Пристрій для дистанційного регулювання потужності ламп розжарювання

Винахід відноситься до електротехніки, а саме до пристроїв для вмикання і керування потужністю ламп розжарювання і може бути використаним в побуті та на виробництві як регулятор освітленості, створюваної лампами розжарювання. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, до винаходу, що заявляється, є пристрій для дистанційного регулювання потужності ламп розжарювання, приведений в описі до заявки на винахід Російської Федерації № 97102486 від 19.02.97 р., опубл. 27.02.1999 p., М. кл. Н05В39/04. Відомий пристрій для дистанційного регулювання потужності ламп розжарювання містить симістор, з'єднаний з лампами розжарювання в послідовний ланцюг, що вмикається в мережу перемінного струму, блок живлення, приймач випромінювань, блок керування симістором і джерело випромінювань, виконане у вигляді пульта. При цьому блок живлення першим виходом з'єднаний з першим входом блока керування симістором, другим - з входом приймача випромінювань, вихід якого з'єднаний із другим входом блока керування симістором, вихід якого через резистор з'єднаний з керуючим входом симістора, вхід якого через резистор з'єднаний з третім входом блока керування симістором, блок живлення першим і другим входами приєднаний паралельно симістору. При цьому у відомому пристрої як приймач випромінювань використаний приймач інфрачервоних випромінювань^ як джерело випромінювань - інфрачервоний випромінювач, а блок керування симістором представлений мікроконтролером - однокристальним мікроЕОМ. Таке виконання пристрою обумовлює його невисокі експлуатаційні характеристики. У відомому пристрої через те, що симістор з'єднаний у послідовний ланцюг з лампами розжарювання і підключається безпосередньо в мережу перемінного струму, у пристрої та у мережі перемінного струму виникають електричні перешкоди. Це обумовлено тим, що при відкритті симістора в електричному ланцюзі виникає різкий кидок струму від нульового значення до номінального, що приводить до збою роботи елементів пристрою і не дозволяє здійснити надійне плавне регулювання потужності ламп розжарювання. Відомий пристрій також підлягає впливу перешкод мережі, що може призвести до збою в роботі мікроконтролера блока керування симістором, наприклад, може відбутися несанкціоноване включення або виключення світла, а також несанкціонована зміна потужності ламп розжарювання. Використання у відомому пристрої як приймач випромінювань приймача інфрачервоних випромінювань, а як джерело випромінювань -інфрачервоного випромінювача обмежує його використання: для того, щоб відомий пристрій працював, необхідно дотримуватися жорсткого взаємного позиціювання випромінювача і приймача. Інакше не здійснюється регулювання потужності ламп розжарювання, тому що інфрачервоне випромінювання поширюється в вузькоспрямованому діапазоні. Крім того, для поширення інфрачервоного випромінювання необхідно дотримуватися умови прозорості середовища їхнього поширення перед випромінювачем. Тому сам пристрій необхідно встановлювати в приміщенні в зоні видимості, що не завжди зручно для його розміщення в інтер'єрі приміщення. Таким чином, відомий пристрій для дистанційного регулювання потужності ламп розжарювання є недостатньо зручним в експлуатації. В основу винаходу поставлено задачу створення пристрою для дистанційного регулювання потужності ламп розжарювання, у якому шляхом уведення нових елементів і нового виконання елементів забезпечується підвищення його перешкодостійкості і за рахунок цього досягається поліпшення таких його експлуатаційних характеристик, як плавність регулювання і надійність. Задача, яка ставиться, вирішується тим, що у відомому пристрої для дистанційного регулювання потужності ламп розжарювання, що містить симістор, з'єднаний з лампами розжарювання в послідовний ланцюг, що вмикається в мережу перемінного струму, блок живлення, приймач випромінювань, блок керування симістором і джерело випромінювань, виконане у вигляді пульта, при цьому блок живлення першим виходом з'єднаний з першим входом блока керування симістором, другим - з входом приймача випромінювань, вихід якого з'єднаний із другим входом блока керування симістором, вихід якого через резистор з'єднаний з керуючим входом симістора, "вхід якого через резистор з'єднаний з третім входом блока керування симістором, блок живлення першим і другим входами приєднаний паралельно симістору, новим є те, що пристрій додатково містить силовий фільтр, який складається з дроселя, з'єднаного послідовно з симістором, і конденсатора, приєднаного до симістора паралельно, вимикач, з'єднаний паралельно з блоком керування симістором, при цьому приймач випромінювань містить послідовно з'єднані приймач радіоімпульсів з антеною і підсилювач імпульсів, джерело випромінювань містить кнопки керування, формувач команд і радіопередавач, з'єднані послідовно, і елемент живлення, приєднаний до формувача команд і радіопередавача. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Одночасне уведення в пристрій силового фільтра, який складається з дроселя, з'єднаного послідовно із симістором, і конденсатора, приєднаного до нього паралельно, вимикача, з'єднаного паралельно з блоком керування симістором, і виконання приймача випромінювань у вигляді послідовно з'єднаного приймача радіоімпульсів з антеною і підсилювача імпульсів, а джерела випромінювань таким, що містить кнопки керування, формувач команд і радіопередавач, що з'єднані послідовно, і елемент живлення, приєднаний до формувача команд і радіопередавача, підвищує перешкодостійкість пристрою, що забезпечує високі експлуатаційні характеристики його роботи. Виникнення електричних перешкод у схемі пристрою обумовлене роботою симістора, який є елементом електричної схеми, що регулює зміну потужності ламп розжарювання. Введення в схему силового фільтра, що містить дросель, з'єднаний послідовно із симістором, і конденсатор, приєднаний до симістора паралельно, забезпечує ненадходження по електричному ланцюгу верхніх гармонік струму, які є електричними перешкодами, що можуть призвести до збою в роботі інших елементів схеми. Крім того, силовий фільтр також затримує високочастотні складові струму, що надходять із зовнішньої мережі перемінного струму, бо можуть утворюватися при роботі інших електроприладів, які підключаються до мережі, наприклад, холодильника та ін. Таким чином, за рахунок введення в схему пристрою силового фільтра забезпечується усунення як зовнішніх електричних перешкод, так і перешкод, обумовлених роботою симістора, що підвищує перешкодостійкість пристрою. Введення в схему пристрою вимикача, з'єднаного паралельно з блоком керування симістором, забезпечує додаткову зручність в експлуатації пристрою. Введення в схему вимикача дозволяє здійснити подачу на симістор імпульсів з максимальним кутом відмикання, не використовуючи пульта, а безпосередньо використовуючи приймальну частина пристрою, яку можна змонтува ти за вимикачем. Крім того, користувачу зручно здійснити первісне включення ламп розжарювання на вході в приміщення, використовуючи вимикач, а потім корегувати потужність ламп розжарювання з пульта. При цьому надходження на симістор імпульсів з максимальним і мінімальним кутом відмикання симістора веде до стрімкої, але плавної зміни потужності ламп розжарювання. Таким чином, не виникає різких кидків напруги, що сприяє усуненню негативних впливів на лампи розжарювання та також підвищує його перешкодостійкість, подовжуючи тим самим термін їхньої служби. Виконання приймача випромінювань у вигляді послідовно з'єднаних приймача радіоімпульсів з антеною і підсилювача імпульсів, а джерела випромінювань таким, що має кнопки керування, формувач команд і радіопередавач, які з'єднані послідовно, і елемент живлення, приєднаний до формувача команд і радіопередавача, забезпечує стійкість надходження імпульсів, що відмикають симістор із заданим кутом відмикання без дотримання обмежень на суворе дотримання позиціювання "випромінювач-приймач" і видимих перешкод між ними, що веде до підвищення надійності роботи пристрою і зручності в експлуатації. Це пояснюється наступним. Використання в роботі пристрою радіоімпульсів, як керуючих імпульсів ключового елемента схеми, що регулює потужність ламп розжарювання, забезпечує високу чутливість при передачіприйомі сигналів, що дозволяє досягти стійку роботу пристрою. Радіоімпульси мають круговий діапазон поширення. При цьому антена приймача здійснює прийом радіоімпульсів стійко і безперешкодно, тому що для радіоімпульсів не є перешкодою видимі предмети між випромінювачем та приймачем. Таким чином, забезпечується підвищена перешкодостійкість, що обумовлює високу надійність роботи пристрою. Виконання пристрою в запропонованому виді додатково дозволяє, не змінюючи місця знаходження джерела випромінювань та використовуючи один пульт керування, регулювати потужність декількох ламп розжарювання чи їхніх гр уп, що мають різне місце розташування, наприклад, у різних кімнатах. При цьому ці групи ламп розжарювання повинні мати у своєму електричному ланцюзі, що включається в мережу перемінного струму, свій регулятор потужності, налагоджений на прийом відповідних йому послідовностей радіоімпульсів від одного джерела випромінювань (пульта). Таким чином, пристрій має додаткову зручність в експлуатації. Пристрій для дистанційного регулювання потужності ламп розжарювання представлений кресленнями, де зображені на фіг. 1 - блок-схема пристрою, на фіг. 2 - електрична схема пристрою. Пристрій для дистанційного регулювання потужності ламп розжарювання (фіг. 1) має дві конструктивно не зв'язані частини -приймальну частину - регулятор 1 потужності і випромінюючу частину -пульт 2 дистанційного керування, що функціонально об'єднані, є пристроєм для дистанційного регулювання потужності ламп розжарювання, і виконують роль регулятора освітленості, яку створюють лампи розжарювання. Регулятор 1 потужності містить симістор 3, що приєднується до ламп 4 розжарювання в послідовний ланцюг, який вмикається в мережу перемінного струму, блок 5 живлення, приймач 6 випромінювання, що містить приймач 7 радіоімпульсів з антеною 8 і підсилювач 9, блок 10 керування симістором 3, силовий фільтр 11, вимикач 12. Блок 5 живлення першим виходом з'єднаний з першим входом блока 10 керування симістором 3, другим - з входом приймача 6 випромінювань, вихід якого з'єднаний із другим входом блока 10 керування симістором 3, вихід якого (через резистор) з'єднаний з керуючим входом симістора 3, §5сід якого (через резистор) з'єднаний з третім входом блока 10 керування симістором 3, блок 5 живлення першим і другим входами приєднаний паралельно симістору 3. Силовий фільтр, і містить дросель 13, з'єднаний послідовно із симістором 3, і конденсатор 14, приєднаний до симістора 3 паралельно. Вимикач 12 з'єднаний із блоком 10 керування симістором З паралельно. Пульт 2 дистанційного керування містить кнопки 15 керування, формувач 16 команд і радіопередавач 17, які з'єднані послідовно, а також елемент 18 живлення, приєднаний до формувача 16 команд і радіопередавача 17. Пристрій, який заявляється, може бути відтворений з використанням сучасної елементної бази та з застосуванням відомих технологій. У наведеній схемі блок 10 керування симістором 3 і формувач 16 команд подані мікроконтролерами типу РІС12С508А, приймач 7 радіоімпульсів виконаний на основі надгенератора на одному транзисторі, підсилювач 9 імпульсів виконаний на основі подвійного операційного підсилювача. Приймальну частину пристрою - регулятор 1 потужності встановлюють у приміщенні, освітленість якого, що створюється лампами 4 розжарювання, необхідно регулювати. При цьому його встановлюють за вимикачем 17, приєднуючи до ланцюга ламп 4 розжарювання. Користувач бере в р уки пульт 2 дистанційного керування і натисканням кнопок 15 керування здійснює дистанційне регулювання потужності ламп 4 розжарювання. При необхідності користувач може використовувати вимикач пристрою для швидкого, але плавного досягнення максимальної потужності ламп 4 розжарювання. Формувач 16 команд пульта 2 дистанційного керування, який має живлення від елемента 18 живлення, постійно знаходиться в стані очікування видачі команд на радіопередавач 17 і постійно опитує кнопки 15 керування про наявність команд. При натисканні визначеної кнопки 15 керування (яких може бути як найменше чотири - «більше», «менше», «включити», «виключити») відповідний команді сигнал надходить на формувач 16 команд, у якому формується імпульс, що надходить до радіопередавача 17. Відповідно до цього радіопередавач 17 випромінює радіохвилі, які надходять до приймача 7 випромінювань. Радіохвилі приймаються антеною 8 приймача 7 радіоімпульсів, у якому здійснюється детектування сигналу, відділення корисного сигналу від несучої частоти, і виділення з нього слабкого сигналу (0,1-1,5В), та передаються на підсилювач 9, що підсилює сигнал до 5 В. З підсилювача 9 імпульсів приймача 6 випромінювань сигнал подається на блок 10 керування симістором 3 (мікроконтролер). Блок 10 керування симістором розпізнає сигнал, що надійшов, і перетворює його у форму, необхідну для керування роботою симістора 3. Для синхронізації на блок 10 керування симістором заведена прийомна мережна напруга, яка обмежена 5 В (дільником із двох резисторів і внутрішнім діодом входу мікроконтролера). Блок 10 керування симістором від 0В синхронізованої напруги відраховує тимчасові інтервали, що залежать від прийнятих по радіохвилях команд і від стану вимикача 12. Після закінчення такого часового інтервалу блок 10 керування симістором видає імпульс на керуючий вхід симістора 3. Симістор 3 відкривається і по ланцюгу йде струм. Потужність, що подається на лампу 4 розжарювання, залежить від фази керуючих імпульсів. Кут зсуву імпульсів у часі відповідає визначеній потужності на лампі 4 розжарювання. Максимальний кут зсуву відповідає мінімальній потужності, яку подать на лампу 4 розжарювання. Блок 5 живлення здійснює обмеження, випрямлення, стабілізацію перемінної напруги, синхронізує керуючі симістором імпульси із мережною напругою. Для приглушення вищих гармонік струму й обмеження струму короткого замикання при виникненні в лампі 4 розжарювання дуги послідовно із симістором 3 включений дросель 13 і для фільтрації перешкод включений конденсатор 14 силового фільтра 11 паралельно із симістором 3 і мережними відводами.