Устройство многоканального управление по двум проводам. Простая схема для передачи информации по низковольтным силовым линиям. Система управления с тиристором

Для успешного подключения любого осветительного прибора требуется не менее двух проводов – нулевой и фазный. Если будет использоваться светильник на несколько лампочек, то нередко возникает желание настроить разные режимы работы (со свечением одного, двух или всех источников света).

В этих целях пригодятся парные выключатели или несколько отдельных устройств, подключенных к разным группам ламп. В таком случае требуется дополнительная проводка и коммутация отдельной фазы к каждому выключателю. Все это актуально на этапе проектирования, но если в квартире уже сделан ремонт и появилась необходимость заменить обычный светильник на многофункциональный, то придется действовать одним из двух методов.

Первый вариант – купить «умную» люстру с пультом дистанционного управления. В ее блок-схеме уже заложена поддержка разных режимов. Второй вариант – воспользоваться определенными схемами, обеспечивающими управление люстрой по двум проводам.

Схемы подключения

Существует сразу несколько вариантов подключения люстры для управления по двум проводам. Во всех случаях нет необходимости штробить стены или портить потолок для прокладки нового кабеля.

Релейная система подключения

Такой вариант прост в реализации, но его существенным недостатком является быстрый износ деталей. После тысячекратных включений и выключений света схема выйдет из строя. Элементы спрятаны под декоративным колпачком, расположенным у потолка. Приблизительно раз в год придется «потрошить» содержимое и заменять перегоревшие детали.

На картинке ниже вы можете увидеть схему релейного подключения и управления осветительным прибором:

Главные элементы здесь - два терморезистора, один конденсатор, реле К1 и диодный мост.

Когда включается лампа, то холодный терморезистор R2 увеличивает свое сопротивление. Напряжение поступает на реле K1, что приводит к размыканию контактов и включению трех ламп в цепи. Спустя пару секунд происходит нагрев терморезистора, благодаря чему сопротивление в цепи понижается и стабилизируется.

При выключении питания на полсекунды терморезистор не успевает остыть, контакты остаются замкнутыми. Загораются все шесть имеющихся ламп. Чтобы заставить светильник работать в первом режиме (три лампы), потребуется отключить напряжение на несколько секунд. Как видите, данный вариант недоработанный, но все же может быть реализован в домашних условиях.

Способы использования полупроводников в управлении освещением люстры

Наиболее распространенным методом является применение транзисторов в схемах подключения люстры по двум проводам. Электротехнические элементы долговечны, допускаются частые переключения. На выбор дается несколько видов управления.

Управление на базе счетчика

Для управления люстрой используются счетные импульсы. Первый сбрасывает счетчик, второй – приводит к последовательному включению лампочек. При каждом следующем щелчке выключателя вступает в действие или выключается новая группа источников света. Чтобы выполнить сброс импульсов, потребуется пауза на 15-20 секунд.

Сдвиговый регистр

В самом названии заложен принцип действия схемы. Попадающий на ее начало импульс передается по цепи на нужные выходы. В дальнейшем принцип работы идентичен варианту, описанному выше.

Тиристор

Для питания схемы управления используется диодный мост, выполняющий функции выпрямителя тока. При активации выключателя загорается первая лампочка в цепи. Происходит постепенная зарядка конденсаторов, при этом дополнительный мост удерживает транзистор и тиристор в закрытом положении. При смене положения выключателя конденсатор перезаряжается.

Микроконтролирование люстры

Для реализации схемы на микроконтроллере требуется небольшой процессор с программным обеспечением. С его помощью можно выбрать любой принцип работы с различными вариациями дополнительных функций. В качестве основы берется аналогичная схема.

Задействуем диоды

Другая идея управления люстрой по двум кабелям связана с применением диодной схемы. Выполняется подключение нескольких выключателей, соединенных параллельно друг другу. Для включения лампочек они используют диоды, которые размещаются и перед выключателями, и перед лампами. Полупроводник способен пропускать всего лишь одну полуволну синусоидального напряжения в промышленной сети. Поэтому происходит включение того источника света, который расположен непосредственно перед диодом.

Недостатком такого варианта является то, что для каждой группы светильников выполняется подача половины напряжения от сети питания. Это уместно для обычных ламп накаливания, но не подходит для светодиодных и люминесцентных источников света. Даже если они включатся, то в дальнейшем намного быстрее выйдут из строя.

Что касается ламп накаливания, они будут мерцать с частотой 50 Гц (аналогичная частота в бытовой электросети). Это негативно сказывается на самочувствии находящегося в помещении человека, поэтому в жилых домах такой свет использовать не рекомендуется.

При помощи диода можно обеспечить включение всех лампочек с разной мощностью. При щелчке по первому выключателю подается первая полуволна, по второму – все напряжение. Вариант уместен для ламп накаливания и светодиодных источников с диммерами. Дополнительно схема должна включать конденсаторы, обеспечивающие включение первой группы источников. Достаточно емкости на 1 мкФ и напряжения свыше 300 В. В качестве диодов можно взять отечественные КД202, КД203, КД206 или зарубежные 1n4007.

Схема на терморезисторе и реле

Другой вариант подключения и управления светильником подразумевает наличие в схеме реле и терморезистора. Когда происходит включение, то напряжение подается на первую часть схемы, и подключенные к ней лампы зажигаются. Еще одна группа ламп питается обычным замкнутым реле. При подаче питания контакты размыкаются.

Параллельно реле подключаются резистор и терморезистор. Когда ток проходит через второй элемент, то он постепенно нагревается. Повышение температуры приводит к снижению сопротивления.

Ток включения всегда больше тока удержания. Поэтому при уменьшенном сопротивлении терморезистора ток пройдет дальше, а на реле питания будет достаточно для того, чтобы удерживать его во включенном состоянии. Для включения всех ламп нужно выключить и включить схему повторно и без паузы. В таком случае терморезистор останется нагретым, ток продолжит следовать через него, а тока на катушке будет недостаточно для ее размыкания. Чтобы вновь включить первую группу лампочек, придется отключить свет, подождать 20-30 секунд и нажать на выключатель повторно.

Используем счетчик

Для реализации данной схемы нужно задействовать несколько логических элементов. При подаче импульсов на выходе возникают логические единицы и нули. Они необходимы для активации полупроводниковых транзисторов (или других подобных элементов).

Ниже можно ознакомиться с функциональной схемой:

Чтобы отключить первую группу и включить другую, следует быстро щелкнуть выключателем.

Алгоритм действия следующий:

EL1 EL.
EL1 EL3 EL.
EL1 EL2 EL3.

Когда питающий сигнал попадает на вход R, то выполняется сброс счетчика. Чтобы это произошло, следует отключить SA1 на 15-20 секунд. Для формирования счетных импульсов используется элемент DD3.

Как видно, существует огромное количество различных схем для коммутации люстры, работающей от нулевого и фазного проводов. Выбирать тот или иной вариант следует в зависимости от знаний электротехники, опыта работы и наличия комплектующих. Чем дешевле схема подключения, тем ниже ее долговечность и функциональность.

Покупка новой люстры – риск привлечь столько попутных проблем, что проще продолжать жить под девственно голой лампочкой под потолком. И это не цветовая гармония со шторами, а полноценная электрическая эпопея.

Вы не согласны с утверждением? И мы тоже так не считаем. Потому сегодня научимся крепить бесконечное число проводов люстры к двум стандартным проводам.

Релейный способ имеет весомый недостаток: система быстро изнашивается. Максимум несколько тысяч раз использования приведут к поломке схемы. Как известно, она расположена в декоративном колпачке под потолком. Вряд ли кого-то воодушевит ежегодные процедуры разборки люстры «в корне».

Ознакомимся с системой релейного подключения. Ее основные элементы:

терморезистор R1, R2;
конденсатор C1;
реле К1;
диодная сборка.

При включении лампы холодный терморезистор (R2) обладает высокой силой сопротивления. На реле поступает высокое напряжение, контакты размыкаются и первые 3 лампы в цепи загораются. После 1-2 секунд терморезистор нагревается, что дает постоянное, но пониженное сопротивление в цепи.

Одним из самых популярных современных осветительных потолочных конструкций является . Чтобы правильно подключить такой прибор, необходимо детально ознакомиться с инструкцией и придерживаться определенных правил установки.

Как соединить провода к двойному выключателю при установке люстры с тремя кабелями — можно прочитать в .

Выключение питания на полсекунды будет достаточным, чтобы терморезистор не остыл, а все контакты остались замкнутыми. Теперь все 6 ламп зажжены.

Вернуть освещение в прежнюю позицию 50/50 можно при помощи отключения напряжения на несколько секунд.

Система несколько непроработанная, но все же имеет право на жизнь.

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.

Для поиска обрывов неисправной электросети используют специальные . Как альтернативный метод — это можно сделать с помощью радиоприемника или смартфона.

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.

Как работает люстра, подключенная по схеме из двух проводов, на видео

Иногда бывает необходимо вывести пульт управления нагрузками от блока метров на 5-10. Вот тут возникает вопрос как это сделать. Делать радио удлинитель на таком расстоянии не имеет смысла, но и тащить 10 проводов для 5 нагрузок тоже не вариант! Для такого случая как нельзя лучше подходит эта схема. Собранна она на МК Attiny13A и имеет минимум обвязки. В схеме использованы транзисторные ключи и реле для коммутации нагрузки, но возможно использовать оптопары и тиристоры. Всё зависит от ваших нужд. Стабилизированный блок питания в схеме не показан.

СХЕМА

Фьюзы выставляются как на картинке. К заводским установкам МК нужно поставить галочку напротив RSTDISBL ,или наоборот снять галочку если она у Вас стоит. Это зависит от программы которой вы пользуетесь для прошивки МК, некоторые программы отображают фьюзы инверсно. Для проги "CINA PROG" фьюзы LOW=6A , HIGH=FE.

ВНИМАНИЕ!!! После прошивки МК простой последовательный программатор перестаёт видеть МК. Чтобы заново перепрошить МК нужен будет параллейнный программатор или фьюзе доктор!

Один хороший инженер - электронщик говорил, что если, мол, в схеме есть реле, то она нуждается в доработке. И с этим нельзя не согласиться: ресурс срабатывания контактов реле всего несколько сотен, может тысяч раз, в то время, как транзистор, работающий на частоте хотя бы 1КГц делает каждую секунду 1000 переключений.

Схема на полевых транзисторах

Эта схема была предложена в журнале «Радио» №9 2006 г. Она показана на рисунке 1.

Алгоритм работы схемы такой же, как и у предыдущих двух: при каждом кратковременном щелчке выключателем подключается новая группа ламп. Только в тех схемах одна группа, а в этой целых две.

Нетрудно видеть, что основой схемы является двухразрядный счетчик, выполненный на микросхеме К561ТМ2, содержащий в одном корпусе 2 D - триггера. На этих триггерах собран обычный двухразрядный двоичный счетчик, который может считать по алгоритму 00b, 01b, 10b, 11b, и опять в том же порядке 00b, 01b, 10b, 11b … Буква «b» говорит о том, что числа указаны в двоичной системе счисления. Младший разряд в этих числах соответствует прямому выходу триггера DD2.1, а старший прямому выходу DD2.2. Каждая единичка в этих числах говорит о том, что открыт соответствующий транзистор и подключена соответствующая группа ламп.

Таким образом получается следующий алгоритм включения ламп. Лампа EL1 светит как только замкнется выключатель SA1. При кратковременных щелчках выключателем лампы будут зажигаться в следующих сочетаниях: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL3 & EL4); (EL1 & EL2 & EL3 & EL4).

Для того, чтобы осуществить переключение по указанному алгоритму, следует на вход C младшего разряда счетчика DD2.1 подавать счетные импульсы в момент каждого щелчка выключателя SA1.

Рисунок 1. Схема управления люстрой на полевых транзисторах

Управление счетчиком

Осуществляется двумя импульсами. Первый из них - это импульс сброса счетчика, а второй - счетный импульс, переключающий лампы.

Импульс сброса счетчика

При включении устройства после продолжительного отключения (не менее 15 секунд) полностью разряжен. При замыкании выключателя SA1 пульсирующее напряжение с выпрямительного моста VD2 частотой 100Гц через резистор R1 формирует импульсы напряжения, ограниченные стабилитроном VD1 на уровне 12В. Этими импульсами через развязывающий диод VD4 начинает заряжаться электролитический конденсатор C1. В этот момент дифцепочка C3, R4 формирует импульс высокого уровня на R - входах триггеров DD2.1, DD2.2, и счетчик сбрасывается в состояние 00. Транзисторы VT1, VT2 закрыты, поэтому при первом включении люстры лампы EL2…EL4 не горят. Включенной остается только лампа EL, поскольку включается непосредственно выключателем.

Формирование счетных импульсов

Через диод VD3 импульсы сформированные стабилитроном VD1 заряжают конденсатор C2 и поддерживают его в заряженном состоянии. Поэтому на выходе DD1.3 поддерживается низкий логический уровень.

При непродолжительном размыкании выключателя SA1 пульсирующее напряжение с выпрямителя прекращается. Поэтому конденсатор C2 успевает разрядиться, для чего потребуется около 30ms, и на выходе элемента DD1.3 устанавливается высокий логический уровень, - формируется перепад напряжения от низкого уровня к высокому, или как его часто называют восходящий фронт импульса. Именно этот восходящий фронт устанавливает в единичное состояние триггер DD2.1, подготавливая включение лампы.

Если внимательно всмотреться в изображение , можно заметить, что его тактирующий вход C начинается наклонным отрезком идущим слева - вверх - направо. Этот отрезок говорит о том, что срабатывание триггера по входу C происходит по восходящему фронту импульса.

Вот тут самое время вспомнить про электролитический конденсатор C1. Подключенный через развязывающий диод VD4, от может разряжаться только через микросхемы DD1 и DD2, другими словами поддерживать их в рабочем состоянии некоторое время. Вопрос в том, насколько долго?

Шифратор и дешифратор, о которых идет речь в статье позволяют создать систему телеуправления, которая дает возможность дистанционно переключать шестнадцать различных команд. При нажатии на кнопки шифратора дешифратор устанавливается в одно из шестнадцати устойчивых состоянии, соответственно нажатой кнопке. Таким образом можно переключать шестнадцать различных нагрузок, шестнадцать режимов, и т.д. используя в качестве канала управления двухпроводную линию связи.

Существенное преимущество данной системы в том, что в ней используется распространенная и доступная элементная база, применяемая в системах дистанционного управления отечественных телевизоров.

Принципиальная схема шифратора показана на рисунке 1. В его основе лежит микросхема КР1506ХЛ1 - основа пульта дистанционного управления телевизоров УС ЦТ. Обычно в типовом включении, в телевизорах эта микросхема вырабатывает сигналы для переключения восьми телепрограмм, или сигналы цифр от "0" до "9" для управления многопрограммными микроконтроллерными устройствами управления телевизоров.

Но технологически в эту микросхему заложена возможность формировать коды для переключения 16-ти программ. Об этом говорит наличие двух шин X и Y, одна из которых в телевизорах 3УСЦТ не используется для переключения программ. Задействовав обе шины, каждая по 8 программ, получаем 16 команд. При нажатии на одну из кнопок на выходе микросхемы (вывод 5) вырабатывается кодовая импульсная последовательность данной команды.

Для того чтобы передавать команды по двухпроводному кабелю система питания узла построена таким образом, что для подачи положительного полюса питания и передачи кодовых импульсов служит один и тот же провод. Происходит это так: в промежутках между передачей команд конденсатор С1 большой емкости заряжается через диод VD2 от источника питания, выходное сопротивление которого повышено резистором R1 (рисунок 2). Это напряжение поступает на стабилизатор на VT3 (рисунок 1) и, далее, на микросхему D1.

Импульсы, вырабатываемые микросхемой D1 (рисунок 1) поступают на вход транзисторного ключа на VT1 и VT2, который включен параллельно источнику питания. В результате его действия на резисторе R1 (рисунок 2) появляются отрицательные импульсы, которые и воспринимаются дешифратором. Во время действия каждого импульса (рисунок 1) напряжение питания шифратора падает до нуля, но диод VD2 в эти моменты закрывается и питание шифратора происходит за счет энергии, накопленной в конденсаторе С2 (рисунок 1).

Рис. 2
Дешифратор (рисунок 2) построен на основе микросхемы КР1506ХЛ2, которая, как и микросхема КР1506ХЛ1 предназначена для работы в системах дистанционного управления телевизоров, и также, может работать в шестнадцатипрограммном режиме.

Кодовые импульсы поступают на вывод 26 этой микросхемы. Кроме этого последовательного входа микросхема имеет параллельные входы, которые используются в телевизорах для местного управления. В данном случае включена цепь R3C3, которая в момент включения питания переводит микросхему D1 в рабочее состояние.

При поступлении кодовой посылки на выходах D1 устанавливается некоторый двоичный код, соответствующий принятой команде. Этот код там будет оставаться до тех пор, пока не поступит другая команда.

Роль дешифратора выполняют два демультиплексора К561КП2 - D2 и D3. Они включены таким образом, что с первой по восьмую команду работает D3, а с девятой по шестнадцатую - D2. Дело в том, что на выходе "8" (вывод 11) D1 присутствует единица только тогда, когда двоичное число "8" и более, следовательно пока там от "0" до "7" на этом выводе логический ноль.

Этот ноль поступает на вход X D2 и на его выходах ни при каких обстоятельствах не может быть единица (ноль или третье состояние). В тоже время, на вход X D3 уровень поступает инвертированный транзисторным ключом VT1, и в это время работает D3. Затем, когда на выходе D1 будет код числа 8 или более, ситуация измениться - заработает D2, a D3 будет блокирован.