Освітлювальні лампи розжарювання по споживанню електроенергії займають одне з перших місць серед інших побутових приладів. Навіть у невеликій квартирі зазвичай використовується більше десятка лампочок. Для того щоб знизити витрату електроенергії, необхідно встановити нескладний пристрій автоматики.

Описаний нижче варіант реле призначений для роботи з освітлювальними лампами розжарювання загальною потужністю до 1000 Вт Цю конструкцію відрізняє простота, висока надійність, доступність елементної бази, легка повторюваність і мінімум налаштування. Пристрій плавно запалює лампи на повну потужність протягом 0,5 … 2 с і повільно гасить їх після закінчення часу витримки за 15 … 20 с із затримкою швидкості зниження яскравості свічення в самому кінці процесу на 2 … 6 с. Це акустичне реле має високу чутливість, рівень якої легко регулюється, стійко як до імпульсних мережевим перешкод, так і до коротким звуковим. Після включення живлення на навантаження подається не менше 97% потужності.

Ріс.1.32

Реле включає освітлення, якщо рівень акустичних шумів перевищив задане значення, і плавно відключає живлення навантаження лише через встановлений час, якщо настала тиша. Пристрій як б «міркує» – якщо тихо, значить в приміщенні нікого немає, і лампи через деякий час можна погасити.

Звернемося до схеми пристрою (рис. 1.32). При замиканні вимикача SA1 на пристрій подається напруга мережі змінного струму 220 В і лампа розжарювання EL1 швидко, але все-таки плавно запалюється незалежно від того, чи було достатнє акустичний вплив від мікрофона ВМ1 чи ні. Логіка проста: клацнули вимикачем, значить потрібне світло. Якщо тиша не буде порушена, то лампа EL1 погасне через 40 … 60 с.

В якості акустичного датчика використовується малогабаритний імпортний електретний мікрофон. Мікрофонний підсилювач побудований на половині мікросхеми операційного підсилювача (ОУ) DA1, яка харчується однополярним напругою. Для цього на його неінвертуючий вхід подається приблизно половина напруги живлення, утворена дільником R1 R2 і мікрофоном. Таке включення дозволяє заощадити кілька деталей. Чутливість мікрофонного підсилювача визначається співвідношенням опорів резисторів R3 і R4. Посилений звуковий сигнал детектується на діодах VD1 і VD2. Як тільки напруга на конденсаторі С6 перевищить напругу але конденсаторі С7, компаратор на DA1.2 переключиться, на вив. 6 з’явиться напруга лог. 1. Оскільки конденсатор С6 заряджається відносно повільно, то лампа EL1 запалюється на повну потужність із затримкою, що зменшує ймовірність її перегорання в момент включення. Операційні підсилювачі серії 574 мають на входах польові транзистори, і їх вхідний опір дуже високе. Тому для отримання великої витримки часу досить времязадающе-го конденсатора С6 невеликої ємності!

При появі на виході DA1.2 лог.1 включається релаксаційний генератор на одноперехідному транзисторі ѴТ1, навантаженням якого є імпульсний трансформатор Т1. Так як ланцюг другий бази харчується пульсуючим напругою, то робота генератора синхронізована з частотою мережі. Це дає можливість легко здійснити фазову регулювання подається на навантаження потужності. Коли напруга на конденсаторі С6 падає до 2 В, зменшується і напруга на виході DA1.2. Відкриваючі симистор імпульси надходять на його керуючий вивід на кожній напівхвиль мережевої напруги з усе зростаючою фазової затримкою, лампа EL1 плавно гасне. З зазначеними на схемі номіналами R5, С6 при настанні тиші час роботи лампи на повну потужність становить близько 3 хв, а період згасання триває близько 20 с.

Слабкострумові вузли управління сімістором живляться від простого параметричного стабілізатора, що складається з конденсатора СЮ, резистора R11, випрямного моста VD5, діода VD4, стабілітрон VD3 і згладжуючого випрямлена напруга конденсатора С8. Конденсатор С11 зменшує проникаючі в мережу перешкоди, рівень яких зростає на нетривалий час перед згасання лампи.

   Деталі. У пристрої можна використовувати резистори С2-22, С2-23, МЛТ, нд та інші відповідної потужності. Високоомний резистор R5 можна скласти з декількох резисторів. Конденсатори: С1 типів К10-17, КМ-5, КМ-6; С4, С9 – типів К73-9, К73-17; СЮ, С11-К73-16, К73-17, К73-24 В на напругу не менше 400 В.

Конденсатор С6 можна взяти із серії К53-4 і з можливо меншими струмами витоку або скласти з декількох точних конденсаторів. Решта конденсатори – типів К50-35, К50-24 або імпортні аналоги. Транзистор ѴТ1 можна взяти будь-який з серії КТ117. В якості DA1 стійко працюють КР574УД2А, К574УД2Б. Можна застосувати і ОУ типу К575УД2 (A-В), але вони мають іншу цокольовка. Сімістор можна замінити КУ208Д1, ТС12-10-4, ТС112-16-6 або іншим аналогічним на напругу не менше 400 В і відповідний навантаженні струм. Діодний міст можна замінити КЦ422Г, DB104, КЦ407А або 4 діодами, наприклад, КД243Ж, КДЮ5Б, 1N4007. Діоди 1N4148 можна замінити будь-якими з серій КД103, КД521, КД122. Стабілітрон підійде будь-який малопотужний на 12 … 14 В, наприклад, Д814Д, КС512А, КС213Ж. Мікрофон можна використовувати серій МКЕ-337-1, МКЕ-389-1, МКЕ-332, МКЕ-333. Трансформатор намотують на кільці К10x6x3 з фериту М2000НН. Перед намотуванням гострі краї кільця сточують, кільце покривають тонким шаром епоксидної смоли або декількома шарами цапонлаком. Обидві обмотки намотують проводом ПЕШО, ПЕЛШО з діаметром мідної жили 0,08 … 0,1 мм. Первинна обмотка містить 130 витків, вторинна – 70. Після намотування первинну обмотку просочують цапонлаком. Можна використовувати і швидкосохнучий лак для нігтів або лак БТ-577. Кільце можна взяти К12x8x3 або феритовий циліндр від котушок ПЧ приймача «Альпініст».

   Налагодження. Підбором опору резистора R1 встановлюють напругу +6 В на вив. 2 DA1.1, резистором R7 – напруги 2 В на вив. 5 DA1.2, змінним резистором R3 встановлюють бажану акустичну чутливість мікрофонного підсилювача. Замість резистора R9 тимчасово підключають змінний на 22 кОм. Повільно зменшуючи його опір, домагаються найбільш яскравого світіння лампи EL1. Після чого вимірюють опір його введеної частини і замість змінного встановлюють постійний на таке ж опір. Якщо лампа не запалюється на повну потужність, то потрібно поміняти між собою висновки однієї з обмоток імпульсного трансформатора.

Сімістор в пластмасовому корпусі ТЕ-220 встановлюють на тепловідвід при потужності навантаження більше 40 Вт Максимальна потужність керованої лампи або декількох паралельно включених ламп розжарювання залежить від типу застосованого тепловідводу.

В авторському варіанті пристрій змонтовано на двох платах розмірами 65×32 мм і призначено для установки в декоративний захисний стакан підвісного світильника з одного лампою розжарювання потужністю 100 Вт Якщо паралельно вимикачу SA1 встановити діод, наприклад, КД226Е, то лампа розжарювання залишатиметься включеною аж до замикання SA1, але якщо потім ви спробуєте її вимкнути розмиканням цього ж контакту, то побачите щось цікаве, але для цього необхідно спочатку зібрати описане в цій статті пристрій.

Так як конструкція має гальванічну зв’язок з напругою мережі -220 В, то при налаштуванні і експлуатації акустичного реле потрібно дотримуватися правил техніки безпеки.

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