Автоматический выключатель освещения

226

Данная схема объединяет в себе функции сумеречного выключателя или автоматического выключателя освещения. Он управляет лампой, освещающей вход лестничной площадки дома. Автомат оснащен двумя датчиками, — инфракрасным датчиком, работающим на отражение луча от препятствия и фотодатчиком, измеряющим интенсивность естественного освещения.

Если в темное время суток в зону контроля ИК-датчика войдет человек или подъедет автомобиль, светильник включается. Светильник будет гореть столько времени, сколько человек или автомобиль находится в зоне контроля, плюс еще несколько минут. То есть, когда вы выходите из зоны контроля (например, пройдя мимо или войдя в дом), свет продолжает гореть еще несколько минут, а затем выключается.

Но все это работает только ночью (в темное время суток). Днем, когда естественная освещенность достаточна автомат не реагирует на людей, машины и другие объекты, появляющиеся в его зоне контроля.

Схема обладает несколькими существенными достоинствами:

1. Обеспечена полная гальваническая развязка между блоком управления и электросетью.

2. ИК-датчик работает на модулированном ИК-излучении, поэтому, он не реагирует на ИК-составляющие дневного света, света автомобильных фар, излучение других приборов.

3. Фотодатчик освещенности автоматически блокируется, когда включен светильник, которым управляет этот автомат. Это позволяет легче выбрать место и способ размещения фотодатчика (нет необходимости фотодатчик как-то прятать от света лампы светильника).

фотодатчик,выключатель освещения

ИК-датчик отражения состоит из генератора модулированного излучения и фотоприемника. Мультивибратор на элементах D1.1-D1.2 генерирует импульсы с частотой настройки фотоприемника FU1 (в данном случае, 36 кГц). Эти импульсы поступают на ИК-светодиод через транзисторный ключ на VT1 и VT2, который их усиливает по мощности.

Модулированное излучение ИК-светодиода направлено в сторону зоны контроля. Туда же направлен и фотоприемник FU1. Между HL1 и FU1 установлена непрозрачная перегородка, чтобы не допустить прямого попадания ИК света от HL1 на FU1.

Если в зоне контроля есть какой-то объект достаточно больших размеров, ИК-лучи от него отражаются и попадают на FU1. В этом случае, на выходе FU1 — логический ноль. Если же отражения нет, либо отраженный луч слишком слаб, — единица.

Максимальная дальность чувствительности ИК-датчика определяется яркостью светодиода и чувствительностью фотоприемника. Практически можно регулировать только яркость светодиода изменяя максимальный ток через него. Поэтому при налаживании чувствительность датчика устанавливают подбором сопротивления R1.

Фотодатчик освещенности выполнен на фотодиоде VD4. Он включен в обратном направлении и работает как фоторезистор (с увеличением освещенности его сопротивление уменьшается). VD4 и R11 образуют делитель напряжения. Светочувствительность датчика регулируют резистором R11, так чтобы днем напряжение на нем было выше порога переключения логического элемента, а ночью — ниже. Поэтому ночью на выводы 6 D1.2 и 9 D1.3 подано напряжение, соответствующее логическому нулю, и ИК-датчик работает. Конденсатор С4 тормозит реакцию фотодатчика на быстрое изменение освещенности.

Пока отражения ИК-луча нет, на выходе элемента D1.3 присутствует логический ноль. Конденсатор С3 разряжен. На выходе D1.4 -единица, и транзисторный ключ VT3-VT4 закрыт. Реле К1 выключено и питание на светильник Н1 не поступает.

При отражении ИК-луча на выходе D1.3 появляется единица. Конденсатор С3 относительно быстро заряжается через прямое сопротивление VD1 и через R8. На выходе D1.4 устанавливается логический ноль. Ключ VT3-VT4 открывается и реле К1 включает светильник.

После того как объект выходит из зоны контроля на выходе D1.3 устанавливается ноль. Но диод VD1 закрывается, поэтому конденсатор С3 разряжается медленно, через большое сопротивление R7. На его разрядку до порога логического нуля уходит несколько минут. Пока на С3 напряжение еще находится в зоне логической единицы, ключ VT3-VT4 открыт и светильник горит. Затем, он выключается.

Днем яркость естественного света высока, поэтому сопротивление VD4 в несколько раз ниже чем ночью. Напряжение на R11 на уровне логической единицы. Поэтому, мультивибратор D1.1-D1.2 заблокирован, а элемент D1.3 закрыт, — ИК-датчик выключен. Чтобы свет от светильника не влиял на VD4 в схеме есть цепь R10-VD3.

Когда на выходе D1.4 появляется логический ноль и светильник включается, эта цепь включается параллельно R11 и снижает чувствительность VD4 так, что он не реагирует, даже если находится в непосредственной близости от лампы светильника. Благодаря конденсатору С4 чувствительность фотодатчика восстанавливается не сразу после выключения светильника, а через несколько секунд. Это не дает схеме перейти в автоколебательный режим.

Трансформатором питания (Т1) служит кадровый трансформатор TBK-100J1 от старого лампового черно-белого телевизора. Вместо него можно применить любой маломощный силовой трансформатор с переменным напряжением на вторичной обмотке 7-12V. Микросхема, фотоприемник и фотодиод питаются стабилизированным напряжением 5V от стабилизатора А1.

Детали. Инфракрасный светодиод HL1 -любой ИК-светодиод для пультов дистанционного управления бытовой аппаратурой. Интегральный фотоприемник TSOP1736 можно заменить любым аналогичным фотоприемником от систем ДУ телевизоров, например, SFH506-36. Если фотоприемник будет рассчитан на другую модулирующую частоту (не 36 кГц), нужно будет перестроить мультивибратор D1.1-D1.2 на частоту фотоприемника.

Фотодиод ФД611 — от систем ДУ старых отечественных телевизоров. Его можно заменить практически любым другим фотодиодом или фоторезистором, фототранзистором, чувствительным к солнечному свету. При этом может потребоваться резистор R11 с другим номинальным сопротивлением.

Реле К1 — автомобильное реле. К остальным деталям особых требований нет, важно только чтобы конденсаторы С3 и С4 были с малым током утечки.

Конструктивно автомат выполнен в двух корпусах. В одном — трансформатор, мост, реле, в другом (низковольтном блоке) — остальная часть схемы. Соединяются блоки между собой трехпроводным кабелем (питание, общий, реле). Блок с трансформатором и реле устанавливается в безопасном, с точки зрения электробезопасности, месте. Низковольтный блок установлен в прорези в деревянном заборе возле входной калитки и ворот для въезда машины. Светильник расположен на столбе.

Монтаж низковольтного блока сделан на макетной печатной плате. Корпус пластмассовый черный с двумя окнами, закрытыми кусочками прозрачной пластмассы. ИК-датчик направлен вперед (между HL1 и FU1 на плате установлена жестяная перегородка), фотодиод VD4 смотрит вверх.

0
Нравится схема? Поделитесь с другом.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

20 − 1 =