Предлагаю читателям электронное устройство для управления бра, висящим над диваном, настольной лампой или любой другой активной нагрузкой, сочетаю­щее в себе тиристорный коммутатор, триггер и сенсорный узел, благодаря которому триггер управляется прикосновением к сенсорному контакту. Два устойчивых состояния триггера подразумевают такое функционирование: один раз коснулся сенсорного контакта — свет включился, второй раз — выключился.

Сенсором может быть любой проводящий ток предмет (как с малым — единицы ом, так и с большим — единицы-десятки мегаом сопротивлением). Оригинальным сенсором может послужить декоративный цветок в горшке. Фактически все его части: ствол, листья, земля и корпус цветочного горшка являются сенсорными контактами (если, конечно, в качестве подводящего контакта использовать металлический штырь, воткнутый в землю цветочного горшка на глубину 2... 10 см и электрически соединенный с микросхемой DD1). При прикосновении к сенсорному контакту Е1 наведенное в теле человека переменное напряжение, передаваясь на сенсор Е1, воздействует на элементы DD1.1 и DD1.2 и способствует переключению бистабильной ячейки RS-триггера, образованной элементами DD1.3 и DD1.4, в другое устойчивое состояние. К выходу элемента DD1.3 через ограничительный резистор R2 подсоединен ключ на транзисторе VT1, управляющий тиристором VS1. Если на выводе 10 микросхемы DD1.3 высокий логический уровень — транзистор VT1 и тиристор VS1 закрыты, низкий уровень — открыты. В тот момент, когда на выводе 10 DD1.3 низкий уровень, транзистор VT1 открыт только в период времени, когда на диоде VD2 падение напряжения меньше, чем на стабилитроне VD1. В остальное время транзистор VT1 заперт. Открывание транзистора происходит сообразно синусоидальному характеру изменения переменного напряжения сети с частотой 50 Гц, поэтому открывающие транзистор и, соответственно, тиристор импульсы поступают на лампу накаливания с этой же частотой, а формирование этих импульсов происходит в начале каждого периода синусоиды, когда величина напряжения незначительна. В результате уровень помех в сети, возникающих из-за включения тиристора, минимален, а лампа не подвергается перегрузкам в момент включения (самый опасный момент в "жизни" ламп накаливания). Основным элементом, обеспечивающим такой характер работы узла, является диод VD2. Нагрузкой для тиристора VS1 является лампа накаливания EL1. Вместо нее можно включить любую активную нагрузку с мощностью потребления не более 60 Вт (при большей мощности нагрузки тиристор необходимо установить на теплоотвод или заменить более мощным). RS-триггер переключается сигналами низкого уровня по входам (вы­водам 8 и 13) элементов DD1.3 и DD1.4. Переключающие сигналы на входы RS-триггера подаются с выходов (выводов 3 и 4) элементов DD1.1 и DD1.2. Выходы триггера через резисторы R1 и R2 соединены с входами элементов DD1.1 и DD1.2. Благодаря такому решению при каждом касании сенсора Е1 управляющий триггером низкий уровень будет поочередно присутствовать то на выводе 8 DD1.3, то на выводе 13 DD1.4. Соответственно, выходной сигнал триггера также ме­няется с каждым новым касанием. Установившееся состояние триггер сохраняет сколь угодно долго (пока подано питание). В начальный момент при включении питания триггер за счет конденсатора С1 устанавливается так, что на выводе 10 DD1.3 — высокий уровень, транзистор VT1 и тиристор VS1 заперты, лампа EL1 погашена. Бестрансформаторный источник питания состоит из элементов VD3, R4, С2 и стабилитрона VD1, образующих однополупериодный выпрямитель. Оксидный конденсатор С2 сглаживает пульсации напряжения. Ток потребления устройства (без учета тока лампы) не превышает 12 мА. Микросхему К561ТЛ1 при необходимости можно заменить на зарубежный аналог CD4093. Эта микросхема представляет собой 4 логических элемента 2И-НЕ с триггерами Шмитта, т.е. с гистерезисом переключения, и работает в широком диапазоне питающих напряжений (3...15 В). Высокая защищенность входов микросхемы от статического электричества и превышения напряжения позволяет использовать К561ТЛ1 в данной конструкции с участием сенсора. Вместо транзистора VT1 можно применить КТ3107, КТ361Г(Д). Стабилитрон VD1 —любой, рассчитанный на напряжение стабилизации 12...15 В, например, Д814Д. Оксидный конденсатор С2 — К50-24, К50-35 на рабочее напряжение не ниже 25 В, его тип не принципиален. Неполярный конденсатор С1 — КМ6 или аналогичный. Тиристор VS1 — КУ201К...КУ201М, КУ202К...КУ202М, Т112-10 или аналогичный. Выпрямительный мост VD4— КЦ402А, КЦ405А, КЦ407А или собранный из дискретных диодов типа КД105, КД243,1 N4004... 1 N4007. Эти же рекомендации касаются возможной замены диодов VD2 и VD3. Все постоянные резисторы — МЛТ-0,25, С2-33. Светодиод — АЛ307БМ или аналогичный. Устройство собирают на монтажной плате и закрепляют в корпусе из диэлектрического материала. Силовую часть монтируют так, чтобы кор­пуса тиристора и выпрямительных диодов (в случае применения дискретных диодов) не имели контакта с другими элементами. Фазировка подключения устройства к осветительной сети не принципиальна. Чувствительность сенсорного узла при необходимости корректируется резистором R7 (показан на схеме пунктиром). Длина неэкранированного провода типа МГТФ с сечением 0,8... 1 мм2 от выводов 2 и 5 DD1 к сенсорной пластине Е1 в авторском варианте составляет 25 см. Сенсор Е1 я сделал из куска жестяной декоративной решетки от акустических систем, обрезав под нужную фигуру (круг, квадрат) с площадью поверхности 25...30 см2. Мне резистор R7 не понадобился, так как узел работает без сбоев и ложных срабатываний. Если длину провода сделать больше 30 см, воз­можны ложные срабатывания, происходящие от помех по сети 220 В, например, при подключении утюга или электрочайника. В этом случае включением резистора R7 удается полностью их подавить. При увеличении сопротивления R7 чувствительность сенсора повышается, при уменьшении — снижается. Дополнительное удобство устройству придает узел индикации состояния триггера на светодиоде HL1. При открытом транзисторе VT1 светодиод HL1 светится. Яркость свечения зависит от сопротивления ограничительного резистора R5 в цепи коллектора VT1. При испытаниях устройства я применял, кроме провода МГТФ, также и экранированный соединительный провод от выводов 2 и 5 DD1 к сенсору Е1, подключив экран к отрицательному полюсу источника питания. В этом случае влияния помех на сенсор удавалось избежать при длине провода до 1 м.

Радиомир №7 2010г стр. 34