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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Микроскопическое алмазное колечко 22.10.2008 Австралийские физики из университета города Мельбурна создали самое маленькое в мире алмазное кольцо. Его диаметр - 5 микрометров, а толщина - 300 нанометров. Это просто кольцевая полоска чистого синтетического алмаза. Кольцо изготовлено не ради рекорда: подобные алмазные детали в квантовых компьютерах близкого будущего позволят управлять отдельными фотонами. Квантовые компьютеры будут работать в тысячи раз быстрее современных.

Другие интересные новости:

▪ Сбой коровьего компаса

▪ Разгадан бесшумный полет сов

▪ Экологически чистая энергия из воздуха

▪ Нелинейная терагерцовая камера

▪ Аккумуляторные аноды из крабовых панцирей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Личный транспорт: наземный, водный, воздушный. Подборка статей

▪ статья Вера горами движет. Крылатое выражение

▪ статья Когда и кто положил начало кардиохирургии? Подробный ответ

▪ статья Акка селлова. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Расчет битовой синхронизации сети CAN. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Универсальное зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026