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无线电电子与电气工程百科全书 非接触式照明控制。 无线电电子电气工程百科全书
一旦客人跨入您公寓的门槛，大厅里就会像变魔术一样闪烁灯光，照亮暮色，这通常是一天中任何时间走廊的特征。 重点在于公寓内前门附近的地毯，或者更确切地说，隐藏在地毯下方的敏感天线，或者更准确地说，在于控制走廊灯的电子机器中。 自动机（图1）仅由两个数字微电路（DD1和DD2）、一个晶体管（VT1）和一个三极管（VS1）组装而成。 它包含一个基于逻辑元件DD1.2-DD1.4、电容器C7和电阻器R10构建的脉冲发生器，并产生频率为10000 Hz（或10 kHz是音频）的矩形脉冲。 而且，频率的稳定性并不重要。 因此，这些脉冲的重复周期为 0,1 ms (100 µs)。 这些脉冲实际上是对称的，因此每个脉冲的持续时间（或它们之间的暂停）约为 50 μs。 在逻辑元件DD1.1、DD2.1、电容器C1-C3、电阻器R1、R2、二极管VD1和具有连接器X1的天线WA1上，形成电容继电器，其对天线和网络线之间的电容作出反应。
当该电容很小（小于 15 pF）时，在 DD1.1 元件的输出处形成相同频率 10 kHz 的矩形脉冲，但它们之间的暂停（由于微分链 C1R1）减少至 0,01毫秒（10 微秒）。 很明显，脉冲持续时间为 100 - 10 = 90 μs。 然而，在如此短的时间内，电容器C3仍然设法几乎完全放电（通过二极管VD1），因为其充电时间（通过电阻器R2）很长并且大约等于70ms（70000μs）。 由于电容器仅在 DD1.1 元件的输出端出现高电压电平（无论是脉冲还是恒定电平）时才充电，因此在持续时间为 90 μs 的脉冲期间，电容器C3没有时间明显充电，因此输出元件DD2.1始终保持高电压电平。 当 WA1 天线和网络线之间的电容增加（例如，由于人体）到 15 pF 或更大时，DD1.1 元件输入端的脉冲信号幅度将大幅减小，从而导致脉冲该元件的输出将消失并变成恒定的高电平。 此时电容器C3可以通过电阻器R2充电，并且元件DD2.1的输出被设置为低电平。 他启动了由逻辑元件DD2.2、DD2.3、电容器C4和电阻器R3、R4组成的单振荡器（等待多谐振荡器）。 当天线电路的电容较小时，由于DD2.1元件的输出处存在高电压电平，因此单个振动器处于DD2.2元件的输出将为低电平的状态， DD2.3输出为高电平。 时间设置电容器C4被放电（通过电阻器R3和元件DD2.3的输入电路）。 然而，一旦电容显着增加并且 DD2.1 元件的输出出现低电平，单个振荡器将立即产生时间延迟（在 C4R3R4 电路的指示额定值下），大约等于 20 秒。 此时DD2.3元件的输出端会出现低电平，DD2.2元件的输出端会出现高电平。 后者能够打开由逻辑元件DD2.4、晶体管VT1、二极管VD3和电阻器R5-R8制成的电子钥匙。 但这个钥匙不会一直保持打开状态，这显然在能耗方面是不合适的，最重要的是，因为 VS1 三极管的控制转换的加热完全无用。 因此，电子钥匙仅在网络的每个半周期开始时被激活，此时电阻器R5两端的电压再次增加到大约5V。此时，不是高电压电平，而是低电压电平。 DD2.4元件的输出端出现电压，因此晶体管VT1首先打开，然后三极管VS1打开。 但是，一旦后者打开，其上的电压将显着降低，因此DD2.4元件的上部（根据电路）输入端的电压将降低，因此输出端为低电平该元件将再次突然变为高电平，这将导致晶体管 VT1 自动关闭。 但在这个半周期内，三极管 VS1 将保持开路（导通）状态。 在下一个半周期中，一切都将以相同的顺序重复。 因此，电子钥匙仅打开三极管VS1所需的几微秒，然后再次关闭。 因此，不仅降低了三极管的功耗和发热，而且辐射无线电干扰的水平也急剧降低。 当20秒的曝光结束，并且人已经离开“神奇”地毯时，DD2.3元件的输出处再次出现高电平，并且DD2.2元件的输出处出现低电平。 后者通过元件DD2.4的下部输入锁定电子钥匙。 在这种情况下，晶体管 VT1 以及三极管 VS1 无法再通过同步网络脉冲来打开（根据图中 DD2.4 元件的上部输入）。 如果快门速度已到，但人仍在垫子上（在 WA1 天线上），则电子钥匙不会锁定，直到人离开垫子。 从图1可以看出，VS1三极管能够闭合VD5二极管电桥的水平（如图）对角线。 但这等于关闭了同一座桥的垂直对角线。 因此，当三极管VS1断开时，EL1灯亮； 当未打开时，灯熄灭。 灯EL1和开关SA1是走廊里的标准电器。 因此，使用 SA1 开关，您仍然可以随时打开 EL1 灯，无论机器如何。 只有当三极管VS1闭合时才能将其关闭。 然而，同样重要的是，闭合 SA1 开关的触点后，机器将断电。 因此，延时的形成总是可以通过闭合然后断开SA1开关来随意中断。 该机器由包含镇流电阻R9、整流二极管VD4和齐纳二极管VD2的参数稳定器供电。 该稳定器产生约 10V 的恒定电压，该电压由电容器 C6 和 C5 滤波，电容器 C6 平滑该电压的低频纹波，C5 平滑该电压的高频纹波。 简要考虑机器的操作（假设SA1开关打开）。 只要WA1天线不被人体电容遮挡，DD2.1元件的输出端就有恒定的高电平。 因此，单个振动器处于待机模式，其中DD2.2元件的输出为低电平，锁定（在DD2.4元件的下部输入处）电子钥匙。 因此，VS1 三极管不会被从 VDD2.4 桥通过 R5 电阻到达 DD6 元件上部输入的时钟脉冲打开。 当人挡住天线电路时，DD2.1元件的输出端出现低电平，触发单个振动器，DD2.2元件的输出端出现高电平，打开电子钥匙和三极管VS20 1秒（此时EL1灯亮）。 如果此时天线电路的阻塞已经终止（人已经离开垫子），则 EL1 灯熄灭，如果没有，则继续燃烧，直到人离开垫子。 无论如何，单个振动器（以及整个机器）再次进入待机模式。 要提前关灯（无需等待20秒），如果突然需要，只需闭合和打开SA1开关即可。 然后机器也进入待机模式。 机器所需的灵敏度取决于 WA1 天线的尺寸、垫子的厚度以及其他难以考虑的因素。 因此，通过改变电阻R1的阻值来选择所需的灵敏度。 因此，电阻的增加会导致灵敏度的增加，反之亦然。 然而，出于两个原因，人们不应该因过度敏感而得意忘形。 首先，如果电阻器 R1 的电阻增加到 1 MΩ 以上，通常需要用清漆填充，以排除空气湿度对工作模式的影响。 其次，由于机器灵敏度过高，不排除出现误报。 走廊的地板清洗后但尚未干燥后也可以进行。 然后，为了关闭灯，您应该使用单极连接器 X1 暂时断开 WA1 天线。 WA1 天线是一片单面箔玻璃纤维，箔一侧覆盖有第二层薄 Textolite、getinaks 或聚苯乙烯。 沿着第一片的周边，以某种方式去除箔片至大约 1 厘米的宽度。然后将两片片粘在一起，小心地用胶水（例如环氧腻子）填充天线的外围位置。箔片被移除。 应特别注意从箔到天线外部的电线端接的可靠性。 天线尺寸因可用垫子而异。 它的面积（在箔片上）大约为 500 ... 1000 cm2（假设为 20x30 cm）。 如果从机器到天线的电线长度很长，则可能需要屏蔽（屏蔽罩连接到电阻器 R1 的下端子）。 但这样一来，一方面自动机的灵敏度将不可避免地降低，另一方面电容器C1的电容量可能不得不有所增加。 由于屏幕将通过电流连接到网络，因此其顶部必须覆盖良好且厚的绝缘层。 机器本身通过印刷或表面安装组装在塑料板上。 该板被放置在一个尺寸合适的塑料盒中，这可以防止无意中触摸任何电气点，因为所有这些点都或多或少是危险的，因为它们连接到网络。 因此，调整期间的所有焊接都应在断开机器与电源（与 SA1 开关）的连接后进行。 如前所述，设置包括选择灵敏度（使用电阻器 R1）以及单次拍摄的快门速度（使用电阻器 R4）（如果需要）。 顺便说一句，快门速度可以提高到 1 分钟（R4 = 820 kOhm 时）或更高。 如果应用细节的话，如图1所示，EL1灯（或并联的几盏灯）的最大功率可以达到130W，这对于走廊来说已经足够了。 可以安装 KU202M，或者在极端情况下安装 KU1K、KU202L、KU202K 或 KU202L，而不是三极管 KU201N (VS201)。 KTs5或KTs402系列的二极管电桥（VD405），带有字母索引Zh或I。如果使用同系列的电桥，但带有索引A、B或C，则允许功率将为220瓦。 该电桥很容易由四个单独的二极管或 KD205 系列的两个组件组装而成。 因此，当使用二极管 KD105B、KD105V、KD105G、D226B、KD205E 时，您必须将灯功率限制为 65 W、KD209V、KD205A、KD205B - 110 W、KD209A、KD209B 155 W、KD225V、KD225D - 375 W 、KD202K、KD202L、KD202M、KD202N、KD202R、KD202S 440 瓦。 三极管和桥式二极管都不需要散热器（散热器）。 二极管 VD1 - 任何脉冲或高频（锗或硅），二极管 VD3、VD4 - 任何整流器，例如 KD102-KD105 系列。 齐纳二极管 VD2 - 用于 9 ... 1O V 的稳定电压，假设为 KS191、KS196、KS210、KS211、D818 系列或 D814V、D814G 型。 晶体管 VT1 - KT361、KT345、KT208、KT209、KT3107、GT321 系列中的任何一个。 芯片K561LA7（DD1和DD2）可以完全被KM1561LA7、564LA7或K176LA7替代。 为了改善散热，建议用9个半瓦镇流电阻（R82）制作一个5,1瓦镇流电阻（R0,125）：并联0,125kOhm电阻或串联0,125kOhm电阻。 其余电阻的类型为 MLT-2、OMLT-500 或 VS-1。 为了电气安全，电容器C3（最好是云母）的额定电压必须至少为5V。电容器C7-C2、CXNUMX和CXNUMX是任何额定电压的陶瓷、云母或金属纸（CXNUMX除外）。 额定电压至少为 4 V 的任何类型的氧化物（电解）电容器 C6 和 C15。 图 2 显示了通过挥手（轻触）打开台灯（壁灯、落地灯或吸顶灯）的机器的另一种版本。 从本质上讲，这台机器是传统按钮开关的电子模拟，带有闩锁，每隔一段时间就会工作一次：按一下 - 灯亮，再按一下 - 灯关闭。
该机器也仅基于两个数字微电路构建，但它使用的是 K561TM7 微电路（两个 D 触发器），而不是第二个 K2LA561 微电路（四个逻辑元件 2I-NOT）。 很容易看出，安装了最后一个微电路的触发器，而不是之前机器的单个振动器。 让我们简单地考虑一下他们在机器中的工作。 触发器DD2.1的目的是辅助的：它提供施加到触发器DD2.2的计数输入C的严格矩形形状的脉冲。 如果没有这样的脉冲整形器，DD2.2 触发器将无法在输入 C 处清楚地切换到单一状态（当其直接输出为高且其反向输出为低时）或零（当输出信号与指定的相反）状态。 由于触发器DD2.1的安装输入S（设置“一”）相对于其安装输入R（设置“零”）恒定为高，因此其反相输出是常规跟随器。 这就是积分电路R3C4急剧锐化从电容器C3获取的脉冲前沿的原因。 当其上电压较低时（WA1天线不受手影响），触发器DD2.1的反向输出也具有低电压电平。 但一旦电容 C3 上的电压上升（将手靠近 WA1 天线）到 5V 左右，触发器 DD2.1 反向输出端的低电平就会急剧跳变为高电平。 。 相反，当电容C3上的电压降低（手移开）低于5V后，同一反相输出端的高电平也会突然变为低电平。 然而，这两个浪涌中只有第一个（正）对我们来说很重要，因为 DD2.2 触发器不会响应负电压浪涌（在输入 C 处）。 因此，每当手靠近 WA2.2 天线且距离足够近时，DD1 触发器就会切换到新状态（单次或零次）。 触发器DD2.2的直接输出连接到元件DD1.2的上部（根据方案）输入，该元件是电子钥匙的一部分。 作用于该输入，触发器能够打开和关闭电子钥匙，并利用三极管 VS1，从而打开或关闭 EL1 灯。 请注意，DD2.2触发器的反相输出与其自身的信息输入D直接连接，确保其在所需的计数模式下运行——“每隔一次”，但需要积分电路C5R4，以便在应用于自动计数后电源关闭后（例如，关闭“交通堵塞”后），DD2.2触发器必然被设置为零状态，对应于熄灭的灯EL1。 与之前的机器一样，EL1 灯也可以使用传统的 SA1 开关打开。 但如果一方面开关SA1打开，另一方面触发器DD2.2设置为零，则它将被关闭。 该机器的另一个特点是脉冲发生器 (10 kHz) 是根据简化方案组装的 - 只有两个元件（DD1 和 DD1.4）而不是三个。 允许使用 KM561TM2、2TM1561 或 K2TM564 代替 K2TM176 (DD2) 微电路。 其中的其他细节与上一篇相同。 将箔片区域上的天线尺寸减小至 50...100 cm2 是有意义的。 毫无疑问，修补爱好者感兴趣的是最简单的轻型机器（图 3），仅包含一个微电路（DD1）。 该设备可以说是传统按钮的电子模拟，具有自动返回功能：按下 - 灯亮，松开灯熄灭。 提供这样一个非接触式的“按钮”是非常方便的，比如一张安乐椅，只要你坐在里面看书、编织或者进行其他户外活动，上面的灯就会自动亮起。
这种简化的自动机与以前的自动机之间的区别在于它没有单个振动器或触发器。 因此，电容器C3直接连接到电子钥匙的DD1.2元件的下部（如图所示）输入端。 如果没有“骑手”，隐藏在座椅内饰下的WA1天线并不能阻止DD1.1元件输出端产生脉冲信号，电容器C3放电，因此电子钥匙和三极管VS1闭合时，EL1 灯熄灭。 当度假者坐在椅子上时，这些脉冲消失，电容器C3充电，电子钥匙使三极管VS1打开，灯亮。 当然，这些例子远未穷尽使用光自动机的所有可能性。 作者：V.V.班尼科夫
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