P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
PROJ EKT Y Z AGRANI CZ NE
Układ przedłużający czas
życia żarówki
GorÄ…ce wÅ‚Ûkno czeniu wÅ‚Ûkno jest jednak zim-
Odpowiedü na pytanie, jak
Jak zapewne wie wiÍkszośĘ ne, a jego rezystancja jest maÅ‚a.
czÍsto znajdowaliÅ›my siÍ
CzytelnikÛw, gÅ‚Ûwnym elementem W takiej sytuacji nie jest rzad-
w pokoju pogrÄ…Å‚onym nagle
Å‚arÛwki jest wÅ‚Ûkno Å‚arowe (naj- koÅ›ciÄ…, Å‚e natÍÅ‚enie prÄ…du pÅ‚y-
w ciemności - poniewał
czÍÅ›ciej wolframowe) zamkniÍte nÄ…cego przez Å‚arÛwkÍ 10-krotnie
przepaliÅ‚a siÍ Å‚arÛwka -
w szklanej baÒce. Gdy przez wÅ‚Ûk- przekracza natÍÅ‚enie nominalne.
brzmi ìraczej rzadko,
no przepÅ‚ywa prÄ…d o duÅ‚yms na- WÅ‚Ûkno ma maÅ‚e rozmiary i jego
a nawet wcaleî. Jest tak
tÍÅ‚eniu, nagrzewa siÍ ono do bezwÅ‚adnośĘ cieplna jest maÅ‚a,
dlatego, Å‚e Å‚arÛwki przepalajÄ…
wysokiej temperatury i Å›wieci pra- tak wiÍc w ciÄ…gu kilku cykli
siÍ najczÍÅ›ciej w chwili
wie biaÅ‚ym Å›wiatÅ‚em. Niestety, napiÍcia sieciowego natÍÅ‚enie
zapalania światła, a nie po
wysoka temperatura powoduje tak- prądu spada do wartości nomi-
jakimÅ› czasie od jego Å‚e powolne odparowywanie wÅ‚Ûk- nalnej, niemniej jednak przez
na, a poniewał proces ten nie ten czas zdąłą powstaĘ uszko-
włączenia. Zjawisko to nie
odbywa siÍ rÛwnomiernie na caÅ‚ej dzenia.
jest jednym z przejawÛw
dÅ‚ugoÅ›ci wÅ‚Ûkna, w miarÍ eks- Gdy juÅ‚ osÅ‚abione wÅ‚Ûkno Å‚a-
prawa Murphy'ego, a mołna
ploatacji w pewnych miejscach rowe zostanie poddane silniej-
je wyjaśniĘ analizując
staje siÍ ono cieÒsze niÅ‚ w in- szym naprÍÅ‚eniom w najsÅ‚abszym
dziaÅ‚anie wÅ‚Ûkien Å‚arowych.
nych. W miejscach tych rezystan- punkcie, to przepływ prądu o du-
cja wÅ‚Ûkna jest wiÍksza, czemu Å‚ym natÍÅ‚eniu moÅ‚e spowodowaĘ
towarzyszy wiÍksze wydzielanie przerwanie wÅ‚Ûkien i przepalenie
mocy, lokalnie wyÅ‚sza temperatu- Å‚arÛwki. Nie nastÄ…piÅ‚oby to przy
ra, a wiÍc wiÍksza intensywnośĘ natÍÅ‚eniu prÄ…du przepÅ‚ywajÄ…cego
parowania wÅ‚Ûkna. Pomimo to przez wÅ‚Ûkno Å‚arowe znajdujÄ…ce
producenci zapewniajÄ…, Å‚e wÅ‚Ûk- siÍ w normalnej temperaturze pra-
no Å‚arowe posiada dostatecznÄ… cy. To wyjaÅ›nia, dlaczego Å‚arÛwki
Å›rednicÍ, by mogÅ‚o dziaÅ‚aĘ przez najczÍÅ›ciej przepalajÄ… podczas
1000 godzin, gwarantowane wÅ‚Ä…czania, nie zaÅ› pÛüniej. JeÅ›li
w przypadku wiÍkszoÅ›ci Å‚arÛwek wiÍc uda siÍ ograniczyĘ naprÍÅ‚e-
uływanych w gospodarstwach do- nie związane z włączaniem, moł-
mowych. na bÍdzie przedÅ‚uÅ‚yĘ czas Å‚ycia
Å‚arÛwki.
Czas Å‚ycia
Najistotniejszym czynnikiem åciemniacz
okreÅ›lajÄ…cym czas Å‚ycia Å‚arÛwki Jednym ze sposobÛw pozwala-
nie jest jednak szybkośĘ paro- jÄ…cych wydÅ‚uÅ‚yĘ czas Å‚ycia Å‚arÛ-
wania wÅ‚Ûkna, a liczba wÅ‚Ä…czeÒ wek jest podgrzanie wÅ‚Ûkna Å‚a-
zimnego wÅ‚Ûkna. Temperaturo- rowego przez przepuszczanie prze-
wy wspÛÅ‚czynnik rezystancji zeÒ prÄ…du o niewielkim natÍÅ‚eniu
wÅ‚Ûkna Å‚arowego jest dodatni, (nie powodujÄ…cym Å›wiecenia)
Rys. 1. Budowa optotriaka.
co oznacza, Å‚e w miarÍ podgrze- w okresie, gdy Å‚arÛwka jest wy-
wania siÍ wÅ‚Ûkna jego rezystan- Å‚Ä…czona. SposÛb ten jest czÍsto
cja rośnie. Przy pierwszym włą- wykorzystywany w sytuacjach,
Rys. 2. Schemat blokowy
urządzenie przedłużającego czas Rys. 3. Domowa instalacja oświetleniowa (a) i występujące w niej rozkłady
życia żarówki. napięcia (b).
Elektronika Praktyczna 5/99
15
P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
WÅ‚Ä…czanie przy
przejściu przez zero
NajwiÍksze natÍÅ‚enie
prÄ…du wystÍpuje wtedy, kie-
dy w momencie włączenia
Å‚arÛwki napiÍcie sieciowe
przyjmuje wartośĘ maksy-
malnÄ…, co przydarza siÍ 100
razy w ciÄ…gu sekundy przy
sieci 50Hz. Gdyby doprowa-
dziĘ do sytuacji, w ktÛrej -
Rys. 4. Schemat układu przedłużającego
bez wzglÍdu na moment
czas życia żarówki.
Rys. 5. Mozaika ścieżek druku
uÅ‚ycia wÅ‚Ä…cznika - Å‚arÛwka
i rozmieszczenie elementów na
w ktÛrych Å‚arÛwki sÄ… wciÄ…Å‚ wÅ‚Ä…- byÅ‚aby wÅ‚Ä…czana wtedy, kiedy
płytce układu przedłużającego
czane i wyÅ‚Ä…czane, np. w przy- napiÍcie na niej byÅ‚oby zerowe
czas życia żarówki.
padku świateł na skrzyłowaniach, lub przynajmniej bardzo małe,
gdzie koszt wymiany Å‚arÛwek wtedy natÍÅ‚enie przepÅ‚ywajÄ…cego
znacznie przewyÅ‚szyÅ‚by koszt do- po wÅ‚Ä…czeniu prÄ…du byÅ‚oby takÅ‚e ciowego) do zera, co nastÍpuje
datkowo zuÅ‚ytej energii elektrycz- bardzo maÅ‚e. UmoÅ‚liwiÅ‚oby to pod koniec kaÅ‚dej poÅ‚Ûwki cyklu
nej. podgrzanie siÍ wÅ‚Ûkna przez pier- sieci 50Hz.
W gospodarstwach domowych, wszÄ… jednÄ… czwartÄ… czÍśĘ okresu W przedstawianym zastosowa-
gdzie Å‚arÛwki sÄ… na ogÛÅ‚ przez poprzedzajÄ…cÄ… najbliÅ‚sze maksi- niu izolacja galwaniczna nie jest
wiÍkszÄ… czÍśĘ dnia wyÅ‚Ä…czone mum sieci. MÛgÅ‚by wtedy nastÄ…- szczegÛlnie istotna, poniewaÅ‚ obie
i zostajÄ… wÅ‚Ä…czone na kilka go- piĘ znaczÄ…cy wzrost rezystancji jego czÍÅ›ci sÄ… zasilane napiÍciem
dzin wieczorem, rozwiÄ…zanie ta- wÅ‚Ûkna, ktÛry doprowadziÅ‚by do sieciowym. Element TLP3041 ma
kie byÅ‚oby trudne do przyjÍcia, znacznego ograniczenia natÍÅ‚enia jednak jeszcze jednÄ… cechÍ - bar-
poniewał koszty dodatkowo zu- prądu, a w dalszej konsekwencji dzo cenną z punktu widzenia na-
Å‚ytej energii elektrycznej przekro- do wydÅ‚uÅ‚enia czasu Å‚ycia Å‚arÛw- szego zastosowania - a mianowi-
czyÅ‚yby koszty wymiany Å‚arÛ- ki. W takim przypadku nie docho- cie zawiera ukÅ‚ady, ktÛre sprawia-
wek. dziÅ‚oby rÛwnieÅ‚ do generacji za- jÄ…, Å‚e wÅ‚Ä…czenie optotriaka moÅ‚e
Inny sposÛb polega na stopnio- kÅ‚ÛceÒ a wszystkie dÅ‚awiki i kon- nastÄ…piĘ tylko wtedy, kiedy war-
wym doprowadzaniu Å‚arÛwek do densatory staÅ‚yby siÍ niepotrzeb- tośĘ napiÍcia miÍdzy jego wypro-
świecenia z pełną jasnością. Wy- ne. Rozmiary układu mogłyby byĘ wadzeniami nie przekracza 40V,
maga on zastosowania Å›ciemnia- zredukowane i moÅ‚na byÅ‚oby bez wzglÍdu na to czy dioda LED
cza. Niestety, urządzenia takie umieściĘ go w niewielkiej obudo- świeci, czy teł nie. Na pierwszy
generujÄ… silne zakÅ‚Ûcenia wysoko- wie, wygodnej do zastosowania rzut oka wydaje siÍ, Å‚e 40V
czÍstotliwoÅ›ciowe, ktÛrych stÅ‚u- w gospodarstwie domowym. znacznie rÛÅ‚ni siÍ od 0, naleÅ‚y
mienie wymaga zastosowania dośĘ jednak pamiÍtaĘ, Å‚e jest to war-
drogich dÅ‚awikÛw. MoÅ‚na takÅ‚e Izolacja tośĘ maksymalna i w przypadku
zastosowaĘ zwykÅ‚y potencjometr, Przedstawiany ukÅ‚ad wykorzys- wiÍkszoÅ›ci elementÛw bÍdzie ona
ktÛry umoÅ‚liwi regulacjÍ jasnoÅ›ci tuje specjalny (choĘ Å‚atwo dostÍp- mniejsza. 40V to takÅ‚e znacznie
świecenia. ny) element - optotriak, zapewnia- mniej nił 325V, a tyle wynosi
W wielu sytuacjach Å›ciemniacz jÄ…cy wÅ‚Ä…czenie w momencie przej- amplituda napiÍcia sieciowego,
okazuje siÍ rozwiÄ…zaniem nie- Å›cia przemiennego napiÍcia zasi- i tak dziaÅ‚ajÄ…cy ukÅ‚ad powinien
właściwym i zbyt kosztownym, lającego przez zero. Element ten zapewniĘ znaczne wydłułenie cza-
a takÅ‚e niewygodnym w eksploa- - TLP3041 - zawiera diodÍ LED su Å‚ycia Å‚arÛwki.
tacji. Aby uzyskaĘ peÅ‚ne oÅ›wiet- oraz fototriak, zamkniÍte w 6-nÛÅ‚- Tak wiÍc wystarczy uÅ‚yĘ tego
lenie, zamiast prostego naciÅ›niÍ- kowej obudowie (rys. 1). samego wÅ‚Ä…cznika do sterowania
cia przeÅ‚Ä…cznika trzeba obrÛciĘ Optotriak jest zazwyczaj wy- dziaÅ‚aniem diody LED, a ukÅ‚ad
potencjometr, a ukÅ‚ad elektronicz- korzystywany w przekaünikach TLP3041 zapewni wÅ‚Ä…czenie foto-
ny, ktÛry mÛgÅ‚by tego dokonaĘ zasilajÄ…cych urzÄ…dzenia sieciowe triaka przy napiÍciu sieciowym
w sposÛb automatyczny, jest drogi sterowane przez komputery lub bliskim zeru, jak to pokazuje
i złołony. układy logiczne, w sytuacjach schemat blokowy widoczny na
OczywiÅ›cie, wÅ‚Ä…czanie bÍdzie gdzie wymagana jest izolacja gal- rys. 2.
odbywaĘ siÍ nadal za poÅ›rednic- waniczna obwodu sieciowego
twem wÅ‚Ä…cznika niezaleÅ‚nego od i niskonapiÍciowego ukÅ‚adu ste- Czy zero oznacza zero
potencjometru, jeśli jednak ściem- rującego. Włączenie przy zerowym na-
niacz byÅ‚by pozostawiony w po- Optotriak moÅ‚e zostaĘ wÅ‚Ä…- piÍciu byÅ‚oby moÅ‚liwe, gdyby
zycji maksymalnej jasnoÅ›ci, po czony po zaÅ›wieceniu diody byÅ‚o dostÍpne dodatkowe napiÍcie
wÅ‚Ä…czeniu takÅ‚e popÅ‚ynie prÄ…d LED. W przypadku napiÍĘ prze- staÅ‚e, sterujÄ…ce dziaÅ‚aniem diody
o bardzo duÅ‚ym natÍÅ‚eniu. W ta- miennych, z ktÛrymi zazwyczaj LED, ale niestety tak nie jest. Aby
kiej sytuacji nie naleÅ‚aÅ‚oby ocze- optotriak pracuje, zostaje on wy- ukÅ‚ad nadawaÅ‚ siÍ do praktyczne-
kiwaĘ istotnego wydłułenia czasu łączony w momencie spadku na- go wykorzystania, do jego zasila-
Å‚ycia Å‚arÛwki. tÍÅ‚enia prÄ…du przemiennego (sie- nia musi wystarczyĘ standardowa
Elektronika Praktyczna 5/99
16
P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
sieĘ dostÍpna w gospodarstwie do- kiej sytuacji jednak natÍÅ‚enie prÄ…- tylko przez poÅ‚owÍ cyklu. Trud-
mowym, poniewaÅ‚ nikt nie bÍdzie du osiÄ…gnÍÅ‚oby wartośĘ 10mA, nośĘ tÍ moÅ‚na pokonaĘ wprowa-
jej modyfikowaÅ‚ tylko po to, by napiÍcie na diodzie i rezystorze dzajÄ…c do ukÅ‚adu prostownik mos-
przedÅ‚uÅ‚yĘ czas Å‚ycia Å‚arÛwek. musiaÅ‚oby wzrosnąĘ do 130V. Do tkowy, dziÍki ktÛremu dioda LED
W typowej domowej instalacji tego momentu oczywiÅ›cie dziaÅ‚a bÍdzie zawsze przewodziĘ, bez
elektrycznej przewody: gorÄ…cy ukÅ‚ad blokujÄ…cy wÅ‚Ä…czenie triaka wzglÍdu na kierunek przepÅ‚ywu
i masy są doprowadzone do kos- poza obszarem bliskim 0V, a cały prądu przez kondensator. Ułyte
tki lampy sufitowej, ktÛrÄ… para wÅ‚Ä…cznik nigdy nie zostaÅ‚by wÅ‚Ä…- mogÄ… zostaĘ dowolne krzemowe
przewodÛw Å‚Ä…czy z wÅ‚Ä…cznikiem. czony. Nawet jeÅ›li zaakceptujemy diody sygnaÅ‚owe - maksymalne
Jeden z kontaktÛw wÅ‚Ä…cznika jest maksymalnÄ… wartośĘ natÍÅ‚enia natÍÅ‚enie prÄ…du wyniesie przecieÅ‚
połączony z przewodem gorącym, prądu 50mA i rezystancja szerego- tylko około 10mA, a maksymalne
drugi zaÅ› (przez Å‚arÛwkÍ) z masÄ…. wego rezystora wyniesie ok. napiÍcie wsteczne bÍdzie rÛwne
W ten sposÛb wÅ‚Ä…cznik i Å‚arÛwka 6,8k&!, natÍÅ‚enie prÄ…du diody napiÍciu przewodzenia diody LED,
sÄ… poÅ‚Ä…czone szeregowo, a na nie 10mA zostanie osiÄ…gniÍte dopiero a wiÍc okoÅ‚o 2V.
jest podane napiÍcie sieciowe. dla napiÍcia 68V, co oznacza, Å‚e
Oznacza to, Å‚e jeÅ›li wÅ‚Ä…cznik jest natÍÅ‚enie prÄ…du diody powodujÄ…- RozwiÄ…zanie praktyczne
otwarty, odkÅ‚ada siÍ na nim caÅ‚e ce wÅ‚Ä…czenie fototriaka pojawi siÍ RozwiÄ…zanie przedstawione na
napiÍcie sieciowe. StosujÄ…c odpo- za pÛüno - napiÍcie sieciowe zna- rys. 4 pozwoli na wÅ‚Ä…czenie tria-
wiedni ogranicznik prÄ…du napiÍ- jdzie siÍ juÅ‚ poza obszarem do- ka, gdy napiÍcie na nim wyniesie
cie to moÅ‚na wykorzystaĘ do puszczalnego okienka wokÛÅ‚ zera. okoÅ‚o 40V. Przy takim napiÍciu
zasilania niewielkiego układu ste- energia zgromadzona w kondensa-
rujÄ…cego pracÄ… diody LED. Ograniczanie torze C1 jest wystarczajÄ…ca, by
Zastąpienie włącznika triakiem pojemnościowe doprowadziĘ do uszkodzenia op-
nie zmienia sytuacji. Triak powi- Na szczÍÅ›cie w przypadku za- totriaka (ukÅ‚adu IC1) po jego
nien byĘ wyÅ‚Ä…czony przy zero- silania napiÍciem przemiennym wÅ‚Ä…czeniu, poniewaÅ‚ nastÄ…pi wÛw-
wym napiÍciu sieciowym. Ozna- moÅ‚na do ograniczania natÍÅ‚enia czas zwarcie kondensatora przez
cza to jednak, Å‚e nie bÍdziemy prÄ…du wykorzystaĘ takÅ‚e konden- optotriak. Do ukÅ‚adu dodano wiÍc
dysponowaĘ w tym momencie na- sator. Kondensator posiada reak- rezystor R1, ktÛrego zadaniem jest
piÍciem (jest przecieÅ‚ rÛwne zeru) tancjÍ 1/(2Ä„fC), co w przypadku ograniczanie natÍÅ‚enia prÄ…du pÅ‚y-
i trzeba pogodziĘ siÍ z tym, Å‚e pojemnoÅ›ci 100nF i czÍstotliwoÅ›ci nÄ…cego przez optotriak. Rezystan-
triak nie zostanie włączony w mo- 50Hz daje około 32k&! i ogranicza cja R1 jest znacznie mniejsza od
mencie przejÅ›cia napiÍcia siecio- natÍÅ‚enie prÄ…du do okoÅ‚o 10mA. reaktancji kondensatora C1, tak
wego przez zero, a nieco pÛüniej, Ten rezultat wydaje siÍ na pier- wiÍc nie wpÅ‚ywa on na natÍÅ‚enie
gdy napiÍcie wzroÅ›nie do wartoÅ›- wszy rzut oka gorszy niÅ‚ uzys- prÄ…du pÅ‚ynÄ…cego przez diodÍ LED.
ci zapewniającej przepływ przez kiwany w przypadku rezystora, Maksymalne dopuszczalne na-
diodÍ LED prÄ…du o wystarczajÄ…co naleÅ‚y jednak pamiÍtaĘ, Å‚e kon- tÍÅ‚enie prÄ…du optotriaka (ukÅ‚adu
duÅ‚ym natÍÅ‚eniu. Optotriak zosta- densator - oprÛcz ograniczania IC1) wynosi 100mA, co nie jest
je wÅ‚Ä…czony przy natÍÅ‚eniu prÄ…du natÍÅ‚enia prÄ…du - wprowadza tak- wartoÅ›ciÄ… wystarczajÄ…cÄ… w przy-
diody LED wynoszÄ…cym okoÅ‚o Å‚e przesuniÍcie fazowe 90o, o ktÛ- padku domowych urzÄ…dzeÒ elek-
10mA, a spadek napiÍcia na tej re prÄ…d pÅ‚ynÄ…cy przez pojemnośĘ trycznych - odpowiada mocy tyl-
diodzie jest wtedy rÛwny okoÅ‚o wyprzedza powstajÄ…ce na niej na- ko 25W. Optotriak zostaÅ‚ wiÍc
1,5V. Oczekiwanie na wÅ‚Ä…czenie piÍcie. Gdy napiÍcie sieciowe wykorzystany do wÅ‚Ä…czania triaka
triaka nie bÍdzie wiÍc szczegÛlnie przekracza zero, natÍÅ‚enie prÄ…du mocy CSR1, wÅ‚Ä…czajÄ…cego Å‚arÛw-
dÅ‚ugie, nie moÅ‚na jednak wÅ‚Ä…czyĘ bÍdzie miaÅ‚o maksymalnÄ… war- kÍ. Maksymalne natÍÅ‚enie prÄ…du
diody LED rÛwnolegle z wypro- tośĘ, czego wÅ‚aÅ›nie potrzebujemy, zastosowanego triaka wynosi 3A
wadzeniami optotriaka. Po włą- by spowodowaĘ włączenie triaka. (jeśli jest on wyposałony w od-
czeniu triaka spadek napiÍcia wy- To jednak jeszcze nie wszystko - powiedni radiator), co odpowiada
niesie około 1V lub 2V, co nie dioda LED świeci przecieł tylko mocy 750W, i powinno byĘ wy-
powinno uszkodziĘ diody. Jeśli wtedy, gdy przyłołone do niej starczające do zasilania wszyst-
jednak wÅ‚Ä…cznik zostaÅ‚by zamkniÍ- napiÍcie ma odpowiedniÄ… polary- kich domowych urzÄ…dzeÒ oÅ›wiet-
ty w momencie gdy wartośĘ na- zacjÍ, a wiÍc dioda bÍdzie Å›wieciĘ leniowych.
piÍcia sieciowego bÍdzie wysoka
(np. 325V), dioda LED wyparuje
w obłoczku dymu, zanim zdąły
zaÅ›wieciĘ. NatÍÅ‚enie prÄ…du diody
LED musi zostaĘ ograniczone do
50mA, poniewał tyle wynosi mak-
symalna, dopuszczalna wartośĘ
prÄ…du diody. NarzucajÄ…cym siÍ
sposobem ograniczenia natÍÅ‚enia
prądu jest ułycie szeregowego
rezystora. Rezystancja 13k&! ogra-
niczy przy napiÍciu 325V natÍÅ‚e-
Rys. 6. Sposób podłączenia układu przedłużającego czas życia żarówki
nie prądu do około 25mA. W ta-
do instalacji oświetleniowej.
Elektronika Praktyczna 5/99
17
P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
Układ jest połączony z prze- ze złączką przewodową ma wy-
WYKAZ ELEMENTÓW
łącznikiem S1 sterującym pracą miary 4x2x2 cm i mołe zostaĘ
Rezystory
diody LED przez prostownik mos- umieszczony w obudowie dowol-
(0,25W, węglowe warstwowe)
tkowy z diodami D1..D4. Dioda nego włącznika oświetlenia.
R1: 1k&!
LED bÍdzie Å›wieciĘ, gdy przeÅ‚Ä…cz- Parametry diod i rezystorÛw
R2: 100&!
nik bÍdzie otwarty, gdy zaÅ› bÍ- nie sÄ… krytyczne, natomiast kon-
Kondensatory
dzie zamkniÍty, dioda bÍdzie wy- densator i triak pracujÄ… pod na-
C1: 100nF/250V, poliestrowy, X-
Å‚Ä…czona. RozwiÄ…zanie takie zasto- piÍciem sieciowym i muszÄ… mieĘ
rated
sowano chcąc zapobiec impulsowi odpowiednie parametry. Mołna
Półprzewodniki
prÄ…du o duÅ‚ym natÍÅ‚eniu, ktÛry uÅ‚yĘ dowolnego triaka o napiÍciu
popłynąłby przez kondensator C1, 400V, a zaproponowany w wyka- D1..D4: 1N4148
gdyby wÅ‚Ä…cznik umieszczony byÅ‚ zie elementÛw jest chyba najtaÒ- CSR1: TIC206D
szeregowo z kondensatorem i zo- szy i najszerzej stosowany. Posia- IC1: TLP3041 lub MOC3041
staÅ‚ zamkniÍty przy kondensato- da drobnÄ… wadÍ, to jest brak
Różne
rze rozÅ‚adowanym lub naÅ‚adowa- izolacji radiatora, ktÛry trzeba
Płytka drukowana, złączka
nym do napiÍcia o polaryzacji zaizolowaĘ tak, by nie dotykaÅ‚
przewodowa podwójna,
przeciwnej do chwilowej fazy Å‚adnych metalowych elementÛw podstawka 6-nóżkowa, maÅ‚e
pudełko z tworzywa lub koszulka
przyÅ‚oÅ‚onego napiÍcia sieciowego. wewnÄ…trz obudowy wÅ‚Ä…cznika.
termokurczliwa (patrz tekst)
Kondensator i rezystor, ponie- Mołna takłe zastosowaĘ triak
waÅ‚ sÄ… poÅ‚Ä…czone z koÒcÛwkami z izolowanym radiatorem, zwÅ‚asz-
triaka, eliminujÄ… takÅ‚e wszelkie cza jeÅ›li przewiduje siÍ zastoso- obudowie, ale element ten nie
impulsy mogące wystąpiĘ w na- wanie dodatkowego radiatora. posiada układu zapewniającego
piÍciu sieciowym. Impulsy napiÍ- Triak bez radiatora powinien wÅ‚Ä…czanie przy zerowym napiÍciu
ciowe mogą spowodowaĘ przewo- przełączaĘ moc do około 300W, zasilającym, w związku z czym nie
dzenie triaka albo przez przebicie, co powinno wystarczyĘ do wiÍk- nadaje siÍ do przedstawianego
albo dziÍki obecnoÅ›ci pojemnoÅ›ci szoÅ›ci zastosowaÒ. JeÅ›li potrzebne zastosowania.
miÍdzy bramkÄ… i anodÄ…. Nie do- sÄ… wyÅ‚sze moce, naleÅ‚y zastoso- NaleÅ‚y takÅ‚e pamiÍtaĘ, Å‚e
prowadzi to do uszkodzenia tria- waĘ triak o maksymalnym prądzie oznaczenie MOC stosowane jest
ka, moÅ‚e jednak oznaczaĘ jego 8A, wyposaÅ‚ony w niewielki ra- przez gÅ‚Ûwnego producenta ukÅ‚a-
wÅ‚Ä…czenie w momencie cyklu rÛÅ‚- diator. du, natomiast te same elementy
nym od przejścia przez zero, Kondensator C1 musi byĘ do- oferowane przez innych produ-
a tego wÅ‚aÅ›nie chcemy uniknąĘ stosowany do pracy z przemien- centÛw mogÄ… nosiĘ inne oznacze-
stosujÄ…c omawiany ukÅ‚ad. nym napiÍciem sieciowym 250V. nie. UkÅ‚ad MOC3040 jest niemal
Przez ukÅ‚ad caÅ‚y czas pÅ‚ynie WiÍkszośĘ kondensatorÛw ma po- identyczny z MOC3041, jednak
prÄ…d o niewielkim natÍÅ‚eniu (na- dane parametry dla napiÍcia sta- jego optotriak jest wÅ‚Ä…czany przy
wet gdy jest wyłączony), jednak łego, w związku z czym zwykły nieco wyłszym prądzie diody
moc tracona w ten sposÛb jest kondensator o maksymalnym na- LED - podzespÛÅ‚ ten moÅ‚e na-
znikoma, podobnie jak zwiÄ…zany piÍciu 250V nie moÅ‚e byĘ uÅ‚yty, dawaĘ siÍ do uÅ‚ycia w omawia-
z tym koszt. poniewaÅ‚ napiÍcie sieciowe osiÄ…- nym urzÄ…dzeniu, ale nie zostaÅ‚o
Jak juÅ‚ wspomniano, przy za- ga wartośĘ 370V, a mogÄ… siÍ to sprawdzone.
stosowaniu układu włącznik w nim pojawiĘ impulsy znacznie Złączka przewodowa słuły do
oÅ›wietlenia pracuje odwrotnie, tj. wyÅ‚sze. Nie naleÅ‚y uÅ‚ywaĘ nawet poÅ‚Ä…czenia pÅ‚ytki z Å‚arÛwkÄ… (czyli
wÅ‚Ä…cza Å›wiatÅ‚o w pozycji ìwyÅ‚Ä…- kondensatorÛw do pracy z napiÍ- dwoma przewodami wyprowadzo-
czoneî i vice versa. WÅ‚Ä…cznik ten ciem staÅ‚ym 400V. nymi ze Å›ciany). WÅ‚Ä…cznik naleÅ‚y
mołna zamontowaĘ odwrotnie Układ IC1 naleły zamontowaĘ połączyĘ z płytką lutując dwa
i wszystko wrÛci do normy. na podstawce, obcinajÄ…c nie wy- przewody do punktÛw zaznaczo-
korzystywane wyprowadzenie 5. nych na płytce (rys. 6). Mołe to
Wykonanie byĘ oryginalny włącznik lub kał-
PoniewaÅ‚ liczba uÅ‚ytych ele- Optotriak dy inny, poniewaÅ‚ bÍdzie przezeÒ
mentÛw jest niewielka, wykonanie Typ uÅ‚ytego optotriaka jest pÅ‚ynÄ…Å‚ tylko prÄ…d diody LED
ukÅ‚adu nie powinno nastrÍczaĘ bardzo waÅ‚ny i moÅ‚na uÅ‚yĘ tylko o niewielkim natÍÅ‚eniem. WÅ‚Ä…cz-
Å‚adnych trudnoÅ›ci. Aby ukÅ‚ad podanych w wykazie elementÛw, nik ten powinien jednak zapew-
moÅ‚na byÅ‚o Å‚atwo zamontowaĘ tj. TLP3041 lub MOC3041, wÅ‚Ä…- niaĘ izolacjÍ.
w obudowie włącznika oświetle- czanych przy przejściu przez zero
nia, jego rozmiary winny byĘ napiÍcia. Na rynku dostÍpnych Instalacja
niewielkie, a wiÍc zalecane jest jest wiele transoptorÛw, wszystkie Po zakoÒczeniu montaÅ‚u ukÅ‚ad
uÅ‚ycie pÅ‚ytki drukowanej, przed- w 5 lub 6-nÛÅ‚kowych obudowach, naleÅ‚y dokÅ‚adnie sprawdziĘ. Pa-
stawionej na rys. 5. posiadajÄ…ce jako element wyjÅ›cio- miÍtajmy o tym, Å‚e ukÅ‚ad dziaÅ‚a
Wykorzystanie pÅ‚ytki uniwer- wy tranzystor lub tyrystor - wszys- pod napiÍciem sieciowym 220V
salnej byĘ moÅ‚e byÅ‚oby taÒsze, ale tkie takie podzespoÅ‚y ulegnÄ… i wszelkie pomyÅ‚ki mogÄ… spowo-
wstawienie takiej płytki do obu- zniszczeniu, jeśli zostaną ułyte dowaĘ zniszczenie właśnie zbudo-
dowy włącznika mogłoby spra- w omawianym układzie. wanego urządzenia!
wiaĘ trudnoÅ›ci. Zmontowany na Wielu producentÛw oferuje op- UkÅ‚ad pracuje pod napiÍciem
proponowanej płytce układ wraz totriak MOC3020 w takiej samej sieci i nie wolno przeprowadzaĘ
Elektronika Praktyczna 5/99
18
P R O J E K T Y Z A G R A N I C Z N E
na nim Å‚adnych czynnoÅ›ci, gdy sprawdziĘ wyjmujÄ…c z ukÅ‚adu kon- generacja harmonicznych i nie bÍ-
jest pod napiÍciem. Przed przy- densator C1 i podÅ‚Ä…czajÄ…c 9V ba- dzie sÅ‚ychaĘ trzaskÛw w gÅ‚oÅ›ni-
stÄ…pieniem do montaÅ‚u lub usu- teriÍ PP3 dodatnim biegunem do ku. PoniewaÅ‚ w rzeczywistoÅ›ci
wania usterek naleÅ‚y wyÅ‚Ä…czyĘ wolnego wyprowadzenia rezystora ukÅ‚ad przeÅ‚Ä…cza przy napiÍciu
odpowiedni bezpiecznik R1, ujemnym zaś do punktu L. nieco wyłszym od zera, powsta-
w skrzynce. SposÛb doprowadzenia napiÍcia nÄ… pewne zakÅ‚Ûcenia, jednak
Po przetestowaniu i stwierdze- nie powinien mieĘ znaczenia, o poziomie znacznie niłszym nił
niu poprawnego dziaÅ‚ania ukÅ‚ad a zamiana koÒcÛwek pozwoli przy wÅ‚Ä…czaniu przypadkowym.
naleÅ‚y zaizolowaĘ, by nie dotykaÅ‚ przekonaĘ siÍ, Å‚e diody D1 i D4 PoniewaÅ‚ poÅ‚owa cyklu napiÍcia
metalowych czÍÅ›ci obudowy dziaÅ‚ajÄ… poprawnie. sieciowego trwa znacznie dÅ‚uÅ‚ej
wÅ‚Ä…cznika. Najlepiej byÅ‚oby umieÅ›- Podczas tych prÛb wÅ‚Ä…cznik niÅ‚ okres, w ktÛrym napiÍcie to
ciĘ go w niewielkim pudełku powinien zostaĘ odłączony lub jest bliskie zeru, prawdopodo-
z tworzywa sztucznego lub zalaĘ pozostawiony w pozycji ìwyÅ‚Ä…czo- bieÒstwo wÅ‚Ä…czenia Å‚arÛwki w in-
Å‚ywicÄ… (z wyjÄ…tkiem zÅ‚Ä…czki prze- neî. Po poÅ‚Ä…czeniu urzÄ…dzenia nym momencie niÅ‚ przekraczanie
wodowej), moÅ‚na takÅ‚e umieÅ›ciĘ z instalacjÄ… oÅ›wietleniowÄ… naleÅ‚y przez napiÍcie wartoÅ›ci zerowej
go w kawaÅ‚ku termokurczliwej ko- pamiÍtaĘ, Å‚e znajduje siÍ ono pod jest duÅ‚e, tak wiÍc po zamonto-
szulki lub uÅ‚yĘ zwykÅ‚ej taÅ›my napiÍciem sieciowym i nie wolno waniu wÅ‚Ä…cznika bezpoÅ›rednio
izolacyjnej. dotykaĘ Å‚adnych czÍÅ›ci ukÅ‚adu. z triakiem, przy wÅ‚Ä…czeniu po-
Po zakoÒczeniu powyÅ‚szych Triak CSR1 moÅ‚na sprawdziĘ winny byĘ sÅ‚yszane gÅ‚oÅ›ne trzas-
czynnoÅ›ci naleÅ‚y przystÄ…piĘ do wÅ‚Ä…czajÄ…c przeÅ‚Ä…cznik miÍdzy ki w gÅ‚oÅ›niku. MoÅ‚na je porÛw-
zainstalowania urządzenia. Dla za- wyprowadzenia 4 i 6 układu IC1 naĘ z efektami słyszalnymi przy
pewnienia bezpieczeÒstwa naleÅ‚y (optotriak). Zamykaniu przeÅ‚Ä…cz- wÅ‚Ä…czaniu Å‚arÛwki przy pomocy
postÍpowaĘ zgodnie z nastÍpujÄ…- nika powinno towarzyszyĘ zapa- naszego ukÅ‚adu - powinny byĘ
cymi zaleceniami: lanie światła, otwieraniu - jego one znacznie, znacznie cichsze,
1.WybraĘ element oÅ›wietleniowy, gaÅ›niÍcie. jeÅ›li w ogÛle sÅ‚yszalne.
z ktÛrym ma wspÛÅ‚pracowaĘ Stosunkowo trudno jest stwier-
zainstalowane urządzenie. dziĘ, czy układ poprawnie prze- Długie fale, długi czas
2.WyÅ‚Ä…czyĘ sieĘ w skrzynce bez- Å‚Ä…cza w chwili, gdy napiÍcie sie- eksploatacji
piecznikowej, wyjąĘ odpowied- ciowe przechodzi przez zero, po- NaleÅ‚y pamiÍtaĘ, by podczas
ni bezpiecznik i włołyĘ go do niewał wymagałoby to przyłołe- właśnie opisanego eksperymentu
kieszeni. nia napiÍcia sieciowego z innÄ… odbiornik radiowy wÅ‚Ä…czony byÅ‚
3.UpewniĘ siÍ, Å‚e wybrany ele- fazÄ…, np. odpowiadajÄ…cÄ… wartoÅ›ci na zakres fal dÅ‚ugich, poniewaÅ‚
ment oświetlenia nie świeci. maksymalnej. Poniewał nie moł- wtedy właśnie jest najbardziej
4.ZdjąĘ wÅ‚Ä…cznik. na tego dokonaĘ manualnie, na- wraÅ‚liwy na zakÅ‚Ûcenia o czÍstot-
5.PodłączyĘ dwa wyprowadzone lełałoby zbudowaĘ specjalny liwościach radiowych. Nasz układ
ze Å›ciany przewody do zÅ‚Ä…czki ukÅ‚ad, a koszt i wysiÅ‚ek wÅ‚oÅ‚one moÅ‚e generowaĘ w sposÛb ciÄ…gÅ‚y
przewodowej pÅ‚ytki (sposÛb w jego budowÍ byÅ‚yby niewspÛÅ‚- zakÅ‚Ûcenia o niskim poziomie, po-
podÅ‚Ä…czenia nie jest istotny). miernie wysokie w porÛwnaniu niewaÅ‚ w rzeczywistoÅ›ci przeÅ‚Ä…-
6.PołączyĘ oba wolne przewody do korzyści, zwaływszy łe układ cza nieco powyłej przejścia na-
wychodzÄ…ce z pÅ‚ytki z kontak- byÅ‚by wykorzystany tylko raz. piÍcia sieciowego przez zero, jed-
tami wÅ‚Ä…cznika i ponownie go MoÅ‚na jednak w inny sposÛb nak efekty tego powinny byĘ
zainstalowaĘ. przekonaĘ siÍ, Å‚e ukÅ‚ad wÅ‚Ä…cza znacznie sÅ‚absze. Test ten nie jest
7.WstawiĘ bezpiecznik w gniaz- Å‚arÛwkÍ przy przejÅ›ciu przez ze- oczywiÅ›cie rÛwnowaÅ‚ny dokÅ‚ad-
do i wÅ‚Ä…czyĘ sieĘ. ro napiÍcia sieciowego, opierajÄ…c nemu pomiarowi, moÅ‚e jednak
siÍ na fakcie, Å‚e przeÅ‚Ä…czanie pozwoliĘ zorientowaĘ siÍ, Å‚e
Testowanie w takich warunkach powoduje układ przełącza w okolicy prze-
Stosunkowo niewiele jest do bardzo niewielkie zakÅ‚Ûcenia wy- jÅ›cia napiÍcia sieciowego przez
sprawdzenia w zakresie funkcjo- sokoczÍstotliwoÅ›ciowe. WiÍkszośĘ zero i Å‚e natÍÅ‚enie prÄ…du pÅ‚ynÄ…-
nowania urzÄ…dzenia oprÛcz tego, naszych CzytelnikÛw zapewne za- cego tuÅ‚ po wÅ‚Ä…czeniu jest dośĘ
czy mołna włącznikiem włączyĘ uwałyła, łe włączeniu oświetle- małe.
oÅ›wietlenie czy nie, poniewaÅ‚ nia w pomieszczeniu, w ktÛrym Najlepsza jest jednak weryfika-
wszystkie bardziej złołone opera- pracuje odbiornik radiowy, towa- cja praktyczna. Przeprowadzenie
cje realizuje układ IC1. Jeśli rzyszy słyszalny trzask w głośni- dokładnego pomiaru zabrałoby za-
oświetlenia nie mołna wyłączyĘ, ku. Jest to spowodowane przełą- pewne bardzo wiele czasu, szyb-
oznacza to, Å‚e kontakty wyjÅ›ciowe czeniem prÄ…du, z czego wynika ciej zaÅ› zdamy sobie sprawÍ, Å‚e
zostały zwarte lub łe triak CSR1 powstanie wielu harmonicznych, juł od długiego czasu nie musie-
jest uszkodzony. siÍgajÄ…cych zakresu MHz, ktÛre liÅ›my wymieniaĘ Å‚arÛwki w lam-
Jeśli oświetlenia nie mołna mogą zostaĘ odebrane przez od- pie!
włączyĘ, oznacza to, łe prawdo- biornik. Poniewał nasz układ Bart Trepak, EPE
podobnie bÅ‚Ídnie wlutowano pod- przeÅ‚Ä…cza przy przejÅ›ciu napiÍcia
zespoły, najpewniej diody D1 lub sieciowego przez zero, przebieg Artykuł publikujemy na pod-
D4. Znacznie mniej prawdopodob- prÄ…du bÍdzie jedynie zmieniaÅ‚ siÍ stawie umowy z redakcjÄ… mie-
ne jest uszkodzenie elementu IC1 sinusoidalnie wraz z napiÍciem, siÍcznika "Everyday Practical
lub CSR1. UkÅ‚ad IC1 moÅ‚na czemu nie bÍdzie towarzyszyĘ Electronics".
Elektronika Praktyczna 5/99
19