Стрімке підвищення цін на електроенергію спонукає застосовувати різні способи енергозбереження. Завдяки повсюдного застосування в різній радіоапаратурі сучасної електронної бази та економічних джерел харчування ергономічні показники побутової техніки в останні роки різко покращилися. І все ж незважаючи на загальний прогрес заходу архаїчних, але дешевих ламп розжарювання в осяжному майбутньому не передбачається.

Рис. 1.29

Через низький ККД таких ламп витрати на освітлення найчастіше перевищують вартість спожитої електроенергії всіма іншими електроприладами, що перебувають у постійній експлуатації в цьому ж приміщенні. Знизити витрати на освітлення можна за допомогою різних пристроїв автоматики. Принципову схему одного з можливих варіантів такого пристрою ви бачите на рис. 1.29. Пристрій являє собою акустичне реле з плавним включенням і відключенням ламп розжарювання. Застосування сучасної електронної бази дозволило створити надійну, стійко працюючу малогабаритну конструкцію. Основу пропонованого реле складають дві мікросхеми. Перша, DA1, являє собою мікропотужний програмований малошумя-щий підсилювач в корпусі DIP8, друга, DA2 – фазовий регулятор потужності в корпусі Power DIP12+4.

Відразу ж після подачі напруги живлення замиканням вимикача SA1 лампа розжарювання EL1 знаходиться у вимкненому стані. Від внутрішнього джерела стабільного струму мікросхеми DA2 починає заряджатися конденсатор С9. Процес його зарядки до напруги 1,5 В триває близько 2 с, за цей час лампа плавно запалюється, після чого продовжує світити з максимальною потужністю. Конденсатори С11, С12 призначені для затримки включення транзисторних аналогів тріністоров на кожній напівхвиль мережевої напруги. Резистор R13 потрібен для розрядки конденсатора С9 після відключення живлення, що при подальшому включенні (через не менш ніж 15 с) знову забезпечить плавне запалювання лампи розжарювання.

Вузол керування мікросхемою DA2 отримує харчування від найпростішого параметричного стабілізатора напруги, побудованого на стабілітроні VD5 і елементах СЮ, VD3, R14. Ланцюг VD4 R15 компенсує вплив ланцюга VD3, R14 на вузли мікросхеми DA2. Процес зарядки конденсаторів С2, СЗ, СЮ після подачі напруги живлення триває близько 10 з, після чого акустичне реле повністю готове до нормального функціонування.

При включенні лампи вимикачем SA1 через резистор R10 починає заряджатися конденсатор С7. При вказаних на схемі номіналах R10 і С7 зарядка цього конденсатора до напруги 4 … 5 В триває близько 90 с за умови, що на мікрофон не виявляється істотного акустичного впливу. Як тільки напруга на цьому конденсаторі перевищить сумарний порогове напруга затвор-витік польових транзисторів VT2 і ѴТЗ, ці транзистори відкриються, конденсатор С9 почне розряджатися через резистор R12 і відкритий канал транзистора ѴТЗ, отже, лампа плавно згасне протягом 3 … 4 с.

Якщо звуковий тиск на мембрану мікрофона перевищить деяке значення, то змінна напруга звукової частоти, посилене ОУ DA1, надійде на детектор, побудований на діодах VD1 і VD2. Як тільки напруга на конденсаторі С8 перевищить 1.6 … 2.5 В, транзистор VT1 відкриється і розрядить конденсатор С7. Отже, транзистори VT2 і ѴТЗ закриються, конденсатор С9 знову почне заряджатися, і лампа плавно включиться. Використання в якості ключів польових n-канальних транзисторів збагаченого типу дозволяє значно спростити схему пристрою без шкоди для експлуатаційних характеристик акустичного реле.

Струм, споживаний мікросхемою DA1, програмується резистором R5. В даному випадку його значення знаходиться в інтервалі 100 … 150 мкА. Ланцюг R6 С5 знижує посилення і шуми ОУ на високих звукових частотах. У деяких випадках може виявитися корисним шунтування мікрофона конденсатором ємністю 0,01 мкФ. Резистор R7 зменшує чутливість реле до випадкових коротким звукам.

В конструкції можуть бути застосовані постійні резистори МЯТ, С2-23, С2-33. Змінний резистор R4 – типу СПЗ-386,

РП1-63м. Оксидні конденсатори – малогабаритні імпортні аналоги К50-35 відомих зарубіжних виробників, керамічні – КМ-5, КМ-6, К1СМ. Якщо ви обмежені габаритами корпусу, то можна спробувати оксидно-напівпровідникові конденсатори, наприклад, ніобієвих К53-4. Потрібно підібрати екземпляр із струмом витоку не більше 50 нА при напрузі 15 В і температурі корпусу конденсатора 25 ° С.

Діоди VD1, VD2 – будь-які малопотужні кремнієві, наприклад, серій КД103, КД510, КД521, КД522. Діоди VD3, VD4 можна замінити на RL104-RL107, IN5395, КД102Б, КД243Д, серій КД209, КД528 (Б – Д). Стабілітрон VD5 – будь-який малопотужний на 8 … 10 В, наприклад, КС182А, ​​КС126М, КС191Ж, Д814Б, 1N4739A, TZMC-9V1. Струмові ключі на польових транзисторах можна замінити на КП501Б, КП501В або ZVN2120. При цьому VT2 і ѴТЗ бажано підібрати з можливо великим пороговим напругою затвор-витік, інакше для отримання тривалої витримки потрібно збільшення ємності конденсатора С7 або опору резистора R10.

Операційний підсилювач КР1407УД2 можна замінити імпортним аналогом LM4250. Можна використовувати і КР140УД12, якщо верхній за схемою висновок резистора R5 з’єднати з загальним проводом і підібрати його опір. Мікрофон можна застосувати будь електретний з струмом споживання не більше 500 мкА при напрузі 4,5 В.

На дроти живлення, що йдуть до мікросхемі DA2, можна надіти невеликі ферритові трубочки (L1, L2), аналогічні використовуваним в імпульсних блоках харчування або блоках рядкової розгортки.

Налагодження безпомилково зібраного звукового реле зводиться до встановлення напруги, рівного половині постійної напруги харчування, підбором опору резистора R1 на позитивному виведенні конденсатора СЗ. Змінним резистором R4 встановлюється бажана чутливість мікрофонного підсилювача. Час витримки, яке відпрацьовує звукове реле до відключення живлення, залежить від параметрів С7 і R10.

Мікросхема КР1182ПМ1 здатна працювати з навантаженням потужністю до 150 Вт Рекомендується використовувати її з лампами розжарювання загальною потужністю до 100 Вт При цьому до її теплоотводность висновків бажано припаяти невеликий радіатор площею 4 … 6 см2 з листової латуні. Замість пайки можна приклеїти радіатор до корпусу мікросхеми теплопровідним клеєм «АлСил-5».

Якщо необхідно управляти лампами розжарювання більшої потужності, то можна застосувати рівнобіжне включення мікросхем, або доповнити пристрій сімістором.

При розводці плати слід враховувати можливий негативний вплив мікросхеми DA2 на вхідні кола ОУ DA1. Якщо в пристрій буде встановлений додатковий симистор, то існує ймовірність, що рівень створюваних перешкод сильно зросте, тому може знадобитися застосування мережевого LC фільтра.

Якщо резистор R13 замінити на змінний, то можна управляти потужністю, що подається на навантаження. Можна збільшити опір резистора R12, тоді при настанні тѵішіни лампа розжарювання буде згасати не повністю, що в деяких випадках може бути зручним.

При настройці і експлуатації пристрою слід враховувати, що всі її елементи мають гальванічний зв’язок з освітлювальною мережею, і дотримуватися заходів обережності.

Література: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов – Радіоаматорам схеми, Москва 2008