DE2005853A1

DE2005853A1 - Schaltung zum Ein- und Ausschalten einer Belastung

Info

Publication number: DE2005853A1
Application number: DE19702005853
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Rydborn, Sten-Ake Olaus, Xlmhult (Schweden)
Priority date: 1969-02-18
Filing date: 1970-02-10
Publication date: 1970-09-10
Also published as: DK131960B; FR2035539A5; DK131960C; GB1289753A; IL33916A0; SE348315B; IL33916A

Description

STEN-AKE OLAUS RYDBORN,
Kvarngatan 7, 3^3 00 ÄLMHULT,

(Schweden)

SCHALTUNG ZUM EIN- UND AUSSCHALTEN EINER BELASTUNG

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Ein- und Ausschalten einer Belastung, die über einen Schalterkreis an eine Stromquelle angeschlossen ist und aus einer Lampe oder mehreren parallelgeschalteten Lampen besteht. Eine solche Schaltung ist besonders, jedoch nicht ausschliesslich als sog. automatischer Treppenzeitschalter geeignet, welcher zum zeitbestimmten Zünden von meistens mehreren Lichtquellen (Glühbirnen) in allgemeinen Räumen dient, die lediglich eine vorübergehende Beleuchtung, beispielsweise bei Durchgangsverkehr, erfordern.

Sämtliche bisher bekannte automatische Treppenzeitschalter sind des elektromechanischen Typs und weisen damit verknüpfte Ungelegenheiten und Nachteile auf. Einer der hauptsächlichen Nachteile bekannter Treppenzeitschalter ist, dass sie zum Einschalten der daran angeschlossenen Belastung gebracht werden können, abge-

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sehen davon ob äussere Bedingungen ein derartiges Einschalten unnötig machen. Darunter versteht man, dass die bekannten Treppenzeitschalter ein Anzünden der Lichtquellen auch dann gestatten, wenn die vorherrschenden Beleuchtungsverhältnisse völlig hinreichend sind.

Diese Ungelegenheiten werden bei der eingangs angegebenen Schaltung durch die Erfindung beseitigt, indem der Schalterkreis mit einem manuell betätigbaren Einschaltekreis und einem Blockierungskreis verbunden ist, der nach Massgabe einer vorausbestimmten Umgebungslichtstärke die Betätigung des Schalterkreises mittels des manuell betätigbaren Einschaltekreises blockiert, und indem der Schalterkreis mit einem Ausschalte- oder Löschkreis verbunden ist, welcher die Belastung nach einer vorausbestimmten Einschaltperiode automatisch ausschaltet.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltschema einer erfindungsgemässen Schaltung, und

Fig. 2 ein Schaltschema einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltung.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung hat ein Paar Eingangsklemmen A und B, von denen die eine B auch als Ausgangsklemme oder. als Nulleiteranschluss dient, sowie ein Paar Ausgangsklemmen C, D. An die Eingangsklemmen A und B wird eine Stromquelle mit einer. Spannung von vorzugsweise 220 V und einer Frequenz von 50 Hz gekuppelt. An die Ausgangsklemmen B, C wird eine Belastung gekuppelt,

die in diesem Falle eine Anzahl parallelgeschalteter Lampen L einer

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Treppenbeleuchtung ist, von denen in der Zeichnung nur eine Lampe dargestellt ist. Λ11 die Ausgangsliieirjnen ^, D ist ein manuell betätigbarer Schalterkreis gekuppelt, v/elcher in diesem Falle aus einer Anzahl parallelgeschalteter Druckknopfschalter S besteht, von denen in der Zeichnung nur ein Schalter dargestellt ist und in denen je eine Glimmlampe G und in Reihe mit ihr ein Widerstand SR eingebaut sind, über die Eingangsklemmen A und Ii ist ein Kondensator C6 eingeschaltet, welcher als Störschutz diene.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung umfasst einen Abschnitt, der zum Speisen des elektronischen Schvachstromteils der Schaltung dient und einen Widerstand Rl, eine Diode D2, einen Kondensator Cl, einen Widerstand R2 und eine Zenerdiode D3 umfasst. Der Widerstand Rl ist zwischen der Eingangsklemme L und der Diode D2 eingeschaltet, welche gegenüber dem Widerstana Rl umgekehrte Polarität hat. Der Kondensator Cl ist zwischen der vom Widerstand Rl abgekehrten Seite der Diode D2 und der liingangsklemme A eingeschaltet. An die vom Widerstand Rl abgekehrte Seite der Diode D2 ist auch der Widerstand R2 angeschlossen, dessen entgegengesetztes Ende an das Eingangsendo der Zenerdiode D3 gekuppelt ist, während das Ausgangsende dieser Diode an die Eingangsklemme A gekuppelt ist.

Der Starkstromkreis für die angegebene Ein- und Ausschaltung der Belastung oder im vorliegenden Falle die Zündung und Löschung der Lampen L umfasst einen doppeltgerichteten Thyristor Dl und einen für inn bestimmten Steuer-

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kreis mit einem Doppelbasistransistor T3. Der doppeltgerichtete Thyristor Dl ist zwischen der Eingangsklemme A und der Ausgangsklemme C eingeschaltet und seine Steuerelektrode ist über einen Widerstand Rl7 an die Eingangsklemme A und über einen Kondensator C5 an die Steuerelektrode des Doppelbasistransistors T3 gekuppelt. Der Doppelbasistransistor T3 ist an die Eingangsklemme A über einen Widerstand Rl6 und an den einen

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Ausgang des Speisekreises gekuppelt.- Somit kann der Doppelbasistransistor T3 sowie der Widerstand Rl6 als über die Ausgänge des Speisekreises eingeschaltet errachtet werden, von welchen Ausgängen der eine mit der Eingangsklemme A und der andere mit der Verbindung zwischen der Diode D3 und dem Widerstand R2 übereinstimmt. Die Eingangsklemme A ist an die Steuerelektrode des Doppelbasistransistors T3 über einen Widerstand R15 und einen Widerstand Rl8 gekuppelt. Ein weiterer Doppelbasistransistor T2 ist zwischen der Verbindung zwischen den Widerständen R15 und Rl8 und der Verbindung zwischen der Diode D3 und dem Widerstand R2 gekuppelt, während seine Steuerelektrode an den einen Anschluss eines Widerstandes R9 gekuppelt ist, dessen anderer Anschluss an eine zu einem Widerstand R8 parallelgeschaltete Diode D8 gekuppelt ist. Die Diode De hat gegenüber dem Widerstand R9 umgekehrte Polarität uu;'. die Verbindung zwischen der Diode D8 und dem Widerstand RS ist an die Eingangsklemme A über einen veränderlichen Widers;Land R13 sowie an die Verbindung zwischen der Diode D3 und dem Widerstand R2 über eine Diode D6 und einen damit reihengeschalteten Kondensator C3 gekuppelt. Die Diode D6 hat gegenüber dem Kondensator C3 umgekehrte Polarität und die Verbindung zwischen der Diode D6 und dem Kondensator C3 ist über einen Widerstand R7 an den Eingang eines Thyristors D5 gekuppelt. Der Ausgang des Thyristors D5 ist an die Verbindung zwischen der Diode D3 und dem Widerstand R2 gekuppelt, -während die Steuerelektrode des Thyristors D5 an die Verbindung zwischen der Diode D3 und dem Widerstand R2 über einen Widerstand Ro' sowie an den Ausgang einer Diode D4 über einen Widerstand R5 gekuppelt ist. Die Verbindung zwischen dem Widerstand R5 und der Diode Di* ist an die Verbindung zwischen der Diode D3 und dem Wider-

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stand R2 über einen Kondensator C2 gekuppelt. Der Eingang der Diode Ok ist an die Verbindung zwischen der Diode D3 und dem Widerstand R2 über einen Widerstand R¹J sowie an die Ausgangsklemme D über einen Widerstand R3 oder den in Beleuchtungszusammenhängen als Zündleiter bezeichneten Leiter gekuppelt.

Die oben beschriebene Schaltung weist auch einen Blokkierungskreis auf, welcher einen Transistor Tl und ein Widerstandsnetz umfasst. Der Kollektor des Transistors Tl ist über einen Widerstand R1*J an die Eingangsklemme A, der Emitter des Transistors Tl über einen Kondensator C¹J an die Verbindung zwischen der Diode D3 und dem Widerstand R2 und die Basis des Transistors Tl an den Gleitkontakt eines Potentiometers RIl über eine Diode D7 gekuppelt, welche gegenüber der Basis des Transistors Tl umgekehrte Polarität hat. Die Verbindung zwischen dem Emitter des Transistors Tl und dem Kondensator C¹I ist an die Verbindung zwischen der Steuerelektrode des Doppelbasistransistors T2 und dem Widerstand R9 gekuppelt. Die Verbindung zwischen der Basis des Transistors Tl und der Diode D7 ist an die von der Steuerelektrode des Transistors T2 abgekehrte Seite des Widerstandes R9 gekuppelt.

Das Widerstandshetz umfasst ausser dem obengenannten Potentiometer RIl einen Widerstand RIO und einen weiteren Widerstand R12. Der Potentiometer RIl und die Widerstände RIO und R12 sind miteinander reihengeschaltet, und dieser Reihenkreis ist '^ zwischen der Eingangsklemme A und der Verbindung zwischen der Diode D3 und dem Widerstand R2 eingeschaltet. Der in diesem Reihenkreis enthaltene Widerstand R12 ist ein lichtempfindlicher Widerstand.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Schaltung soll nun näher beschrieben werden. Der im Starkstromkreis enthaltene

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Doppelbasistransistor Τ3 wird nach Erfüllung der nachstehend näher angegebenen Bedingungen als Oszillator arbeiten und Pulse über den Kondensator C5 den doppeltgerichteten Thyristor Dl abgeben, welcher dadurch leitend wird und seinerseits die Belastung L einschaltet.

Beim niederdrücken des Druckknopfschalters S wird der Thyristor D5 über die Widerstände R3 und R5 sowie die Diode D4 zum Sünden gebracht. Bein Zünden des Thyristors D5 wird der Kondensator C3 über den 'Widerstand R7 entladen und ein Strom beginnt durch den Widerstand Rl3 und die Diode D6 zu fHessen, wodurch der Kondensator C3 wieder aufgeladen wird. Während der Aufladung des Kondensators C3 wird offensichtlich der Transistor Tl und der Doppelbasistransistor T2 nichtleitend sein, wodurch ein Strom durch die Widerstände R15 und R18 fliesst, weicher eine Oszillation des Transistors T3 den doppeltgerichteten Thyristor Dl zum zünden und zum Einschalten der Belastung bringt. Wenn der Kondensator C3 zu einem gewissen Stand aufgeladen worden ist, wird der Doppelbasistransistor T2 leitend, wonach der durch den Widerstand Rl3 fliessende Strom durch die Widerstände R8 und R9 und die Diode ü3 gehen wird. Somit wird auch der Transistor Tl leitend, wodurch eine neue Strombahn über den Widerstand Rl4 und den Transistor Tl zum Doppelbasistransistor T2 eröffnet wird. Da sowohl der Transistor Tl als auch der Doppelbasistransistor T2 leitend sind, hört der Strom zum Widerstand Rl8 auf und der Doppelbasistransistor T3 beendigt seine Oszillation und seine Speisung von Pulsen an den doppeltgerichteten Thyristor Dl. Somit wird die Belastung ausgeschaltet oaer die Lar/.pe L

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gelöscht. Der Widerstand Rl3 und der Kondensator C3 v/erden «üie Zeitspanne festlegen, wo der doppeltgerichtete Thyristor Dl und

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somit die Belastung eingeschaltet sind. Um ein Zünden der Beleuchtung oder der Lampen unnötig zu machen, wenn dies aus beleuchtungstechnischen Gründen nicht erforderlich ist, wird der lichtempfindliche Widerstand R12 benutzt, der die vorherrschende Lichtstärke abfühlt und dementsprechend den Transistor Tl sperrt oder es verunmöglicht, diesen leitend zu machen. Somit ist dieser Transistor Tl leitend, so lange es nicht notwendig ist, die Lampen L zu zünden. Der Beleuchtungswert, bei dem es möglich sein soll, die Lampen L zu zünden, wird mittels des Potentiometers RIl eingestellt. Da der Widerstand R13 veränderlich ist, lässt sich auch die Zündungs- oder Einschaltperiode ändern.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Diese AusfUhrungsform stimmt grundsätzlich sowohl bezüglich der Konstruktion als auch der Arbeitsweise mit der unter Hinweis auf Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform übsroJn. Ferner tragen identische Komponenten in den beiden Figuren die gleichen Bezugszeichen. Es sei jedoch erwähnt, dass sich die Komponentenwerte etwas voneinander unterscheiden können. In der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist die Diode D4 weggelassen und der Widerstand Rk in Fig. 1 durch einen Kondensator C7 ersetzt worden, welcher Wechselspannung zu einer Glimmlampe G speist, wenn der Druckknopf nicht niedergedrückt gehalten wird. Ferner ist die Diode d6 in Fig. 1 durch einen Transistor T4 ersetzt worden, der dazu dient, die Aufladung des Kondensators C3 möglichst linear zu machen, wodurch dieser Kondensator kleiner gemacht werden kann und ein. geringerer Leckstrom in diesem Kondensator erhalten wird, was eine Kostenersparnis bedingt. Zwischen dem veränderlichen Widerstand R13 und der Eingangsklemme A ist weiterhin ein Widerstand R26 ein-

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geschaltet. Im Blockierungskreis sind gleichfalls gewisse Änderungen vorgenommen. Der lichtempfindliche Widerstand R12 ist einem Widerstand R27 parallelgeschaltet worden, damit dieser Widerstand dem Kreis besser angepasst wird. Ausserdem haben die Widerstände RIl und RIO ihre Plätze getauscht. Eine weitere Änderung im Blokkierungskreis ist, dass der Kollektor des Transistors Tl an die Basis des Transistors T¹J und an die vom Widerstand Rl abgekehrte Seite der Diode D2 über einen Widerstand R25 gekuppelt ist.

α Der grösste Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen ist im Schalterkreis zu finden. Die einzig zurückgebliebenen Komponenten sind die Widerstände R15 und Rl8. Die Verbindung zwischen dem Widerstand RI5 und dem Widerstand Rl8 ist an die Steuerelektrode eines Doppelbasistransistors Pl des programmierbaren Typs gekuppelt, wobei der Kollektor des Doppelbasistransistors Pl an den Emitter des Transistors Tl und der Emitter des Doppelbasistransistors Pl an das vom Widerstand Rl abgekehrte Ende der Diode D2 angeschlossen ist. Der Schalterkreis umfasst auch zwei komplementär geschaltete Transistoren T5 und T6, deren Emitter an

^P das vom Widerstand R15 abgekehrte Ende des Widerstandes R18 geschaltet sind, welches Widerstandsende auch an die Basis eines weiteren Transistors T7 gekuppelt ist. Die Basis des Transistors T5 ist an den Emitter des Doppelbasistransistors Pl über einen Widerstand R19 gekuppelt, während die Emitter jedes Transistors TJ, Τ6 und T7 direkt an den Emitter des Doppelbasistransistors Pl gekuppelt sind. Ferner ist die Basis des Transistors T5 und die Basis des Transistors T6 über je einen Widerstand R20 bzw. R22 an die Ausgangsklemme B gekuppelt. Die Basis des Transistors T6 ist an dessen Kollektor über einen Widerstand R21 gekuppelt. Der Kollektor

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des Transistors 'i'7 ist an die Steuerelektrode des cloppeltgerichteten Thyristors Dl über einen Widerstand R23 gekuppelt.

Wie bereits erwähnt, stimmt die Arbeitsweise der in Fig. 2 veranschaulichten Schaltung grundsätzlich iv.it der der in Fig. 1 dargestellten Schaltung überein. Zur näheren Erläuterung soll jedoch die Arbeitsweise der in Fig. 2 veranschaulichten Schaltung nachstehend beschrieben werden. 3er Kondensator C2 dient als Störfilter und verhindert ein Zünden des Thyristors D5 durch übergangsströr»e über die Uiderstände R3 und R5. Der Zündpuls vom Druckknopf S fliesst über die Widerstände R3 und R5 zu der Steuerelektrode des Thyristors D5, wodurch dieser Thyristor gezündet wird. Lei der Zündung wird der Thyristor D5 über den Widerstand R7 den Kondensator C3 entladen und den über die Widerstände R26, R13 und den Transistor T4 nach Minus fiiessenden Strom kurzschliessen. Somit entsteht kein Spannungsabfall über den Widerstand R9, weshalb auch der Transistor Tl nichtleitend wird, was mit sich führt, dass auch der Doppelbasistransistor Pl nichtleitend wird. Somit wird auch die Steuerelektrode des Transistors Pl nichtleitend, weshalb die Spannung vom Widerstand Rl5 über den Widerstand R18 gehen und den Transistor T7 sperren wird. Somit wird die doppeltgerichtete Diode Dl gezündet und die Belastung eingeschaltet. !lach Wiederaufladung des Kondensators C3, was über die Widerstände R26 und Rl3 erfolgt, wird der Transistor T4 den Doppelbasistransistor Pl nichtleitend machen. Hierdurch tritt ein Strom über die Widerstände RS und R9 auf, der einen Spannungsabfall über

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den Widerstand R9 hervorruft und den Transistor Tl leitend macht. Hierdurch wird ein Strom über den Widerstand Rl4 und

dem Transistor Tl zum Kollektor des Doppelbasistransistors . , Pl fliessen. Oa der Kollektor dieses Transistors leitet',

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wird auch seine Steuerelektrode leiten, wodurch die Spannung über die Widerstände Rl5 und Rl8 nach Minus kurzgeschlossen wird. Die Basis des Transistors T7 erhält dadurch keinen Steuerstrom und auch werden keine Pulse an den Thyristor Dl gespeist, weshalb die Belastung abgeschaltet wird. Ähnlich wie in der Schaltung geiuäss Fig. 1 bringt der lichtempfindliche Widerstand R12 einen gewissen Strom zustande, wenn er Licht einer gewissen vorausbestimmten Stärke ausgesetzt wird. Dieser Strom fliesst durch Teile des Widerstandes RIl und die Diode D7 und wird somit den Transistor Tl leitend halten. Auch wenn der Druckknopf S niedergedrückt wird, was zum Zünden des Thyristors D5 und zur Entladung des Kondensators C3 führt, wird der Doppelbasistransistor Pl nicht stromlos, weil der Transistor Tl leitend ist. Somit wird nicht die Steuerelektrode des Transistors Pl nichtleitend werden, weshalb die Spannung über den Widerstand Rl5 nicht nach Minus kurzgeschlossen wird, und die Belastung verbleibt abgeschaltet. Beim Freilassen des Druckknopfes S wird der Kondensator C3 wieder aufgeladen, wonach der Aufladestrom den Kaltestrom zum Transistor Pl wieder übernimmt, während die Belastung abgeschaltet bleibt. Sollte die Lichtstärke einen gewissen vorausbestimmten Wert unterschreiten, wird der Transistor Tl bei der Entladung des Kondensators C3 keinen hinreichenden Strom erhalten, wodurch der Transistor Pl zu leiten aufhört und die Belastung eingeschaltet wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Schaltung zum Ein- und Ausschalten einer Belastung, die über einen Schalterkreis an eine Stromquelle angeschlossen ist und aus einer Lampe oder mehreren parallelgeschalteten Lampen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterkreis (Dl, T2, T3, Pl, T5, T6, T7) mit einem manuell betätigbaren Einschaltekreis (S, D5) und einem Blockierungskreis (Tl, R12) verbunden ist, der nach Massgabe einer vorausbestimmten Umgebungslichtstärke die Betätigung des Schalterkreises (Dl, T2, T3, Pl, T5, T6, T7) mittels des manuell betätigbaren Einschaltekreises blockiert, und dass der Schalterkreis mit einem Ausschalte- oder Löschkreis (ΤΙ, C3, R13) verbunden ist, welcher die Belastung (L) nach einer vorausbestimmten Einschaltperiode automatisch ausschaltet.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterkreis einen als Oszillator arbeitenden ersten Doppelbasistransistor (T3), einen doppeltgerichteten Thyristor (Dl), dessen Steuerelektrode über einen Kondensator (C5) an die Steuerelektrode des Doppelbasistransistors (T3) angeschlossen ist, und einen zweiten Doppelbasistransistor (T2) enthält, welcher, wenn er nichtleitend gemacht wird, den Thyristor (Dl) zum Einschalten der Belastung (L) bringt.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der manuell betätigbare Einschaltekreis einen Schalter (S), ^; ₍ vorzugsweise einen Druckknopfschalter, und einen Thyristor (D5) enthält, dessen Steuerelektrode an einen durch den Schalter (SJ schliessbaren Kreis angeschlossen ist.

¹J. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockierungskreis einen Transistor (Tl) enthält, welcher,

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wenn er nichtleitend ist, die Belastung (L) über den Schalterkreis (Dl, T2, T3, Pl, T5, T6, T7) einzuschalten gestattet.

5. Schaltung nach Anspruch ¹J, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Transistors (Tl) an ein Widerstandsnetz (RIO, RIl, R12) angeschlossen ist, das die Spannung bestimmt, bei dem der Transistor (Tl) nichtleitend gemacht wird, und das einen Potentiometer (RIl), dessen Gleitkontakt an die Basis des Transistors (Tl) gekuppelt ist, und einen lichtempfindlichen Widerstand (R12) enthält.

6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterkreis einen doppeltgerichteten Thyristor (Dl), einen Doppelbasistransistor (Pl) des programmierbaren Typs, ein komplementäres Transistorpaar (T5, T6) und einen weiteren Transistor (T7) enthält, wobei der Kollektor des Doppelbasistransistors (Pl) an den Blockierungskreis (Tl, R12) und die Steuerelektrode dieses Doppelbasistransistors (Pl) an die Emitter der komplementären Transistoren und die Basis des weiteren Transistors über einen Widerstand (Rl8) angeschlossen ist und wobei der Kollektor des weiteren Transistors (T7) an die Steuerelektrode des doppeltgerichteten Thyristors (Dl) angeschlossen ist,

7. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator (C3) während der Aufladung den Transistor (Tl) und den zweiten Doppelbasistransistor (T2) nichtleitend hält, wodurch der dcppeltgerichtete Thyristor (Dl) während der Aufladung des Kondensators (C3) die Belastung (L) eingeschaltet halten wird.

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