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:

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 Плавучие космодромы SpaceX 17.06.2020 Компания SpaceX планирует построить несколько плавучих космодромов для запуска сверхтяжелых ракет к Луне и Марсу, а также для гиперзвуковых полетов на Земле. Об этом сообщил основатель компании Илон Маск. Для гиперзвуковых полетов на Земле SpaceX планирует использовать корабль и ракету Starship, которые разрабатываются для миссий на Луну и Марс. Работа над Starship также ведется в Техасе. По предварительным данным, SpaceX собралась построить плавучие платформы для запусков тяжелого многоразового космического корабля Starship. Такие перелеты позволят перемещаться между континентами всего за 30-40 минут. Плавучий космодром есть у российской авиакомпании S7. Она приобрела платформу в 2018 году в США. Во время пандемии коронавируса председатель правления S7 Владислав Филев заявил, что реализация проекта по запуску ракет с плавучей платформы "Морской старт" заморожена.

Другие интересные новости:

▪ Ароматные гнезда

▪ Найден способ услышать рыб внутри аквариума

▪ Дроны будут отгонять стаи птиц от аэропортов

▪ Пьезоэлектрические MEMS-микрофоны для смартфонов

▪ Линии электропередач мешают пчелам

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цифровая техника. Подборка статей

▪ статья Теория организации. Конспект лекций

▪ статья Из какого дерева был построен плот Кон-Тики? Подробный ответ

▪ статья Водитель автоцементовоза. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Как зажечь люминесцентную лампу. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Самодельный КПЕ с воздушным диэлектриком. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026