Управление люстрой от ПДУ

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: освещение

Опубликовано: 24.03.2017 16:34

Просмотров: 2406

А. Одинец,  г. Минск
В современных системах дистанционного управления (ДУ) телевизионной и другой аппаратурой, в основном, используются инфракрасные (ИК) фотоприемники с определенной несущей частотой. Такой ИК-приемник должен восстанавливать данные с двухфазным кодированием, реагировать на быстрые изменения уровня сигнала независимо от помех и не чувствовать внешнюю засветку. Ширина импульсов на выходе приемника должна отличаться от номинальной не более чем на 10%. Удовлетворить всем этим требованиям непросто.
В последнее время большое распространение получили трехвыводные интегральные ИК-приемники.

В одном корпусе они объединяют фотодиод, предусилитель и формирователь импульсов. На выходе формируется обычный ТТЛ-сигнал без импульсов заполнения (36 кГц), пригодный для дальнейшей обработки цифровыми ИМС. Такие приемники производятся многими фирмами: SFH-506 ф.Siemens, TSOP1736 ф.Vishaу, TFMS5360 ф.Теmiс, ILM5360 производства НПО "Интеграл" и другие. 
Существует несколько стандартов (протоколов) ДУ, к примеру, RC-5, которые отличаются, в частности, частотой заполнения. Разработаны интегральные приемники для разных частот. Для работы с широко используемым кодом RC-5 следует выбирать модели, рассчитанные на частоту заполнения 36 кГц.
Каждая команда, посланная пультом, состоит из модулированных импульсов, эквивалентная (средняя) частота которых лежит в пределах 300... 1000 Гц. Когда эти посылки принимает фотоприемник, на его выходе появляются отрицательные импульсы. В отсутствие приема на выходе фотоприемника — логическая "1".
В радиолюбительских конструкциях с дистанционным управлением по ИК-каналу можно использовать пульты от телевизоров и другой аппаратуры. Главное, чтобы фотоприемник был того же стандарта (протокола), что и передатчик. Учитывая высокую чувствительность интегральных фотоприемников к помехам по питанию, в их цепях питания необходимо применять RC-фильтры.
Схема цифро-аналогового устройства дистанционного управления яркостью лампы освещения приведена на рис.1.
 
 Функции элемента задержки, исключающего чрезмерно быстрое изменение яркости, выполняет счетчик DD1. Он делит частоту импульсов принимаемого сигнала на 16 таким образом, что 16 входным ИК-импульсам фотоприемника соответствует 1 выходной импульс счетчика. Поэтому для полного изменения яркости от нуля до максимума и обратно необходимо удерживать кнопку пульта нажатой несколько секунд.
Цепочка VD1-C2-R3 обнуляет счетчик DD1 через некоторое время после отпускания кнопки ПДУ, чтобы не происходило его переполнения и ложного срабатывания при многократном использовании ПДУ для управления штатным устройством (телевизором, музыкальным центром и пр.). Когда пультом не пользуются, на выходе фотоприемника DA1 —"1", диод VD1 закрыт, конденсатор С2 заряжен через резистор R3 до напряжения высокого уровня, счетчик DD1 обнулен. При приеме сигнала от ПДУ на выходе DA1 возникают импульсы, первый из которых разряжает С2 через VD1 и внутренний ключевой транзистор DA1. В паузах между импульсами С2 не успевает зарядится через R3, поэтому пока идет прием сигнала от пульта, на выводе 11 DD11 поддерживается "0". После прекращения сигнала диод VD1 закрывается, и конденсатор С2 заряжается через R3. Как только напряжение на С2 достигает "1", счетчик DD1 обнуляется.
Счетные импульсы с выхода DD1 поступают на вход счетчика DD2, который совместно с элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ DD3.1...DD3.4 образует схему формирования двоичных кодовых комбинаций, каждая из которых соответствует определенному уровню яркости лампы накаливания EL1. Двоичная комбинация отображается светодиодной линейкой HL1...HL4 и поступает на резистивную матрицу R10.. .R14, задача которой заключается в формировании управляющего напряжения для фазоимпульсного регулятора яркости на аналоге однопереходного транзистора (VT1, VT2, С7, R15...R18,VS1).
Сущность фазоимпульсного метода управления яркостью заключается в изменении момента открывания тиристора, считая от перехода синусоиды сетевого напряжения через ноль. Чем больше время задержки открывания тиристора, тем меньше яркость лампы, и наоборот. Необходимую задержку включения тиристора обеспечивают резисторы матрицы R10...R14 в совокупности с конденсатором С7. Чем больше напряжение на выходе резистивной матрицы, тем меньше постоянная времени цепочки (R10...R14)-C7, a значит, тем больше яркость лампы накаливания.
Параметрический стабилизатор (DA1, СЗ, С4) бес трансформаторного источника питания (VD2, VD3...VD6, С5, С6, R8 и R9) выполнен с двумя балластными конденсаторами С5 и С6. Резисторы R8 и R9 включены для разрядки конденсаторов после отключения устройства от сети.
Некоторым недостатком данного автомата можно считать необходимость подбора резисторов R10...R14 для получения плавного управления яркостью.
Устройство собрано на печатной плате из двустороннего стеклотекстолита размерами 78x78 мм (рис.2) и устанавливается в стандартную пластмассовую сетевую разветвительную коробку.
 
 В устройстве применены постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, балластные конденсаторы С5 и С6 в схеме стабилизатора — типа К73-17 на напряжение не менее 400 В, остальные — К10-17, электролитические — К50-35 или импортные. Светодиоды — сверхъяркие красного и зеленого цветов диаметром 5 мм. Стабилитроны VD2 и VD11 в металлических корпусах на напряжение стабилизации 9... 12 В могут быть типа Д809, Д814Б (В, Г, Д) или аналогичные, диодные мосты — вертикального исполнения, типа RS407L. Все ИМС серии КР1564 (74НСхх) заменимы на соответствующие аналоги серии КР1554 (74АСхх). Интегральный стабилизатор — типа КР1181ЕН5А (78L05).
 
 Цифровой вариант устройства управления яркостью (рис.3) практически не требует настройки. Верхняя часть схемы по своему функциональному назначению аналогична схеме на рис.1. Здесь выходные кодовые комбинации представляют собой коэффициенты деления счетчика DD6, работающего в схеме управления яркостью.
В состав схемы (рис.3) также входят генератор опорных импульсов частотой около 32 кГц на элементах DD4.1, DD4.2, счетчик-делитель импульсов на 16 DD5.1, одновибратор-формирователь коротких импульсов на элементах DD4.3, DD4.4, счетчик с переменным коэффициентом деления DD6 и RS-триггер на элементах DD7.3, DD7.4.
В начальный момент времени при подключении устройства к сети интегрирующая цепочка C3-R5 формирует короткий положительный импульс, обнуляющий счетчики DD2.1 и DD2.2. Такая же нулевая двоичная комбинация формируется на выходах элементов DD3.1 ...DD3.4. Поступая на входы счетчика DD6, она определяет режим его работы как режим с максимальным коэффициентом пересчета, что соответствует максимальной яркости лампы накаливания EL1.
Одновибратор на элементах DD4.3, DD4.4 каждый раз по отрицательному перепаду импульса на выходе счетчика DD5.1 формирует на выходе (выводе 8) DD4.4 короткий отрицательный импульс, который производит запись управляющей двоичной комбинации с выходов элементов DD3.1 ...DD3.4 во
внутренние разряды счетчика DD6. Одновременно этот отрицательный импульс устанавливает RS-триггер DD7.3-DD7.4 в исходное (единичное) состояние. При этом цепочка транзисторов VT1, VT2, VT4, VT5 открыта, a VT3 закрыт. Одновременно открытые мощные MOSFET-транзисторы VT4 и VT5 обеспечивают подключение лампы HL1 к сети как при положительной, так и при отрицательной полуволне сетевого напряжения.
Импульсы задающего генератора, поступающие на суммирующий счетный вход (вывод 5) DD6, увеличивают состояние счетчика на единицу с приходом каждого нового импульса. Когда счетчик достигает переполнения, на его выходе переноса +CR (выводе 12) формируется короткий отрицательный импульс, который перебрасывает RS-триггер DD7.3-DD7.4 в противоположное (нулевое)состояние, что приводит к открыванию транзистора VT3, закрыванию VT4 и VT5 и выключению лампы. Данный процесс повторяется с частотой около 2 кГц, что соответствует 1/16 частоты задающего генератора. Таким образом осуществляется ШИМ-модуляция свечения лампы.
Следует заметить, что питание затворов мощных MOSFET-транзисторов осуществляется напряжением 12 В непосредственно с выхода параметрического стабилизатора VD2-R19-С8, а для питания цифровой части схемы применен 5-вольтовый интегральный стабилизатор DA2.
Устройство собрано на плате размерами 60x100 мм (рис.4).
 
 В устройстве применены постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, МЛТ-2 (R19), конденсаторы неполярные—К10-17, электролитические — К50-35 или импортные, светодиоды — сверхъяркие красного и зеленого цветов диаметром 3 мм. Стабилитрон VD2 — в металлическом корпусе на напряжение стабилизации 9...12 В типа Д809, Д814Б (В, Г, Д) или аналогичные, диод VD3 — кремниевый средней мощности с минимально допустимым обратным напряжением не менее 400 В. Мощные ключевые транзисторы MOSFET типа IRF840 заменимы на IRF740 и другие с минимально допустимым рабочим напряжением сток-исток не менее 400 В и минимально возможным сопротивлением канала в открытом состоянии. Максимальная мощность нагрузки при эксплуатации их без радиаторов не должна превышать 250 Вт, Автором проверены также транзисторы КП7173А отечественного производства. Их параметры: максимальный ток стока lc=4 А, максимально допустимое напряжение сток-исток 11СИ=600 В, сопротивление канала в открытом состоянии RK<2 Ом. Максимальная мощность лампы в случае применения транзисторов типа КП7173А без радиаторов не должна превышать 100 Вт. Все ИМС серии КР1564 (74НСхх) заменимы на соответствующие аналоги серии КР1554 (74АСхх). Интегральный стабилизатор — типа КР1181ЕН5А (78L05).
Отзывы и вопросы по усовершенствованию устройств читатели могут направлять на адрес электронной почты автора: А__ Odinets@ tut. by
Радиомир 9/2013