Устройство управления уличным освещением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Известно немало конструкций автоматов, включающих уличное освещение в ночное время и выключающих его с рассветом. Однако они, как правило, плохо защищены от ложных срабатываний при колебаниях освещенности вблизи пороговой при переходах от "дня" к "ночи" и обратно. В предлагаемом устройстве эта проблема успешно решена. Автомат собран на нескольких стандартных КМОП микросхемах средней степени интеграции.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема предлагаемого устройства представлена на рис. 1. При включении питания на входе 9 элемента DD1 3 с помощью конденсатора С5 формируется короткий импульс высокого логического уровня, устанавливающий RS-триггер из элементов DD1.3 и DD1.4 в состояние с высоким уровнем напряжения на выходе элемента DD1.4. Поступая через резистор R12 на базу транзистора VT5, это напряжение открывает транзистор. В результате включается светодиод HL3, а блокинг-генератор на транзисторе VT4 и импульсном трансформаторе Т2 начинает работать. Генерируемые им импульсы открывают симистор VS1, который включает лампу EL1.

В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока на другой вход RS-триггера (вывод 13 элемента DD1.4) не поступит импульс, который переведет триггер в противоположное состояние, выключит этим светодиод HL3 и прекратит работу блокинг-генератора. В отсутствие импульсов на управляющем электроде симистор VS1 перестанет открываться, лампа EL1 погаснет

Если внешняя освещенность достаточно велика ("день"), сопротивление ее датчика, фотодиода VD1, сравнительно низкое и логический уровень на входах элемента DD1.1 высокий. На выходе этого элемента и на входе R счетчика DD4 уровень низкий, чем работа этого счетчика разрешена. Светодиод HL1 "Ночь" погашен. На выходе элемента DD1.2 - высокий уровень, поэтому включен светодиод HL2 "День", а работа счетчика DD3 запрещена.

На входы CN обоих счетчиков поступают импульсы с периодом 60 с (1 мин), формируемые "часовой" микросхемой DD2. Поэтому тот счетчик, работа которого разрешена (в данном случае DD4), каждую минуту изменяет свое состояние, устанавливая высокий логический уровень на очередном выходе и низкий на всех остальных. Спустя 4 мин после включения прибора высокий уровень будет установлен на выводе 10 счетчика DD4 и на соединенном с ним входе 13 элемента DD1.4, что приведет к выключению лампы EL1.

В дальнейшем (в дневное время) импульсы на выходе счетчика DD4 повторяются каждые 10 мин. Поэтому, если включить лампу нажатием на кнопку SB1, что приведет RS-триггер в соответствующее состояние, она будет автоматически погашена не позже чем через 10 мин.

С наступлением темноты сопротивление светодиода VD1 значительно увеличится. Уровни на входах и выходах элементов DD1.1, DD1.2 сменятся противоположными. В результате светодиод HL2 будет выключен, a HL1 включен. Одновременно работа счетчика DD4 будет запрещена, а счетчика DD3 - разрешена. Если такое состояние сохранится неизменным в течение 4 мин, будет сформирован импульс высокого уровня на выводе 10 счетчика DD3, который поступит через диод VD3 на вход 9 элемента DD1.3. Это изменит состояние RS-триггера, и лампа EL1 будет включена.

Автоматическое выключение лампы произойдет, когда освещенность светодиода VD1 вновь возрастет и останется такой не менее 4 мин. Практика показывает, что такой задержки включения и выключения лампы вполне достаточно для предотвращения ложных срабатываний автомата при значительных, но сравнительно кратковременных изменениях освещенности под воздействием перемещения облаков, вспышек молнии, освещения датчика автомобильными фарами. Продолжительность задержки (как включения, так и выключения) можно изменять в пределах 1-9 мин, соединяя входы RS-триггера с другими выходами счетчиков DD3 и DD4. Если это приходится делать часто, можно предусмотреть в автомате переключатели.

Узел питания автомата построен по классической трансформаторной схеме со стабилизатором напряжения на стабилитроне VD4 и транзисторе VT3. От применения стабилизатора можно отказаться, если напряжение в питающей сети не подвержено значительным колебаниям.

Рис. 2

Все элементы автомата размещены на печатной плате, показанной на рис. 2 из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Ее размеры выбраны исходя из размещения в пластмассовой распределительной коробке для электропроводки, приобретенной в хозяйственном магазине.

Светодиоды HL1-HL3 впаяны непосредственно в плату, но при желании могут быть вынесены на панель корпуса. Кнопка SB1 с нормально разомкнутыми контактами размещена на этой панели. Внешний вид платы с размещенными на ней элементами схемы показан на рис. 3. Фотодиод VD1 вынесен за пределы платы и установлен на внешней панели устройства.

Рис. 3

Транзисторы КТ315Г можно заменить другими кремниевыми маломощными структуры n-p-n.

Микросхемы серии К176 (за исключением К176ИЕ18) можно заменить аналогичными серии К561 или импортных КМОП-серий: К176ЛЕ5 - CD4001, К176ИЕ8 - CD4017. Микросхему К176ИЕ18 можно заменить на К176ИЕ12. В этом случае перемычку, соединяющую вывод 14 микросхемы DD2 с общим проводом, не устанавливают. Так как точного отсчета времени в этом приборе не требуется, вместо подстроечного конденсатора С2 можно установить постоянный керамический емкостью 10...20 пФ.

При коммутации ламп общей мощностью до 200 Вт симистор ТС112-10-7 (его можно заменить симистором КУ208Г) устанавливают на закрепленном на плате алюминиевом теплоотводе площадью 15...20 см2. Этого достаточно при мощности лампы EL1 или группы соединенных параллельно ламп накаливания не более 200 Вт. Для управления лампами большей суммарной мощности (максимум 2000 Вт) площадь теплоотвода придется соответственно увеличить, поместив его не на печатной плате прибора, а в другом месте.

Рис. 4

При незначительном изменении схемы управления, показанном на рис. 4, в автомате может быть использован не симистор, а обычный несимметричный тринистор КУ202М или КУ202Н Магнитопровод импульсного трансформатора Т2 - кольцевой феррито-вый типоразмера К10x6x5. Автор использовал "кольцо" от неисправного электронного балласта для энергосберегающих осветительных ламп. Обмотки I, II и III трансформатора имеют соответственно 50, 25 и 30 витков, намотанных внавап проводом ПЭВ-2 диаметром 0,15 мм. Для обеспечения надежного открывания симистора потребуется, возможно, подборка числа витков обмотки III.

Трансформатор питания Т1 можно использовать любой, подходящий по размерам и имеющий вторичную обмотку напряжением 10... 12 В при токе нагрузки не менее 50 мА. Автор применил малогабаритный трансформатор с двумя вторичными обмотками по 12 В, рассчитанными на ток 200 мА (одна из них не используется).

Автомат не имеет отдельного выключателя и подключается непосредственно к сети 220 В в распределительной коробке или шнуром с вилкой к обычной сетевой розетке. Налаживать прибор не требуется, при отсутствии ошибок в монтаже он начинает работать сразу после включения в сеть.

Устройство устанавливают так, чтобы светодиод VD1 хорошо освещался естественным светом. Однако на него не должен попадать свет лампы EL1. В противном случае в темное время суток лампа EL1 станет включаться и выключаться с периодом 8 мин. Этим можно воспользоваться для проверки работоспособности автомата.

Для установки вне помещения корпус автомата должен быть тщательно герметизирован во избежание попадания внутрь росы, дождя, снега, пыли и грязи. При установке основного блока внутри помещения датчик освещенности (светодиод VD1) может быть вынесен из него на расстояние до нескольких метров и соединен с печатной платой экранированным проводом. Оплетку этого провода соединяют с плюсом напряжения питания микросхем.

Один из вариантов описанного устройства был вмонтирован внутрь прожектора, закрепленного над подъездом пятиэтажного дома, и уже более года успешно работает.

Автор: А. Забаров

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 Samsung M2 и C2 Portable 24.05.2011 Samsung пополнила ассортимент внешних накопителей тремя моделями: на базе 2,5-дюймового HDD - M2 Portable и C2 Portable и МЗ Station с винчестером 3,5". Главная особенность продуктов - поддержка высокоскоростного интерфейса USB 3.0. Устройства C2 и M2 могут оснащаться жестким диском емкостью до 1 ТБ и отличаются лишь внешне. Поставляются с фирменным ПО Samsung Drive Manage.

Другие интересные новости:

▪ Автозаправка на дому

▪ Томаты должны созревать на кусте

▪ Применение кукол в медицине

▪ Получение водорода и кислорода из воды

▪ Однокорпусный цифровой датчик ультрафиолетового излучения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Гражданин вселенной. Крылатое выражение

▪ статья Что такое сасими? Подробный ответ

▪ статья Оператор по обслуживанию фреоновых холодильных установок. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Сверхъяркий светодиод в фонарике. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой автогенераторный ИИП мощностью 1,5 кВт для УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025