Современная электроника №7/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 20 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2025 Автоматы лестничного освещения с акустическим датчиком и функцией таймера В статье рассмотрены два автомата, представляющие собой так называемые «трёхполюсник» и «двухполюсник». Первый автомат включает лампу накаливания на время от 15 с до 2 мин при появлении звуковых сигналов. Выдержка времени продлевается по мере поступления новых звуковых сигналов. Второй вариант автомата обеспечивает двухступенчатую задержку выключения освещения. По прошествии половины временно́го интервала автомат уменьшает яркость лампы накаливания до 50%, а по прошествии всей временно́й выдержки уменьшает до 10%. Александр Одинец Общие сведения Первый автомат «трёхполюсник» имеет три выходных контакта, а вто- рой автомат – «двухполюсник» – два контакта, что позволяет включать его последовательно с лампой накалива- ния без необходимости дополнитель- ной проводки. Стандартную сетевую разветвительную коробку промыш- ленного производства, в которую устанавливается каждый из автома- тов, можно разместить в любом удоб- ном месте, обеспечив хорошую венти- ляцию коммутирующим элементам в целях пожарной безопасности. Значительно увеличить срок служ- бы лампы накаливания можно, толь- ко обеспечив наиболее благоприят- ный режим её работы. Как известно, разрушение нити лампы накалива- ния происходит в большинстве слу- чаев именно в момент включения, ког- да сопротивление нити в холодном состоянии почти в 10 раз меньше, чем в разогретом. Разогрев нити происхо- дит в течение нескольких полуперио- дов сетевого напряжения, поэтому при включении происходит большой бро- сок тока, достигающий по амплитуде нескольких ампер. Применение тири- сторного регулятора яркости с фазо- импульсным управлением в соста- ве автомата лестничного освещения позволяет ограничить максимальное напряжение в вечерние часы, когда оно возрастает по причине уменьше- ния числа потребителей. Такой авто- мат можно дополнить акустическим датчиком и функцией таймера, что позволит при появлении звуково- го сигнала включать лампу накали- вания с максимальной яркостью на время от 15 секунд до 2 минут. Кроме того, ограничение по времени вклю- чения лампы накаливания позволя- ет достичь дополнительной экономии электроэнергии. Схема электрическая и принцип работы первого варианта устройства Первый вариант автомата с аку- стическим датчиком (микрофоном), схема электрическая которого пока- зана на рис. 1, при звуке шагов, хлоп- ке закрываемой двери и других доста- точно громких звуках автоматически включает свет на лестничной пло- щадке, в арке или где-нибудь в под- собном помещении. После прекраще- ния звуковых сигналов производится выдержка времени (от 15 с до 2 мин), после чего освещение выключается. Автомат обладает высокой чувстви- тельностью, питается непосредствен- но от осветительной сети и не тре- бует применения дополнительных блоков питания. Работает автомат следующим обра- зом. При появлении звукового сигна- ла переменное напряжение амплиту- дой несколько милливольт с выхода микрофона через разделительный конденсатор C1 поступает на двухка- скадный усилитель, выполненный на транзисторах VT1 и VT2, и после уси- ления до напряжения 6…7 В через раз- делительный конденсатор C4 поступа- ет на входы триггера Шмитта DD1.1, который формирует на выходе прямо- угольные импульсы положительной полярности. Каждый такой импульс открывает эмиттерный повторитель VT3, усиливающий сигнал по току, и быстро заряжает конденсатор C5. На входах элемента DD1.2 формирует- ся уровень лог. 1, который, инвертиру- ясь, закрывает ключевой транзистор VT4 и формирует на его коллекторе, благодаря резистору R12, напряжение уровня лог. 1, разрешающее работу схемы управления коммутирующим тиристором VS1. Для коммутации лампы накалива- ния используется узел на основе циф- рового компаратора, рассмотренный в [1], который реализует наиболее экономичное импульсное управле- ние тиристором в моменты перехода сетевого напряжения, близкие к нулю. Опыт повторения автором данной кон- струкции показал частичную нерабо- тоспособность данного автомата по приведённой в [1] схеме двухполюс- ника, однако схемотехническое реше- ние управления коммутирующим тиристором заслуживает внимания, так как позволяет значительно повы- сить экономичность автомата и рас- сеивание мощности на балластном резисторе за счёт импульсного управ- ления тиристором, а не постоянным током. Рассмотрение причин нера- ботоспособности оригинальной кон- струкции [1] выходит за рамки данной статьи, но здесь отметим, что автору всё-таки удалось заставить работать оригинальный автомат управления освещением, но только включив его по схеме «трёхполюсника». В схеме на рис. 1 на элементах DD1.3 и DD1.4 выполнен вышеназванный компаратор, срабатывающий при каж- дой полуволне сетевого напряжения в момент, когда её значение дости- гает порога переключения элемен- та DD1.3 (примерно половина питаю- щего напряжения ИМС). При этом на выходе элемента DD1.4 формируются положительные импульсы, равные по длительности времени открывания тиристора. Каждый такой импульс открывает транзистор VT5. В резуль- тате тиристор VS1 также открывает-