Переключатели на основе микросхемы КР1561ТЛ1
Принципиальные схемы простых выключателей с таймером и неограниченным количеством замыкающих цепей на основе микросхем КР1561ТЛ1.
Выключатель с таймером
В подъездах жилых домов, коридорах «гостинок» с целью экономии электроэнергии можно установитьвыключатели с таймерами, на каждой лестничной клетке, если это подъезд многоквартирного дома, либо с некоторым интервалом в длинном коридоре, если это дом «гостиничного типа».
Каждый выключатель управляется кнопкой без фиксации, после нажатия которой, свет горит некоторое время, которое можно заранее установить в пределах от 10 до 60 секунд. Этого времени обычно достаточно, чтобы пройти от одной лестничной клетки до другой.
Рис.1. Принципиальная схема переключателя с таймером на КР1561ТЛ1.
На рисунке 1 показана схема выключателя с аналоговым таймером на RC-цепи R1,R5,C1. Время регулируется переменным (или подстроечным) резистором R5, а запуск производится кнопкой S1. В основе процесс зарядки емкости С1 через сопротивление, состоящее из R1 и R5.
Плюс данной схемы в том, что она подключается к сети всего двумя точками, - параллельно выключателю осветительного прибора, либо вместо него. Это позволяет использовать имеющуюся электропроводку под механический выключатель.
На выходе - мощный симистор VS1, им управляет ключ на транзисторах VT2-VT3 через выпрямительный мост на диодах VD2-VD5. Ключ включается током, протекающим через резисторы R2 и R3. Для того чтобы ключ был включен нужно чтобы полевой транзистор VТ1 был закрыт. При этом на базу VТ2 поступает напряжение через резисторы R2, R3 и стабилитрон VD6.
При этом открывается симистор VS1 и включает осветительный прибор. Для выключения осветительного прибора нужно чтобы полевой транзистор VТ1 был открыт. Когда он открыт, он шунтирует базу VТ2, и VТ2 закрывается.
Орган управления - кнопка S1, это замыкающая кнопка без фиксации, например, стандартная звонковая кнопка, либо приборная кнопка. При её нажатии конденсатор С1 разряжается через её контакты. На входах элемента D1.1 устанавливается напряжение логического нуля.
Все четыре логических элемента микросхемы D1 включены последовательно, поэтому на выходе D1.4 точно так же, будет логический ноль. Полевой транзистор VТ1 закрывается и на базу VТ2 через VD6 и R2, R3 поступает ток, который открывает ключ. Симистор тоже открывается и включает осветительный прибор.
После отпускания кнопки S1 начинается зарядка конденсатора С1 через сопротивление R1 и R5. Скорость зарядки зависит от величины сопротивления.
Когда напряжение на С1 достигает порога переключения логического элемента D1.1 на его входе устанавливается логическая единица. Соответственно, единица будет и на выходе элемента D1.4. Полевой транзистор VТ1 открывается, что приводит к закрыванию VТ2-VТЗ и симистора VS1.
В данной схеме используется микросхема КР1561ТЛ1 (К561ТЛ1) в отличие от аналогичной микросхемы К561ЛА7, у этой логические элементы с эффектом триггера Шмитта, в отличие от К561ЛА7, у них есть четкие пороги переключения. Здесь это особенно важно, потому что напряжение на входе D1.1 увеличивается очень медленно, и если это будет К561ЛА7, то переходный процесс от нуля к единице затянется. Хотя, если «ТЛ1» нет, можно и «ЛА7», только нужно будет между входами D1.1 и выходом D1.2 включить резистор сопротивлением в 5-10 мегаом. Этот резистор превратит элементы D1.1 и D1.2 в триггер Шмитта, даже если это ИМС К561ЛА7.
Проходной выключатель с неограниченным числом мест управления
В коридорах обычно устанавливают проходные выключатели, представляющие собой механические переключатели на два положения. Схема их включения относительно проста и знакома любому электрику, однако, она требует прокладки трехпроводной проводки и может работать только с двумя местами управления, например, на входе и выходе.
Если нужно организовать большее число мест управления требуются переключатели на большее число положений, и более сложная проводка, что такую систему делает крайне невыгодной и неудобной для пользователя.
В то же время, электронный выключатель, работающий на принципе «квазисенсорного управления» позволит сделать неограниченное число мест управления, поэтому что органами управления служат замыкающие кнопки без фиксации, которых можно включить параллельно сколько угодного много. И при этом влиять друг на друга они не будут, так как в основном находятся в ненажатом состоянии.
Рис.2. Схема выключателя с неограниченным числом мест управления.
На рисунке 2 показана схема проходного выключателя с неограниченным числом мест управления. Выходная часть схемы такая же как на рисунке 1, поэтому повторять её описание не буду. Управление осуществляется кнопками S1-Sn, общее число которых не ограничено.
На элементах D1.1 и D1.2 сделан триггер, который запоминает логический уровень, поданный на его вход. Например, если на входы D1.1 подать логическую единицу, то на выходе D1.2 тоже будет логическая единица, которая через резистор R1 поступает на входы D1.1. Теперь если входы D1.1 отключить от источника логической единицы и никуда не подключать, на них будет поддерживаться напряжение логической единицы за счет резистора R1.
Аналогично и с логическим нулем. То есть, триггер запоминает последний логический уровень, поданный на его вход.
Для того чтобы триггер можно было переключать то в одно то в другое положение одной и той же кнопкой, источник управляющего логического уровня сделан на инверторе D1.3. Каждый раз после переключения триггера на выходе D1.3 будет уровень, противоположный тому, в который установлен триггер.
Например, если триггер установлен в единицу, то на входах D1.1 - единица, и на выходе D1.2 - единица. Но на выходе D1.3 - ноль. Кнопка (кнопки) включена так, что она подает напряжение с выхода D1.3 на входы D1.1.
Так вот, нажимаем кнопку S1 и через неё на входы D1.1 поступает ноль с выхода D1.3. Триггер устанавливается в нулевое положение. А на выходе D1.3 теперь единица.
Если еще раз нажать кнопку S1 триггер установится в единицу. То есть, при каждом нажатии кнопки состояние триггера будет меняться на противоположное.
Но в этой схеме есть один изъян. Практически схема будет работать в режиме генерации импульсов, и триггер будет оказываться в непредсказуемом состоянии. Чтобы этого не происходило есть цепь R5,C1, которая задерживает поступление логического уровня с выхода D1.2 на вход D1.3. При указанных на схеме номиналах R5 и С1 задержка составляет одну секунду.
Поэтому кнопку нужно держать нажатой не более одной секунды. А время между нажатиями кнопки должно быть не менее одной секунды. Впрочем, это время можно уменьшить или увеличить как угодно, соответственно изменив номиналы R5 и (или) С1. Сигнал управления выходным ключом снимается с выхода D1.4. В схеме, показанной на рисунке 2 можно использовать микросхему К561ЛА7 без внесения в схему изменений.
Ситников М.В. РК-2016-01.
Литература: 1. К. Мороз. «Экономичное фотореле», Р-7, 2015.