В.Б. Ловчук, м.Самбір, Львівська обл.

Різні пристрої включення і виключення споживачів струму, регулятори яскравості світіння лампи розжарювання та інші не тільки створюють певні зручності при експлуатації електроприладів, але і дозволяють економити електроенергію. Пропонована схема сенсорного пристрою знайде застосування в різних електроприладах для швидкого переривання струму в цілях навантаження. Описане нижче пристрій дозволяє включати і вимикати прилади потужністю до 100 Вт в мережу напруги 220 В практично миттєво, легким дотиком пальців руки до сенсорного контакту.

 

 

Принципова схема сенсорного вимикача для настільного світильника показана на рис.1. Вона складається з підсилювача струму на транзисторах VT1 і VT2 і фільтра на елементах R3 і С1, який зводить до мінімуму сигнал перешкоди в момент дотику до сенсорного контакту Е1. Основою схеми є RS-тригер на двох логічних елементах DD1.3 і 001.4. Як відомо, установка тригера в потрібне стан здійснюється подачею напруги низького рівня на один з входів (на іншому вході в цей час має бути напруга високого рівня). Щоб подавати напругу низького рівня по черзі на висновок 1 або висновок 6 тригера, введено дві RC-ланцюжка: R5C2 і R6C3 з різними постійними часу. Тригер управляє транзистором VT3 і тріністором VS1, який включає або вимикає лампочку HL1. Низьковольтна частина схеми живиться від параметричного стабілізатора на стабілітрон VD7. Конденсатор С4 згладжує до мінімуму пульсації напруги живлення.

Пристрій сенсорного вимикача має такі характеристики: Час включення, не більше 1,5 с

Час виключення, не більш 0,2 с

Номінальна потужність

навантаження 40-100 Вт

Струм в режимі очікування, не більше 2 мА.

Робота схеми. Після подачі напруги живлення тригер встановиться в такий стан, коли на його виході (на виході елемента DD1.4) низький рівень. У цьому стані тригер може перебувати

 

 

необмежено довго, тому тріністор V51 закритий і лампа НИ не світиться. У початковому стані на виході логічного елемента DD1.2 встановлюється напруга високого рівня, тому конденсатори С2 і СЗ розряджені, діоди VD2 і VD3 закриті.

У момент дотику пальців руки до сенсорного контакту Е1 транзистор VT1 відкриває транзистор VT2, який з'єднує входи 8 і 9 елемента DD1.1 з шиною мінус джерела живлення. На виході елемента DD1.2 встановлюється напруга низького рівня, і конденсатор С2 через резистор R5 моментально заряджається. Протікання струму через діод VD2 не призводить до перемикання тригера, так як на вході елемента DD1.4 присутній напруга високого рівня. Конденсатор С3 заряджається через резистор R6 з постійною часу t = C3R6. Діод VP3 відкривається, і на вході елемента DD1.4 встановлюється напруга низького рівня. Тригер перемикається в інше стійкий стан, коли на його виході встановлюється напруга високого рівня. Транзистор VT3 відкриває тріністор VS1, через який протікає струм в кожну позитивну напівперіод мережевої напруги, тому лампа включається і світиться неповним напруженням. У момент відпускання сенсора Е1 на виході елемента DD1.2 з'являється напруга високого рівня і конденсатори С2, СЗ швидко розряджаються.

Постійна часу t1 <

Схема іншого варіанту включення навантаження зображена на рис.2. Тріністор разом з випрямним мостом включається послідовно з навантаженням, на яку (у разі відкривання транзистора VT3 і тріністора VS1) подається повне мережеве змінну напругу. Тріністор можна не встановлювати на радіатор, якщо сумарна потужність у! Грузки не перевищує 270 Вт

Деталі. Крім зазначених на схемі, транзистори VT1, VT2 можна замінити будь-якими кремнієвими малопотужними структури npn з

коефіцієнтом передачі струму 50 … 250. Тріністор VS1 можна взяти з буквеним індексом К, Л, М, Н. Діоди VD1, VD2, VD3 будь-які з серії КД521 або КД522; VD4, VD5, VD6 типу КД105 з будь-яким буквеним індексом. Як стабілітрона VD7 підійде Д814Б. Електролітичні конденсатори С1, С2, СЗ типу К50-6; С4 типу К50-35.

Налаштування схеми полягає в підборі необхідної чутливості сенсора за допомогою резистора R2. Для цього вольтметр з вхідним опором 5 … 10 МОм при вимірі напруги постійного струму підключають до колектора транзистора VT2 щодо мінуса джерела живлення. Торкаючись до сенсорного контакту Е1, підбирають резистор R2 в межах 300 … 500 кОм для установки мінімальної напруги на колекторі VT2.

Конструктивно схема виконана на платі з фольгованого склотекстоліти розмірами 50×70 мм і поміщений! в пластмасовому корпусі відповідного розміру. На корпусі світильника треба приклеїти мідну декоративну пластинку площею 20 см2 будь-якої конфігурації, яка буде служити сенсорним контактом Е1. З внутрішньої сторони корпуса світильника до пластинки підпаяти дріт, що йде до резистору R1.

Особливу увагу при налагодженні слід приділити заходам безпеки, так як харчується пристрій без розділового трансформатора. У момент дотику до сенсорного контакту через тіло людини може протікати максимальний струм 70 мкА, який абсолютно безпечний при будь-яких умовах.

Література

1. Дробніци Н.А. Електронні пристрої для радіоаматорів. -М.: Радіо і зв'язок, 1986.