На склад поступили жидко-кристаллические индикаторы и дисплеи от KSE

Короткие импульсы постоянного тока дистанционно управляют светильниками

Texas Instruments CD74HC14

Если вы столкнетесь с проблемой добавления второго независимо управляемого источника света к существующему потолочному светильнику, включаемому настенным включателем, может оказаться, что прокладка второго провода невозможна. Прежде всего, надо заменить настенный выключатель схемой на Рисунке 1. Нажатие выключателя S1 или S2 в течение примерно 1 секунды подключает 12-вольтовые стабилитроны D1 или D2 последовательно с фазным проводом линии питания. Во время нажатия проводимость стабилитронов, зависящая от полярности, добавляет небольшую положительную (отрицательную для D2) составляющую постоянного напряжения и лишь незначительно уменьшает составляющую 120 В переменного тока в линии. Схема управления на стороне ламп избирательно реагирует на полярность этого импульса и управляет питанием двух ламп. Требуемая номинальная мощность двух стабилитронов зависит от тока нагрузки. Желательно, чтобы нажатие на выключатель было недолгим и нечастым. Стабилитроны 1N2976 на Рисунке 1 рассчитаны на непрерывное рассеяние мощности 10 Вт.

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Эта схема формирует импульсы постоянного тока, используемые схемой управления, расположенной на стороне нагрузки.
Рисунок 1. Эта схема формирует импульсы постоянного тока, используемые
схемой управления, расположенной на стороне нагрузки.

На Рисунке 2 показана первая часть схемы управления, расположенная на стороне ламп, включающая два провода линии питания W1 и W2. Ток, проходящий через конденсатор C1 и резистор R1, создает на 6-вольтовом стабилитроне D3 прямоугольные импульсы частотой 60 Гц. Диод D1 и конденсатор фильтра C2 выпрямляют эти импульсы, вырабатывая постоянное напряжение питания VDD = 5 В для активных элементов схемы управления. Двухступенчатые RC-фильтры, подключенные к шине W2, формируют напряжения V1 и V2 относительно шины W1. Фильтры ослабляют переменное напряжение сети 120 В между шинами W1 и W2 до уровней менее вольта в точках V1 и V2. Дополнительный стабилитрон D4 добавляет положительное смещение 5 В в точке V2.Напряжения V1 и V2 подаются на инвертирующие триггеры Шмитта IC1A и IC1B. Включение в линию питания стабилитрона D1 нажатием выключателя S1 на Рисунке 1 изменяет напряжение V1 с 0 В на 5 В, а V2 – с 5 В на 10 В. Включение в линию питания стабилитрона D2 нажатием выключателя S2 на Рисунке 1 изменяет напряжение V1 с 0 В на –5 В, а V2 – с 5 В на 0 В. Обратите внимание, что размах напряжений V1 и V2 ограничивается входными защитными диодами микросхем IC1A и IC1B. Выход V3 микросхемы IC1C реагирует на нажатие выключателя S1 положительным перепадом и не реагирует на нажатие S2. Выход V4 микросхемы IC1B реагирует на нажатие выключателя S2 положительным перепадом и не реагирует на нажатие S1.

Эта схема управления использует импульсы постоянного тока, поступающие от схемы на Рисунке 1, для управления симисторами в схеме на Рисунке 3.
Рисунок 2. Эта схема управления использует импульсы постоянного тока, поступающие от схемы
на Рисунке 1, для управления симисторами в схеме на Рисунке 3.

На Рисунке 3 показана вторая часть схемы управления, расположенная на стороне ламп. Сигналы V3 и V4 на Рисунке 2 подаются на тактовые входы счетных триггеров IC1A и IC1B, соответственно. Для наглядности на Рисунке 3 не показаны соединения выходов /Q триггеров с входами D и входов установки S с шиной VDD. При нажатии переключателя S1 на Рисунке 1 положительный перепад напряжения V3 переключает триггер IC2A. Точно так же, при нажатии переключателя S2 положительный перепад напряжения V4 переключает триггер IC2B. Таким образом, можно независимо управлять состояниями триггеров IC2A и IC2B, нажимая, соответственно, переключатели S1 и S2. Для управления двумя лампами выходы Q триггеров подключены к затворам симисторов TR1 и TR2 через резисторы связи R2 и R3. Выводы MT2 каждого симистора управляет лампами L1 и L2, соответственно. Нажатие S1 изменяет состояние лампы L1; нажатие S2 изменяет состояние лампы L2. Таким образом, имеется возможность независимого управления обеими лампами на одной линии питания. Подключение каждой лампы в этом приложении должно быть безопасным. Поэтому шину W1 нужно подключить к фазному проводу, а W2 – к нулевому.

Симисторы, управляемые парой настенных выключателей, независимо коммутируют две нагрузки.
Рисунок 3. Симисторы, управляемые парой настенных выключателей, независимо коммутируют две нагрузки.

Состояние триггеров в этой схеме управления становится неопределенным, если сетевое питание восстанавливается после прерывания. Такая ситуация неприемлема, поскольку лампы могут включаться и оставаться включенными в течение неконтролируемого периода времени. Поэтому в схему добавлена схема сброса по включению питания.(Рисунок 3) Чтобы гарантировать безопасный сброс даже при кратковременных перерывах, схема сброса должна быстро установить низкий уровень на выводах R триггеров независимо от медленно спадающего уровня напряжения VDD. Диод D2 (управляемый прямоугольными импульсами 60 Гц. формирующимися на стабилитроне D4), конденсатор C3 и резистор R4 образуют вспомогательный выпрямитель, вырабатывающий напряжение V5. Когда питание прерывается, напряжение V5 спадает до 0 В намного быстрее, чем VDD. Напряжение V5 управляет каскадом из инвертирующих триггеров Шмитта IC1D и IC1E, которые затем быстро подают низкий уровень на входы сброса R триггеров через диод D3. Когда питание возвращается, входы сброса медленно подтягиваются к напряжению питания через резистор R5. Постоянная времени R5C4 гарантирует, что сброс триггеров не прекратится до того, как VDD достигнет своего полного значения.

Обратите внимание, что описанное здесь решение можно использовать в других приложениях. Например, если исключить схему на Рисунке 3, переходы напряжений V3 и V4 могут управлять реверсивным счетчиком, выполняющим какую-либо вспомогательную функцию управления для устройства, питаемого от сети переменного тока. Если последовательно со схемой на Рисунке 1 вставить дополнительный обычный выключатель, он может включать и выключать питание устройства. Если для приложения требуются управляющие сигналы, близкие к уровню земли, провод W1 должен быть соединен с нейтралью линии питания, а провод W2 – с фазой. Однако следует убедиться, что питаемое устройство не является индуктивной нагрузкой, поскольку это может привести к короткому замыканию управляющих импульсов постоянного тока.

Материалы по теме

  1. Datasheet Naina Semiconductor 1N2976B
  2. Datasheet Digitron 2N6072B
  3. Datasheet Texas Instruments CD74HC14

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Short DC Power-Line Pulses Afford Remote Control

51 предложений от 28 поставщиков
Инвертор, семейство HC, триггер Шмитта, 1 вход, 5.2мА, 2В до 6В, SOIC-14
CD74HC14M96
Texas Instruments
3.21 ₽
T-electron
Россия и страны СНГ
CD74HC14M96
Texas Instruments
7.48 ₽
CD74HC14M96
Texas Instruments
от 23 ₽
CD74HC14E TI DIP14
Texas Instruments
от 35 ₽
Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя