РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОНИКИ

Электронное устройство полной защиты ламп освещения

Завершена разработка электроники для защитных устройств, которые обеспечивают плавный разогрев нити накала лампы освещения в течение 2,5 сек. (при подаче напряжения выключателем), а затем стабилизацию напряжения на лампе на любом выбранном уровне, например, ~215V. Устройства могут использоваться как с лампами накаливания, так и с галогенными лампами. При разработке электронного устройства применен микроконтроллер Microchip PIC12C508A. Очень низкая стоимость комплектации и весьма простая схема делают возможным и выгодным применение такого устройства даже для дома.

 

 

Разработка устройства выполнена по заказу НПП "Ноотехника". Описание этого проекта опубликовано в журнале "Радиолюбитель" N6 за 2005 год. В нашей компании выполняется контрактная разработка цифровых электронных устройств для домашнего и промышленного применения. Выполнена разработка электронных устройств, предназначенных для защиты ламп освещения от разрушения нити накала при подаче напряжения и стабилизации напряжения на лампах при работе. Подобные меры, как известно, продлевают срок службы ламп практически до бесконечности. Особенно пригодится такое устройство для защиты ламп, расположенных в труднодоступных местах или ламп, перегорание которых крайне нежелательно. Это могут быть, например, осветители рекламных щитов, расположенных на большой высоте. Впрочем, такое устройство будет полезно и в обычной квартире. Всем нам подчас надоедает менять сгоревшие и почерневшие лампы, а для некоторых граждан это занятие оказывается несколько сложным и небезопасным. Установка такого простого и недорогого устройства сразу решает все эти проблемы.

 

 

 

Описание устройства полной защиты ламп освещения

 

Разработанное устройство обеспечивает плавный разогрев нити накала лампы в течение 2,5 сек. после подачи напряжения питания. При любом, даже очень кратковременном, пропадании напряжения в сети, процесс плавного разогрева лампы повторяется после восстановления напряжения. Напряжение на лампе стабилизируется, вернее сказать, ограничивается его максимальное значение, на уровне ~220V (может быть определен любой другой желаемый уровень, например 200V или 210V для значительного продления срока службы ламп). Скорость реакции на любое изменение напряжения в сети не более 10 миллисекунд, что является одним полупериодом сетевого напряжения. Управляющий микроконтроллер надежно защищен от зависания при любом характере коммутации тока выключателем питания. Применённый триак выдерживает не повторяющийся импульсный ток 140А длительностью не более 20msec. Это позволяет обходиться без предохранителя и обеспечить высокую надежность и безотказность схемы.

 

Принципиальная схема устройства для полной защиты ламп освещения

 

 

 

Описание особенностей разработки электроники устройства полной защиты ламп освещения

 

Разработка устройства выполнена с использованием микроконтроллера PIC12C508A. Подстроечный резистор R8 (300 кОм) показан на схеме скорее условно. При использовании прецизионных деталей он может и не устанавливаться. В этом случае резисторы R7 и R8 заменяются одним прецизионным резистором с сопротивлением примерно 1150 кОм. Его точное значение можно определить при помощи выхода "TEST". Следует подключить устройство к сети с напряжением ровно ~220V и изменением сопротивления этого резистора добиться появления логической 1 на выходе "TEST". Если Вы желаете выбрать порог для стабилизации напряжения на лампе несколько ниже чем ~220V, например, ~215V, то описанную выше процедуру следует провести при напряжении сети ~215V.

 

Мощность подключаемых к устройству ламп ограничивается лишь максимальным допустимым током через триак BT139-600. Ток не должен быть более 16А, что эквивалентно подключению ламп общей мощностью до 3,5 кВт. Однако, в этом случае, триак обязательно должен быть установлен на теплоотводе. Без использования теплоотвода вполне можно подключать нагрузку мощностью до 300-400Вт.

 

В схеме отсутствует подавляющий помехи дроссель в цепи питания. Дело в том, что помехи в эфир от этого устройства могут излучаться фактически лишь в момент пускового разогрева ламп в течении 2,5 сек., так как обычно превышение напряжения в сети над уровнем ~220V не слишком значительно (у меня дома, как правило, не бывает более ~235V) и триак (по окончании разогрева) открывается при небольшом напряжении. Ради удешевления и упрощения схемы этим можно пренебречь. Конечно, если есть желание полностью избавиться от возможного, даже кратковременного, присутствия радиопомех, можно установить мощный дроссель между 2-м выводом триака и нагрузкой. Это не вызовет проблем.

 

Вместо микроконтроллера PIC12C508A можно применить PIC12C509A. Вместо триака (тиристора, симистора) BT139-600 можно применить другие, практически любого типа, с подходящим для Вашего применения допустимым током нагрузки. Требуемый ток управления триака (по входу GATE) не должен быть более 50mA.

 

Как вариант упрощенной схемы устройства, не поддерживающего стабилизацию напряжения на лампах, можно использовать приведенную ниже принципиальную схему. Она требует меньшего количества деталей (по сравнению с основной принципиальной схемой), включается в разрыв любого провода идущего к лампам и совершенно не нуждается в настройке. При этом используется прежняя программа микроконтроллера.

 

 

Проект N6. Разработка электронных устройств для полной защиты ламп накаливания выполнена Александром Петровичем Протопоповым (г. Москва). Сайт автора: https://razrabotka.pro.