19 | 08 | 2018
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3765
Просмотры материалов : 8805993

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 43 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Микросхема К145АП2 PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
21.03.2012 16:37

Микросхема К145АП2

Опис роботи принципової електричної схеми

Пристрій розроблялося для управління лампою розжарювання, призначеної для освітлення сходової площадки. Приводом для розробки та виготовлення цього пристрою послужили часті покупки нових ламп. Лампа запитана від електрощита, в якому розташовані квартирні електролічильники, провід живлення прокладений в стіні і не має вимикача. Широко поширений народний спосіб - включення кремнієвого діода послідовно з лампою, повністю не вирішив проблеми: лампа перегорала рідше, але додалося неприємне мерехтіння, особливо сприймається "боковим" зором. Проблему могло б вирішити використання енергозберігаючої лампи з вимикачем, але подібні лампи за прийнятною ціною продаються ще не скрізь і зовсім не зручно шукати вимикач в темноті ...

Пропоноване пристрій автоматично включає освітлення при появі людини в зоні дії датчика, причому забезпечується плавне наростання яскравості. В якості датчика застосований готовий піроелектричний датчик руху від систем сигналізації, дивись ФОТО 1 - ФОТО 4.


Фото. 1.


Фото. 2.


Фото. 3.


Фото. 4.

На корпусі розміщена лінза Френеля, а всередині - плата зі схемою обробки сигналу. Такий датчик має релейний вихід і без харчування він розімкнений. При подачі живлення на датчик, реле спрацьовує і своїми контактами замикає сигнальну лінію, що йде на пульт оператора. Така організація роботи внутрішнього реле дозволяє контролювати справність самої сигналізаційної лінії. При появі живого об'єкта в зоні дії датчика, реле відпускає і контакти розмикаються. Ось чому вихід на друкованій платі такого датчика позначений як "NC ALARM", тобто "при тривозі - немає контакту", а споживання струму від джерела живлення зменшується на величину струму, споживаного внутрішнім реле.

Лампою розжарювання управляє мікросхема К145АП2 в типовому включенні, про роботу якої неодноразово розповідалося в популярних електронних виданнях.

Схема пристрою представлена ​​на малюнку 1


Рис. 1.

і складається з наступних функціональних вузлів:

елементи R6, C6 - Времязадающая ланцюг, встановлює інтервал, протягом якого лампа EL1 залишається включеної між спрацьовуваннями датчика PIR1 і після припинення руху в зоні, яку перекриває датчик. З зазначеними номіналами резистора R6 і конденсатора С6 інтервал становить приблизно одну хвилину;

елементи DD1.2, DD1.3, DD1.4, VD5, VD6, R4 - схема "ВИКЛЮЧАЄ АБО", що реалізує алгоритм роботи пристрою;

елементи VD8, R11, RP1, C9 - датчик яскравості лампи EL1;

елементи VD1, R5, C2, DD1.1, C1, R3 - схема, яка відключає лампу EL1 при досягненні мінімальної яскравості;

елементи R2, VD2, VT1 - ланцюг корекції алгоритму роботи пристрою.

Розглянемо роботу пристрою після підключення вилки XS1 до мережі ~ 220V і завершення всіх перехідних процесів. Сімістор VS1 закритий, лампа EL1 знеструмлена, тому з конденсатора С9 на входи 8DD1.2 і 6DD1.4 докладено напругу з рівнем, що відповідає лог. 1. Так як в зоні датчика немає живого об'єкта, його контакти 3-4 замкнуті, світлодіод HL1 запитан через резистор R1 і сигналізує про включеному стані пристрою. З конденсатора С6 напруга низького рівня надходить на входи 9DD1.2 і 1DD1.3. Після обробки вхідних сигналів на вхід 4DA1 через відкритий діод VD6 надходить напругу з рівнем лог. 0, з виходу 3DD1.3 напруга лог. 1 через інтегруючу ланцюг R5-C2 надходить на входи 12,13 DD1.1. З виходу 11DD1.1 напруга лог. 0 надходить на конденсатор С1 і через резистор R2 на затвор транзистора VT1. В результаті конденсатор С1 заряджений через резистор R3 і на вході 3DA1 встановлено напруга лог. 1, а транзистор VT1 закритий і не впливає на проходження сигналу з датчика PIR1 на входи 9DD1.2 і 1DD1.3. При появі в зоні датчика будь-якого живого об'єкта, контакти датчика 3-4 розмикаються, світлодіод HL1 гасне. Конденсатор С6 через резистор R1 і діод VD3 швидко заряджається практично до напруги харчування. Після обробки сигналу, на виході 4DD1.4 встановлюється напруга лог. 1, а вихід 3DD1.3 не змінює свого значення (лог. 1). При цьому діод VD6 закривається і з резистора R4 на вхід 4DA1 надходить керуюче напруга. Мікросхема DA1 починає виробляти отпирающие сімістор VS1 імпульси і яскравість лампи EL1 плавно збільшується. Так само, як плавно загоряється лампа EL1, плавно знижується і напруга на конденсаторі С9. При досягненні максимальної яскравості, на входах 8DD1.2 і 6DD1.4 встановиться напруга, відповідне рівню лог. 0. При цьому з виходу 3DD1.3 напругу з рівнем лог. 0 надходить через тепер відкритий діод VD5 на вхід 4DA1 і забороняє подальше управління яскравістю лампи EL1. В результаті яскравість лампи EL1 фіксується на максимальному рівні. Це ж напруга лог. 0 через діод VD1 швидко розряджає конденсатор С2 і встановлюється на входах 12,13 DD1.1. З виходу 11DD1.1 напруга лог. 1 розряджає конденсатор С1 і надходить через резистор R2 на затвор транзистора VT1, але, так як діод VD2 відкритий (на катоді рівень лог.0), транзистор VT1 залишається в закритому стані, завдяки чому конденсатор С6 продовжує утримувати напругу лог. 1, постійно підзаряджаючи через резистор R1 і діод VD3. Таким чином, поки в зоні дії датчика PIR1 знаходиться людина, лампа EL1 постійно включена і горить з максимальною яскравістю навіть тоді, коли контакти 3-4 датчика періодично замикаються.

Якщо людина покинула зону чутливості датчика PIR1, то контакти 3-4 його реле тепер постійно замкнуті. Конденсатор С6 починає розряджатися через резистор R6, світлодіод HL1 і замкнуті контакти 3-4 датчика PIR1. Приблизно через хвилину напруга на конденсаторі С6 знизиться до рівня лог. 0. Після обробки цього сигналу на виході 3DD1.3 з'являється напруга лог. 1, яке закриває діод VD5 (діод VD6 також закритий сигналом лог. 1 з виходу 4DD1.4), тому на вхід 4DA1 надійде керуюче напруга з резистора R4. Мікросхема DA1 почне плавно закривати сімістор VS1 і, отже, почнеться плавне зниження яскравості лампи EL1. Те ж напруга лог. 1 (з виходу 3DD1.3) закриє діод VD2 і почне заряджати конденсатор C2 через резистор R5. Транзистор VT1, відкриваючись напругою з резистора R2, шунтує своїм переходом сток-витік світлодіод HL1 і контакти 3-4 датчика PIR1, через що індикатор HL1 гасне, а схема не реагує на появу людини в зоні чутливості датчика PIR1, поки знижується яскравість лампи ЕL1. Коли яскравість лампи досягне мінімального значення, з конденсатора С9 на входи 8DD1.2 і 6DD1.4 надійде напругу з рівнем лог. 1. Після перетворення вхідних сигналів, на виході 4DD1.4 з'явиться напруга лог. 0, яке відкриє діод VD6 (діод VD5 в цей час закритий напругою лог. 1 з виходу 3DD1.3), тому з резистора R4 керуюче напруга перестане надходити на вхід 4DA1 і мінімальний сяють лампи EL1 буде зафіксований.

Постійна часу інтегруючої ланцюга R5-C2 обрана такою, що напруга лог. 0 на виході 11DD1.1 з'явиться тільки при досягненні лампою EL1 мінімальної яскравості. При появі цієї напруги, завдяки диференціюються ланцюга С1-R3, на вхід 3DA1 надійде короткий імпульс з рівнем лог. 0, який відключить вихід 6DA1, симістор VS1 повністю закриється і лампа EL1 згасне.

Більш докладно варто сказати про призначення коректує ланцюга R2, VD2, VT1. Припустимо, що схема працює без цих елементів, тоді при зниженні яскравості поява людини в зоні чутливості датчика, зупинить цей процес, і яскравість лампи EL1 зафіксується на якомусь проміжному рівні. Коли людина знову покине зону чутливості, то яскравість лампи почне збільшуватися, тому що до цього знижувалася (алгоритм, закладений в роботу самої мікросхеми К145АП2), вийде на максимальний рівень, почне знижуватися і зупиниться знову на якомусь проміжному рівні. До цього часу вже відпрацює ланцюг R5-C2 (конденсатор С2 зарядиться і елемент DD1.1 переключиться коли на вході 4DA1 присутній керуючу напругу). Тому лампа EL1 не відключиться і залишиться горіти в полунакальном стані до наступного появи людини перед датчиком. Коригуюча ланцюг R2, VD2, VT1 усуває цей ефект в алгоритмі роботи пристрою. З цією ланцюжком яскравість плавно знизиться до мінімальної, а потім, так само плавно збільшиться до максимального значення, тобто алгоритм роботи не порушиться. Якщо ймовірність появи людини перед датчиком в період зниження яскравості відсутня або нікчемно мала, то потреби в елементах R2, VD2, VT1 немає, але рекомендується збільшити номінал резистора R5 до 1,5-2 мегом.

На час налаштування замість датчика PIR1 можна підключити вимикач SA1 "ТЕСТ" з нормально замкнутими контактами (це позбавить від перехідного процесу, що виникає при першій подачі напруги на сам датчик), позначений на малюнку 1 пунктиром. Розмикання його контактів рівнозначно розмикання контактів 3-4 датчика PIR1 при його спрацьовуванні. Налаштування правильної роботи проводиться за допомогою підлаштування резистора RP1, причому на початку регулювання його рухливий контакт бажано встановити в середнє положення. Регулюванням домагаються, щоб яскравість лампи EL1 чітко виходила на максимальний і мінімальний рівні. При невірної налаштування яскравість лампи EL1 буде постійно змінюватися від максимуму до мінімуму і назад або, пройшовши максимальний (мінімальний) рівень, знизиться (підвищиться) і зафіксується.

Пристрій може використовуватися і без піроелектричного датчика, в ручному режимі. Для реалізації ручного режиму необхідно внести зміни в схему, фрагменти яких дані на малюнках 2 і 3.

Рис. 2 Рис. 3

Фрагмент на малюнку 2 дозволяє за допомогою звичайного слаботочного вимикача (кнопки з фіксацією або геркона, встановленого на двері) плавно включити і вимкнути лампу розжарювання. Фрагмент на малюнку 3 дозволяє після виключення залишити приміщення при світлі, потім лампа через хвилину плавно знизить яскравість до мінімального рівня і вимкнеться. Якщо потрібна підсвічування вимикача, то його з'єднують послідовно з світлодіодом HL1 замість контактів 3-4 датчика, використовуючи нормально замкнуті контакти. В обох варіантах ручного управління виключають елементи: PIR1, R1, HL1, R2, VD2, VD3, VT1. У варіанті з підсвічуванням вимикача видаляють елементи: PIR1, R2, VD2, VT1.

Для зручності відладки на малюнку 1 латинськими буквами відмічені контрольні точки, рівні напруги в яких зведені в таблицю 1:

Таблиця 1

ЗОНА PIR1

A

B

C

D

E

F

G

H

СТАН EL1

1

Немає руху

0

1

1

0

0

0

0

1

Відключена (вихідний стан)

2

Рух

1

З

1

1

1

0

0

1

Збільшення яскравості

3

Рух

1

0

0

1

0

1

0

1

Максимальна яскравість

4

Немає руху

0

У

1

1

1

1

1

1

Зменшення яскравості

5

Немає руху

0

1

1

0

0

1

1

1

Мінімальна яскравість

6

Немає руху

0

1

1

0

0

0

0

І

Відключення

У таблиці дані позначення:

0 - напруга з рівнем лог. 0;

1 - напруга з рівнем лог. 1;

С - зниження рівня напруги;

У - збільшення рівня напруги;

І - імпульс з рівнем лог. 0.

Про використовуваних деталях. Всі резистори типу МЛТ-0, 125, крім резистора R12, його тип МЛТ-2. Підлаштування резистор RP1 будь-якого типу. Разом з резистором R11 він утворює розрахунковий дільник напруги, тому його номінал не рекомендується зменшувати або збільшувати. При зменшенні опору напруга, що знімається з движка цього резистора (або плюсового виводу конденсатора С9) може не досягти рівня при якому яскравість лампи EL1 буде чітко доходити до мінімального значення. Збільшення ж опору загрожує перевищенням допустимого напруги, що подається на входи елементів DD1.2 і DD1.4 і виходом з ладу мікросхеми DD1. Керамічні конденсатори С1, С4, С5, і С7 можуть бути будь-якого типу і з робочою напругою 20-30 вольт, а ось конденсатор С8 можна використовувати на напругу не нижче 400 вольт або імпортний на якому є маркування "250VAC", тобто для роботи в мережі змінного струму. Споживаний від мережі пристроєм струм (при закритому сімістор VS1) визначається ємністю цього конденсатора. Струм, заміряний при ємності 470nF (на малюнку 1 вказана точка розриву дроту, куди підключався прилад в режимі вимірювання змінного струму і позначена як "~ 34mA") дорівнює 34mA. При зменшенні (спробі знизити споживаний струм) цієї ємності до 330nF в роботі пристрою починалися збої - не вистачало напруги живлення для піродатчіка. В ручному режимі (без датчика PIR1) струм споживання зменшиться на величину струму датчика, тому має сенс спробувати зменшити ємність конденсатора C8 до мінімальної, при якій зберігається робота пристрою. Хоча паспортне напруга живлення мікросхеми К145АП2 - 15 вольт, вона прекрасно працює і при 12-ти вольтах, а так як харчування застосованого датчика теж 12 вольт, то в параметричному стабілізаторі VD7-C3 використовується стабілітрон з напругою пробою 12 вольт і може бути будь-якого типу, (навіть складений з декількох, наприклад два КС162А) аби напруга стабілізації не виходило за межі 12-13 вольт. Електролітичні конденсатори можна використовувати будь-які імпортні, на увазі їх надійності і невеликого розміру, з напругою не нижче, вказаної на схемі. Діоди VD1 - VD3, VD5, VD6, VD8 використані типу КД521 з будь-яким буквеним індексом і можуть бути замінені на будь-які кремнієві мініатюрні, наприклад КД102. Діод VD4 використовується типу КД209А і обраний виключно виходячи з великого запасу по току і зворотному напрузі. Світлодіод HL1 застосований імпортний із серії "Світильники" і може бути будь-якого кольору, що забезпечує прийнятну яскравість при струмі 1-2mA. Мікросхема DD1 типу К561ТЛ1 - чотири тригера Шмітта з функцією "І-НІ". Використання тригерів Шмітта пояснюється тим, що процеси зміни напружень в пристрої протікають відносно повільно, а для чіткої, без збоїв, роботи пристрою потрібні круті фронти керуючих сигналів. Робота в пристрої мікросхеми типу К561ЛА7 не перевірялася. На малюнку 1 поряд з датчиком PIR1 показана точка розриву проводу живлення +12 V. У цій точці був вимірі постійний струм, споживаний датчиком, причому, над рискою (9mA-отк, тобто датчик не спрацював) коли в зоні чутливості немає людини і внутрішнє реле живиться, під рискою (7,5 mA-вкл, т. е. датчик спрацював) коли в зоні датчика є рух живого об'єкта і обмотка внутрішнього реле знеструмлена. Природно, ці струми різні в різних датчиків і тут вони показані тільки для подання порядку величини струму. Всі виміри напруг і логічних рівнів проводилися щодо спільного мінусового дроту схеми, на малюнку 1 зазначеного як "-12Vобщ". При виготовленні, налагодженні та експлуатації пристрою необхідно дотримуватися обережності і не забувати, що схема пристрою не має гальванічної розв'язки від мережі ~ 220 вольт.

Пристрій може бути розміщено в адаптері у вигляді мережевої вилки від несправних китайського блоку живлення або радіотелефону, на корпусі якого розміщують розетку для лампи і роз'єм для підключення датчика. У виготовленому пристрої датчик з'єднується зі схемою за допомогою крученого чотирижильного мікротелефонного дроти, що вставляється в телефонні роз'єми, закріплені на корпусах датчика і самого пристрою, дивись ФОТО 5 і ФОТО 6.

Фото. 5 Фото. 6.

Для заміни настінного вимикача стельової лампи цей пристрій не підходить, так як потрібен третій провід.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 78 79 80 81 82

Обновлено 28.03.2012 05:27
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья