Энергосберегающее фотореле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Одна из причин перерасхода электроэнергии - бесцельное горение светильников в утреннее и дневное время, когда естественного света достаточно. Причина этого в том, что при медленном нарастании освещенности человек не может своевременно определить момент, когда пришла пора выключить искусственный свет. Особенно часто такая ситуация встречается в учреждениях. Авторы предлагают фотореле, выключающее освещение автоматически и лишенное, по их мнению, многих недостатков предыдущих разработок.

Перерасход электроэнергии трудно оценить количественно. Если предположить, что искусственный свет выключают на 30 мин позже момента наступления достаточной естественной освещенности, а система освещения состоит из 20 ламп ЛБ-40, что примерно соответствует обычному рабочему или учебному помещению, то за год будет перерасходовано около 144 кВт ч электроэнергии. На самом деле свет зачастую не выключают до самого вечера, поэтому такую оценку можно считать оптимистичной, перерасход гораздо больше.

Чтобы предотвратить перерасход, обычно применяют автоматические системы управления освещением. Сложные централизованные системы такого рода часто оказываются недоступными из-за их высокой цены и трудоемкости установки. Те, что включают и выключают освещение в заданное время суток независимо от реальной освещенности, требуют, как правило, систематического обслуживания - корректировки моментов срабатывания. Устройства на базе датчиков присутствия чувствительны к помехам, кроме того, они работают только при условии постоянного перемещения людей по помещению или создания ими достаточно громкого акустического шума. Традиционные фотореле с наступлением сумерек включают освещение повторно, когда в нем в большинстве случаев уже нет необходимости.

Предлагаемое фотореле автоматически выключает электрический свет, когда естественного света стало достаточно, и не включает вечером, даже если выключатель оставлен во включенном состоянии. При всем этом устройство позволяет включить свет вручную, если в этом есть необходимость. Фотореле не требует установки дополнительных органов управления, довольно легко встраивается в существующую электропроводку, может, в принципе, управлять лампами любой мощности. Пороговый уровень освещенности, на которую оно реагирует, регулируют при его установке.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема фотореле показана на рис. 1. Переменное напряжение сети 220 В подают на него через не показанный на схеме имеющийся в электропроводке штатный выключатель освещения. Узел питания выполнен по классической схеме с балластным конденсатором С5. Резистор R5 ограничивает амплитуду импульса тока зарядки конденсатора С5 в момент включения. После выключения сетевого напряжения этот конденсатор разряжается через резистор R7.

На диоде VD6 собран однополупериодный выпрямитель, а диод VD5 пропускает. через себя полупериоды обратной для VD6 полярности. Это предотвращает зарядку конденсатора С5 постоянной составляющей выпрямленного тока. После сглаживания пульсаций конденсатором С7 выпрямленное напряжение поступает на стабилизатор индуктивностью 100...200 мкГн, он должен быть рассчитан на суммарный ток ламп, коммутируемых фотореле.

Так как включение и выключение симистора происходят при нулевых значениях напряжения сети, дроссель в большинстве случаев можно заменить перемычкой. Он нужен только в том случае, если поступают жалобы на создаваемые фотореле помехи. При суммарной мощности ламп более 150 Вт следует установить симистор VS1 на тепло-отвод достаточной площади. Светодиод АЛ307БМ можно заменить любым другим, желательно повышенной яркости.

Рис. 2

Примененный авторами фотодиод не имел маркировки. В этом устройстве может работать практически любой из них, требуется лишь подобрать номинал резистора R1. Следует отметить, что правильная работа фотореле во многом зависит от места и способа установки фотодиода. Какие-либо четкие критерии выбора этого места указать трудно из-за большого разнообразия геометрии помещений, характера их естественного освещения, конфигурации, размещения и мощности искусственных источников света. Поэтому место установки придется подбирать опытным путем по наиболее уверенному срабатыванию фотореле в нужные моменты времени. Чтобы исключить влияние помех, светодиод следует соединять с платой свитыми вместе проводами минимальной длины. Следует учесть, что он гальванически соединен с сетью.

Программа микроконтроллера фотореле написана на языке PIC Basic Pro. Для загрузки программы в микроконтроллер использовалась компьютерная программа IC-Prog. Поскольку информация о необходимой конфигурации микроконтроллера имеется в НЕХ-файле программы (это одно из отличий микроконтроллеров РІС от AVR), программатор устанавливает ее автоматически.

Фотореле, собранное из исправных деталей, как правило, начинает работать сразу после включения. Для того чтобы установить порог освещенности, выше которого электрическое освещение должно быть выключено, необходимо добиться, чтобы освещенность в помещении стала равной этому значению (например, дождаться соответствующего времени суток). Замкнув контакты выключателя SA1, следует установить движок подстроечного резистора R2 в положение, максимально близкое к тому, при переходе через которое включается и выключается светодиод HL1.

Если при эксплуатации устройства потребуется включить освещение, которое выключило фотореле, достаточно кратковременно разомкнуть и тут же замкнуть выключатель, имеющийся в цепи его сетевого питания.

Программу микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/05/1.zip.

Литература

1. Айзенберг Ю. Б. (ред.) Энергосбережение в освещении. - М.: Знак, 1999.
2. Вернер В. Интеллектуальная система управления внутренним освещением. - Светотехника, 1993, № 4, с. 15-19.

Автор: Б. Поезжалов, Ю. Мартынюк

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Акулы ориентируются по магнитному полю Земли 11.05.2021 Новое исследование показывает, что некоторые акулы могут читать поле Земли как карту и использовать его для навигации в открытом море. В 2005 году ученые сообщили, что большая белая акула переплыла из Южной Африки в Австралию и обратно почти по прямой линии - подвиг, который побудил некоторых ученых предположить, что акула полагалась на магнитное чутье. Брайан Келлер, эколог из Университета штата Флорида, и его коллеги решили провести эксперимент. Исследователи обмотали клетку размером со спальню медной проволокой и поместили небольшой бассейн в центре клетки. Пропуская электрический ток по проволоке, они смогли создать настраиваемое магнитное поле в центре бассейна. Затем ученые отобрали 20 молодых особей акулы-молота, вида, который мигрирует на сотни километров, с мелководья у побережья Флориды. Они поместили акул в бассейн по одной и позволили им свободно плавать под воздействием трех различных магнитных полей. Одно поле имитировало естественное поле Земли в том месте, где были собраны акулы, тогда как другие имитировали поля в местах в 600 км к северу и 600 км к югу от их мест обитания. Когда поле было таким же, как и в месте сбора акул, исследователи обнаружили, что животные плавали в случайных направлениях. Но под воздействием южного магнитного поля акулы настойчиво меняли курс, чтобы плыть на север, в стену бассейна, к месту обитания. Ученые обнаружили, что акулы не выбирали никакого направления, когда плавали под воздействием северного поля. Это может быть связано с тем, что акулы-молоты обычно не мигрируют к северу от своего дома, и поэтому им редко приходится снова возвращаться на юг. Результат исследований добавляет акул к списку животных, включая птиц, морских черепах и омаров, которые ориентируются в пространстве используя таинственное магнитное чутье.

Другие интересные новости:

▪ Технология латексной печати на жестких носителях

▪ Детские смарт-часы Garmin Bounce

▪ Полезные продукты для курильщиков

▪ Горы растут в теплом климате

▪ Графен опресняет воду

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Отделять плевелы от пшеницы. Крылатое выражение

▪ статья Что такое уран? Подробный ответ

▪ статья Администратор баз данных. Должностная инструкция

▪ статья Жидкая бронза (бронзовая тинктура). Простые рецепты и советы

▪ статья Регулирование мощности низковольтной нагрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026