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:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Расплавлен электронный кристалл 26.12.2016 Группа физиков из MIT и Принстона экспериментально подтвердила способность электронов образовывать вигнеровский кристалл - выстраиваться в упорядоченные в пространстве структуры внутри полупроводника, и впервые наблюдала плавление кристалла при увеличении плотности электронов. Кристалл в физике - это такая система, собственная энергия которой намного выше, чем кинетическая. Существование таких систем, состоящих не из атомов или молекул, а из электронов, предсказал в 1934 году физик Юджин Вигнер. В 1974 году его удалось получить в эксперименте с жидким гелием, однако природа эксперимента не позволила наблюдать "плавление" кристалла - переход электронов в менее упорядоченное состояние. Для того, чтобы создать кристалл, ученые воспользовались эффектом туннельного перехода, при котором частицы преодолевают барьер, если их энергия меньше высоты барьера. Пропуская электроны через полупроводник, ученые создали двумерную структуру, состоящую из электронов заданных энергий. Приборы, измеряющие энергию электронов, показали пик, который после длительного изучения признали признаком того, что электроны сформировали кристалл и "вибрируют в унисон". "Вибрация" здесь, конечно, просто фигура речи, которая позволяет представить синхронизацию энергий частиц. Затем ученые увеличили плотность кристалла, и пик постепенно сошел на нет. Так физики доказали, что кристалл "растаял", перейдя в состояние "электронной жидкости". При нормальных условиях электроны отталкиваются друг от друга. Вигнер предположил, что при близких к абсолютному нолю температурах те же кулоновские силы, что обычно отталкивают частицы с одинаковым зарядом, сформируют некоторое подобие решетки, и электроны, которые окажутся в узлах этой решетки превратятся в кристалл. Такой кристалл не будет пропускать электрический ток в веществе, которое обычно выступает как проводник.

Другие интересные новости:

▪ Рыба из 3D-печати

▪ Позитивное мышление укрепляет иммунитет

▪ Электромотоцикл Lightning Motorcycles Tachyon Nb

▪ Умная скакалка Hyrope

▪ Мозг людей работает по-разному

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Иоганн Гауг. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как все студенты одного потока смогли получить высший балл на экзамене, не сдавая его? Подробный ответ

▪ статья Аппаратчик обработки зерна. Должностная инструкция

▪ статья Факсимильный аппарат - принтер и сканер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Трость, завернутая в газету. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026