ИК автомат управления освещением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Чтобы автоматически включать свет в помещении при входе туда человека, необходимо каким-то образом "почувствовать" его присутствие. Один из возможных признаков - естественное излучение человека в ИК диапазоне электромагнитного спектра. Так как человек, находясь в помещении, почти никогда не остается неподвижным, интенсивность ИК облучения датчика непрерывно меняется, что и положено в основу принципа действия предлагаемого автомата. Изготовленный автором прибор более года безотказно работает на кухне в круглосуточном режиме.

Устройства, реагирующие на естественное ИК излучение человека, часто применяют в системах охраны помещений. Внешне они выглядят, как небольшие коробки с выпуклым матовым стеклом, обращенным в сторону возможного появления нарушителя. При ближайшем рассмотрении видно, что "матовое стекло" неоднородно разделено на сегменты с разным углом наклона и кривизной поверхности. Это - линза Френеля, прототип которой предложен в начале XX века для оборудования морских навигационных маяков. Она направляет свет одного источника в несколько узких лучей, ориентированных в пространстве необходимым образом.

Работая "на прием", аналогичная линза придает чувствительной зоне приемника ИК излучения многолучевой характер. В результате интенсивность сфокусированного на поверхности чувствительного элемента теплового излучения движущегося объекта (человека) достигает максимума, когда он находится в одном из лучей, и минимума в промежутке между лучами.

Приемниками ИК излучения в подобных приборах обычно служат пироэлектрические датчики - сравнительно дешевые и достаточно чувствительные изделия, реагирующие лишь на изменение интенсивности облучения. Внешне такой датчик похож на обычный транзистор, в корпусе которого предусмотрено прозрачное для ИК лучей окно. Обычно он содержит несколько чувствительных пироэлектрических элементов, подключенных между затвором встроенного полевого транзистора и внешним выводом. Еще два вывода - исток и сток транзистора. Расположение и назначение выводов датчика RE46, примененного в описываемом ниже автомате, показано на рис. 1 (вид со стороны выводов).

На рис. 2 показана схема автомата управления освещением. Амплитуда полезного сигнала на нагрузочном резисторе R4 в цепи стока датчика В1 достигает 50 мВ. На ОУ DA1.2 собран полосовой усилитель, а на DA1.3 - усилитель-ограничитель, превращающий сигнал датчика в прямоугольные импульсы постоянной амплитуды. Одновибратор с перезапуском на ОУ DA1.4 необходим, чтобы поддерживать свет включенным в паузах между импульсами, в интервалах времени, когда человек в комнате сохраняет неподвижность, и некоторое время после того, как он покинул помещение. Длительность выдержки регулируют подстроечным резистором R19.

(нажмите для увеличения)

В исходном состоянии (при низком уровне напряжения на выходе ОУ DA1.3) напряжение на выходе ОУ DA1.4 низкое, конденсатор С8 разряжен, транзистор VT1 закрыт, обмотка реле К1 обесточена, освещение выключено. При появлении на выходе ОУ DA1.3 импульса высокого уровня такой же уровень установится и на выходе ОУ DA1.4, что приведет к открыванию транзистора VT1 и срабатыванию реле К1, включающего освещение.

По окончании импульса диод VD1 закроется, но благодаря конденсатору С8 состояние ОУ DA1.4 не изменится. Освещение останется включенным, пока идет зарядка этого конденсатора через резисторы R18 и R19. Положительные импульсы на выходе ОУ DA1.3, появляющиеся до окончания зарядки конденсатора С8, разряжают последний, в результате чего отсчет выдержки начинается заново.

Если в течение заданного времени импульсов не было и напряжение на неинвертирующем выходе ОУ DA1.4 опустилось ниже приложенного к его инвертирующему входу, одновибратор возвратится в исходное состояние, выключив освещение, а конденсатор С8 разрядится через выходную цепь ОУ DA1.4 и диод VD2.

На ОУ DA1.1 собрано фотореле, реагирующее на общую освещенность помещения. Ее датчиком служит фоторезистор R2. Оно необходимо, чтобы искусственное освещение включалось автоматически только при недостаточном естественном, а не всякий раз, когда в комнату (даже в дневное время) входит человек.

При большой освещенности сопротивление фоторезистора мало и напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1 1 превышает пороговое, установленное на его неинвертирующем входе с помощью подстроенного резистора R7. Уровень напряжения на выходе ОУ низкий. Поступая через резистор R12 на вход ОУ DA1.3, оно удерживает автомат в состоянии, соответствующем выключенному освещению, независимо от ИК сигналов, принимаемых пироэлектрическим датчиком В1.

С уменьшением освещенности сопротивление фоторезистора растет, напряжение на входе ОУ уменьшается, и как только оно опустится ниже порога, состояние ОУ DA1.1 изменится, снимая блокировку с датчика. Когда подан сигнал включения искусственного освещения, высокий уровень напряжения на нижнем по схеме выводе резистора R8 (он подключен к выходу ОУ DA1.4) приводит к значительному возрастанию порога срабатывания фотореле, фактически выключая его.

Автомат можно питать от любого источника постоянного напряжения 10... 16 В. Потребляемый ток не превышает 10 мА в дежурном режиме, а при срабатывании увеличивается на значение, потребляемое реле К1.

Прибор собран навесным монтажом на стеклотекстолитовой плате, помещенной в корпус от охранного сигнализатора ("датчика движения"). Из этого же сигнализатора взяты пироэлектрический датчик RE46 и линза Френеля СЕ12, формирующая 24-лучевую чувствительную зону, простирающуюся на расстояние 1,5... 5 м отдатчика. Взаимное положение датчика и линзы, имевшееся в исходной конструкции, необходимо сохранить. Вместо линзы Френеля можно установить плоское или выпуклое матовое органическое стекло подходящего размера. Однако дальность обнаружения движущегося человека при этом уменьшится.

При пайке выводов пироэлектрического датчика необходимо избегать его перегрева и соблюдать меры предосторожности, исключающие повреждение прибора зарядами статического электричества. Нередко поврежденный датчик значительно теряет чувствительность, не утрачивая работоспособность полностью.

Реле К1 - автомобильное 3747.06, его можно заменить другим с напряжением срабатывания 8...11 В и контактами, способными коммутировать ток не менее 2 А при напряжении 220 В, например, BV2091-112DM (фирмы Pasi).

Прибор устанавливают таким образом, чтобы входящий в помещение и движущийся в нем человек пересекал максимальное число лучей чувствительной зоны. Обычно оптимальное положение удается найти экспериментально за несколько попыток. Регулировка автомата сводится к установке резистором R19 желаемой задержки выключения света, а резистором R7 порога срабатывания фотореле.

Всем подобным устройствам присущи ложные срабатывания, вероятность которых можно уменьшить, но нельзя исключить полностью. Нередко причиной срабатываний бывают насекомые, ползающие по поверхности линзы, или пауки, плетущие паутину в непосредственной близости от нее. Поэтому место установки прибора нужно содержать в чистоте и периодически опрыскивать инсектицидами.

Нежелательно, чтобы в чувствительной зоне находились мощные источники ИК излучения, например, нагревательные и другие бытовые приборы, выделяющие при работе много тепла. Необходимо защищать чувствительную поверхность датчика от прямых солнечных лучей.

Автор: А.Кашкаров, г.Санкт-Петербург

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Бюджетные китайские электромобили 11.11.2021 Китайские электромобили, цены на которые снижаются последние годы, стали гораздо дешевле европейских аналогов - в некоторых случаях в два раза. Большая часть китайский производителей нацелена на массовый рынок, при этом они адаптируют ранее выпущенные машины с ДВС под электродвигатели. Это позволяет эффективно расширять аудиторию. За последние 10 лет средняя стоимость электромобилей снизилась практически вдвое (на 47%). Однако если взять сегмент полноразмерных автомобилей, то средняя цена с 2011 года опустилась в 2,75 раза. В Китае лидируют по продажам небольшие городские электромобили, которые выбирают 40% покупателей. Их средняя цена составляет 6,7 тыс. евро. Наиболее популярной моделью является Wuling Hongguang Mini EV, недавно Chery выпустила очень похожий автомобиль, который сразу же возглавил рейтинг продаж. За первые 9 месяцев 2021 года рост продаж китайский электромобилей составил 190%. За три квартала в КНР было продано 1,8 миллиона электромобилей, что составило 12,4% от общего количества проданных машин. Своим успехом сегмент электромобилей во многом обязан именно государству. Главный толчок прогрессу министр науки и технологий КНР Вань Ган, который ранее работал инженером Audi. Главной его целью стало вытеснение европейских автомобилей с рынка, а также борьба с загрязнением воздуха. Начиная с 2009 года Китай развивал программы по снижению углекислого газа в атмосфере. Кроме того, Китай выделяет разнообразные субсидии автомобильным компаниям. В итоге производство электромобилей стало стабильным и заметно подешевело.

Другие интересные новости:

▪ LPS33HW - датчик давления с защитой от воды

▪ Кукуруза, не требующая варки

▪ За просмотр пиратского DVD-фильма в Германии можно сесть в тюрьму

▪ Наркотическая зависимость от сахара

▪ Нетонущий мобильник

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инфракрасная техника. Подборка статей

▪ статья Когда умирают, так это надолго. Крылатое выражение

▪ статья Зачем на кораблях британского флота в экипаж записывали мертвые души? Подробный ответ

▪ статья Шандра гребенчатая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Мыльные порошки, изготовление которых требует специальных приспособлений. Простые рецепты и советы

▪ статья Горящий карандаш. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025