор VD4, и загорается лампа освещения Е1.

В моменты перехода сетевого напряжения через нуль конденсатор С1 разряжается через ограничительные резисторы R5 и R6, вторичную обмотку трансформатора Т1, тринистор VD4 и лампу Е1, поддерживая тринистор в открытом состоянии (диод VD5 препятствует разряду конденсатора С1 через электрическую сеть).

Во время действия полупериодов переменного напряжения, плюсом приложенных к аноду диода VD5, конденсатор С1 быстро подзаряжается, так как сопротивление цепи его заряда значительно меньше сопротивления цепи разряда.

Сразу же после включения тринистора VD4 начинается заряд конденсатора С2 однополупериодным током, протекающим от сетевого провода “О” через диод VD5, открывшийся тринистор VD4, диоды VD1 и VD2, конденсатор С2, резистор R4 к сетевому проводу “Ф”.

Постоянная времени времязадающей цепи R4, С2 определяет время выдержки. Когда напряжение на конденсаторе С2 достигает потенциала зажигания тиратрона VD3, в тиратроне происходит газовый разряд, и конденсатор С2 быстро разряжается через тиратрон и первичную обмотку трансформатора Т1.

Вторичная обмотка трансформатора включена таким образом, что ток разряда конденсатора С2 индуцирует в ней ток, препятствующий току поддержания открытого состояния тринистора, и тринистор и осветительная лампа Е1 выключаются. Нетрудно заметить, что в рассмотренной схеме осветительная лампа питается однополупериодным током и горит вполнакала (т.е. 100-ваттная лампа дает примерно столько же света, как и 60-ваттная, чего, впрочем, вполне достаточно для освещения коридора. Если же требуется больше света, то нужно взять более мощную лампу).

Но в этом есть и свои преимущества - значительно повышается долговечность лампы как из-за более щадящего режима работы, так и из-за уменьшения вероятности перегорания в момент включения.

В. Бартенев. РМ-10-17.

1 59 Кодовые у-ва
кодовый замок выключатель освещения
Написать комментарий:

cashback