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:

Оптимальное время для отхода ко сну 11.09.2024

Режим сна давно признан важным фактором, влияющим на здоровье человека, но недавно ученые обнаружили, что время отхода ко сну может играть еще более значимую роль в поддержании здоровья сердечно-сосудистой системы. Согласно исследованию британских ученых, засыпание в промежутке с 22 до 23 часов может снизить риск развития сердечных заболеваний и, следовательно, продлить жизнь. В исследовании приняли участие более 88 000 человек, средний возраст которых составил 61 год, причем большинство участников были женщины. В ходе исследования использовались данные, собранные с помощью акселерометров - устройств, фиксирующих движения, которые позволяют точно отслеживать время отхода ко сну и пробуждения. Целью было выявить, как время сна связано с риском сердечно-сосудистых заболеваний. Анализ данных показал, что засыпание между 22 и 23 часами связано с более низким риском развития сердечных заболеваний, таких как инфаркт, инсульт и хроническая ишемическая болезнь сердца. В сравнении с теми, ...>>

Роботы-грибы управляются светом 11.09.2024

Одна из самых удивительных разработок в области использования природных материалов в робототехнике появилась благодаря усилиям группы исследователей из Корнельского университета. Они создали роботов, управляемых с помощью грибных мицелиальных нитей. Эти живые структуры могут не только реагировать на свет, но и передавать электрические сигналы, что открывает путь к созданию гибридных роботов с уникальными возможностями. Мицелий представляет собой подземную сеть грибов, обладающую способностью улавливать свет, реагировать на химические раздражители и передавать электрические импульсы. Эти свойства делают его идеальным кандидатом для создания сенсорных систем в роботах, которые могут работать в условиях, недоступных для обычных технологий. По словам исследователей, такие роботы могут в будущем помочь обнаруживать невидимые для человека изменения в окружающей среде, например, в сельском хозяйстве. Команда ученых разработала два экспериментальных робота. Первый из них - мягкий робот в ...>>

Употребление яиц помогает стать умнее 10.09.2024

В последние годы ученые все чаще обращают внимание на влияние питания на работу мозга. Одним из самых перспективных продуктов в этом отношении стали обычные куриные яйца. Их уникальный состав способен поддерживать когнитивные функции и даже стимулировать развитие мозга. Недавние исследования показали, что яйца могут помочь улучшить память, концентрацию и креативность благодаря содержащимся в них полезным веществам, таким как белок NWT-03, холин, лютеин и зеаксантин. Ключевым компонентом, благодаря которому яйца оказывают положительное влияние на мозг, является белок NWT-03. Этот белок стимулирует активность мозга, улучшая когнитивные функции. Ученые обнаружили, что регулярное употребление яиц способствует улучшению памяти и внимания. Белок NWT-03 помогает мозгу быстрее обрабатывать информацию и формировать новые нейронные связи, что способствует гибкости и эффективности его работы. Яйца содержат и другие важные вещества, помогающие поддерживать здоровье мозга на протяжении всей ж ...>>

Случайная новость из Архива Бескаркасные солнечные панели на липкой основе 29.05.2021 В будущем солнечные панели могут стать повсеместным элементом внешней отделки зданий и сооружений. Но только не в нынешнем виде, который подразумевает сложные монтажные работы на достаточно прочном каркасе. Прорывом обещают стать бескаркасные солнечные панели, предложенные сингапурской компанией Maxeon Solar Technologies. Панели Maxeon Air легкие, гибкие и несут клеевую основу, что упрощает монтаж на любой поверхности. Впервые за примерно 50 лет выпуска солнечных панелей можно будет отказаться от сложных работ и дорогостоящих сопутствующих расходов при развертывании солнечных ферм. Сегодня солнечные панели представляют собой довольно тяжелые и большие плиты, которые необходимо устанавливать на специальном каркасе. Ферму из таких панелей выдержит не каждая крыша, в которую при проектировании зданий не были внесены коррективы на сопротивление избыточной нагрузке. С панелями Maxeon Air все будет намного проще и это не все новшества, которые они могут предложить. Основа панелей Maxeon Air допускает приклеивание и отклеивание панелей при монтаже. Они гибкие и до определенного предела без образования трещин могут повторять изгиб крыши или другой поверхности, на которую будут монтироваться. КПД панелей довольно высок и достигает 20,9 %. Вырабатывать электричество они могут даже в затененном состоянии, при котором большинство современных панелей просто отключились бы. Весят панели Maxeon Air в два раза меньше, чем обычные - 6 кг/м2. Предполагается, что такие панели будут массово устанавливаться на крыши коммерческих зданий, в которые не был заложен достаточный запас прочности. В Европе, например, с таких крыш наберется 4 ГВт, и с Европы начнется проверка возможностей панелей Maxeon Air. В компании рассчитывают, что ряд пилотных ферм будет развернуто до конца текущего года, а в следующем году панели Maxeon Air поступят в свободную продажу.

Другие интересные новости:

▪ Новая серия wet-танталовых конденсаторов максимальной емкости

▪ Микропластик в крови человека

▪ Апельсиновые корки для переработки литиевых аккумуляторов

▪ Подземные ходы старой Европы

▪ Лучшие друзья детей - домашние животные

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Интересные факты. Подборка статей

▪ статья Поликлиническая педиатрия. Конспект лекций

▪ статья Как возникли дуэли? Подробный ответ

▪ статья Лисельный узел. Советы туристу

▪ статья Тональный генератор для ЭМИ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электропривод намоточного устройства для кромок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024