RU7571U1 - Система управления освещением лестничных клеток зданий - Google Patents

Abstract

Система управления освещением лестничных клеток зданий, включающая в себя К сигнальных управляющих устройств, каждое из которых содержит бестрансформаторный блок питания в составе диодного моста, двух резисторов фильтра, двух стабилитронов, двух конденсаторов фильтра, гасящего конденсатора и конденсатора связи, транзисторный усилитель мощности и двухобмоточный выходной трансформатор транзисторного усилителя мощности, причем один из полюсов сетевого напряжения соединен с первым входом диодного моста через гасящий конденсатор, а другой полюс соединен со вторым входом диодного моста через вторичную обмотку выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности, между первым и вторым входами диодного моста включен конденсатор связи, отрицательный выход диодного моста соединен с отрицательным (общим) проводом транзисторного усилителя мощности, отрицательными полюсами конденсаторов фильтра и анодами стабилитронов, положительный выход диодного моста соединен через первый резистор фильтра с положительным полюсом первого конденсатора фильтра, катодом первого стабилитрона, первым полюсом первичной обмотки выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности и первым полюсом второго резистора фильтра, второй полюс которого соединен с положительным полюсом второго конденсатора фильтра и катодом второго стабилитрона, второй полюс первичной обмотки выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности соединен с выходом транзисторного усилителя мощности, отличающаяся тем, что каждое сигнальное управляющее устройство содержит также генератор и кнопку управления, а система соде�

Description

д СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ ЛЕСТНИЧНЫХ КЛЕТОК ЗДАНИЙ Полезная модель относится к области энерго- и ресурсосберегающих технологий в коммунальном хозяйстве и может быть использована для управления освещением лестничных клеток жилых, административных и производственных зданий. Технические решения системы могут быть использованы в некоторых системах телеуправления. Принцип передачи управляющей (командной) информации в предлагаемой системе подобен принципу передачи информации в трехпрограммном проводном радиовещании, реализованном в большинстве домов городской сети проводного радиовещания. В отличии от аналога используется электропроводка подъезда здания. Наиболее близкие технические признаки к признакам заявленной системы содержатся в Сетевом низкочастотном радиопередатчике (см. Справочное пособие Шпионские штучки и устройства для защиты объектов и информации, из-во Лань, Санкт-Петербург, 1996 г, стр. 73-74), который содержит бестрансформаторный блок питания в составе диодного моста резисторов фильтра ДВУХ стабилитронов f вух конденсаторов фильтрагасящего конденсатора и конденсатора связи, транзисторный усилитель мощности и выходной двухобмоточный трансформатор транзисторного

усилителя мощности, причем один из полюсов сетевого напряжения соединен с первым входом диодного моста через гасящий конденсатор, а другой полюс соединен со вторым входом диодного моста через вторичную обмотку выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности, между первым и вторым входами диодного моста включен конденсатор связи, отрицательный выход диодного моста соединен с отрицательным (общим) проводом транзисторного усилителя мощности, отрицательными полюсами конденсаторов фильтра и анодами стабилитронов, положительный выход диодного моста соединен через первый резистор фильтр с положительным полюсом первого конденсатора фильтра, катодом первого стабилитрона, первым полюсом первичной обмотки выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности и первым полюсом второго резистора фильтра, второй полюс которого соединен с положительным полюсом второго конденсатора фильтра и катодом второго стабилитрона, второй полюс первичной обмотки выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности соединен с выходом транзисторного усилителя мощности.

Указанный радиопередатчик предназначен для передачи по электропроводке речевой информации и не может, в силу этого, решить без доработки и введения в систему исполнительного устройства в полном объеме поставленную задачу.

Цель заявки - создание системы управления (включениевыключение) освещением лестничных клеток зданий (в первую очередь жилых) в вечернее и ночное время, обеспечивающей включение освещения только тогда, когда в подъезд или на лестничную клетку выходит человек. При этом, с целью упрощения системы, интервал времени освещения подъезда определяется этажностью здания. Кроме того, установка системы не должна быть связана с прокладкой и монтажом новых проводов или кабелей, а должна использовать имеющуюся электропроводку с минимальными, в случае необходимости, доработками.

С целью упрощения описания принципа построения системы и формулы полезной модели, дальнейшее изложение делается для случая однофазной сети. Построение системы для трехфазной сети показано в форме вариантов видоизменения рабочих схем с использованием принципиальных решений для однофазной сети.

Указанная цель достигается тем, что система управления освещением лестничных клеток зданий, включающая в себя К сигнальных управляющих устройств, каждое из которых содержит бестрансформаторный блок питания в составе диодного моста, двух резисторов фильтра, двух стабилитронов, двух конденсаторов фильтра, гасящего конденсатора и конденсатора связи, транзисторный усилитель мощности и двухобмоточный выходной

трансформатор транзисторного усилителя мощности, причем один из полюсов сетевого напряжения соединен с первым входом диодного моста через гасящий конденсатор, а другой полюс соединен со вторым входом диодного моста через вторичную обмотку выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности, между первым и вторым входами диодного моста включен конденсатор связи, отрицательный выход диодного моста соединен с отрицательным (общим) проводом транзисторного усилителя мощности, отрицательными полюсами конденсаторов фильтра и анодами стабилитронов, положительный выход диодного моста соединен через первый резистор фильтра с положительным полюсом первого конденсатора фильтра, катодом первого стабилитрона, первым полюсом первичной обмотки выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности и первым полюсом второго резистора фильтра, второй полюс которого соединен с положительным полюсом второго конденсатора фильтра и катодом второго стабилитрона, второй полюс первичной обмотки выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности соединен с выходом транзисторного усилителя мощности, при этом каждое сигнальное управляющее устройство содержит также генератор и кнопку управления, а система содержит также исполнительное устройство (электронный выключатель с дистанционным

управлением), содержащее бестрансформаторный блок питания в составе диодного моста, гасящего конденсатора, конденсатора связи, двух резисторов фильтра, двух конденсаторов фильтра и стабилитрона, высокочастотный усилитель с амплитудным детектором, входной двухобмоточный трансформатор, генератор импульсов, два счетчика, блок формирования сигнала запуска, два задержанных мультивибратора, два D-триггера, три схемы 2И-НЕ, схему 2И, счетчик-дешифратор, m-канальный переключатель, формирователь включения симистора, блок начальной установки и блок исполнительного переключателя, причем в каждом сигнальном управляющем устройстве отрицательный (общий) полюс генератора соединен с цепью отрицательного выхода диодного моста, а положительный полюс генератора соединен с цепью второго полюса второго резистора фильтра, выход генератора соединен через нормально разомкнутые контакты кнопки управления со входом усилителя мощности, а в исполнительном устройстве один из полюсов сетевого напряжения соединен через гасящий конденсатор с первым входом диодного моста, а второй полюс сетевого напряжения соединен со вторым входом диодного моста через первичную обмотку входного трансформатора, оба входа диодного моста соединены через конденсатор связи, отрицательный выход диодного моста соединен с отрицательными (общими) полюсами всех

электронных блоков устройства, а также с анодом стабилитрона и отрицательными полюсами конденсаторов фильтра, положительный выход диодного моста соединен со входом блока формирования сигнала запуска и первым полюсом первого резистора фильтра, второй полюс которого соединен с положительным полюсом первого конденсатора фильтра, катодом стабилитрона и первым полюсом второго резистора фильтра, второй полюс которого соединен с положительным полюсом второго конденсатора фильтра и положительными полюсами (входами питания) всех электронных блоков устройства, вторичная обмотка входного трансформатора соединена со входами высокочастотного усилителя с амплитудным детектором, выход которого соединен со входом сброса первого счетчика, счетный вход первого счетчика соединен с выходом генератора импульсов, n-й выход (выход n-го разряда) первого счетчика - с S и D входами первого D-триггера и первым входом первой схемы 2И-НЕ, единичный выход первого D-триггера соединен с первым входом второй схемы 2И-НЕ, входом разрешения запуска второго задержанного мультивибратора и D-входом второго D-триггера, а нулевой выход - с R-входом (входом сброса) второго D-триггера, единичный выход которого соединен с первым входом схемы 2И и вторым входом первой схемы 2И-НЕ, а нулевой выход - с первым входом третьей схемы 2И-НЕ, выход первой схемы 2И-НЕ

соединен со вторым входом второй схемы 2И-НЕ, а ее выход - со входами сброса второго счетчика и счетчика-дешифратора, выход блока формирования сигнала запуска соединен со входом запуска первого задержанного мультивибратора, единичный выход которого соединен со вторым входом третьей схемы 2И-НЕ и счетным входом второго счетчика, а нулевой выход - со вторым входом схемы 2И, р-й выход (выход р-го разряда) второго счетчика соединен со счетным входом второго D-триггера, а r-й выход (выход r-го разряда) - со счетным входом счетчика-дешифратора, 1-й-m-й выходы которого соединены с соответствующими входными контактами переключателя, а выход переключателя - со счетным входом первого D-триггера, выход блока начальной установки соединен со входом сброса первого D-триггера, выход схемы 2И соединен со входом положительного запуска второго задержанного мультивибратора, вход отрицательного запуска которого соединен с выходом третьей схемы 2И-НЕ, а его выход - со входом формирователя сигнала включения симистора, выход которого соединен со входом запуска исполнительного переключателя (симистора, в частном случае), силовые полюсы которого включены между одним из полюсов сетевого напряжения и первым полюсом нагрузки (ламп освещения лестничных клеток, не входящих в состав системы), второй полюс которой соединен с другим полюсом сетевого напряжения.

Технический результат полезной модели выражается в энерго- и ресурсосбережении. В принятой для большинства жилых зданий системе освещения лестничных клеток свет включается с началом сумерек и выключается, когда достаточно рассвело, т.е. в среднем подъезды освещаются не менее 12-и часов в сутки. Реально же основные потоки жильцов сосредотачиваются в часы пик в утреннее и вечернее время, продолжительность которых в сумме не превышает 4-х часов и практически мало зависит от времени года. Таким образом, не вдаваясь в сложные вероятностные расчеты, можно достаточно уверенно предположить, что реальное пользование лестничным освещением по необходимости, которое обеспечивается внедрением полезной модели, составит не более 30% от времени их освещения в принятой в настоящее время системе. Кроме того, щадящее включение ламп накаливания в момент начального нагрева нити накаливания на пониженной мощности (см. описание работы) способствует увеличению ресурса их работы. Продолжительность безотказной работы ламп увеличивается также и за счет значительного снижения средней продолжительности их работы в сутки. И, наконец, установка системы не требует значительного переоборудования системы электроснабжения подъезда (см. описание полезной модели), что позволяет внедрять ее во все существующие жилые здания при минимальных затратах.

Предварительные оценки показывают, что срок окупаемости системы ,,за счет экономии электроэнергии и продления ресурса работы ламп

vсоставляет 3-4 года при текущем уровне цен на комплектующие и

материалы.

Принципы формирования и передачи информации по цепям электропитания могут быть использованы в некоторых системах телеуправления и дистанционного контроля за различными медленно протекающими процессами. Получаемый при этом эффект исключение специальных цепей передачи сигнальной информации.

Графические материалы: фиг.1 - структурная схема системы управления освещением лестничных клеток зданий, фиг. 2 структурная схема сигнального управляющего устройства, фиг.З структурная схема исполнительного устройства.

ҐНа фиг.1 представлена структурная схема системы управления

освещением лестничных клеток зданий. В состав системы входят: К сигнальных управляющих устройств 1.1-1.К и исполнительное устройство 2. Электропроводка подъезда, представленная шинами 3.1 и 3.2 (фаза и нулевой провод - заземленная нейтраль), в состав системы не входит и является принадлежностью подъезда, равно как

iи лампы освещения лестничных клеток 5.1-5.е. В разрыв

электропроводки, в местах ее ввода в подъезд желательна установка

передачи сигнальной управляющей информации за пределы данного подъезда.

Присоединительные полюсы устройств, представленные на фиг.1: 6.1 и 6.2 - входы сетевого напряжения на сигнальные управляющие устройства, 21 и 22 - входы сетевого напряжения на исполнительное устройство, 23 и 24силовые полюсы

исполнительного переключателя исполнительного устройства (все эти номера совпадают с номерами, принятыми на схемах устройств фиг.2 и 3).

Один из полюсов сетевого напряжения (на схеме 3.1) соединен со входами сетевого напряжения 6.1 сигнальных управляющих устройств 1.1-1.К и 21 исполнительного устройства 2, другой полюс 3.2 - со входами сетевого напряжения 6.2 сигнальных управляющих устройств 1.1-1.К и 22 исполнительного устройства 2. Силовые полюсы исполнительного переключателя исполнительного 2 устройства 23 и 24 включены между одним из полюсов сетевого напряжения 3.1 и первым полюсом ламп освещения лестничных клеток 5.1-5.е, второй полюс которых соединен со вторым полюсом сетевого напряжения 3.2.

Сигнальные управляющие устройства 1.1 - 1.К предназначены для передачи в исполнительное устройство 2 команд на включение освещения лестничных клеток. Исполнительное устройство 2 4 предназначено для приема команд и коммутации электроэнергии в лампы освещения 5.1 - 5.е в течение заданного времени, которое зависит от этажности здания. Рассмотрим общий принцип работы системы. Сигнальные управляющие устройства 1.1 - 1.К устанавливаются возле каждой входной двери в каждой квартире и при входной двери подъезда. В современных квартирах наиболее удобное место установки - розетка между ванной и туалетом, которая расположена рядом с входной дверью (вообще говоря, сигнальное управляющее устройство, которое выполняется в виде небольшого плоского корпуса с кнопкой и вмонтированными в корпус контактами стандартной электрической вилки, может включаться - вставляться - в любую электрическую розетку). Для включения освещения лестничных клеток необходимо нажать кнопку на одном из сигнальных управляющих устройств 1.11.К, в результате чего в сеть электропитания поступит высокочастотный сигнал. Этот сигнал воспринимается исполнительным устройством 2, которое коммутирует электроэнергию в лампы освещения через полюсы 23 и 24. Через заданное время, если не приходит новый сигнал на включение, коммутация электроэнергии в лампы исполнительным устройством 2 прекращается.

На фиг. 2 представлена структурная схема сигнального управляющего устройства. Оно включает в себя бестрансформаторный блок питания 1 (в составе гасящего конденсатора 1.1, конденсатора связи 1.2, диодного моста 1.3, двух резисторов 1.4 и 1.7 фильтра, двух конденсаторов 1.5 и 1.8 фильтра, двух стабилитронов 1.6 и 1.9), транзисторный усилитель 2, выходной трансформатор 3 транзисторного усилителя (с первичной обмоткой 3.1 и вторичной 3.2), генератор 4 и кнопку управления 5.

Один из полюсов сетевого напряжения 6.1 соединен с первым входом диодного моста 1.3 через гасящий конденсатор 1.1, а второй вход диодного моста 1.3 соединен с другим полюсом сетевого напряжения 6.2 через вторичную обмотку 3.2 трансформатора 3, между входами диодного моста включен конденсатор связи 1.2, отрицательный выход диодного моста 1.3 соединен с общей (земляной) шиной питания, с которой соединены общие цепи транзисторного усилителя 2, генератора 4, отрицательные полюсы конденсаторов 1.5 и 1.8 и аноды стабилитронов 1.6 и 1.9, положительный выход диодного моста 1.3 соединен с первым полюсом резистора 1.4, второй полюс которого соединен с положительным полюсом конденсатора 1.5, катодом стабилитрона 1.6, первым полюсом резистора 1.7 и ,через первичную обмотку 3.1

трансформатора 3, - с выходом транзисторного усилителя 2, второй полюс резистора 1.7 соединен с положительным полюсом конденсатора 1.8, катодом стабилитрона 1.9 и входом питания генератора 4, выход которого через кнопку 5 с нормально разомкнутыми контактами соединен со входом транзисторного усилителя 2

Питание устройства обеспечивается бестрансформаторным блоком питания 1, в котором избыточное напряжение гасится на конденсаторе 1.1, а необходимые уровни питающих напряжений устанавливаются стабилитронами 1.6 и 1.9 совместно с резисторами 1.4 и 1.7. В нормальном состоянии сигналы генератора 4 не проходят на вход усилителя 2 и отсутствуют в цепях сетевого напряжения, к которым устройство подключено через входы 6.1 и 6.2. При нажатии кнопки 5 сигнал с генератора через усилитель 2, обмотку 3.2 трансформатора 3 и конденсаторы 1.2 и 1.1 подается в цепь сетевого напряжения через входы 6.1 и 6.2. Поскольку во время выдачи сигнала потребление устройства возрастает, фактическая длительность и мощность сигнала в цепях сетевого напряжения определяется энергией, накопленной на конденсаторе 1.5.

На фиг.З представлена структурная схема исполнительного устройства, в состав которого входят: бестрансформаторный блок

питания 1 ( в составе гасящего конденсатора 1.1,конденсатора связи 1.2, диодного моста 1.3, резисторов 1.4 и 1.7 фильтра, конденсаторов 1.5 и 1.8 фильтра и стабилитрона 1.6), высокочастотный усилитель с амплитудным детектором 2, двухобмоточный входной трансформатор 3, генератор импульсов 4, два счетчика 5 и 15, блок формирования сигнала запуска 6, два задержанных мультивибратора 7 и 14, два D-триггера 8 и 9, три схемы 2И-НЕ 10, 11 и 13, схема ЗИ 12, счетчик-дешифратор 16, m-канальный переключатель 17, формирователь запуска включения симистора 18, блок начальной установки 19 и исполнительный переключатель 20.

На схеме номерами 21 и 22 обозначены полюсы сетевого напряжения, номерами 23 и 24 - силовые полюсы исполнительного переключателя 20 устройства.

Один из полюсов сетевого напряжения 21 соединен через конденсатор 1.1с первым входом диодного моста 1.3 блока питания 1, другой полюс сетевого напряжения 22 соединен со вторым входом диодного моста 1.3 через первичную обмотку 3.1 входного трансформатора 3, между входами диодного моста 1.3 включен конденсатор 1.2, отрицательный выход диодного моста 1.3 соединен с общей (земляной) шиной питания устройства, к которой присоединены отрицательные полюсы конденсаторов 1.5 и 1.8, анод

стабилитрона 1.6 и отрицательные полюсы цепей питания всех блоков устройства (на фиг.З не показаны, чтобы не затемнять чертеж), положительный выход диодного моста 1.3 соединен со входом блока формирования сигнала начала запуска 6 и первым полюсом резистора 1.4, второй полюс которого соединен с положительным полюсом конденсатора 1.5, катодом стабилитрона 1.6 и первым полюсом резистора 1.7, второй полюс которого является положительным выходом блока питания 1 и соединен с положительным полюсом конденсатора 1.8 и положительными входами питания всех электронных блоков устройства (также не показанных на фиг.З, чтобы не затемнять чертеж), выход блока формирования сигнала запуска 6 соединен со входом первого задержанного мультивибратора 7, положительный (прямой) выход которого соединен со вторым входом третьей схемы 2И-НЕ 13 и счетным входом второго счетчика 15, а отрицательный (инверсный) выход - со вторым входом схемы 2И 12, вторичная 3.2 обмотка входного трансформатора 3 соединена с соответствующими входами высокочастотного усилителя с амплитудным детектором2, инверсный выход которого соединен со входом сброса первого счетчика 5, счетный вход счетчика 5 соединен с выходом генератора импульсов 4, а n-й выход (выход n-го разряда) счетчика 5 соединен с S и D входами

первого D-триггера 8 и первым входом первой схемы 2И-НЕ 10, выход которой соединен с первым входом второй схемы 2И-НЕ 11, прямой выход первого D-триггера 8 соединен со вторым входом второй схемы 2И-НЕ 11, D-входом второго D-триггера 9 и входом разрешения запуска второго задержанного мультивибратора 15, а инверсный выход триггера 8 соединен со входом сброса второго Dтриггера 9, прямой выход которого соединен с первым входом схемы 2И 12 и вторым входом первой схемы 2И-НЕ 10, а инверсный выход с первым входом третьей схемы 2И-НЕ 13, выход которой соединен со входом отрицательного запуска второго задержанного мультивибратора 14, выход схемы 2И 12 соединен со входом положительного запуска второго задержанного мультивибратора 14, вход сброса первого D-триггера 8 соединен с выходом блока начальной установки 19, выход второй схемы 2И-НЕ 11 соединен со входами сброса второго счетчика 15 и счетчика-дешифратора 16, р-й выход (выход р-го разряда) счетчика 15 соединен со счетным входом второго D-триггера 9, а r-й выход (выход г-го разряда) этого счетчика - со счетным входом счетчика-дешифратора 16, 1 - m выходы которого соединены с соответствующими входами т- канального переключателя 17, выход которого соединен со счетным входом первого D-триггера 8, выход второго задержанного мультивибратора

14 соединен со входом формирователя запуска включения симистора 18, выход которого соединен со входм блока исполнительного переключателя 20, коммутацию силовых полюсов которого 23 и 24 мы описали выше.

Блок формирования сигнала запуска 6 совместно с мультивибратором 7 предназначен для привязки сигнала запуска исполнительного переключателя 20 к полупериодам сетевого напряжения. Сигнал на выходе блока 6 формируется по изменению знака (полярности) сетевого напряжения, а задержка на мультивибраторе 7 выбирается такой, чтобы один из его фронтов находился вблизи перемены полярности сетевого напряжения (около 40-60 В, что соответствует устойчивому срабатыванию симистора исполнительного переключателя 20), а другой фронт отстает примерно на 7 мс, (что соответствует примерно 10% средней мощности в нагрузке исполнительного переключателя 20).

Высокочастотный усилитель с амплитудным детектором 2 предназначен для приема и усиления слабого сигнала управления в цепях сетевого напряжения, который вырабатывается сигнальным управляющим устройством. Поскольку сигнал управления передается на основной частоте 50 - 100 кГц, в качестве усилителя можно использовать различные интегральные усилители, например,

усилитель промежуточной частоты с амплитудным детектором К157ХА2 с инвертором на выходе, или усилитель фотоприемника систем дистанционного управления видеоаппаратурой JJ.PC1490 и его отечественные аналоги (вторичную обмотку 3.2 трансформатора 3 целесообразно подключать к контакту 7 микросхемы через разделительный конденсатор, зашунтировав на землю этот вход параллельно и встречно включенными диодами для предотвращения пробоя микросхемы).

Пожалуй, главной проблемой предлагаемой системы является достижение устойчивости распознавания управляющего сигнала, передаваемого по сильно зашумленным цепям сетевого напряжения. Наиболее простым методом устойчивого выделения сигнала представляется селекция сигнала по длительности. Экспериментально установлено, что хорошие результаты селекции получаются при продолжительности сигнала не менее одного периода сетевого напряжения ( 20 мс). Счетчик 5 совместно с генератором импульсов 4 предназначен для выделения управляющего сигнала на фоне помех. Частота импульсного генератора выбирается так, чтобы единичный сигнал на n-м разряде счетчика 5 появлялся через 20 мс после начала появления нулевого сигнала на выходе усилителя 2 (для сильно зашумленной сети это время нужно увеличить). Так, если ,

частота импульсного генератора 4 должна составлять 100 кГц, что легко реализуется на обыкновенном релаксационном генераторе.

D-триггер 8 является триггером фиксации включения исполнительного переключателя 20, а D-триггер 9 - триггером переключения мощности в лампах освещения с предварительного подогрева нитей накаливания на номинальную мощность. D-триггер 8 включается в единичное состояние при появлении сигнала на п-м выходе счетчика 5 и сбрасывается по сигналу с выхода счетчикадешифратора 16, выбранного переключателем 17 (при условии, если в этот момент не пришла новая команда на включение). Сигнал с выхода р-го разряда счетчика 15 переключает D-триггер 9 в единичное состояние. Если , то время предварительного разогрева ламп составит около 0,5 с (точно - 0,512 с).

Счетчик 15 совместно со счетчиком-дешифратором 16 и переключателем 17 формируют время освещения лестничных клеток подъезда, при этом переключатель 17 придает исполнительному устройству черты универсального устройства для зданий различной этажности. Если , то выход 1 счетчика-дешифратора 16 будет соответствовать времени включения освещения на 1,36 мин, а выход m - времени 1,36хт мин. Если принять время 1,36 мин достаточным для освещения подъезда 4-этажного здания по одному запросу, то для w 12-этажного здания переключатель 17 должен устанавливаться в положение 3 (это соответствует освещению в течение 4-х мин). Применение 3-разрядного счетчика-дешифратора 16 () обеспечивает максимальное время включения на 9,55 мин, что, по нашему мнению, достаточно для 28-этажного здания. Впрочем, это не принципиально, поскольку в данной заявке не ставится цель определения минимально необходимого времени для освещения здания заданной этажности. Мы лишь показываем правила игры. Блок начальной установки 19 предназначен для приведения исполнительного устройства в исходное состояние при длительном пропадании сетевого напряжения. Задержанный мультивибратор 14 формирует сигнал запуска включения исполнительного переключателя по длительности и срабатывает (при разрешении от D-триггера 8) либо по своему отрицательному входу запуска, что соответствует предварительному прогреву ламп накаливания, либо по положительному входу запуска - свечение ламп на номинальной яркости. Сигналы запусков этого мультивибратора формируются логическими схемами 12 и 13. Логические схемы 10 и 11 формируют сигнал сброса счетчика 15 и счетчика-дешифратора 16.

Формирователь запуска включения симистора 18 усиливает по мощности сигнал с выхода мультивибратора 14 и развязывает по высокому напряжению цепь запуска исполнительного переключателя. Рекомендуется реализовать его как транзисторный усилитель с маломощной симисторной оптопарой на выходе, подключаемой параллельно к мощному симистору исполнительного переключателя 20 через согласующие резисторы.

Коротко о работе устройства. Пусть исходное состояние устройства ВЫКЛЮЧЕНО. При этом обнулены D-триггеры 8 и 9, счетчики 5 и 15 и счетчик-дешифратор 16. Второй задержанный мультивибратор 14 не может запускаться, поскольку на его вход разрешения запуска поступает запрещающий потенциал D-триггера 8.

Если в цепях сетевого напряжения возбуждается высокочастотный сигнал, то он по входной цепи (конденсаторы 1.1 и 1.2 и первичная обмотка 3.1 входного трансформатора 3) наводит во вторичной обмотке 3.2 трансформатора 3 переменную ЭДС, которая усиливается и детектируется усилителем 2, в результате чего на его выходе появляется нулевой потенциал, разблокирующий счетчик 5. Если продолжительность сигнала выше пороговой, на n-м разряде счетчика 5 появляется единичный потенциал, который устанавливает

в единичное состояние D-триггер 8 и снимает сигнал сброса со счетчика 15 и счетчика-дешифратора 16 (по цепям схем 2И-НЕ 10 и 11). Одновременно исполнительный переключатель 20 начинает коммутировать энергию в нагрузку (третья схема 2И-НЕ 13 транслирует импульсы мультивибратора 7 для возбуждения мультивибратора 14 по отрицательному запуску, который через формирователь запуска 18 запускает исполнительный переключатель 20).

Через 0,5 с сигнал с р-го разряда счетчика 15 переключит Dтриггер 9 в единичное состояние и исполнительный переключатель начинает коммутировать в нагрузку номинальную мощность (мультивибратор 14 возбуждается выходом схемы 2И 12). Такая работа продолжается до тех пор, пока на выходе переключателя 17 не образуется фронт сигнала со счетчика-дешифратора 16, который сбросит D-триггер 8, а он D-триггер 9, счетчик 15 и счетчикдешифратор 16 обнуляются сигналом с выхода второй схемы 2И-НЕ 11 (если не было в этот момент активного сигнала на выходе счетчика 5, в результате чего весь цикл повторится за исключением фазы предварительного разогрева, т.к. D-триггер 9 остается в единичном состоянии).

Если в течение времени, когда свет был включен, придет новая команда на включение, то цикл работы устройства удлинится, поскольку сигналом с выхода счетчика 5 через схемы 2И-НЕ 10 счетчик 15 и счетчик-дешифратор 16 обнуляются. Таким образом достигается приоритетность отсчета продолжительности включения освещения от последнего пользователя, запросившего освещение.

Теперь рассмотрим те непринципиальные изменения в системе, которые возникают в случае ее установки на трехфазной сети (однофазный вариант рассчитан на новое строительство, когда можно заранее предусмотреть установку данной системы).

Стандартная трехфазная сеть энергоснабжения квартир жилых домов строится по принципу сети с общей заземленной нейтралью и равномерным распределением фаз сети между квартирами данного этажа. Из-за этого управляющий сигнал от сигнального управляющего устройства может оказаться в цепи любой фазы сетевого напряжения.

Рассмотрим два возможных случая организации централизованного включения света в подъездах зданий.

Примечание. Все приведенные данные о системе управления освещением рассчитаны на принятую в настоящее время

централизованную схему освещения, в которой освещение в подъезде включается/выключается одним выключателем.

Случай первый - все освещение подключено к одной фазе сетевого напряжения. В этом случае исполнительное устройство подключается по входам сетевого напряжения к этой же фазе, а высокочастотные сигналы управления должны попасть из двух других фаз на вход высокочастотного усилителя с амплитудным детектором. Наиболее простой способ - это во входном трансформаторе сделать две дополнительные входные обмотки, каждую из которых включить между фазой сетевого напряжения и нейтралью через разделительный конденсатор. Или, в случае слабого управляющего сигнала, ввести в исполнительное устройство два дополнительных усилителя типа 2 и два дополнительных входных трансформатора типа 3, причем выходы трех усилителей объединяются и подключаются к общей резисторной нагрузке (реализуется проводная схема И), входные обмотки двух дополнительных трансформаторов включаются, как только что было описано (между соответствующей фазой и нейтралью через разделительный конденсатор).

Случай второй - лампы освещения включены в три фазы сетевого напряжения, т.е. освещение включается тремя электромеханическими у выключателями или одним трехфазным. В этом случае применяется одно из описанных в первом случае решений с той только разницей, что устанавливается три аналогичных выключателя по одному на каждую фазу. В заключение несколько слов о конструктивной реализации сигнального управляющего устройства для парадной двери подъезда. Если реализация сигнального управляющего устройства в виде небольшого корпуса со встроенной сетевой вилкой для включения в любую розетку квартиры не вызывает сомнений, то такое конструктивное исполнение для входной двери подъезда не назовешь наилучшим. Сигнальное управляющее устройство для входной двери можно поместить в специальный стальной контейнер на стене при входной двери. Входные двери современных жилых домов часто оснащены кодовыми замками или домофонами. Такие элементы автоматики - наиболее удобное место для размещения сигнального управляющего устройства. Во-первых, к ним обращается каждый входящий в дом. Во-вторых, в них уже предусмотрена конструктивная прочность, рассчитанная на довольно жесткое обращение. Малые габариты сигнального управляющего устройства, которые еще уменьшатся из за ненужности сетевой вилки, позволят найти ему место в кодовом замке или домофоне.

Элементная база. Частично обсуждалась в процессе изложения. Цифровая часть устройств удачно реализуется на интегральных схемах комплементарной логики (серия К561 и ей подобные), маломощные транзисторы n-p-п типа, трансформаторы наматываются на кольцевые ферритовые сердечники не менее 12x7x3 с проницаемость 600-1000, симисторы типа ТС с соответствующими реализации параметрами по напряжению и коммутируемому току.

Авторы jJs А.А.Бойкевич

.М.Бойкевич А.С.Коляда с-лС.И.Коляда

Claims (1)

1. Система управления освещением лестничных клеток зданий, включающая в себя К сигнальных управляющих устройств, каждое из которых содержит бестрансформаторный блок питания в составе диодного моста, двух резисторов фильтра, двух стабилитронов, двух конденсаторов фильтра, гасящего конденсатора и конденсатора связи, транзисторный усилитель мощности и двухобмоточный выходной трансформатор транзисторного усилителя мощности, причем один из полюсов сетевого напряжения соединен с первым входом диодного моста через гасящий конденсатор, а другой полюс соединен со вторым входом диодного моста через вторичную обмотку выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности, между первым и вторым входами диодного моста включен конденсатор связи, отрицательный выход диодного моста соединен с отрицательным (общим) проводом транзисторного усилителя мощности, отрицательными полюсами конденсаторов фильтра и анодами стабилитронов, положительный выход диодного моста соединен через первый резистор фильтра с положительным полюсом первого конденсатора фильтра, катодом первого стабилитрона, первым полюсом первичной обмотки выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности и первым полюсом второго резистора фильтра, второй полюс которого соединен с положительным полюсом второго конденсатора фильтра и катодом второго стабилитрона, второй полюс первичной обмотки выходного трансформатора транзисторного усилителя мощности соединен с выходом транзисторного усилителя мощности, отличающаяся тем, что каждое сигнальное управляющее устройство содержит также генератор и кнопку управления, а система содержит также исполнительное устройство (электронный выключатель с дистанционным управлением), содержащее бестрансформаторный блок питания в составе диодного моста, гасящего конденсатора, конденсатора связи, двух резисторов фильтра, двух конденсаторов фильтра и стабилитрона, высокочастотный усилитель с амплитудным детектором, входной двухобмоточный трансформатор, генератор импульсов, два счетчика, блок формирования сигнала запуска, два задержанных мультивибратора, два D-триггера, три схемы 2И - НЕ, схему 2И, счетчик-дешифратор, m-канальный переключатель, формирователь включения симистора, блок начальной установки и блок исполнительного переключателя, причем в каждом сигнальном управляющем устройстве отрицательный (общий) полюс генератора соединен с цепью отрицательного выхода диодного моста, а положительный полюс генератора соединен с цепью второго полюса второго резистора фильтра, выход генератора соединен через нормально разомкнутые контакты управления со входом усилителя мощности, а в исполнительном устройстве один из полюсов сетевого напряжения соединен через гасящий конденсатор с первым входом диодного моста, а второй полюс сетевого напряжения соединен со вторым входом диодного моста через первичную обмотку входного трансформатора, оба входа диодного моста соединены через конденсатор связи, отрицательный выход диодного моста соединен с отрицательными (общими) полюсами всех электронный блок устройства, а также с анодом стабилитрона и отрицательными полюсами конденсаторов фильтра, положительный выход диодного моста соединен со входом блока формирования сигнала запуска и первым полюсом резистора фильтра, второй полюс которого соединен с положительным полюсом первого конденсатора фильтра, катодом стабилитрона и первым полюсом второго резистора фильтра, второй полюс которого соединен с положительным полюсом второго конденсатора фильтра и положительными полюсами (входами питания) всех электронных блоков устройства, вторичная обмотка входного трансформатора соединена со входами высокочастотного усилителя с амплитудным детектором, выход которого соединен со входом сброса первого счетчика, счетный вход первого счетчика соединен с выходом генератора импульсов, n-й выход (выход n-го разряда) первого счетчика - с S- и D-входами первого D-триггера и первым входом первой схемы 2И - НЕ, единичный выход первого D-триггера соединен с первым входом второй схемы 2И - НЕ, входом разрешения запуска второго задержанного мультивибратора и D-входом второго D-триггера, а нулевой выход - с R-входом (входом сброса) второго D-триггера, единичный выход которого соединен с первым входом схемы 2И и вторым входом первой схемы 2И - НЕ, а нулевой выход - с первым входом третьей схемы 2И - НЕ, выход первой схемы 2И - НЕ соединен со входом второй схемы 2И - НЕ, а ее выход - со входами сброса второго счетчика и счетчика-дешифратора, выход блока формирования сигнала запуска соединен со входом запуска первого задержанного мультивибратора, единичный выход которого соединен со вторым входом третьей схемы 2И - НЕ и счетным входом второго счетчика, а нулевой выход - со вторым входом схемы 2И, p-й выход (выход p-го разряда) второго счетчика соединен со счетным входом второго D-триггера, а r-й выход (выход r-го разряда) - со счетным входом счетчика-дешифратора, 1-й - m-й выходы которого соединены с соответствующими входными контактами переключателя, а выход переключателя - со счетным входом первого D-триггера, выход блока начальной установки соединен со входом сброса первого D-триггера, выход схемы 2И соединен со входом положительного запуска второго задержанного мультивибратора, вход отрицательного запуска которого соединен с выходом третьей схемы 2И - НЕ, а его выход - со входом формирователя сигнала включения симистора, выход которого соединен со входом запуска исполнительного переключателя (симистора, в частном случае), силовые полюсы которого включены между одним из полюсов сетевого напряжения и первым полюсом нагрузки (ламп освещения лестничных клеток, не входящих в состав системы), второй полюс которой соединен с другим полюсом сетевого напряжения.