Різне
Головна 
радіоаматорові Різне
Сучасні побутові потужні електроприлади (електрочайники, мікрохвильові печі, пральні машини, калорифери, пилососи), особливо імпортні, відрізняються великим споживанням струму. В результаті одночасного включення декількох подібних пристроїв може статися перевантаження електропроводки з неприємними наслідками.
Пропоноване пристрій виключає можливість підключення двох найбільш потужних обраних користувачем споживачів електроенергії (або двох їх груп). Один з них більш пріоритетний - провідний, інший - ведений. Ведучий споживач може бути включений в будь-який час, а ведений - тільки тоді, коли ведучий відключений. Наприклад, електрочайник - провідний споживач, а мікрохвильова піч - ведений. У цьому випадку не можна включити мікрохвильову піч в той час, поки електрочайник нагріває воду.
Мал. 1
Принцип дії пристрою заснований на подачі радіосигналу на відключення ланцюга харчування веденого споживача, поки струм споживання ведучого перевищує деякий пороговий рівень. Основа пристрою - широко поширений дистанційний дверний радіодзвінок діапазону 433 МГц. В даний час такі дзвінки широко застосовуються в радіоаматорських конструкціях [1-3], в тому числі для управління електроживленням [4]. Радіодзвінок доопрацьований і забезпечений вузлом управління. Для істотного зменшення "забруднення" ефіру використано імпульсне випромінювання. Дальність дії радіозвонка - кілька десятків метрів в залежності від конкретної моделі і умов розміщення, що досить для зазначених цілей. Автор застосував радіодзвінок "CONSTA NS-9688C".
Пропоноване пристрій складається з радиопередающей і радіоприймальної частин. Перша використовується на стороні ведучої навантаження, друга - на боці відомою. На рис. 1 показана схема блоку управління передавачем дзвінка. Трансформатор струму Т1 - датчик струму в ланцюзі харчування провідною навантаження. Використання цього трансформатора дозволяє просто реалізувати гальванічну розв'язку датчика [5-8].
Напруга з вторинної обмотки трансформатора струму (близько 50 мВ при струмі навантаження 10 А) проходить через розділовий конденсатор С1 на перший підсилювальний каскад на елементі DD1.1. Конденсатор С2 пригнічує високочастотні наведення і імпульсні перешкоди на вході (висновок 1) елемента DD1.1. Застосування логічного елемента в якості лінійного підсилювача викликано прагненням найбільш повно задіяти елементи мікросхеми DD1 [9].
Елемент "Що виключає АБО" мікросхеми К564ЛП2 аналогічно елементам інших мікросхем структури КМОП здатний працювати в лінійному режимі як підсилювач. Але для цього необхідно подати високий рівень на один з його входів, перетворивши, тим самим, його в інвертор, а другий вхід включити в ланцюг ООС. Коефіцієнт посилення елементів цього типу без зворотного зв'язку невеликий - всього 25 ... 30 на частоті 50 Гц. Однак цього досить.
Посилений елементом DD1.1 сигнал через конденсатор СЗ надходить на елемент DD1.2. Обидва елементи охоплені ланцюгами місцевих ООС і на частоті 50 Гц мають коефіцієнт посилення 10 ... 12 кожен. Сигнал з виходу елемента DD1.2 через конденсатор С4 надходить на формувач прямокутних імпульсів, зібраний на елементі DD1.3. Внутрішній діод, з'єднаний катодом з висновком 8, а анодом - із загальним проводом мікросхеми DD1, відкривається під час імпульсів негативної полярності і закривається під час імпульсів позитивної полярності, тим самим детектирует посилений сигнал.
Якщо сигнал на вході (висновок 8) елемента DD1.3 нижче порога перемикання, на виході цього елемента - високий рівень, транзистор VT1 закритий, в іншому випадку транзистор VT1 відкривається з частотою мережі 50 Гц. Резистор R8 обмежує імпульсний струм колектора транзистора VT1 на безпечному рівні. Конденсатор С5 заряджається, в результаті чого на ньому формується постійна напруга високого рівня протягом часу, поки включена провідна навантаження.
Ця напруга надходить на одне-вібратор на елементі DD1.4, на виході якого формується імпульс високого рівня тривалістю 0,7R10C6 (близько 1 с), що цілком достатньо для стійкого спрацьовування комутаційної частини. Другий імпульс тієї ж тривалості формується при виключенні провідною навантаження. Транзистор VT2 відкривається на час цих імпульсів, в результаті чого напруга живлення подається на передавач дзвінка, який споживає струм кілька міліампер. Діод VD1 обмежує на безпечному рівні зворотна напруга на емітерний перехід транзистора VT2.
Блок управління передавачем працює від батареї GB1 типорозміру 23А напругою 12 В передавального блоку радіозвонка. Замість батареї краще застосувати блок живлення з вихідною стабілізованою напругою 12 В.
Вихід блоку управління підключають до ланцюгів харчування радіопередавача дзвінка, який доопрацюванні піддавався. SB1 - кнопка дзвінка - залишена для можливості ручного дистанційного керування веденим споживачем електроенергії. Конденсатори С7 і С8 встановлені в передавальному блоці радіозвонка. Вони згладжують імпульси струму, споживаного передавачем, запобігаючи їх вплив на блок управління.
Приймальна частина пристрою складається з доопрацьованого приймача радіозвонка і комутаційного блоку, схема якого показана на рис. 2. Блок складається з формувача імпульсів на транзисторі VT1, D-тригера DD1.1, перемикачів транзисторів VT2 і VT3, оптоелектронного ключа змінного струму на сімісторний оптроні U1, потужному сімісторов VS1, резисторах
Мал. 2
R3-R5 і конденсаторі СЗ. Радіоприймач допрацьовують так. З його друкованої плати видаляють елементи бестрансформаторного блоку живлення, крім VD5-VD8, HL3, С6, С7. На місце, що звільнилося встановлюють новий блок живлення: трансформатор Т1, діодний міст VD1-VD4, згладжує конденсатор С5, резистори R8 і R9. Потім розрізають друкований провідник, що підходить до висновку 9 мікросхеми ТС4069, між цим висновком і загальним проводом встановлюють конденсатор С8, а в розріз провідника (показаний знаком "х") впаивают резистор R10. Вихід радіоприймача - висновок 8 мікросхеми ТС4069 з'єднують з входом комутаційного блоку. Незважаючи на те що мікросхему ТС4069 випускають в різних корпусах, число висновків і їх нумерація однакові.
Вихідна напруга нового блоку живлення 12 ... 15 В подається на світло-діоди HL1 і HL2 через струмообмежу-вающий резистор R8. Мікросхема DD1 і транзистор VT1 отримують живлення від параметричного стабілізатора напруги, що складається з резистора R9 і елементів VD5-VD8HL3, що залишилися від демонтованого бестрансформаторного мережевого блоку живлення радіозвонка. Світлодіод HL3 використаний ще й як індикатор наявності напруги мережі та справності блоку живлення. У використаному автором радіозвонке застосований світлодіод RD314S (HL3 на рис. 2), а ланцюг VD5-VD8 містить чотири діода. У деяких інших радіозвонках може бути ланцюг з двох або трьох послідовно з'єднаних діодів, в такому випадку напруга параметричного стабілізатора може перебувати в межах 3,3 ... 4,5 В. Ця напруга живить транзистор VT1 і мікросхему DD1. Її невикористовувані входи підключені до загального проведення.
Після подачі напруги живлення елементи С4, R6, R7 формують імпульс, який встановлює тригер DD1.1 в стан з низьким рівнем на виведення 1. Транзистор VT2 закритий, світлодіод HL1 погашений. Транзистор VT3 відкритий, струм його стоку протікає через випромінюючий діод оптрона U1.2, в результаті чого оптосімістори U1.1 і симистор VS1 відкриті. Ведена навантаження, підключена до виходу пристрою, може бути підключена до мережі, про що сигналізує палаючий світлодіод HL2.
При включенні провідною навантаження імпульс низького рівня з виходу радіоприймача через ланцюг R1C1 надходить на затвор транзистора VT1, в результаті чого цей транзистор закривається. Ланцюг R1C1 і аналогічна ланцюг, додана в приймач, про яку сказано вище, запобігають помилкові спрацьовування пристрою від перешкод. Імпульс високого рівня зі стоку VT1 надходить на вхід С тригера DD1.1 і перемикає його. Транзистор VT2 відкривається, a VT3 закривається. Світлодіод HL2 гасне. Оптосімістори U1.1 і симистор VS1 закриваються. При цьому ведена навантаження знеструмлена, про що сигналізує включений світлодіод HL1. При необхідності стан пристрою можна змінити на протилежне, вручну натискаючи на кнопку радіозвонка SB1.
Трансформатор струму Т1 (див. Рис. 1) виготовлений на основі котушки реле РЕС10 (виконання РС4.529.031 -05), яка використана як вторинна обмотка (II). Можна також використовувати реле виконань РС4.529.031-12 і РС4.529.031-20. Розмір котушки дозволяє помістити її безпосередньо в розетки потужного споживача електроенергії. Обмотка містить 1100 витків, її опір - 45 Ом. На неї намотують первинну обмотку (I) з двох витків ізольованого проводу перетином 2,5 мм 2. Такий трансформатор струму забезпечує напругу 50 мВ на опорі 47 Ом при струмі навантаження 10 А. Якщо струм навантаження перевищує 25 А, можна зменшити число витків первинної обмотки до одного.
У пристрої можна використовувати трансформатори на феромагнітних кільцевих магнитопроводах, конструкції яких описані в [5-7]. При виготовленні слід прийняти коефіцієнт трансформації струму в межах 1: 300 ... 1: 1000. Також можна застосувати трансформатори струму промислового виготовлення, наприклад, для лічильників електроенергії [8].
Мал. 3
Трансформаторний датчик струму можна замінити резисторного, як показано на схемі рис. 3. Оптрон U1 забезпечує гальванічну розв'язку блоку управління передавачем дзвінка від напруги мережі. В розрив фазного проводу навантаження включений датчик струму - потужний резистор R1, напруга з якого, пропорційне току навантаження, через струмообмежуючі резистор R2 підведено до випромінює діода отпрона U1. Діод VD1 обмежує зворотне напруга на випромінюють діод оптрона. Фототранзистор оптрона U1 включають замість транзистора VT1 (див. Рис. 1) з урахуванням того, що ці транзистори різної структури. Колектор фототранзистор оптрона U1 підключають до плюса джерела живлення, а емітер - до верхнього (за схемою) висновку резистора R8. Транзистор VT1, резистор R7 і всі компоненти, розташовані на рис. 1 лівіше, не використовують. Перевага резисторного датчика струму - менше число деталей і відсутність намотувальних елементів, недолік - наявність потужного тепловиділяючого резистора.
Мал. 4
Вузол управління розміщений в корпусі передавача дзвінка над його друкованою платою, як показано на рис. 4. Транзистор VT1 може бути з будь-яким буквеним індексом із серії КТ361 або КТ3107. Транзистори VT2 - будь-які із серії КТ3102. Діод VD1 - будь-який з серій КД509, КД510, КД521, КД522. Конденсатори С2, С4, С8 - будь-які плівкові або керамічні, інші - оксидні імпортні.
Мал. 5
Приймально-комутаційний вузол пристрою (див. Рис. 2) розміщений в уніфікованому пластмасовому корпусі для силових пристроїв із зовнішніми розмірами 120x120x75 мм, як показано на рис. 5. Плати радіоприймача і комутаційного вузла прикріплені в корпусі гвинтами МОЗ і з'єднані між собою проводами. Для світлодіодів HL1-HL3 просвердлені отвори. Потужний симистор VS1 встановлений на тепловідвід від процесора Pentium I.
У приймально-комутаційному вузлі (див. Рис. 2) мікросхему К561ТМ2 (DD1) можна замінити на КР1561ТМ2, все транзистори з серії КП501 з будь-яким буквеним індексом. Сімісторний оптрон МОС3083М (U1) може бути замінений на МОС3081М, МОС3082М, МОС3051, МОС3052. Симистор ВТА139-800 (VS1) з максимальним струмом навантаження 16 А можна замінити на ВТА139-600, а якщо струм навантаження більше 16 А, але менше 25 А, - на ВТА140-800 або ВТА140-600. Конденсатор СЗ - К73-17 з номінальною напругою 630 В. Світлодіод АЛ307 (HL1) жовтого кольору світіння можна замінити на АЛ307ЖМ. Цей світлодіод сигналізує про заборону включення відомою навантаження, тому він може бути червоного кольору світіння АЛ307БМ або АЛ307КМ. Світлодіод АЛ307ГМ (HL2) зеленого кольору світіння сигналізує про можливість включення відомою навантаження, його можна замінити на АЛ307ВМ. Ланцюг VD5-VD8HL3 можна замінити стабілітроном з серій КС133-КС147 з будь-яким буквеним індексом, катод якого включають до правого (по схемі) висновку резистора R9, а анод - до мінусової проводу живлення.
Мережевий трансформатор блоку харчування Т1 - будь-який з номінальною потужністю 3 ... 4 Вт і напругою вторинної обмотки 9 ... 11 В. Такі трансформатори часто використовуються в побутовій радіоапаратурі. Саморобний блок живлення T1VD1-VD4C5 можна замінити готовим мережним адаптером з вихідною напругою 12 ... 15 В і струмом не менше 30 мА.
Налагодження пристрою зводиться до установки порога спрацьовування блоку управління передавачем (див. Рис. 1) від струму, споживаного провідною навантаженням. У процесі налагодження підбирають число витків первинної обмотки (I) трансформатора струму Т1, а також встановлюють необхідне посилення елементів DD1.1 і DD1.2 підбіркою резисторів R3 і R5 в межах 300 ... 1000 кОм. Комутаційний блок (див. Рис. 2) налагодження не вимагає.
література
1. Нечаєв І. Охоронний пристрій на базі бездротового дзвінка. - Радіо, 2011, № 9, с. 53, 54.
2. Нечаєв І. Сигналізатор протікання на базі радіозвонка. - Радіо, 2011, №3, с. 53, 54.
3. Нечаєв І. Охоронний пристрій на базі радіозвонка. - Радіо, 2007, № 9, с. 59, 60.
4. Нечаєв І. Дистанційний вимикач харчування. - Радіо, 2011, № 7, с. 42, 43.
5. Нечаєв І. Індикатор споживаної потужності. - Радіо, 1986, № 2, с. 49, 50.
6. Нечаєв І. Індикатор споживаної потужності. - Радіо, 2000, № 11, с. 59.
7. Євсєєв А. Застосування перетворювача потужність - частота серії КР1095ПП1 в електронних пристроях. - Радіо, 2008, № 10, с. 28-31.
8. КосенкоС. Вимірювач активної потужності на мікросхемі ADE7755. - Радіо, 2010, № 8, с. 19, 20.
9. Воскобойников М. Цифрові мікросхеми в пристроях НЧ. - Радіо, 1981, № 7/8, с. 37.
Автор: Д. Панкратьєв, м Ташкент, Узбекистан
Дата публікації: 29.10.2012
думки читачів
- Сергій /
Думка неплохая.Я як то не подумав таке зробити, а досить часто це дуже корисно. У новій квартирі дружини щось подібне вже змонтовано в наборі автоматики самого шафки. Але попередження тільки візуальне - миготінням світлодіода, а він практично видно було тільки частини пріхожей.Может вона попросила електрика АLARM звуковий отключіть.Плюс обробники закрили дратували її проводу і прилади ніж щось на зразок шафки з матовим склом в дверцятах ... Дядько грамотний, навіть старше мене і за званням і за віком ... А Думка гарна!
Ви можете залишити свій коментар, думка або питання по наведеним вишематеріалу:
