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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 비접촉식 조명 제어. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / Освещение 손님이 아파트 문턱을 넘자마자 마술처럼 홀에 빛이 번쩍이고 하루 중 언제든지 복도의 특징인 황혼을 비춥니다. 그리고 요점은 아파트 내부의 정문 근처 깔개, 오히려 그 아래 숨겨진 민감한 안테나, 더 정확하게는 복도의 램프를 제어하는 전자 기계에 있습니다. 기계(그림 1)는 두 개의 디지털 마이크로 회로(DD1 및 DD2), 즉 하나의 트랜지스터(VT1)와 하나의 트리니스터(VS1)로만 조립됩니다. 여기에는 논리 요소 DD1.2-DD1.4, 커패시터 C7 및 저항 R10을 기반으로 구축된 펄스 발생기가 포함되어 있으며 주파수 10000Hz(또는 10kHz는 오디오 주파수)의 직사각형 펄스를 생성합니다. 더욱이, 주파수 안정성은 특별히 중요하지 않습니다. 따라서 이들 펄스의 반복 주기는 0,1ms(100μs)입니다. 이러한 펄스는 거의 대칭이므로 각 펄스의 지속 시간(또는 펄스 사이의 일시 중지)은 약 50μs입니다. 논리 요소 DD1.1, DD2.1, 커패시터 C1-C3, 저항기 R1, R2, 다이오드 VD1 및 커넥터 X1이 있는 안테나 WA1에는 안테나와 네트워크 와이어 사이의 커패시턴스에 응답하는 용량성 릴레이가 만들어집니다.
이 커패시턴스가 중요하지 않은 경우(15pF 미만) 1.1kHz의 동일한 주파수의 직사각형 펄스가 요소 DD10의 출력에 형성되지만 이들 사이의 일시 중지는 (미분 체인 C1R1로 인해) 0,01ms로 감소됩니다. (10μs). 펄스 지속 시간은 100 - 10 = 90 µs임이 분명합니다. 그러나 충전 시간(저항 R3를 통해)이 길고 대략 1ms(2μs)에 달하므로 짧은 시간 내에 커패시터 C70은 여전히 거의 완전히 방전됩니다(다이오드 VD70000을 통해). 커패시터는 요소 DD1.1의 출력에 높은 전압 레벨(펄스 또는 일정한 레벨)이 있을 때만 충전되기 때문에 90μs 동안 지속되는 펄스 동안 커패시터 C3은 눈에 띄게 충전되므로 출력 요소 DD2.1에서 항상 높은 전압 레벨로 유지됩니다. WA1 안테나와 네트워크 와이어 사이의 커패시턴스가 (예를 들어 인체로 인해) 15pF 이상으로 증가하면 DD1.1 요소 입력의 펄스 신호 진폭이 너무 감소하여 펄스 이 요소의 출력은 사라지고 지속적으로 높은 레벨로 변합니다. 이제 커패시터 C3은 저항 R2를 통해 충전될 수 있으며 요소 DD2.1의 출력은 낮은 레벨로 설정됩니다. 논리 요소 DD2.2, DD2.3, 커패시터 C4 및 저항 R3, R4에 조립된 원샷(대기 멀티바이브레이터)을 트리거하는 사람은 바로 그 사람입니다. 안테나 회로의 커패시턴스가 작아서 요소 DD2.1의 출력에 높은 전압 레벨이 있는 반면, 단안정은 요소 DD2.2의 출력이 낮은 상태이고 출력은 DD2.3의 수치가 높을 것입니다. 타이밍 커패시터 C4는 (저항 R3 및 요소 DD2.3의 입력 회로를 통해) 방전됩니다. 그러나 커패시턴스가 눈에 띄게 증가하고 요소 DD2.1의 출력에 낮은 레벨이 나타나면 단안정은 C4R3R4 회로의 지정된 정격에서 약 20초에 해당하는 시간 지연을 즉시 생성합니다. 이때 요소 DD2.3의 출력에는 낮은 레벨이 나타나고 DD2.2의 출력에는 높은 레벨이 나타납니다. 후자는 논리 요소 DD2.4, 트랜지스터 VT1, 다이오드 VD3 및 저항 R5-R8에 만들어진 전자 키를 열 수 있습니다. 그러나이 키는 항상 열려 있지 않습니다. 이는 에너지 소비 측면에서 그리고 가장 중요한 것은 VS1 사이리스터 제어 접합의 완전히 쓸모없는 가열로 인해 분명히 비실용적입니다. 따라서 전자 스위치는 저항 R5의 전압이 다시 약 5V로 증가하는 네트워크의 각 반주기가 시작될 때만 트리거됩니다. 이 시점에서 높은 전압 레벨 대신 낮은 전압 레벨은 트랜지스터 VT2.4로 인해 요소 DD1의 출력에 나타나고 먼저 사이리스터 VS1이 열립니다. 그러나 후자가 열리면 그 전압이 크게 떨어지므로 DD2.4 요소의 상위 (회로에 따라) 입력 전압이 감소하므로 이 출력의 낮은 레벨이 발생합니다. 요소는 다시 갑자기 높은 요소로 대체되어 트랜지스터 VT1이 자동으로 닫힙니다. 그러나 사이리스터 VS1은 이 반주기 동안 열린 상태(켜짐)로 유지됩니다. 다음 반주기 동안 모든 것이 동일한 순서로 반복됩니다. 따라서 전자 키는 SCR VS1을 켜는 데 필요한 몇 마이크로초 동안만 열렸다가 다시 닫힙니다. 덕분에 SCR의 전력 소비와 발열이 줄어들 뿐만 아니라, 방출되는 무선 간섭 수준도 대폭 감소됩니다. 20초 노출이 끝나고 사람이 이미 "마법" 매트를 떠났을 때 DD2.3 요소의 출력에는 높은 레벨이 다시 나타나고 DD2.2의 출력에는 낮은 레벨이 나타납니다. 후자는 요소 DD2.4의 하위 입력에서 전자 키를 잠급니다. 이 경우 네트워크 펄스를 동기화하여 트랜지스터 VT1 및 사이리스터 VS1을 더 이상 열 수 없습니다(다이어그램에서 요소 DD2.4의 상단 입력에서). 셔터 속도가 만료되었지만 사람이 여전히 매트(WA1 안테나) 위에 남아 있는 경우, 사람이 매트를 떠날 때까지 전자 키가 잠기지 않습니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 SCR VS1은 다이오드 브리지 VD5의 수평(회로에 따라) 대각선을 닫을 수 있습니다. 그러나 이는 동일한 다리의 수직 대각선을 닫는 것과 같습니다. 따라서 사이리스터 VS1이 열리면 램프 EL1이 켜집니다. 열리지 않으면 램프가 꺼집니다. 램프 EL1과 스위치 SA1은 복도에서 사용 가능한 표준 가전제품입니다. 따라서 스위치 SA1을 사용하면 기계에 관계없이 언제든지 램프 EL1을 켤 수 있습니다. 사이리스터 VS1이 닫혀 있을 때만 끌 수 있습니다. 그러나 스위치 SA1의 접점을 닫은 후 기계의 전원이 차단되는 것도 중요합니다. 따라서 SA1 스위치를 닫았다가 열면 시간 지연의 형성을 언제든지 마음대로 중단할 수 있습니다. 이 기계는 안정기 저항 R9, 정류기 다이오드 VD4 및 제너 다이오드 VD2를 포함하는 파라메트릭 안정기에 의해 구동됩니다. 이 안정기는 약 10V의 정전압을 생성하며, 이는 커패시터 C6 및 C5에 의해 필터링되며, 커패시터 C6은 이 전압의 저주파 리플을 평활화하고 C5는 고주파 리플을 평활화합니다. (스위치 SA1이 열려 있다고 가정) 기계의 작동을 간단히 살펴보겠습니다. WA1 안테나가 인체의 정전 용량에 의해 차단되지 않는 한 DD2.1 요소의 출력에는 지속적으로 높은 레벨이 있습니다. 따라서 원샷 장치는 대기 모드에 있으며 요소 DD2.2의 출력에 낮은 레벨이 있으며 전자 키를 (요소 DD2.4의 하위 입력에서) 잠급니다. 결과적으로 사이리스터 VS1은 브리지 VD2.4에서 저항 R5을 통해 요소 DD6의 상위 입력에 도달하는 클록 펄스에 의해 열리지 않습니다. 사람이 안테나 회로를 차단하면 DD2.1 요소의 출력에 낮은 레벨이 나타나 단안정을 트리거하고 DD2.2 요소의 출력에 높은 레벨이 나타나 전자 키와 사이리스터 VS20이 열립니다. 1초(이 시간 동안 EL1 램프가 켜집니다). 그 때까지 안테나 회로 차단이 중지되면(사람이 매트에서 나옴) EL1 램프가 꺼지고, 그렇지 않으면 사람이 매트에서 나갈 때까지 계속 켜집니다. 어쨌든 원샷(및 기계 전체)은 다시 대기 모드로 전환됩니다. 예정보다 일찍(20초 기다리지 않고) 조명을 끄려면 갑자기 필요할 경우 스위치 SA1을 닫았다가 열면 됩니다. 그러면 기기도 대기 모드로 들어갑니다. 기계에 필요한 감도는 WA1 안테나의 크기, 매트의 두께 및 기타 고려하기 어려운 요소에 따라 달라집니다. 따라서 저항 R1의 저항을 변경하여 원하는 감도를 선택합니다. 따라서 저항이 증가하면 감도가 증가하고 그 반대도 마찬가지입니다. 그러나 두 가지 이유로 과도한 민감성에 빠져서는 안됩니다. 첫째, 일반적으로 저항 R1의 저항을 1MOhm 이상으로 높이려면 작동 모드에 대한 공기 습도의 영향을 제거하기 위해 저항기를 바니시로 채워야 합니다. 둘째, 기계가 지나치게 민감한 경우 오탐을 배제할 수 없습니다. 복도 바닥을 청소했지만 아직 건조되지 않은 후에도 가능합니다. 그런 다음 조명을 끄려면 단극 커넥터 X1을 사용하여 WA1 안테나를 일시적으로 분리해야 합니다. WA1 안테나는 호일 측면에 얇은 텍스타일, getinax 또는 폴리스티렌의 두 번째 시트로 덮인 단면 호일 유리 섬유 시트입니다. 첫 번째 시트의 둘레를 따라 호일을 약 1cm 너비로 제거한 다음 두 시트를 함께 접착하고 안테나의 주변 영역을 접착제(예: 에폭시 퍼티)로 조심스럽게 채웁니다. 호일이 제거되었습니다. 포일에서 안테나 외부로 이어지는 와이어 종단의 신뢰성에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 안테나의 전체 치수는 기존 매트에 따라 다릅니다. 대략적인 면적 (호일 기준)은 500...1000 cm2 (20x30 cm라고 가정)입니다. 기계에서 안테나까지 이어지는 전선의 길이가 길면 차폐해야 할 수도 있습니다(차폐 스타킹은 저항 R1의 아래쪽 단자에 연결됩니다). 그러나 한편으로는 기계의 감도가 필연적으로 감소하고 다른 한편으로는 커패시터 C1의 커패시턴스를 약간 증가시켜야 할 수도 있습니다. 스크린은 전기적으로 네트워크에 연결되므로 상단을 양호하고 두꺼운 절연체로 덮어야 합니다. 기계 자체는 인쇄 또는 표면 장착 설치를 사용하여 플라스틱 보드에 조립됩니다. 보드는 적절한 크기의 플라스틱 상자에 배치되어 모든 전기 지점이 무의식적으로 접촉되는 것을 방지합니다. 왜냐하면 모든 보드가 네트워크에 연결되어 있기 때문에 어느 정도 위험하기 때문입니다. 이러한 이유로 설치 중 모든 납땜은 먼저 네트워크(SA1 스위치에서)에서 기계를 분리한 후에 수행해야 합니다. 설정은 이미 언급한 것처럼 감도(저항 R1 사용)를 선택하고 필요한 경우 단안정 셔터 속도(저항 R4 사용)를 선택하는 것으로 구성됩니다. 그런데 셔터 속도를 1분(R4 = 820kOhm에서) 이상으로 늘릴 수 있습니다. 그림 1과 같은 세부 사항을 사용하면 EL1 램프(또는 병렬로 연결된 여러 램프)의 최대 전력은 130W에 도달할 수 있으며 이는 복도에 사용하기에 충분합니다. SCR KU202N(VS1) 대신 KU202M을 설치하거나 최후의 수단으로 KU202K, KU202L, KU201K 또는 KU201L을 설치하는 것이 허용됩니다. 문자 인덱스가 Zh 또는 I인 KTs5 또는 KTs402 시리즈의 다이오드 브리지(VD405). 동일한 시리즈의 브리지를 사용하지만 인덱스가 A, B 또는 C인 경우 허용 전력은 220W입니다. 이 브리지는 205개의 개별 다이오드 또는 KD105 시리즈의 105개 어셈블리로 쉽게 조립할 수 있습니다. 따라서 다이오드 KD105B, KD226V, KD205G, D65B, KD209E를 사용하는 경우 램프 전력을 205W, KD205V, KD110A, KD209B - 209W, KD155A, KD225B 225W, KD375V, KD202D - 202W로 제한해야 합니다. , K D202K, KD202L, KD202M, KD202N, KD440R, KDXNUMXS XNUMXW. SCR이나 브리지 다이오드에는 방열판(라디에이터)이 필요하지 않습니다. 다이오드 VD1 - 모든 펄스 또는 고주파수(게르마늄 또는 실리콘) 및 다이오드 VD3, VD4 - 모든 정류기(예: KD102-KD105 시리즈). 제너 다이오드 VD2 - 9...1O V의 안정화 전압을 위해 시리즈 KS191, KS196, KS210, KS211, D818 또는 유형 D814V, D814G를 가정합니다. 트랜지스터 VT1 - KT361, KT345, KT208, KT209, KT3107, GT321 시리즈 중 하나입니다. K561LA7 마이크로 회로(DD1 및 DD2)는 KM1561LA7, 564LA7 또는 K176LA7로 쉽게 교체할 수 있습니다. 열 방출을 개선하려면 9개의 82/5,1와트 안정기 저항기(R0,125)를 만드는 것이 좋습니다. 즉, 병렬 연결의 경우 저항이 0,125kOhm이고 직렬 연결의 경우 저항이 0,125kOhm입니다. 나머지 저항은 MLT-2, OMLT-500 또는 VS-1 유형입니다. 전기 안전을 위해 커패시터 C3(바람직하게는 운모)의 정격 전압은 최소 5V여야 합니다. 커패시터 C7-C2, CXNUMX 및 CXNUMX은 모든 정격 전압(CXNUMX 제외)의 세라믹, 운모 또는 금속 종이입니다. 정격 전압이 4V 이상인 모든 유형의 산화물(전해) 커패시터 C6 및 C15. 손의 물결(가벼운 터치)로 테이블 램프(스콘스, 플로어 램프 또는 천장 램프)를 켜는 기계의 또 다른 버전이 그림 2에 나와 있습니다. 이 기계는 본질적으로 매번 활성화되는 잠금 메커니즘을 갖춘 기존 푸시 버튼 스위치의 전자 아날로그입니다. 한 번 누르면 램프가 켜지고 다른 번 누르면 램프가 꺼집니다.
이 기계는 또한 두 개의 디지털 마이크로 회로로만 제작되었지만 두 번째 K561LA7 마이크로 회로(2개의 561I-NOT 논리 요소) 대신 K2TMXNUMX 마이크로 회로(XNUMX개의 D-플립플롭)를 사용합니다. 이전 기계의 단일 진동기 대신 최신 미세 회로의 트리거가 설치되어 있음을 쉽게 알 수 있습니다. 기계에서 어떻게 작동하는지 간단히 살펴 보겠습니다. DD2.1 트리거의 목적은 보조입니다. 즉, DD2.2 트리거의 카운팅 입력 C에 공급되는 펄스의 직사각형 모양을 제공합니다. 이러한 펄스 셰이퍼가 없으면 DD2.2 트리거는 입력 C에서 단일(직접 출력이 높고 역 출력이 낮은 경우) 또는 2.1(출력 신호가 반대인 경우)으로 명확하게 전환할 수 없습니다. 표시된 것) 상태입니다. 트리거 DD3의 설정 입력 S(설정 "4")는 설정 입력 R(설정 "3")에 비해 지속적으로 높은 레벨이 공급되므로 역 출력은 일반 리피터입니다. 이것이 바로 통합 회로 R1C2.1가 커패시터 C3에서 가져온 펄스의 가장자리를 날카롭게 만드는 이유입니다. 전압이 낮을 때 (안테나 WA1을 손으로 만지지 않음) 트리거 DD5의 역 출력도 낮은 전압 레벨에 있습니다. 그러나 커패시터 C2.1의 전압이 약 XNUMXV로 증가하면(안테나 WAXNUMX에 손을 가까이 가져감) 트리거 DDXNUMX의 역 출력에서 낮은 레벨이 급격히 높음으로 변경됩니다. 반대로 커패시터 C3(손으로 제거)의 전압을 5V 미만으로 줄인 후 동일한 역 출력에서 하이 레벨도 갑자기 로우로 변경됩니다. 그러나 DD2.2 트리거는 (입력 C에서) 음의 전압 서지에 반응하지 않기 때문에 이 두 서지 중 첫 번째(양성)만 중요합니다. 따라서 DD2.2 트리거는 충분히 가까운 거리에 있는 WA1 안테나에 손을 가져갈 때마다 새로운 상태(XNUMX 또는 XNUMX)로 전환됩니다. DD2.2 트리거의 직접 출력은 전자 키의 일부인 DD1.2 요소의 상위(다이어그램에 따라) 입력에 연결됩니다. 이 입력에 작용하여 트리거는 전자 키와 사이리스터 VS1을 열고 닫아 램프 EL1을 켜거나 끌 수 있습니다. 트리거 DD2.2의 역 출력을 자체 정보 입력 D와 직접 연결하면 원하는 계산 모드("매번")에서 작동이 보장되지만 전원 공급 후 통합 회로 C5R4가 필요합니다. 기계에 (예를 들어 "플러그"를 끈 후) 트리거 DD2.2는 꺼진 램프 EL1에 따라 반드시 XNUMX 상태로 설정됩니다. 이전 기계와 마찬가지로 일반적인 스위치 SA1을 사용하여 램프 EL1을 켤 수 있습니다. 그러나 한편으로는 스위치 SA1이 열려 있고 다른 한편으로는 트리거 DD2.2가 10으로 설정되면 꺼집니다. 이 기계의 또 다른 특징은 펄스 발생기(1kHz)가 1.4개가 아닌 561개의 요소(DD2 및 DD2)만으로 단순화된 회로에 따라 조립된다는 것입니다. K1561TM2 (DD564) 마이크로 회로 대신 KM2TM176, 2TM50 또는 K100TM2를 사용할 수 있습니다. 그 밖의 세부 사항은 이전 내용과 동일합니다. 호일 영역에서 안테나 크기를 XNUMX~XNUMXcmXNUMX로 줄이는 것이 합리적입니다. 땜질 애호가들의 의심할 여지 없는 관심은 단 하나의 마이크로 회로(DD3)만 포함하는 가장 간단한 조명 기계(그림 1)입니다. 이 장치는 자체 재설정 기능이 있는 일반 버튼의 전자 아날로그와 같습니다. 누르면 램프가 켜지고 손을 떼면 꺼집니다. 예를 들어 안락 의자와 같은 비접촉식 "버튼"을 장착하는 것은 매우 편리합니다. 위의 조명은 독서, 뜨개질 또는 기타 활동적인 레크리에이션을 위해 앉을 때마다 자동으로 켜집니다.
이 단순화된 기계와 이전 기계의 차이점은 원샷 기계나 트리거가 없다는 것입니다. 따라서 커패시터 C3은 전자 키 요소 DD1.2의 하위(회로에 따라) 입력에 직접 연결됩니다. "라이더"가 없으면 의자 덮개 아래에 숨겨진 안테나 WA1은 요소 DD1.1의 출력에서 펄스 신호의 발생을 방지하지 못하고 커패시터 C3이 방전되므로 전자 키와 사이리스터 VS1은 닫혀 있으면 램프 EL1이 켜지지 않습니다. 휴가객이 의자에 앉으면 이러한 펄스가 사라지고 커패시터 C3이 충전되고 전자 키를 사용하여 SCR VS1을 열 수 있으며 표시등이 켜집니다. 물론 이러한 예가 라이트 오토마타 사용의 모든 가능성을 소진시키지는 않습니다. 저자: V.V.Bannikov
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