Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАДАНИЕ

по курсовому проектированию по дисциплине:

"Преобразовательная техника"

Тема проекта: Дистанционный светорегулятор

Срок сдачи студентом законченного проекта: .

Исходные данные к проекту:

3.1 Реверсивная регулировка яркости свечения лампы.

3.2 Плавная регулировка изменения яркости свечения лампы.

3.3 Дистанционное управление светорегулятором.

3.4 Пульт дистанционного должен быть малогабаритным, переносным и иметь автономный источник питания.

3.5 Питание светорегулятора осуществляется от сети 220 В+15%

3.6 Конструктивно выполняться в виде отдельного блока

3.7 Иметь защиту от скачков напряжения сети

3.8 Возможность установки вместе со стандартным ключом

3.9 Защита от других источников инфракрасного излучения

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):

4.1. Схема электрическая принципиальная;

4.2. Функциональная схема;

4.3 Основные диаграммы работы светорегулятора

5. Дата выдачи задания

Реферат

В данной курсовой работе было спроектировано устройство, позволяющее на расстоянии регулировать свечение лампы накаливания, то есть дистанционный светорегулятор. Устройство выполняется в отдельном корпусе и может устанавливаться совместно со стандартным ключом, также была предусмотрена защита от посторонних источников инфракрасного излучения. Расстояние, на котором может находиться пульт дистанционного управления и управляемый элемент, составляет не более десяти метров.

Устройство позволяет обеспечить плавную регулировку свечения лампы.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ вариантов реализации устройства

2. Описание узлов и алгоритм работы системы

2.1 Передатчик

2.2 Приемник

2.3 Регулятор

3. Конструктивное исполнение, выбор и расчет элементов системы

3.1 Передатчика

3.2 Приемника

3.3 Регулятор

Заключение

Список используемых источников

Приложение

Введение

С развитием высоких технологий появляются возможности облегчить и сделать удобным быт и работу людей. Для этих целей создаются всевозможные устройства и приспособления, такие как дистанционные пульты управления телевизорами, музыкальными центрами, видеомагнитофонами …. Решает, такие проблемы, как вызвать медсестру для инвалидов, управление устройствами, которые находятся в труднодоступном месте (телевизоры в общественных местах). В некоторых случаях нецелесообразно или порой невозможно установить стандартные устройства, в этих случаях приходится подыскивать другие решения и подходы.

Одним из таких устройств является рассмотренный в данной работе дистанционный светорегулятор.

1. Анализ вариантов реализации устройства

В ходе анализа многих источников по построению тех или иных узлов системы (приемник, передатчик и регулятор) были получены несколько вариантов решений.

Передатчик предлагалось сделать, как для видимого спектра излучения так идя инфракрасного. В данном случае, мы свой выбор остановили на инфракрасном излучении, так как этот диапазон меньше влияет на глаза и другие чувствительные органы человека. Были варианты по различному способу кодирования информации: изменением интервалов между импульсами, частоты передачи импульсов и количества импульсов в посылке. Но так как самый простой в реализации это подсчет импульсов мы будем использовать данный формат.

Из всего многообразия схем приемников определяем те, которые могут быть согласованы с передатчиком, то есть должны работать в инфракрасном диапазоне и понимать формат, связанный с количеством символов.

Схем регуляторов также имелось несколько вариантов: схемы, которые отключаются после изменения мощности выделяемой на нагрузке, и схемы которые не полностью отключаются, но в них есть возможность снизить потребляемый ток.

При просмотре элементной базы схем аналогов в большинстве своем в них предлагается реализация на микросхемах как аналоговых (генераторов, ключей и преобразователей уровня) так и цифровых (логических, счетчиков и триггеров). Все это в большинстве своем связано в основном, что требуется получения хороших сигналов (фронтов, амплитуд).

2. Описание узлов и алгоритм работы системы

Все устройство в общем можно разделить на три основных блока: передатчик, приемник и регулятор.

Рис 2

2.1 Передатчик

Передатчик больше всего доставляет проблем конструктору, ведь он должен быть малогабаритным, прочным и легким, экономичным, а поток инфракрасного излучения при всем этом - достаточно мощным, чтобы можно было принимать уверенно сигналы с некоторой дистанции и под довольно острым углом.

Принципиальная схема передатчика, приведенная в приложении, позволяет выполнить все условия предъявляемые данному устройству.

Она позволит нам простым способ сделать защиту от других источников инфракрасного излучения путем формирования пакетов из N импульсов.

На микросхеме DA1 и конденсаторах С1, С7 собран управляемый мультивибратор, работающий на частоте f около 160 кГц. Сигнал мультивибратора поступает на счетный вход двоичного счетчика DD2. Выходная импульсная последовательность формируется на выходе счетчика.

В нашем случае сделаем самую простую систему кодирования, тактовый генератор формирует кодовую пачку импульсов, содержащую определенное число. Дифференцирующая цепь C2R1 формирует из спада выходных импульсов инвертора DD1.1 короткие - длительностью =5..10 мкс - импульсы, открывающие до насыщения транзистор VT1. Пока транзистор открыт, светодиод BL1 излучает инфракрасный импульс.

Шифратор собран на VD1 - VD10 и резисторе R4. Выбирая число включаемых в шифратор диодов и их размещение в шифраторе, устанавливают то или иное кодовое число N. Запускают процесс формирования кодовой пачки импульсов нажатием на кнопку SB1, подающую питание на устройство от батареи GB1.

При включении питания цепь R2C4 формирует на входе R счетчика DD2 импульс, устанавливающий его в исходное состояние, после чего мультивибратор, сделав семь холостых колебаний, выходит на рабочий режим. Период следования инфракрасных импульсов зависит от частоты мультивибратора и коэффициента счета делителя частоты, функцию которого выполняют первые четыре разряда счетчика DD2.

Генерация инфракрасных импульсов после нажатия на кнопку SB1 продолжится до тех пор, пока на выходе шифратора - на входе инвертора DD1.6 - не появится напряжение высокого уровня. Выходной низкий уровень этого инвертора остановит мультивибратор DA1. Для формирования новой пачки нужно отпустить кнопку SB1, при этом конденсатор С3 быстро разрядится через резистор R6 и откроет транзистор VT2 сигнал с которого, через дифференцирующую цепочку С6R9, с формирует импульс, на который откроет транзистор VT1 и светодиод выдаст импульс, извещающий приемник, что кнопка SB1отжата и нужно прекращать регулировку яркости лампы.

2.2 Приемник

Принципиальная схема приемника приведена в приложении, а временные диаграммы характеризующие его работу на рисунке 2.1.



Рис 2.1

Микросхема DA1 преобразует импульс тока, возникающий в фотодиоде VD1 под воздействием инфракрасной вспышки, в импульс напряжения, амплитуда которого достаточна для непосредственного управления элементами цифровой техники.

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран одновибратор, преобразующий короткий импульс, соответствующий длительности инфракрасной вспышки, в импульс длительностью tф=50 мкс. Элементы DD1.3, DD2.3 - DD2.5 формируют на входе R счетчика DD3 импульс устанавливающий счетчик в нулевое состояние по фронту первой же инфракрасной вспышки, и временной интервал Tпр, в пределах которого счетчик может беспрепятственно вести подсчет импульсов, поступающих на его вход С.

Анализ кодовой посылки, то есть выяснение, содержит ли она Nкод - кодовое число импульсов, выполняет дешифратор собранный на диодах VD2 - VD11, R9 и R10. В качестве примера иллюстрирующего его структуру, приведена схема дешифратора для Nкод = 284. Легко видеть, что напряжение высокого уровня возникает на выходе элемента DD1.4, если на счетчике будет DD3 будет зафиксировано Nкод, в любом другом случае оно будет равно нулю. Чтобы система реагировала на Nкод лишь при достаточно длительной его экспозиции, в формирователь выходного сигнала введены цепочка R9С11=tэксп. Обычно принимают tэксп=0.3..3с. На кратковременное появление Nкод система не реагирует, что исключает срабатывание от других источников инфракрасных импульсов.

2.3 Регулятор

Принципиальная схема регулятора приведена в приложении. Этот регулятор выполнен на основе устройства, описанного в статье "Симисторные регуляторы мощности" ("Радио", 1996,N1). В отличие от него, наш регулятор не отключается полностью от сети, что потребовало доработать его с целью снижения потребляемого тока. После доработки расширился и диапазон регулирования мощности. При стоваттной нагрузке он составляет 99%.

Для управления симистором VS1 необходим формирователь коротких импульсов, один из выводов которого соединен с сетевым проводом. Питается формирователь от источника, собранного на элементах С2, R2, VD1- VD3, C4, C5. Диоды VD1, VD2 выполняют функцию выпрямителя. Выпрямленное напряжение стабилизируется на уровне 10В стабилитроном VD3. Конденсаторы С4, С5 входят в состав сглаживающего фильтра, причем С4 шунтирует в основном высокочастотные сетевые помехи, которые не подавляются оксидным конденсатором С5из-за его значительной паразитной индуктивности.

При положительном напряжении на аноде большинство симистров можно открыть импульсами любой полярности, поступающими на управляющий электрод, а при отрицательном - импульсами только отрицательной полярности. Положительный вывод источника питания регулятора соединен с катодом симистора. В результате на его управляющем электроде будут формироваться отрицательные импульсы при любой полярности на аноде.

При использовании фазоимпульсного метода мощность в нагрузке регулируется путем изменения части полупериода сетевого напряжения, когда симистор пропускает ток. Для этого необходимо выделить начало каждого полупериода сетевого напряжения, а затем в течение 10 мс (длительность половины периода сетевого напряжения частотой 50Гц) сформировать сам управляющий импульс. Таким образом, чем раньше будет открываться симистор, тем большая мощность станет выделяться на нагрузке. Формирователь импульсов частотой 100 Гц собран на элементах R13, R14, R17, VT1 и VT2. В течение положительного полупериода сетевого напряжения открыт транзистор VT1, в течение отрицательного - транзистор VT2.

Резистор R14 ограничивает базовый ток транзисторов. Резистор R17 выполняет функции коллекторной нагрузки обоих транзисторов. Когда сетевое напряжение близко к нулю, оба транзистора закрыты и напряжение на их коллекторах равно напряжению на минусовом выводе источника питания. При этом на входе 1 элемента DD4.1 образуются короткие импульсы отрицательной полярности, соответствующие началу каждого полупериода сетевого напряжения.

Во включенном состоянии регулятора на входе 2 элемента DD4.1 присутствует напряжение, соответствующее высокому логическому уровню, поэтому отрицательные импульсы на входе 1 этого элемента инвертируется им и поступают на базу транзистора VT5, включенного по схеме эмиттерного повторителя. Протекающий через него ток заряжается конденсатор С8 практически до напряжения источника питания. Разряжается конденсатор через цепь R18, R19, R21, VT4. При зарядке его до напряжения, соответствующего пороговому напряжению, переключается элементы DD4.2, DD4.3. Спад напряжения, возникающий на выходе DD4.3, дифференцируется цепью С18R22 и в виде импульса длительностью около 12 мкс. через инвертор DD4.4 поступает на усилитель тока на транзисторе VT6, а затем на управляющий электрод симистора VS1. Переменным резистором R10 регулируют длительность зарядки конденсатора С17, от которой зависят момент включения симистора, а значит и эффективное напряжение на нагрузке. Стабилитрон VD15 обеспечивает надежный запуск светорегулирующего устройства. При его отсутствии в первый момент включения регулятора после перерыва в работе через управляющий переход симистора и через транзистор VT6 начинает протекать ток, не дающий зарядиться конденсатору фильтра С11 и препятствующий росту напряжения источника питания до номинального значения. Резистор R24 ограничивает ток через управляющий переход симистора. Необходимость такого ограничения вызвана тем, что нужно улучшить экономичность светорегулятора. На инверторе DD5.1 и триггере DD6.1 собрано устройство управления включением и выключением светорегулятора, на транзисторе VT4 - узел плавного включения нагрузки, а на элементах DD5.2, DD5.3, VT7, HL1 - узел подсветки. С помощью ключа DA2 реализована возможность изменения заряда на емкости С15, только в момент прихода управляющего импульса. При начальном включении регулятора или после пропадания сетевого напряжения цепочка С12R12 формирует положительный импульс на входе триггера DD6.1, устанавливающий его в нулевое состояние, при котором нагрузка выключена. Элемент DD6.1 реагирует на положительный перепад напряжения на входе С и при каждом его появлении изменяет свое состояние на противоположное. Положительный перепад на входе триггере DD6.1 переключает его в единичное состояние. Высокий логический уровень, появляющийся при этом на прямом выходе триггера, разрешает работу логического элемента DD4.1. Одновременно через резистор R15конденсатор С15 заряжается практически до 10В. По мере роста напряжения на этом конденсаторе увеличивается напряжение на затворе транзистора VT4 и плавно уменьшается сопротивление его канала, достигая минимума через 5..7 секунд после начала зарядки конденсатора С15. А поскольку каналу транзистора VT4 последовательно с резистором R19 включен в цепь разрядки конденсатора С17, мощность в нагрузке плавно возрастает до уровня, установленного резистором R19. Резистор R20 создает отрицательное минимальное смещение на затворе транзистора VT4, которое обеспечивает полное выключение светорегулятора при нулевом сопротивлении резистора R19. Это смещение необходимо еще и для того, чтобы при включении светорегулятора сразу включалась нагрузка. Конденсатор С16 шунтирует резистор R20 по переменному напряжению, исключая его из цепи разрядки конденсатора С17. Низкий уровень напряжения с инверсного входа триггера DD6.1 закрывает транзистор VT3 и запрещает переключение инверторов VT7 остается закрытым, ток через него не течет и включенный в его эмиттерную цепь светодиод HL1 не горит.

При следующем приходе импульса на триггер DD6.1, он снова переключается в нулевое состояние. Логический нуль с его выхода запрещает переключение элемента DD4.1, и на выходе последнего устанавливается высокий логический уровень, поддерживающий открытое состояние транзистора VT5. В результате конденсатор С17 будет заряжен до максимального напряжения, а нагрузка обесточена. Присутствующий в это время на выходе триггера уровень логического нуля откроет транзистор VT3, через который быстро разрядится конденсатор С15, и светорегулятор будет готов к новому включению. Высокий логический уровень напряжения с выхода триггера поступит также на входы логических элементов DD5.2, DD5.3 и позволит им пропустить отрицательные импульсы с нагрузки транзисторов VT1, VT2. Эти импульсы откроют на короткое время транзистор VT7, включенный в его эмиттерную цепь светодиод HL1 загорится. Резистор R14 ограничивает средний ток через светодиод, чтобы не перегружать источник питания, иначе его напряжение начнет падать.

3. Конструктивное исполнение, выбор и расчет элементов системы

3.1 Передатчика

Основную часть передатчика составляет генератор импульсов. Он собран микросхеме К119ГГ1А, которая имеет следующие параметры: Uпит=5В;

Iпот=<6mA;

Uвых>2.6B;

tи=2…1000мкс;

Для расчета время задающих конденсаторов С1, С7 данными из справочника, где сказано, что при С1=С7=2700пФ длительность импульса равна 10мкс. Формула(3.11) связывающая емкость и длительность приведена:

(3.11)

Подставив в нее известные величины можно получить формулу(3.12) для необходимой емкости, что бы получить импульс длительность 4мкс.

(3.12)

Далее выполним расчет интегрирующей цепочки R2C4, которая формирует импульс для сброса счетчика DD2.

В начальный момент конденсатор С4 разряжен через R2 и R6. После нажатия кнопки SB1 конденсатор заряжается и длительность его зарядки до уровня 2.4В (уровень логической единицы) должна позволить инвертору DD1.3 сформировать импульс длительностью достаточной для сброса счетчика DD2. Также резистор R3 дополнительно ограничивает ток через микросхему, который равен Iмак=1,8mA. Примем ток равным 1мА и получим формулу(3.13) для расчета R3.

(3.13)

Можно теперь рассчитать по формуле (3.14) емкость конденсатора С4.

(3.14)

Выполним теперь расчет фильтра С5, который устраняет низкочастотные колебания, вызванные импульсным потреблением тока на выходе микросхемы DD2. Самый тяжелый вариант, когда все десять диодов включены. Величину емкости рассчитаем по формуле (3.15), видно, что нам нужно найти средний ток за одну посылку (1024 импульса) и определить, на сколько может изменяться напряжение на конденсаторе. Определим средний ток из следующих соображений: каждый диод выдает 512 импульсов за посылку, всего 10 диодов, амплитуда каждого импульса 1мА и длительность каждого импульса 4мкс. Напряжение на конденсаторе не должно опускаться ниже уровня логической единицы (2,4 В).

(3.15)

Конденсатор С3 сглаживает высокочастотные составляющие и его можно выбрать на порядок меньше, чем С5.

(3.16)

Выполним расчет цепочки С2R1,которая служит для формирования импульсов длительностью 4мкс. С резистором R1 в схеме нет никаких ограничений и принимаем его равным 12кОм. Конденсатор за время длительности должен зарядиться до уровня логической единицы и поэтому его емкость можно вычислить по формуле(3.17):

(3.17)

В схеме также имеется еще одна цепочка, это С6R9. Она служит для формирования импульса длительность 4мкс, который извещает приемник, что кнопка отжата. Расчет будем производить аналогичным способом, то есть, выбираем R и относительно его находим С. Примем R9=360 Ом и получим выражение(3.18) для расчета емкости:

(3.18)

Делитель R8, R7 определяет работу транзистора VT2. Сопротивления выбираем из следующих соображений: падение на резисторе R8 должно быть равным 1.5 В и оно должно ограничивать коллекторный ток транзистора. В качестве транзистора VT2 выбираем KT321E, который имеет параметры:

Uкэ=40В;

Iк=200мА;

Iб=30 мА;

Примем рабочий ток транзистора Ik=1mA и получим формулу(3.19) для нахождения R8.

(3.110)

Соответственно на резисторе R7 падает 3.5 В и его номинал можно подсчитать по формуле(3.111).

(3.111)

В качестве транзистора VT1 нам подойдет КТ315A, который имеет следующие параметры: Uкэ=25В;

Iк=100мА;

=30;

Резистор R3 ограничивает базовый ток транзистора и его номинал можно рассчитать по формуле(3.112).

(3.112);

Резистор R5 ограничивает ток через транзистор и светодиод, и его номинал можно рассчитать по формуле(3.113).

(3.113);

Светодиод выбираем следующий: АЛ107Б, который имеет следующие параметры: Uпр=2 B; Iпр=100mA;

Резистор R4 ограничивает ток через диоды на вход микросхемы на уровне 1мА. Рассчитывается по формуле (3.114)

(3.114);

В качестве диодов выбираем КД510, имеющие следующие параметры: Uпр=1.1 B; Iпр=200mA;

Резистор R6 служит для того, что бы после отжатия кнопки произошел быстрый разряд конденсаторов С5, С3 и потому его номинал не должен быть большим, примем его равным 910 Ом.

3.2 Приемник

Одной из основных частей приемника является усилитель импульсов поступающих на фотодиод. Для реализации данного узла воспользуемся микросхемой КР1056УП1, для нее предусмотрена стандартная схема включения. Способ включения приведен на схеме "Приемник и регулятор", элементы С3, С4, С2, С1, R1 и DA1. Они имеют следующие параметры:

C1=220мкФ;

C2=0.01мкФ;

C3=3.3мкФ;

C4=1000пФ;

R1=100Ом;

C помощь цепочки R2C5, в ждущем мультивибраторе, формируемся длительность импульса 4мкс. Расчет будем производить по такому же алгоритму, что и в передатчике, то есть в начале выбираем сопротивление, а затем по формуле вычисляем необходимую емкость.

Питание осуществляется от источника 10В и потому сопротивление можно выбрать больше, чем передатчике. Примем R2=7.5кОм.

Высчитаем емкость по формуле(3.21):

(3.21);

Сопротивление R3 обеспечивает ограничение тока на входе микросхемы DD1.2. рассчитаем его по формуле(3.22):

реверсивный лампа светорегулятор инфракрасный

(3.22);

Для формирования на входе R счетчика DD3 импульса на сброс и разрешения на подсчет импульсов поступающих на вход С, служат следующие цепочки: C6R4 формирует временной интервал, C7R6 формирует импульс сброса.

Пользуясь ранее рассмотренным алгоритмом расчета подобных цепей получаем: R4=100кОм, R6=10кОм.

(3.23);

(3.24);

Сопротивления R5, R7 выполняют туже роль, что и резистор R3 и потому их можно считать равными:R3=R5=R7=2.4кОм.

Конденсаторы С8 и С9 выполняют аналогичную функцию, что и емкости С5и С3 в схеме передатчика, то есть сглаживают пульсации получаемые на выходе микросхемы DD3. Возьмем самый не благоприятный случай. Определим средний ток из следующих соображений: каждый диод выдает 512 импульсов за посылку, всего 10 диодов, амплитуда каждого импульса 1мА и длительность каждого импульса 4мкс. Напряжение на конденсаторе не должно опускаться ниже уровня логической единицы (2,4 В).

(3.25);

(3.26);

В дешифраторе установлены резисторы R9. R10, они также ограничивают ток через диоды и микросхему. Принимаем их равными R9=R10=2.4кОм.

3.3 Регулятор

Основной частью дистанционного светорегулятора является управляемый орган, то есть сам регулятор. Его устройство приведено на схеме "Приемник и регулятор". Условно в схеме регулятора можно выделить две части: формирователь и источник напряжения десять вольт. Питается формирователь от источника, собранного на элементах: VD12, VD13, VD14, C11, C13, C14, R11. Эта часть схемы представляет для нас интерес. Для более ее детального изучения, с целью выявления параметров элементов, промоделируем ее работу с помощью программного продукта "Electronics Workbench v.5.0". Результаты представлены на рисунке 3.31. Выбор элементов происходил по необходимым параметрам.

Рис3.31

Диод VD12 и VD13 должны выдерживать обратное напряжение больше, чем 220 В плюс 10% запаса и по этому выбираем КД522Б, который имеет следующие параметры: Uоб=310В;

Uпр=1,1В;

Iпост=0.1А;

Iимп=1.5А;

Сопротивление R11 предназначено для ограничения тока через открытые диоды, отсюда можно подсчитать его номиналпо формуле(3.32).

; (3.32)

Стабилитрон VD14 выбираем из предпосылок, что он нам будет стабилизировать 10В. Выбираем Д814В, который имеет следующие параметры: Uоб.мин=9.5В; Uоб.мак=10В;

Емкость сглаживающего низкочастотного фильтра С13 можно рассчитать по формуле (3.33). Ток, потребляемый регулятором, мы можем определить, он равен 1.5 мА.

; (3.33)

Емкость С11 определяли экспериментально, то есть выбирали номинал ее такой, что бы постоянная составляющая напряжения на нем была минимальна и напряжение на С13 было бы близко к 10 В.

В результате выбора получили: Uпост=4.2В;

U_c13=9.74 - 9.85B;

C11=0.047мкФ;

Для устранения высокочастотных сетевых помех, которые не подавляются оксидным конденсатором С13 из-за его значительной паразитной индуктивности, ставится С14. Его номинал обычно рассчитывается по формуле (3.34).

;(3.34)

Формирователь импульсов частотой 100кГц собран на элементах VT1, VT2, R13, R14, R17.

Выбор транзисторов позволит нам подобрать остальные элементы, как видно из схемы они должны быть маломощными и ток через коллектор должен не превышать 20мкА, в целях уменьшения потребляемого тока. В качестве транзистора VT1, VT2 выбираем KT321Е, который имеет параметры:

Uкэ=40В;

Uбэ=4В;

Iк=100мА;

Iб=30 мА;

Логические микросхемы, которые мы будем использовать построены по КМОП-технологии (полевые транзисторы). Они более экономичны и управляются напряжением при сравнительно малых токах ( I=20мкА). Исходя из этого, выберем сопротивление R17, оно является нагрузкой для обоих транзисторов, его рассчитаем по формуле (3.35).

;(3.35)

Сопротивление R14 вместе с R17 задает ток через коллектор VT2 и определяет ток базы обоих транзисторов, вводя их в глубокое насыщение. Исходя из того, что ток через транзисторы должен протекать одинаковым, получаем выражение для расчета сопротивления R14 (3.36).

;(3.36)

Резистор R13 определяет смещение на базо-эмитерном переходе транзисторов VT1, VT2. Для данного типа оно составляет 1.1 В, так же сопротивления R13, R14 образуют делитель и, зная, сколько должно падать напряжения на каждом, получаем выражение (3.37) для расчета R13.

;(3.37)

Транзистор VT5 используется в качестве ключа, для быстрой зарядки конденсатора до напряжения питания за время пока закрыты транзисторы VT1, VT2 (время, в течение которого сетевое напряжение 0 В). Основными параметрами для выбора транзистора являются: максимально допустимое напряжение на коллектор-эмиттерном переходе, максимальный ток заряда конденсатора. Согласно этим параметрам выбираем транзистор КТ369А, который имеет следующие параметры: Uкэ=45 В;

Iк.и.=400 мА;

=20;

Rкэ=40 Ом;

Определим емкость конденсатора С17. Он должен за время импульса (tи?1мкс), пока закрыты транзисторы VT1, VT2, зарядиться до напряжения источника питания. Рассчитать емкость можно по формуле (3.38).

; (3.38)

Цепочка, состоящая из С18R22, позволяет сформировать импульс необходимой длительности для управления симистором. Для выполнения этой задачи мы должны определить сопротивление R22 и примем его равным 22кОм и тогда емкость С18 можно рассчитать по формуле (3.39).

;(3.39)

После того как сформирован импульс необходимой длительности, мы должны его усилить по току и подать на управляющий электрод симистора, эта роль возлагается на транзистор VT6, который должен иметь следующие параметры максимально допустимое напряжение на коллекторно-эмиттерном переходе, максимальный ток через управляющий электрод симистора. Для данной роли подойдет транзистор КТ369А.

Симистора выбираем следующий ТС106-10-4, который имеет следующие параметры:

Максимально допустимым действующим током в открытом состоянии 10А;

Максимальное напряжение 400В;

Время включения 9мкс;

Напряжение отпирания 6В;

Ток отпирания 75мА;

Сопротивление R24 ограничивает ток через управляющий электрод симистора него можно рассчитать по формуле (3.310).

(3.310)

В начальный момент включения регулятора или после пропадания сетевого напряжения цепочка С12R12 формирует импульс на входе R триггера и устанавливает его в нулевое состояние.

Для расчета данных элементов нужно знать, что логика переключается из единичного состояния в нулевое при напряжении на входе 0.4В. Примем сопротивление R12=1МОм и теперь можно определить емкость по формуле (3.311).

;(3.312)

Цепочка R15C15 обеспечивает нам временной интервал от минимальной яркости свечения лампы до максимальной (7сек).

Примем сопротивление R15=5.1 МОм и пределим значение емкости по формуле (3.313).

;(3.313)

Резистор R16 ограничивает ток в базу транзистора VT3, через который разряжается С15. В качестве транзистора VT3 выбираем КТ369А, и сопротивление R16 можно рассчитать по формуле (3.314).

; (3.314)

Сопротивление R24 обеспечивает разряд емкости С15 за время изменения яркости свечения лампы от максимального до минимального (7 сек). Определим значение резистора по формуле (3.315)

;(3.315)

Цепь разряда конденсатора С18 обеспечивают сопротивления R18, R19, R21. Выбор их заключается в следующем: R18 обеспечивает ограничение тока через VT4, параллельное включение R19 и R21 позволяет нам сделать более плавную регуляцию максимального уровня в нагрузке. При желании установкой и подбором резистора R21 можно добиться, чтобы максимальному сопротивлению резистора R19, работающего как реостат, соответствовало нулевое напряжение на нагрузке. Выберем в качестве транзистора VT4 КП305Б, который имеет следующие параметры: Ucи=15В;

Uзи=15В;

Ic=15mA;

Рассчитаем R18 по формуле (3.316).

; (3.316)

Выбираем R19, R21, соответственно по 330кОм и по 510кОм.

Для подсветки устройства в темноте используется светодиод HL1 АЛ307Б, транзистор VT7 КТ321Е и в качестве ограничителя базового тока резистор R23=22кОм.

Заключение

В ходе выполнения данной работы было разработано устройство "Дистанционный светорегулятор". Оно может позволить управлять нагрузкой на расстоянии и варьировать такие параметры как мощность, отдаваемая в нагрузку. Устройство позволяет не только управлять лампами накаливания, но может использоваться и для регулирования скорости вращения двигателя переменного тока, для уменьшения пускового тока ламп, что продлевает срок их службы.

Список используемых источников

Справочник" Маломощные транзисторы и их зарубежные аналоги Петухов В. М.,М.,19997.

2. Cправочник" Аналоговые микросхемы"

3. Справочник "Интегральные микросхемы" Тарабрина Б.В. М.,83

4. "Симисторы их применение в бытовой электроаппаратуре" Евсеев Ю. А.,М.,1990.

5. Справочник " Справочник по расчету режимов работы электрических конденсаторов", Мезенина О.Л., К.,87

6. Справочник "Резисторы", Терехова В.М.,М.,91

7. "Симисторный светорегулятор" , Руденко А.,Журнал Радио 8-98

8. "ИК приемник с дишифратором" , Виноградов Ю., Журнал Радио 8-97

9. "ИК генератор-излучатель", Виноградов Ю., Журнал Радио 1-97

Размещено на Allbest.ru