Применения
До появления устройств VLSI , интегральные схемы TTL были стандартным методом построения процессоров миникомпьютеров и мэйнфреймов ; например, DEC VAX и Data General Eclipse , а также для такого оборудования, как числовое программное управление станков, принтеров и видеотерминалов. По мере того, как микропроцессоры становились более функциональными, устройства TTL стали важными для приложений «связующей логики», таких как драйверы быстрой шины на материнской плате, которые связывают вместе функциональные блоки, реализованные в элементах СБИС.
Аналоговые применения
Первоначально разработанный для обработки цифровых сигналов логического уровня, инвертор TTL может использоваться как аналоговый усилитель. Подключение резистора между выходом и входом смещает элемент TTL как усилитель с отрицательной обратной связью . Такие усилители могут быть полезны для преобразования аналоговых сигналов в цифровую область, но обычно не будут использоваться там, где аналоговое усиление является основной целью. Инверторы TTL также могут использоваться в кварцевых генераторах, где их аналоговая способность усиления является значительной.
Логические схемы «И» на диодах
Схема И может быть собрана на диодах (рис. 2, б, в). Принцип построения схемы основан на том, что при наличии сигнала 0 хотя бы на одном входе сигнал 0 передается со входа на выход через открытый диод и обеспечивает запирание диодов, на входах которых действуют сигналы 1.
Рис. 2. Схема И на диодах
На рис. 2, б приведена схема для положительной логики. Сигнал 0 (ен) по абсолютной величине больше сигнала 1 (ев). Если на вход В подается сигнал 0, например 10 В, а на входах А и С действуют сигналы 1, например 2, то открытым окажется диод с наиболее низким потенциалом катода, т.е. диод, присоединенный ко входу В, а два других диода будут закрыты. Напряжение сигнала 0 (10 В) выделяется на резисторе Rн, с которого снимается сигнал выхода.
На рис. 2, в приведена схема И для отрицательной логики. Здесь сигнал 0 также по абсолютному значению больше сигнала 1, однако сигналы — положительные, поэтому полярность напряжения сигналов на входах изменена. При наличии сигнала 0 на входе В и сигналов 1 на остальных входах открыт диод, присоединенный ко входу В. Два других диода закрыты высоким положительным потенциалом на катодах. На выходе возникает сигнал — 0. При наличии сигналов 1 на всех входах все диоды открыты и на выходе — сигнал 1.
Схемы управления люстрой по двум проводам с использованием полупроводников
Схема управления люстрой по двум проводам на базе счетчика К561ТМ2
В приведенной схеме подключение новой группы ламп происходит при кратковременном переводе выключателя SA1 из положения ВКЛ в положение ВЫКЛ и обратно. Схема строится на базе двоичного двухразрядного счетчика на микросхеме К561ТМ2. Алгоритм работы счетчика представляет собой последовательности импульсов на его выходах: 00b, 01b, 10b и 11b. При появлении на выходе логической «1» (переключении выключателя SA1) подключается одна из групп ламп. Лампа EL1 зажигается при включении выключателя SA1. Дальнейшее подключение ламп осуществляется по следующему алгоритму: EL1 & EL2; EL1 & EL3 & EL4; EL1 & EL2 & EL3 & EL4. Управление счетчиком осуществляется счетным импульсом, поступающем на вход С при каждом переключении выключателя. Сброс счетчика осуществляется подачей импульса на вход сброса R. Сброс счетчика происходит при включении выключателя, при условии что временной интервал от предыдущего выключения превысил 15 секунд. Формирование счетных импульсов осуществляется логическим элементом DD1.3. При первом включении схемы на выходе элемента DD1.3 формируется сигнал низкого уровня, поддерживаемый конденсатором С2. При непродолжительном размыкании выключателя SA1 конденсатор С2 разряжается и на выходе элемента DD1.3 формируется сигнал высокого уровня. Переключение элемента DD2.1 происходит по переднему фронту сигнала на счетном входе. Формирование счетного импульса происходит при каждом размыкании выключателя SA1.
Схема управления люстрой по двум проводам на базе сдвигового регистра К561ИР2
Алгоритм работы сдвигового регистра: при поступлении импульса на счетный вход С происходит передача сигнала на входе D на выход 1 и сдвиг информации к последующим триггерам. В представленной схеме на вход всегда поступает логическая «1», поэтому на выходе микросхемы будет формироваться число в двоичном коде: 0000, 0001, 0011, 0000. Алгоритм подключения ламп аналогичен предыдущей схеме. Сброс микросхемы происходит при четвертом переключении выключателя S1.
Схема управления люстрой по двум проводам на базе тиристоров
Лампа EL3 загорается при первом включении выключателя SA1. Питание схемы осуществляется через выпрямитель VD6-VD9. Выпрямленное напряжение поступает на стабилизатор (стабилитрон VD1 и конденсатор С1). Через резистор R2 происходит заряд конденсатора С2, поддерживающий высокий уровень сигнала на выходе DD1.1. При этом происходит заряд конденсатора С3. При заряде конденсатора С3 до необходимого уровня напряжения на выходе DD1.1 появится низкий уровень сигнала, а на выходах элементов DD1.2 и DD1.3 – высокий. Таким образом элемент DD1 удерживает транзистор VT1 и тиристор VS1 в закрытом состоянии. При переключении выключателя SA1 происходит перезаряд конденсатора С3. При этом на выходе DD1.1 – высокий уровень, на выходах DD1.2 и DD1.3 – низкий уровень сигналов. Выходные сигналы логического элемента DD1 формируют импульс открытия транзистора VT1. В результате на управляющем электроде тиристора появляется напряжение, переводя его в открытое состояние, зажигая лампы EL1 и EL2.
Схема управления люстрой по двум проводам на базе микроконтроллера
Применение микропроцессорной техники позволяет существенно упростить схемотехнику, а также расширить функциональные возможности системы. Побочным же эффектом можно считать необходимость разработки программного обеспечения для самого контроллера.
Алгоритм работы схемы подобен предыдущим вариантам реализации схем управления люстрой по двум проводам. Однако разработчик программного обеспечения можете заложить расширенные функциональные возможности в эту схему, такие как плавное включение и отключение ламп, регулировка яркости свечения, включать и отключать освещение в определенное время.
Схема на терморезисторе и реле
Третья схема управления светильником по двум проводам на терморезисторе и реле. При включении выключателя напряжение подаётся на схему и зажигаются лампы HL4-HL6. HL1-HL3 запитаны через нормально-замкнутые контакты реле (К1 – его катушка), при подаче питания они размыкаются. Параллельно катушке подключены: задающий резистор R1 и терморезистор R2. Протекание тока через R2 вызывает его нагрев. С повышением температуры его сопротивление падает (NTC или отрицательный температурный коэффициент).
У реле есть некий характерный гистерезис, это значит, что ток включения больший, чем ток удержания. Это значит, что при сниженном сопротивлении R2 ток продолжит протекать через него, но катушка остается запитанной достаточно для удержания реле во включенном состоянии. Чтобы включить все лампы, нужно быстро перевключить выключатель, тогда резистор не успеет остыть и ток пойдёт через него, тока через катушку будет недостаточно для размыкания контактов. Чтобы включить половину лампочек повторно, нужно выключить свет, подождать с половину минуты, чтобы терморезистор остыл и его сопротивление восстановилось, и включить заново.
- Реле с сопротивлением обмотки около 300 ом, Uсрабатывания 7В, Uотпускания – 3В.
- R2 – три терморезистора СТ3-17, соединённых параллельно.
- R1 – МЛТ-0,25, в диапазоне десятков Ом, подобрать для того, что бы реле срабатывало и не срабатывало в зависимости от выбранного режима, который описан выше.
- Диодный мост – любой рассчитанный на сетевой напряжение, например КЦ407А.
- C1 – 50 мКф на 16 В.
Импульсные реле со встроенным таймером
При монтаже все чаще применяется еще один тип импульсного реле, но уже с таймером — РИО-2.
Устройство работает с выключателями кнопочного типа, имеет функцию памяти, индикацию питающей сети и включение нагрузки. Может использоваться в комплексе с выключателями, имеющими подсветку.
Включение происходит по кнопке, а отключение — по кнопке или по команде.
После подачи сигнала устройство отсчитывает время от 1 до 12 минут, а после срабатывает.
Особенности подключения:
- Контакт А1 и А2 сверху — подключение фазы и ноля.
- S — контакт для поступления импульсного сигнала от выключателя без фиксации.
- 18, 15, 16 — контакты, где 15 и 16 нормально замкнутые, а 18 и 15 нормально разомкнутые.
При подключении в качестве управляющего контакта можно использовать нулевой или фазный провод.
Принцип работы, следующий:
- Подается напряжение на А1 и А2.
- Нажимается кнопка для подачи управляющего сигнала.
- Замыкаются контакты 15-18. Свет включен.
- Повторное нажимается кнопка. Размыкание контакта 15-18 и замыкание 15-16. К этому же эффекту приводит снятие напряжение питания с контактов А1 и А2.
Допускается подключение до десятки кнопок, что позволяет управлять освещением любой степени сложности.
Способы использования полупроводников в управлении освещением люстры
Использование транзисторов пользуется значительно большей популярностью. Их работоспособность отличается долгосрочностью, высокой частотой переключения. Несколько видов управления предоставлены для обзора и выбора.Управление на базе счетчика
Счетные импульсы лежат в основе управления освещением. Первый обычно отвечает за сброс счетчика. Повторный – за последовательное подключение ламп.
Каждое новое нажатие на выключатель активизирует новую пару или группу ламп. Чтобы сбросить со счетчика импульсы, достаточно выдержать паузу в треть минуты.
Сдвиговый регистр в системе управления
Принцип уже содержится в самом названии. Импульс, попадая на начальную точку С, передается далее по цепочке на D и 1.
Цепь ламп накаливания подключена и работает по принципу, как на примере со счетчиком.
Система управления с тиристором
Выпрямитель VD6-VD9 питает всю схему управления. Когда выключатель переходит в положение «Вкл», загорается первая лампа в цепи EL3.
Далее заряжаются конденсаторы и накапливают высокий и низкий сигнал таким образом, чтобы DD1 держал транзистор и тиристор закрытыми.Когда выключатель переключают в положение «Выкл», конденсатор перезаряжается.
Микроконтролирование люстры
Микропроцессор оснащен программным обеспечением. Благодаря этому принцип работы может быть уникален. Ведь такая схема может обладать дополнительными заложенными функциональными возможностями помимо обычного освещения. Тем не менее за основу взята та же схема, что и в предыдущих случаях.
Схемы подключения и управления люстрой имеют не такие уж и весомые отличия. Даже электронная система остается верна первозданному принципу.Но что действительно не сходится – качество и длительность эксплуатации.
Импульсные реле или проходные выключатели
В длинных коридорах, на лестницах при подъеме с первого на второй этаж, в спальнях, очень удобно включать свет при входе, а выключать его совсем в другом месте (на выходе или возле кровати).
Везде в таких случаях электрики рекомендуют устанавливать проходные (маршевые) и перекрестные выключатели.
В чем же существенная разница между ними и импульсными реле? И почему все отказываются от выключателей?
Как выглядит схема подключения на проходных? Как правило, питание первых делом подводится к ответвительной коробке под потолком, а далее от нее к самим выключателям. Для монтажа применяется трехжильный кабель ВВГнг-Ls 3*1.5мм2.
Чем больше переключателей вы будете ставить, тем больше проводов вам потребуется.
При монтаже проходных двухклавишников, у вас уже появляется 6 контактов, к каждому из которых нужно подвести провода.
А попробуйте такой пучок грамотно соединить в распредкоробке? Не всякий электрик сразу разберется с такой схемой подключения.
При этом каждый из выключателей пропускает непосредственно через себя весь ток нагрузки. А значит при коммутациях или коротком замыкании, вполне возможно выгорание контактов.
Еще одной особенностью проходных является отсутствие фиксированного положения клавиши. Вы не можете по ее состоянию понять, включен выключатель или отключен, как это делается на одноклавишнике.
Это будет напрямую зависеть от других “собратьев”, собранных в одну цепочку. Что не всегда удобно и требует привыкания.
При использовании импульсных реле, применяются уже другие виды выключателей – кнопочные, звонковые или нажимного типа.
Обратите внимание, простые одноклавишники или двухклавишники здесь не подойдут
За редким исключением, например для реле Меандр РИО-2. Но об этом чуть позже.
Исходя из этого факта, на импульсные реле нельзя подавать сигнал слишком длительное время, иначе у него сгорит катушка. Некоторые производители предупреждают, что время непрерывной подачи сигнала на их моделях должно составлять не более 1 минуты.
А некоторые детки очень любят поиграться с такими кнопочками, после чего они и выходят из строя.
Кнопочные выключатели внешне напоминают обычные, только внутри их конструкции имеется возвратная пружинка, которая после каждого нажатия возвращает клавишу и контакт в исходное положение.
Есть и двухклавишные кнопки в одном корпусе.
Они пригодятся, когда вы захотите подключить от одного реле общее освещение на кухне и одновременно подсветку рабочей зоны столешницы.
Либо в зале – люстру и подсветку по периметру, плюс отдельно бра.
Многие вместо специальных выключателей используют подпружиненные кнопки для дверных звонков.
Используем счетчик
Еще одна схема построена на логических элементах. Суть идеи заключается в том, что вы подаете импульсы и на его выходе попеременно появляются логические единицы. Они используются для включения полупроводниковых ключей, например транзисторов.
Переключение групп ламп происходит при быстром переключении выключателя (вкл./выкл.), так на вход счетчика С поступают тактовые импульсы и на выходе появляются логические единицы. Алгоритм работы:
- EL1 & EL
- EL1 & EL3 & EL
- EL1 & EL2 & EL3 & EL
Сброс счетчика происходит при подаче сигнала на вход R. Для этого нужно выключить SA1 на 15 секунд.
- Счетные импульсы формирует DD3.
- Первое включение, на выходе DD3 сформирован логический ноль, удерживается от C2.
- Короткое переключение разряжает конденсатор и на выходе DD3 появляется логическая единица. Происходит переключение элемента DD2.1 по переднему фронту на счетном входе. И так при каждом кратковременном размыкании SA2.
Схема подключения люстры с пультом
Основным элементом конструкции является контроллер коммутации сигналов. Чаще всего это неразборная коробка, на которой приведены сведения о подключении светодиодов – LED, или галогенных ламп – Н. На китайских контроллерах информация может быть иероглифами с плохим дублированием на английском.
На блоке приведена схема подключения каналов
Такие приборы могут иметь обозначения «Wireless Switch» или «Control Switch», что обозначает коммутатор, управляемый с пульта. Наиболее популярные модели Y-2E и Y-7E. Если найдется одна из моделей, то можно считать, что с контроллером в люстре повезло. Модель Y-7E наилучшим образом подходит для домашних светильников с управлением от пульта.
В его структуру входят:
- Три канала управления, два из которых по 1000 Вт соответственно, под галогенки и светодиоды для люстры, один – 200 Вт под люминесцентные источники света;
- Система коммутации входного переменного напряжения 240В;
- Приемник, обеспечивающий захват управляющего сигнала с пульта на расстоянии до 8 м.
К сведению! В более мощных моделях могут использоваться три канала по 1 кВт.
Схема подключения разных типов светильников к своему каналу приведена ниже.
На входе в контроллер используется пара проводов синего и коричневого цвета, это стандартная расцветка для цепи входного напряжения. Если есть сомнения в правильности подключения потолочных проводов к блоку микроконтроллера, можно дополнительно поискать надпись INPUT или вход.
Важно! Отдельно выведена антенна, как правило, это короткий отрезок провода в плотной белой оплетке. Его трогать нельзя.
Как подключить светодиодную люстру
Сам факт использования в приборе освещения универсального контроллера упрощает задачу, так как прибор в паре с пультом можно снять с люстры и использовать в любом другом светильнике. Кроме того, существует возможность использовать люстру для одного типа источников света — галогенок или светодиодов, без ущерба конструкции. Нужно лишь угадать, какой паре контактов соответствует кнопка на пульте.
Блок для светодиодной люстры без пульта
Другое дело, если подключение светодиодной люстры выполняется с помощью моноблока, имеющего лишь одну пару выводов. Как правило, ввод в блок выполнен проводами произвольного цвета. Так как контроллер не заземляется, то нет особой разницы, куда паять ноль и фазу. На выходе у китайца присутствует пара цветных проводов без обозначений.
Совет! Даже если на коробке есть маркировка «+» и «-», перед тем как подключать провода, идущие на светодиодный светильник, нужно обязательно проверить полярность мультиметром.
Кроме того, до сборки и подвеса люстры необходимо проверить, как работает пульт, не греется ли блок под нагрузкой. Отдельно проводят тесты на дальность срабатывания сигналов от пульта.
Как подключить галогенную люстру с пультом управления
Порядок подключения ничем не отличается от светодиодного варианта. Единственным дополнением является установка понижающего трансформатора для галогеновой лампы.
Внешний вид понижающего трансформатора приведен на фото.
Мощность транса должна быть больше общего потребления ламп
Количество электронных преобразователей равняется числу галогенок, как правило, для каждой группы ламп используется один или два блока, в зависимости от мощности и схемы подключения.
Технические характеристики и принцип работы
При прокладке проводов и установке систем освещения, куда будут встраиваться импульсные реле, нужно учесть ключевые параметры данного устройства. Если прибор не рассчитан на подключаемую нагрузку или сетевое напряжение, то он быстро выйдет из строя. В технической документации к импульсному реле изготовитель указывает особо важные сведения. Среди них:
Выходной ток.
Предельная величина силы тока, которая возникает в катушке во время перемещения якоря. Это относится к электромеханическим приборам.
Норма срабатывания.
Показывается значение, при котором происходит автоматическое срабатывание реле.
Ток при втягивании.
Самая низкая величина силы тока, при котором может возникнуть срабатывание реле.
Возвратный коэффициент.
Это соотношение тока, которое фиксируется на выходе якоря, к токовому значению при втягивании.
При подборе и применении реле надо учитывать максимальную величину установленного производителем расчетного напряжения. То же самое касается и значения силы тока, на которое рассчитано импульсное реле.
В техническом паспорте прибора обычно указывается время срабатывания. Различные реле быстрого типа включаются моментально – за 0.001 – 0.05 сек. Приборы, имеющие относительно долгую задержку – запускаются за одну секунду.
Строение двухклавишного выключателя
Переходим ко второму важному составляющему нашей цепи – двухклавишному выключателю. В этой главе мы разберем, как он устроен, что позволит безошибочно его подключить к люстре
Устанавливаются они обычно в достаточно больших комнатах, где освещение должно управляться раздельно, например, при вечернем бдении у телевизора пользователю хватает 3 лампы, а для какой-нибудь работы он зажигает 6. Подключаются к ним не только люстры, но и отдельно установленные светильники и даже их группы – все зависит от задуманной световой схемы.
К такому выключателю будет подсоединено три провода
Давайте сравним двухклавишный и одноклавишный выключатели, чтобы понять их принципиальное различие. На фото ниже показан второй вариант. Мы видим, что к нему подключено два провода. Не думайте, что это плюс и минус. На самом деле это один провод, просто выключатель может «разрывать» и «соединять» его. Провода эти соединены с клеммами, которые не связаны между собой. Посредине установлен маятниковый переключатель из диэлектрика (пластик), который при нажатии толкает подвижный пружинный контакт, соединяющий контактные площадки в таком положении. В результате цепь замыкается, и начинает бежать ток.
Одноклавишный выключатель без лицевой панели
При подключении этого прибора, фазный провод от люстры соединяется с одним контактом, а от второго — провод тянет до общей фазы в распределительной коробке.
К двухклавишному выключателю подходят два провода
Двухклавишный выключатель работает по похожему принципу. В него заводится фазный провод из распределительной коробки. Его нужно подключить к неподвижному контакту, который будет общим для двух клавиш. На каждую клавишу нужно подключить еще по проводу, которые пойдут до люстры и соединятся там с теми раздельными скрутками, про которые мы писали ранее. То есть, мы имеем три провода и все они фазные, просто один – это вход, а остальные – выходы.
Подвижные контакты прибора друг с другом никак не связаны. Это произойдет только в том случае, если обе клавиши поставить в положение вкл. При нажатии они будут соединять цепь отдельно по контурам, что позволяет независимо управлять лампами.
Правильное соединение проводов в распределительной коробке
Что будет, если не знать, какой провод общий фазный, и подсоединить его к одному из подвижных контактов? Если мы сделаем так, то к неподвижному контакту придет провод от одной из скруток в люстре, а значит, если нажать эту клавишу, лампы в ней загорятся. Если одновременно нажать и вторую клавишу, загорятся все лампы, однако если первую клавишу потом отключить, погаснет все, так как общая фаза отрезается от неподвижного контакта, который должен быть общим.
Чтобы такого не происходило нужно точно знать, какой провод, куда идет — для этого и нужна цветовая маркировка. Но что делать, если электрик спутал провода при подключении в распределительной коробке? Их нужно прозвонить, как это сделать, мы расскажем чуть позже.
Устройство люстр с пультом управления
Современный производитель осветительной техники для бытовых нужд старается сделать свою продукцию универсальной. Решение правильное, люстру, рассчитанную на несколько типов ламп, купят быстрее, чем изделие, рассчитанное только под галогенки или светодиоды. Именно эта пара источников света будет оптимальной комбинацией для потолочного светильника. Галоген дает мощное и насыщенное освещение в ночной период, светодиод идеально подсвечивает пространство квартиры в вечернее время.
Оптимальная комбинация — галогенка и два светодиодных фонаря подсветки
Если снять декоративную накладку люстры, рассчитанной на управление с пульта, то можно будет разглядеть несколько деталей и пар проводов:
- Микроблок с приемником и контроллером коммутации сигналов, полученных с пульта управления. Это главный блок, к нему подсоединяют проводку от галогеновой и светодиодной линий люстры;
- Система проводов, трансформатор, обязательно электронный, и сам набор галогеновых ламп;
- Блок драйвера питания линии светодиодных ламп.
Прежде всего нужно разобраться в маркировке и обозначениях
Разумеется, к люстре должен прилагаться пульт и схема подключения. Хотя у многих китайских светильников сведения о подключении и калибровке пульта могут быть нанесены на крохотный лист бумаги, наклеенный на тыльной стороне декоративной крышки.
Важно! Система управления светильником с пульта использует радиоволны высокой частоты, чаще всего разрешенного для бытовых игрушек диапазона 27,1 МГц.
Это значит, что если была куплена и установлена люстра нормального качества, то пульт позволит управлять освещением практически из любого места в квартире. Кроме того, уже не нужно будет направлять коробочку в направлении люстры, как это делают многие по привычке, выработанной годами обращения с пультом от телевизора или кондиционера.
