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:

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 Получена новая форма аморфного льда 07.02.2023 Команда британских химиков смолола в шаровой мельнице обычный лед при температуре 77 кельвинов и получила новую форму аморфного льда. Так называют лед, что в отличие от кристаллического льда Ih не имеет упорядоченной молекулярной структуры. Открытая форма оказалась стабильной при атмосферном давлении до отметки в 1,1 гигапаскаля. Ученые дали ей название аморфный лед средней густоты. На фазовой диаграмме воды обнаруживается около 20 кристаллических ее форм, а также две аморфные фазы, характеризующиеся отсутствием порядка в расположении молекул. Последние разделяют на два вида: аморфный лед высокой и низкой густоты. При атмосферном давлении и температуре в 77 кельвинов первая обладает плотностью в 1,13 г на кубический сантиметр, а вторая - 0,94 г на кубический сантиметр. При этом они известны еще с прошлого века, а никаких аморфных форм льда за это время в промежутке плотности между ними найти не удалось. Однако любопытство ученых не ослабевает, ведь именно аморфный лед, как считается, является самым распространенным во Вселенной. И в своей работе химики из Университетского колледжа Лондона смогли обрести неизвестную ранее форму аморфного льда. В своих экспериментах ученые использовали популярный для исследования аморфных форм материалов метод с использованием шаровой мельницы. С его помощью аморфизация происходит через взаимодействие с шарами, влияющими на кристаллы силами сжатия и сдвига, внося дефекты. Для льда раньше этот метод не использовали, поэтому в своей работе химики стали первыми, кто решил смолоть обычный лед Ih в такой мельнице. Для этого его охладили до температуры жидкого гелия - 77 кельвинов - добавили в лед шарики из нержавеющей стали, а затем тряхнули их вместе. За 80 циклов такого измельчения ученые получили образец, анализ которого указал, что им удалось обрести новую аморфную форму льда. Общий вид полученного во мельнице льда представляет собой крупные куски плотно утрамбованного порошка, плотность которого ученые оценили в 1,06 г на кубический сантиметр. Это значение находится как раз в промежутке между уже известным аморфным льдом низкой и высокой плотности, поэтому ученые дали новой форме название аморфный лед средней густоты. Сравнения дифракционных характеристик всех трех форм указывают, что открытый химиками лед имеет уникальную структуру. При повышении давления (и при постоянной температуре в 77 кельвинов), после отметки в 1,1 гигапаскаля, лед начинает переходить в аморфный лед высокой густоты. Перемалывание таким же способом других фаз льда (II, IX и V) новых форм ученым не принесло, что может говорить о том, что именно "обычный" лед l особенно подвергается аморфизации.

Другие интересные новости:

▪ Изобретена несокрушимая литий-серная батарея

▪ Два семейства недорогих высокоскоростных контроллеров USB 18.03.2005

▪ Первая ракета на паровом двигателе

▪ Микроэлектроды помогают узнать загаданное человеком слово

▪ Решения компании MAXIM для передачи данных по электросети

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Братья по разуму. Крылатое выражение

▪ статья Как некоторые растения помогают найти себя летучим мышам? Подробный ответ

▪ статья Клен платановидный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Приготовление восковых политур для полировки деревянных изделий. Простые рецепты и советы

▪ статья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Конденсаторы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026