Схема электронного переключателя для низковольтных осветительных ламп

Простой самодельный переключатель низковольтных осветительных ламп на 4 канала управления. С целью обезопаситься от поражения электрическим током в некоторых помещениях устанавливают низковольтные светильники с галогенными лампами или светодиодными, питающимися переменным напряжением 12V.

При этом переменное напряжение 12V получают от специального силового трансформатора либо «электронного трансформатора». И тот и другой обеспечивают полную гальваническую развязку с электросетью.

Поскольку светильники низковольтные, то для получения необходимой мощности, особенно если светильники с галогенными лампами, требуется значительный ток. Использовать в такой цепи обычные механические выключатели освещения, рассчитанные на 220V затруднительно, потому что они обычно рассчитаны на ток не более 3-6А, в то время, как ток потребления низковольтной лампы значительно выше. Нужны коммутационные устройства рассчитанные на больший ток.

Принципиальная схема

Здесь приводится описание электронного переключателя четырех низковольтных осветительных ламп, в котором в качестве коммутационных элементов используются электромагнитные реле, которые допускают ток контактов до 20А.

Принципиальная схема переключателя осветительных ламп с низковольтным питанием

Рис. 1. Принципиальная схема переключателя осветительных ламп с низковольтным питанием.

Переключатель управляется двумя кнопками. Одна из них (S2) служит для выключения всех ламп. А вторая (S1) для выбора комбинации включенных / выключенных ламп. Схема состоит из двоичного счетчика на микросхеме D1 типа К561ИЕ10. Данная микросхема содержит два одинаковых счетчика, но здесь используется только один из них.

При нажатии кнопки S2 происходит обнуление счетчика, и на всех четырех его выходах устанавливаются логические нули. Все транзисторы VT1-VT4 закрываются и реле К1-К4 выключены, галогенные лампы Н1-Н4 тоже выключены.

Кнопка S1 служит для включения ламп и выбора комбинации включенных / выключенных. Кнопка S1 служит для подачи импульсов на счетный вход счетчика. Пока она не нажата, на входе «С» D1 ноль, при нажатии - единица, при отпускании опять ноль. Так формируется импульс, который переводит счетчик на единицу вверх.

При этом состояния его входов меняются соответственно четырехразрядному двоичному коду. Всего, включая состояние со всеми выключенными лампами, получается 16-вариантов комбинаций включенных / выключенных ламп.

Кнопка S1 - обычная механическая кнопка с нормально разомкнутыми контактами. При работе такой кнопки неизбежен дребезг контактов, который может производить вместо одного импульса целое множество хаотических импульсов, переводящих счетчик в самое произвольное положение.

Чтобы этого не происходило кнопка к входу «С» D1 подключена через цепочку R2C2, которая подавляет импульсы дребезга. Величина сопротивления R2 зависит от качества кнопки S1, если она дребезжит больше, то и R2 нужно поставить сопротивлением больше, чтобы дребезг подавлялся эффективнее. Однако при сопротивлении R2 более мегаома уже будет наблюдаться некоторая задержка реакции схемы на кнопку.

В низковольтной сети переменное напряжение 12V. Для питания схемы нужно постоянное напряжение. Выпрямляется напряжением однополупериодным выпрямителем на диоде VD2.

Пульсации сглаживаются конденсатором С4. Этим постоянным напряжением питаются электромагнитные реле К1-К4. А на микросхему напряжение поступает через параметрический стабилизатор на стабилитроне VD1 и балласте на R4. Напряжение питания микросхемы в данной схеме чуть ниже 5V (примерно 4,72V по результату измерения мультиметром М838).

Данное напряжение стабилизировано, что исключает сбои счетчика от провалов напряжения питания, которые могут быть при срабатывании реле.

Диоды VD3-VD6 включены параллельно обмоткам реле, чтобы подавлять отрицательную ЭДС самоиндукции, возникающую при подаче тока на обмотку реле, и могущую вывести из строя управляющий транзистор (VТ1-VТ4). Монтаж выполнен на макетной печатной плате, представляющей собой решето металлизированных отверстий с печатными площадками, расположенными рядами с шагом под DIP-корпус микросхемы.

Детали и их замена

В настоящее время микросхемы К561 уже не так доступны, и может потребоваться функциональная замена. Микросхему К561ИЕ10 можно заменить зарубежным аналогом 4520 (например, CD4520 или UPD4520).

Если полного аналога нет можно использовать практически любой другой двоичный счетчик, ниже схемы на рисунке показаны варианты включения счетчика К176ИЕ1 (зарубежного аналога не знаю), а так же счетчиков К561ИЕ20 (зарубежный аналог 4040) и CD4024 (аналог 4024). Соответственно, цоколевка у них отличается от К561ИЕ10 (4520).

Тип используемого реле в основном зависит от тока осветительной лампы. Если лампы светодиодные, здесь можно использовать практически любые реле, даже на относительно небольшой ток контактов. Но, галогенные лампы потребляют ток значительно больше светодиодных и здесь уже придется выбирать реле таким образом, чтобы был хотя бы 20% запас по току контактов.

Можно использовать стандартные автомобильные реле (ток контактов до 60А), но у них и ток обмотки значителен, поэтому придется переделать ключи на VT1-VT4, например, выполнив их на транзисторах Дарлингтона типа КТ972. Или составных.

Белодворов Г. П.РК-2015-08.

1 74 Освещение
переключатель дистанционное управление
кэшбек