УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ С ПУЛЬТОМ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ИНФРАКРАСНЫХ ЛУЧАХ

УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ С ПУЛЬТОМ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ НА
ИНФРАКРАСНЫХ ЛУЧАХ
Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к электротехнике, а более конкретно, к устройствам дистанционного управления электрической нагрузкой, например, ламп накаливания, электродвигателей переменного тока, электронагревательных приборов и т.д.
Уровень техники
Известен сенсорный регулятор освещенности Элекгроника РОС-0,12, применяемый в настольных светильниках ННБ 31 -60-013 УХЛ4 типа Б 339/1 (Изготовитель ПО Краснодарский ЗИП) и содержащий блок питания и регулятор мощности. Вход регулятора мощности соединен электрической связью с сенсорным контактом светильника, а выход - с лампой накаливания. Данный регулятор светильника позволяет в зависимости от условий окружающей обстановки устанавливать желаемую освещенность помещения, при этом регулировка освещенности производится прикосновением руки к сенсорному контакту на то время, пока
МПК НО2М 3/156 яркость лампы накаливания не достигнет желаемой величины.
Однако указанный регулятор освещенности не позволяет производить дистанционное включение-выключение светильника из-за отсутствия в нем элею-ронного или другого устройства дистанционного включения-выключения элекгрической нагрузки лампы накаливания, что значительно сужает область его применения.
Известно также устройство дистанционного управления электрической нагрузкой Сезам-2, соответствующий ТУ25-7102.005-86 (Изготовитель ПО Орловский завод УВМ им. К.Н.Руднева), в комплекте с пультом дистанционного управления (ДУ) на инфракрасных лучах (ИК-лучах), содержащее корпус, в котором зафеплены приемник дистанционного управления с фотодиодом, полупроводниковый коммутирующий элемент, выход которого электрически связан с электрической нагрузкой, и формирователь управляющих импульсов полупроводникового коммутирующего элемента.
Применение в данном устройстве приемника ДУ с определенным кодовым каналом приема сигнала обуславливает использование для управления только такого пульта ДУ, который имеет тот же кодовый сигнал, что и приемник, и делает невозможным использование для управления им любого другого пульта ДУ, работающего на ИК - лучах.
Также в указанном устройстве электронный блок формирователя управляющих импульсов обеспечивает функционирование устройства только в режиме включение и выключение нафузки, т.е. не позволяет получать промежуточные значения напряжения питания электрической нагрузки, а, следовательно, регулировать мощность нагрузки (например, освещенность светильников) в удобном для пользователя диапазоне от нулевого до максима.пъного значения, что приводит к необоснованному увеличению потребления электроэнергии и сокращению срока службы рабочих элементов электрической нагрузки.
Следует отметить, что эксплуатация указанного устройства дистанционного управления, устанавливаемого, например,вместо обычного настенного
-2использования устройства необходимо устранить неправильное подключение электропроводки, что вызывает необходимость проведения дополнительных работ по замене проводов местами в разветвительной коробке электросети помещения.
Указанные недостатки свидетельствуют о том, что известное устройство дистанционного управления электрической нагрузкой в эксплуатации не обеспечивает экономии потребляемой электроэнергии и возможности регулирования пользователем эле1арической нагрузки при изменяющихся условиях эксплуатации.
Сущность полезной модели
При создании настоящей полезной модели была поставлена задача создания устройства дистанционного управления электрической нагрузкой с пультом дистанционного управления на инфракрасных лучах с возможностью регулирования напряжением электрической нагрузки и обеспечением работы электрической нагрузки в режиме рационального потребления электроэнергии.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве дистанционного управления электрической нагрузкой с пультом ДУ на инфракрасных лучах, содержащем корпус, в котором закреплены приемник ДУ с чувствительнымэлементом, полупроводниковый коммутирующий элемент,
выход которого электрически связан с нагрузкой, и формирователь управляющих импульсов полупроводникового коммутирующего элемента, согласно заявляемой полезной модели, формирователь управляющих импульсовснабжен электронным блоком, обеспечивающим получение
заданных промежуточных значений напряжения на нагрузке в диапазоне от нулевого до максимального значений напряжения питания нагрузки, а приемник дистанционного управления выполнен с бескодовым каналом управления.
Такое конструктивно-схемное выполнение устройства позволяет за счет введения в него электронного блока, обеспечивающего регулирование напряжения электрической нагрузки, экономить потребление электроэнергии, продлить срок службы рабочих элементов электрической нагрузки и повысить удобство в
/
.
эксплуатации за счет выполнения приемника ДУ с бескодовым каналом управления и использования в эксплуатации любого произвольно взятого пульта дистанционного управления бытовой техникой.
Целесообразно в устройстве дистанционного управления электрической нагрузкой вкачестве полупроводникового коммутирующего элемента
использовать симистор.
Такое исполнение коммутирующего элемента позволяет коммутировать переменный ток и осуществлять регулирование мощности электрической нагрузки.
Возможно в устройстве дистанционного управления электрической нагрузкой формирователь управляющих импульсов выполнять на основе электронной схемы, обеспечивающей изменение числа полупериодов сетевого напряжения, подаваемого на нагрузку в течение заданного интервала времени.
Такое устройство дистанционного управленияпозволяет за счет
включения симистора в момент времени, близкий к моменту перехода сетевого напряжения через нуль, значительно снизить уровень помех и использовать его для работы, в частности, с такими электрическими нагрузками, как электроплитка, камин и другие электронагревательные приборы.
Возможно в устройстве дистанционного управления электрической нагрузкой элеетронный блок формирователя управляющих импульсов выполнять на основе микросборки, обеспечивающей фазоимпульсное управление симистором.
Подобное исполнение электронного блока формирователя управляющих импульсов позволяет использовать устройство дистанционного управления в качестве регулятора напряжения, например, таких электрических нагрузок, как лампа накаливания и электродвигатель переменного тока.
При этом целесообразно устройство дистанционногоуправления
электрическойнагрузкой снабдить электронно-механическим узлом,
обеспечивающим в сортветствии с управляющимсигналом смену
режима работы симистора с режима проводящего состояния на управляемый, при котором формирователь управляющих импульсов соединен электрической связью с управляющим электродом симистора для обеспечения заданного изменения напряжения на нагрузке.
с возможностью регулирования напряжения электрической нагрузки пультом ДУ обеспечивает возможность пользования сетевым переключателем в режиме включение - выключение электрической нагрузки.
Возможно также в устройстве дистанционного управления электрической нагрузкой в качестве полупроводникового коммутирующего элемента использовать тринистор с выпрямительным мостом, составленным из диодов.
Такое исполнение коммутирующего элемента позволяет коммутировать постоянный ток и осуществлять регулирование мощности электрической нагрузки.
Желательно устройство дистанционного управления электрической нагрузкой снабдить световым индикатором дистанционного режима работы, установленным внутри или снаружи корпуса.
Такое исполнение устройства дистанционного управления электрической нагрузкой со световым индикатором позволяет визуально определять наличие электрического тока в цепи и готовность устройства дистанционного управления к приему сигналов с пульта ДУ.
Целесообразно устройство дистанционного управления электрической нагрузкой снабдить, по меньшей мере, одним дополнительным световым индикатором, при этом каждый из индикаторов или все вместе закрыты снаружи соответственно отдельным или общим колпаком, выполненным из полупрозрачного материала для прохождения светового потока от индикаторов.
Такое исполнение устройства дистанционного управления с несколькими световыми индикаторами, размещенными равномерно по корпусу устройства, позволяет использовать световой поток индикаторов для обеспечения работы устройства в режиме работы светильника - ночника.
Целесообразно в устройстве дистанционного управления электрической нагрузкой корпус выполнять, по меньшей мере, из двух слоев, один из которых выполнен из изоляционного материала, а другой представляет собой радиопомехозащитный экран, выполненный из токопроводящего материала, при этом в корпусе в месте размещения приёмника ДУ выполнено отверстие, в котором установлен чувствительный элемент с возможностью приёма сигнала от пульта ДУ.
радиопомехозащищенность устройства дистанционного управления электрической нагрузкой, а за счет конструетивного выполнения отверстия для чувствительного элемента (например, фотодиода) -обеспечить возможность управления электрической нагрузкой из предполагаемой зоны размещения пульта ДУ в помещении.
Возможно в корпусе устройства дистанционного управления электрической нагрузкой выполнять, по меньшей мере, два отдельных отсека, в одном из которых размещен приёмник ДУ, при этом упомянутый отсек снабжен дополнительным радиопомехозащитным экраном, отделяющим отсек от примыкающих к нему внутренних объемов корпуса, в которых размещены другие элементы устройства.
Такое конструктивное исполнение устройства дистанционного управления позволяет за счет разделения электронно-механической части устройства, по меньшей мере, на две части, размещения каждой из них в отдельном отсеке корпуса и соответственно снижения взаимного влияния уровня помех, создаваемых каждой из частей, повысить надежность работы устройства дистанционного управления электрической нафузкой.
Целесообразно при этом в устройстве дистанционного управления электрической нагрузкой электронно - механический узел разместить в отдельном отсеке корпуса совместно с формирователем управляющих импульсов.
Такое исполнение устройства дистанционного управления электрической нагрузкой позволяет компактно разместить электронные и электронно - механические элементы устройства в корпусе, исключив при этом возможность влияния радиопомех на приемник ДУ.
Также возможно в устройстве дистанционного управления корпус выполнять, по меньшей мере, из двух отдельных частей (монтажных коробок), в одной из которых размещен приёмник ДУ с чувствительным элементом, а, по меньшей мере, в одной другой - полупроводниковый коммутирующий элемент и формирователь управляющих импульсов, при этом приёмник ДУ соединен электрической связью с формирователем управляющих импульсов.
Такое конструктивное исполнение устройства дистанционного управления электрической нагрузкой позволяет повысить надежность устройства из-за возможности исполнения электронной и электронно-механических частей устройства в виде автономных блоков, размещенных в отдельных радиопомехозащищенных монтажных коробках, и проведения ответственных технологических и монтажных операций в специальных пылезащищенных производственных помещениях.
Возможно при этом в устройстве дистанционного управления электрической нагрузкой электронно-механический узел разместить в отдельной части корпуса совместно с формирователем управляющих импульсов.
Такое исполнение устройства дистанционного управления электрической нагрузкой позволяет компактно разместить электронно-механические элементы устройства в корпусе с исключением возможности влияния радиопомех на приёмник
Также целесообразно устройство дистанционного управления снабдить монтажным основанием для закрепления на нем отдельных частей корпуса (монтажных коробок).
Такое выполнение устройства дистанционного управления позволяет повысить удобство монтажа устройства на корпусе электрического прибора за счет предварительного крепления элементов устройства на общем монтажном основании.
Кроме того, целесообразно в устройстве дистанционного управления монтажное основание выполнить из диэлектрического материала.
Такое выполнение монтажного основания позволяет создать недорогую и безопасную для пользования конструкцию устройства дистанционного управления электрической нагрузкой.
Целесообразно в устройстве дистанционного управления электронный блок формирователя управляющих импульсов, усилитель сигнала и согласующее устройство приемника дистанционного управления выполнить в виде единой микросборки, размещаемой в отдельной части или отдельном отсеке корпуса.
Такое выполнение приемника дистанционного управления и формирователя управляющих импульсов позволяет создать малогабаритную конструкцию устройства.
Перечень фигур чертежей
Фиг.1 изображает вариант блок-схемы устройства дистанционного управления электрической нагрузкой.
Фиг.2 изображает вариант блок-схемы устройства дистанционного управления электрической нагрузкой с электронно-механическим узлом.
ч.
-7Фиг.4 и 5 изображают соответственно продольный разрез и вид сверху на один из вариантов устройства дистанционного управления электрической нагрузкой с корпусом, выполненным с двумя отдельными отсеками.
Фиг. б и 8 изображают соответственно продольный разрез и вид сверху на один из вариантов устройства дистанционного управления электрической нагрузкой с корпусом, выполненным в виде двух отдельных частей, закрепленных на монтажном
основании.
Фиг. 7 изображает узел А на фиг. 6.
Фиг.9 и 10 изображают соответственно продольный разрез и вид сверху на конструкцию потолочного светильника с устройством дистанционного управления электрической нагрузкой.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления
полезной модели.
Устройство дистанционного управления электрической нагрузкой с пультом 1 (фиг.1, 2) дистанционного управления на ИК-лучах в заявляемой полезной модели содержит корпус 2, в котором закреплены приемник 3 дистанционного управления с чувствительным элементом 4, полупроводниковый коммутирующий элемент 5, выход которого электрически связан с нагрузкой, и формирователь 6 управляющих импульсов полупроводникового коммутирующего элемента. Формирователь 6 состоит из блока 7 питания и электронного блока 8, обеспечивающего получение заданных промежуточных значений напряжения на электрической нагрузке в диапазоне от нулевого до максимального значений напряжения питания нагрузки. Приёмник 3 состоит из блока 9 питания, усилителя 10 сигнала и согласующего устройства 11, обеспечивающего бескодовый канал управления.
В устройстве приемник 3 может быть выполнен в двух вариантах исполнения.
В первом варианте исполнения усилитель 10 сигнала выполнен в виде
фотоприемников типа ПИ-5, ФП-2, применяемых в системах ДУ, а в другом варианте - усилитель 10 сигнала и согласующее устройство 11 выполнены в виде единой микросборки. «
-9в виде тринистора, в схеме необходимо дополнительно предусмотреть выпрямительный диодный мост. В устройстве используются симисторы серии КУ208. Также в устройстве возможно выполнение формирователя 6 управляющих импульсов двух вариантов. В первом варианте формирователь 6 (фиг. 1 ) управляющих импульсов выполнен на основе электронной схемы, обеспечивающей изменение числа полупериодов сетевого напряжения, подаваемого на нагрузку в течение заданного интервала времени (ж. Радио, 1996, №1, стр.44, рис.1). Во втором варианте электронный блок 8 (фиг.2) формирователя 6 выполнен на базе модифицированной схемы, обеспечивающей фазоимпульсное управление симистором 5 (ж. Радио, 1996, №1, стр.45, рис.6) Целесообразно во втором варианте выполнения формирователя 6 (фиг.2) снабдить устройство электронно - механическим узлом 12. Электронно -механический узел 12 (фиг.2) состоит из источника 13 (фиг.З) питания и коммутирующего устройства 14 управляющего электрода симистора 5 ( фиг.2 ). Источник 13 (фиг.З) питания образован из ёмкости 15, резистора 16, диода 17, стабилитрона 18 и электролитического конденсатора 19. Коммутирующее устройство 14 содержит электромеханический коммутирующий элемент, выполненный на базе реле 20, фототиристорный оптрон 21, резистор 22, контактную группу 23 реле, резистор 24, диод 25. В предлагаемой полезной модели в качестве чувствительного элемента 4 используется серийно выпускаемый фотодиод типа ФД 263 А. Устройство дистанционного управления снабжено световым индикатором 26 (фиг. 5). Для выхода наружу светового потока от индикатора в корпусе 2 выполнены отверстия 27 заданной формы. Устройство дистанционного управления может содержать несколько световых индикаторов 26, размещенных -в устройстве так,чтобы они создавали равномерный световой поток.
модифицированного полисти рольного пластика АБС - 0809 или АБС - 1210, а наружный слой 29 - из тонкостенного металлического листа, например, фольги, или из металлизированного покрытия (например, никелевого), нанесенного на внутренний слой.
Фотодиод 4 установлен в отверстии 30 корпуса 2 в месте размещения приемника 3 таким образом, чтобы пользователь мог включать данную злекгрическую нагрузку и регулировать её мощность посредством пульта 1 (фиг.1) из зоны управления, направляя излучающий элемент пульта в сторону упомянутого фотодиода, а фотодиод не воспринимал сигнала с пульта при включении и регулировании другой электрической нагрузки, включаемой в том же помещении.
Корпус 2 устройства может содержать, по меньшей мере, два отдельных отсека 31 и 32 (фиг.4, 5) или состоять, по меньшей мере, из двух отдельных частей ( монтажных коробок) 33 и 34 (фиг. 6, 8 ).
В варианте выполнения корпуса с двумя отсеками в одном из отсеков 31 (фиг. 4) размещен приёмник 3, при этом упомянутый отсек снабжен дополнительным радиопомехозащитным экраном 35. Экран 35 представляет собой нанесенное на внутренний слой 28 корпуса никелевое покрытие и отделяет отсек от других примыкающих к нему внутренних полостей корпуса ( в том числе отсека 32), в которых размещены другие элементы устройства. Наружный слой корпуса 29 также представляет собой никелевое покрытие.
В варианте выполнения корпуса в виде двух монтажных коробок 33 и 34 (фиг. 6), в одной из коробок 33 размещен приемник 3 с фотодиодом 4, а в другой - симистор 5 и формирователь 6. Радиопомехозащищенность элементов, размещенных в указанных коробках осуществляется за счет радиопомехозащитных экранов 36 и 37 (фиг.7), изготовленных из металлического листа и охватывающих изоляционный внутренний слой 38 короббк. Согласованность в функционировании элекгронных элементов, размещенных в упомянутых отдельных частях, обеспечивается за счет наличия элекгрической связи между приемником 3 (фиг. 6) и формирователем 6. В данном варианте устройство дистанционного управления снабжено монтажным основанием 39, выполненным, например, из полистирольного пластика АБС - 0809, на котором закреплены отдельные части 33 и 34 корпуса 2. Для выхода наружу светового потока индикатора 26 (фиг. 8) в монтажном основании 39 выполнены отверстия 40.
Возможно выполнение уси/1ителя 10 (фиг.2) сигнала и согласующего устройства 11 приемника 3 дистанционного управления и электронного блока 8 формирователя 6 управляющих импульсов в виде отдельной микросборки 41, при этом упомянутая микросборка размещается в отдельной части или отдельном отсеке корпуса 2.
Следует отметить, что изоляционный внутренний слой 38 (фиг. 6,7 ) коробки 34, в которой размещен симистор 5, целесообразно выполнить из термореактивной пластмассы, например, фенопласта Ж1-010-40.
Работа устройства дистанционного управления электрической нагрузкой с пультом управления на ИК-лучах осуществляется следующим образом.
Предварительно по световому индикатору 26 (фиг. 4) определяется наличие сетевого напряжения на устройстве дистанционного управления.
Для дистанционного включения - выключения и регулирования мощности электрической нагрузки пульт ДУ на ИК-лучах направляется излучающим элементом в сторону фотодиода 4 (фиг. 1,2) приёмника 3 дистанционного управления и нажимается кпавиша пульта 1.
После чего, как в варианте исполнения электронных элементов приемника 3 дистанционного управления и формирователя 6 управляющих импульсов в виде дискретных микросборок, так и в варианте исполнения указанных элементов в виде единой микросхемы 41 (фиг.2), сигнал с фотодиода 4 поступает на усилитель 10 приемника 3 дистанционного управления и после усиления - на согласующее устройство 11, представляющее собой интефирующую цепочку с формирователем импульсов, выполненным на базе триггера Шмитта. Далее сигнал формируется одновибратором приемника 3, с получением требуемого по длительности импульса, и выдается на формирователь 6 управляющих импульсов.
Рассмотрим работу формирователя 6 в зависимости от варианта его выполнения.
В первом варианте выполнения формирователя 6 (фиг. 1) электронный блок 8 формирует управляющие импульсы непосредственно на управляющий электрод симистора 5.
Во втором варианте выполнения формирователя 6 (фиг. 2) включением сетевого переключателя запитывается по цепочкам а, б(фиг. 3) источник 13 питания электронно - механического узла.
оптрона 21, включающего и выключающего реле 20, а диод 25 защищает фототиристорный оптрон 21 от всплеска напряжения самоиндукции обмотки реле 20 в момент его выключения.
Резистор 24 совместно с контактной группой 23 переводят симистор 5 (фиг. 2 ) в проводящее состояние.
При поступлении управляющих импульсов с формирователя 6 по цепочке, содержащей контактную группу 42-43 (фиг. 3) реле, светодиод фототиристорного оптрона 21, токоограничивающий резистор 22, включается фототиристорный оптрон 21, запитывающий обмотку реле 20. Реле 20 срабатывает, тем самым размыкая контакты 42-43, 44-45 и замыкая контакты 42-46 и 44-47 реле 20, после чего управляющий электрод симистора, подкпюченный в точке г по цепочке, содержащей замкнутые контакты 44-47 реле 20, подкпючается к формирователю 6, чем обеспечивается режим регулирования напряжения на электрической нагрузке.
Далее рассмотрим конкретный пример применения устройства дистанционного управления электрической нагрузкой в потолочном светильнике.
Потолочный светильник снабжен устройством 51 (фиг.9,10) дистанционного управления, соединенным через клеммную колодку 52 с сетевыми проводами 53, а через клеммную колодку 54 - с проводкой 55, проходящей в трубке 56 светильника к патрону лампы накаливания. Трубка 56 светильника пропущена через центральное отверстие, выполненное в колпаке 57, зафиксированном на трубке 56 при помощи зажимного устройства 58, при этом на конце трубки 56 имеется кронштейн 59 для подвески светильника на крюк потолочной плиты.
В данном примере световые индикаторы 26 размещены внутри корпуса устройства 51 равномерно по корпусу, при этом в упомянутом корпусе выполнены отверстия 60 для прохождения светового потока индикаторов наружу.
Работа потолочного светильника с лампами накаливания описана выше применительно к электрической нафузке.
Приведенный конкретный пример реализации устройства дистанционного управления в потолочном светильнике позволяет за счет дистанционного регулирования сетевого напряжения получить необходимую яркость ламп накаливания и одновременно задействовать все имеющиеся в светильнике лампы накаливания, что обеспечивает равномерную освещенность помещения без нерационального увеличения потребления электроэнергии, а также за счет применения в устройстве нескольких световых индикаторов позволяет при подаче
сетевого напряжения с помощью настенного переключателя на устройство дистанционного управления использовать его в режиме работы светильника ночника.
Предлагаемые в полезной модели конструктивно - схемные решения подтверждены результатами испытаний экспериментальных образцов устройства дистанционного управления.
Таким образом, исходя из вышеизложенного, предлагаемое устройство дистанционного управления с пультом ДУ на ИК-лучах позволяет:
- за счет использования в нем электронного блока, обеспечивающего регулирование напряжения электрической нагрузки в диапазоне от нулевого до максимального значения напряжения питания нагрузки, экономить потребление электроэнергии и продлить срок службы рабочих элементов электрической нагрузки;
-за счет использования приемника ДУ с бескодовым каналом управления производить управление устройством с помощью произвольно взятого пульта ДУ на ИК-лучах и тем самым повысить удобство эксплуатации устройства.