Автомат включения освещения

Схема автомата включения освещения

Источник: http://el-shema.ru/publ/ehlektrika/skhema_avtomata_vkljuchenija_osveshhenija/10-1-0-171

Рефераты, дипломные, курсовые работы – бесплатно: Библиофонд!

ФГБОУ ВПО

«Уральский государственный горный университет»

Кафедра автоматики и компьютерных технологий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине:

«Электротехника и электроника»

на тему:

«Автомат включения освещения»

Руководитель: Вотинцев А.А.

Студент:

Айдимирова С.Ю.

Группа:

4-1

Оглавление

Введение

1. Технические характеристики устройства

2. Описание принципиальной электрической схемы

3. Описание работы элементов

3.1 Симистор КУ208Г

.2 Микросхема К561ЛА7

. Применение устройства

Список литературы

Введение

Разнообразные автоматические устройства плотно вошли во все сферы жизни современного человека. Нереально найти такую область знаний, в которой в том или ином виде не применяются автоматизированные устройства, которые могут работать самостоятельно, без вмешательства человека.

Схемотехника этих устройств постоянно изменяется, подстраивается под новые, более сложные, требования. Производители выпускают новые, более совершенные, элементы которые позволяют построить все более миниатюрные, более универсальные и более мощные устройства, которые еще несколько лет назад считались недоступными.

В курсовой работе необходимо провести описание принципиальной схемы автомата включения освещения, проанализировать элементную базу и подробно рассмотреть применяемые в устройстве полупроводниковые элементы, привести справочные данные и область применения этих элементов.

1. Технические характеристики устройства

Основные технические характеристики устройства приведены в табл. 1.

Таблица 1

Основные технические характеристики

№ п.

п.НазваниеЗначение1Время горения электролампы1 – 3 минуты2Напряжение питания ~220В3Потребляемый ток, мин2 мкА4Выходная мощность

Данный автомат включения освещения является стационарным электронным устройством, вмонтированным вместо обычного выключателя освещения, предназначен для использования в быту для включения на 1-5 минут освещения лестничной клетки, прихожей, гаража. Конструктивно автомат включения состоит из печатной платы на которой расположены все элементы схемы, кроме кнопки включения.

Печатная плата находится в корпусе из ударопрочного пластика к которому и крепится с помощью винтов, в корпусе расположена кнопка включения освещения. Сначала автомат пребывает в выключенном состоянии, напряжение на электролампу Н1 не подается. После нажатия на кнопку S1, конденсатор С1 разрядится и запустится генератор на элементах D1.1, D1.

2, он будет подавать управляющие импульсы на симистор VS1, лампа Н1 будет гореть на протяжении времени, необходимого для заряда конденсатора С1 через резистор R1. Следовательно время горения лампы Н1 мы можем подобрать величиной резистора R1. Чем больше R1, тем дольше будет гореть лампа Н1.

Обычно достаточно 1-3 минуты, после чего лампа автоматически отключится и будет отключенной до повторного нажатия кнопки S1.

2. Описание принципиальной электрической схемы

Электрическая принципиальная схема автомата включения освещения изображена на рис. 1.

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная.

Устройство выполнено на одной микросхеме К561ЛА7. Исполнительным устройством служит симистор КУ208Г.

Питание микросхемы осуществляется от сети переменного тока ~220В по бестрансформаторной схеме. Стабилизированное напряжение питания микросхемы ±12В формируется на стабилитроне VD2. На элементах D1.1 и D1.

2 собран мультивибратор, формирующий прямоугольные импульсы частотой около 3,5 кГц. Логические элементы D1.3, D1.

4 выполняют функцию буферного выходного каскада мультивибратора и включены параллельно для увеличения нагрузочной способности.

В исходном состоянии, когда кнопка S1 не нажата, конденсатор C1 заряжен почти до напряжения питания ±12В. На выходе 2 элемента D1.1 напряжение близко к нулю (логический «0» через R1) и запуск мультивибратора не происходит.

При нажатии на кнопку S1, конденсатор С1 оказывается замкнутым накоротко и происходит его быстрый разряд. Замыкание кнопки осуществляет подачу логической единицы (логическая «1») на вход 2 D1.1 – мультивибратор запускается. Импульсы с выхода мультивибратора, через D1.3, D1.

4 и конденсатор С4 подаются на управляющий электрод симистора VS1. Симистор открывается и включает освещение (лампочку Н1).

После отпускания кнопки, конденсатор С1 начинает заряжаться, а время его заряда зависит от сопротивления R1. При достижении напряжения на конденсаторе С1, равного половине напряжения питания (порог для микросхем КМОП) на выходе 2 элемента D1.

1, устанавливается логический ноль, запрещающий работу мультивибратора. Импульсы с выхода мультивибратора не поступают на управляющий вывод симистора, который закрывается, выключая лампу освещения Н1.

Время заряда конденсатора С1, после отпускания кнопки S1, определяет время задержки на отключение освещения (лампы Н1) и может подбираться резистором R1.

3. Описание работы элементов

Таблица 2

Перечень элементов

№ п.

пПозиционное обозначениеНаименование1S1 Модульный переключатель типа П2К (кнопочный)2С1 Конденсатор электролитический – К50-6-100 мкФ-25В3С2Конденсатор электролитический – К50-6-1000 мкФ-25В4С3Конденсатор керамический монолитный низковольтный – К10-23-0,01мкФ5С4Конденсатор полиэтилентерефталатный фольговый. – К73-16-0,22мкФх63В6С5Конденсатор полиэтилентерефталатный фольговый. – К73-16-1,0мкФх400В7R1Резистор МЛТ-0.125-360кОм

5%8R2Резистор МЛТ-0.125-100кОм5%9VD1Выпрямительный полупроводниковый диод КД20910VD2Стабилитрон Д814Д11VS1Симистор КУ208Г12D1Микросхема К561ЛА713H1Лампа накаливания бытовая 230В от 25 до 500 Вт

.1 Симистор КУ208Г

Симисторы КУ208Г, КУ208В, КУ208Б, КУ208А – триодные, планарные, структуры p-n-p-n, кремниевые, незапираемые, симметричные. (Также называемые тиристорами. Симистор – симметричный тиристор.

) Основное назначение – симметричные переключающие элементы средней мощности для устройств автоматической коммутации и регулирования цепей силовой автоматики на переменном токе. Имеют металлостеклянный корпус и жёсткие выводы. Тип симистора нанесён на его корпусе.

Весит (вместе с комплектующими) не более 18 г. Без комплектующих – 12 г.

Рис. 2 – Габаритные размеры симистора КУ208Г.

Электрические параметры КУ208, 2У208

Напряжение в открытом состоянии при Iос = 5 А, Т = +25 и -60°C, не более2 В

Отпирающее напряжение управления (импульсное), не более

При Т = +25°C для КУ208А, КУ208Б, КУ208В, КУ208Г5 В

При Т = -60°C для 2У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г7 В

Отпирающий ток управления (импульсный) при Iзс = 10 В, не более

При Т = +25°C

У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г150 мА

КУ208А, КУ208Б, КУ208В, КУ208Г160 мА

При Т = -60°C для 2У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г 250 мА

Постоянный ток в закрытом состоянии (зс) при Uзс = Uзс. макс,

Т = -60°C и Тмакс, не более 5 мА

Время включения при Uзс = Uзс макс и Iос = 5 А, не более 5мкс

Время выключения при Uзс = Uзс макс и Iос = 5 А, не более 5мкс

Ток удержания про Uзс = 10 В, не более150 мА

Предельные характеристики симисторов КУ208, 2У208

Постоянное напряжение в закрытом состоянии:

КУ208А, 2У208А100 В

КУ208Б, 2У208Б200 В

КУ208Г, 2У208Г400 В

Импульсное напряжение управления при Iи ≤ 50 мкс:10 В

Скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии:

КУ208А, КУ208Б, КУ208В, КУ208Г10 В/мкс

У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г15 В/мкс

Постоянный ток или действующее значение

синусоидального тока в открытом состоянии:

при Тк = -60…+70°C5 А

При Тк = +110°C для 2У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г – 0,5 A

Ток в открытом состоянии (импульсный):

при Тк = -60…+70°C:

КУ208А, КУ208Б, КУ208В, КУ208Г10 А

У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г15 А

при Тк = +110°C для 2У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г1,5 А

Перегрузочный ток в открытом состоянии (импульсный)

в течение одного полупериода синусоидального сигнала

на частоте f = 50 Гц:

при Тк = -60…+70°C30 А

при Тк = +110°C для 2У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г3 А

Импульсный ток управления (прямой) при tи ≤50 мкс.1 А

Рассеиваемая мощность (средняя):

при Тк = -60…+70°C10 Вт

при Тк = +110°C для 2У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г1 Вт

Рассеиваемая мощность управления (импульсная)

при tи ≤50 мкс, fу ≤ 400 Гц и Тк = -60…+70°C5 Вт

Рабочая частота400 Гц

Рабочая температура:

КУ208А, КУ208Б, КУ208В, КУ208Г−60…+85°C

У208А, 2У208Б, 2У208В, 2У208Г−60…+110°C

Нормальная работа симистора обеспечивается

при следующих полярностях анодного и управляющего напряжений:

Напряжение анода Напряжение упр. электрода

++

+−

−−

Допустимое значение статического потенциала2000 В.

Рис.3 – Зависимости допустимого тока в открытом состоянии от температуры корпуса

Рис.4 – Зависимости отпирающего и неотпирающего постоянных токов управления от температуры.

Рис.5 – Зависимости отпирающего и неотпирающего постоянных напряжений управления от температуры.

Рис.6 – Зависимость отпирающего импульсного тока управления от длительности импульса.

Рис.7 – Зависимости допустимого напряжения в закрытом состоянии от температуры.

Рис.8 – Зависимости напряжения в открытом состоянии от температуры.

Рис.9 – Зависимости включения и выключения от импульсного тока.

Рис.10 – Зависимости включения и выключения от температуры.

3.2 Микросхема К561KА7

Микросхема К561ЛА7 выпускается в пластмассовом корпусе с двухрядным расположением 14 штыревых выводов. К561ЛА7 выполняет логическую функцию И-НЕ, изготавливается на основе КМОП структуры. В составе К561ЛА7 четыре 2-входовых логических элемента И-HЕ.

Логика работы элемента 2И-НЕ проста, – если на обоих входах логические единицы, то на выходе будет ноль, а если это не так (то есть, на одном из входов или на обоих входах есть ноль), то на выходе будет единица.

Микросхема К561ЛА7 логики КМОП, это значит, что ее элементы сделаны на полевых транзисторах, поэтому входное сопротивление К561ЛА7 очень высокое, потребление энергии от источника питания очень малое (это касается и всех других микросхем серий К561, К176, К1561 или CD40).

Рис.11 – Маркировка К561ЛА7.

освещение автомат полупроводниковый симистор

Рис.12 – Распиновка, цоколевка и корпус К561ЛА7.

и 2, 5 и 6, 8 и 9, 12 и 13 – соответственно входы первого – четвертого логических элементов; 3, 4, 10 и 11 – выходы логических элементов.

Напряжение питания подается на вывод 14, общий провод подключается к выводу 7.

к561ла7 характеристики (Uп = 10 В)

Ток, потребляемый микросхемой от источника питания – не более 2 мкА;

Входные токи низкого и высокого уровней – не более 0,3 мкА;

Выходное напряжение низкого уровня – не более 2,9 В;

Выходное напряжение высокого уровня – не менее 7,2 В;

Максимальный выходной ток низкого уровня = 0,45 мА;

Максимальный выходной ток высокого уровня = 0,55 мА;

Время задержки распространения сигнала при включении и выключении – не более 80 нс;

Напряжение питания номинальное = 10 В;

Температура окружающей среды – от -45 до +85 ° C.

Аналоги К561ЛА7 – CD4011A, CD4011, HEF4011BP, HCF4011BE, 564ЛА7, К176ЛА7, 164ЛА7.

Таблица истинности

4. Применение устройства

Автомат включения освещения можно применять для включения освещения в темной прихожей на 1-3 минуты с помощью например кнопки звонка.

Нажав эту кнопку снаружи, мы попадаем внутрь уже освещенного помещения и спокойно сможем включить внутри него штатное освещение.

Лампа, которую мы включили извне через 1 – 3 минуты (время подбираем подгонкой сопротивления R1) автоматически отключится. Это очень удобно, не нужно выходить, чтобы отключить лампу Н1.

Кнопку включения автомата можно реализовать в виде геркона, установленного на двери, чтобы каждое открывание двери автоматически включало освещение.

Таким же образом мы можем пользоваться этим автоматом, покидая помещение. Включив кнопку автомата, можно поотключать все штатное освещение и спокойно покинуть помещение, освещаемое лампой Н1. Спустя некоторое время эта лампа автоматически отключиться.

Список литературы

1. Р.М.Терещук. Малогабаритная радиоаппаратура. Справочник радиолюбителя. – Издательство «Наукова думка», 1975. 560с.

. М.Н.Дьяконов, В.И.Карабанов и другие. Справочник по электрическим конденсаторам. – М.: Радио и связь, 1983. – 576 с

. Данные с интернет-сайта #”justify”>. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С. В. Якубовский, Л. И. Ниссельсон, В. И. Кулешова и др.; Под ред С. В. Якубовского.- М.: Радио и связь, 1990. – 496 с

Источник: https://www.BiblioFond.ru/view.aspx?id=891694

Как выбрать и установить выключатель с датчиком движения света

Чтобы упростить себе жизнь и снизить затраты на электричество, хозяева часто устанавливают в своих домах разные системы автоматического управления светом. Одно из таких электронных устройств – это выключатель с датчиком движения (ДД), включающий освещение без участия человека при вхождении того в комнату.

А когда в помещении никого нет, этот прибор сам же и выключает лампочки. Установить такой девайс несложно, а пользы от него масса.

Как работает выключатель с ДД

Под автоматическим выключателем с бесконтактным сенсором движения подразумевается комбинированный электроприбор, реагирующий на перемещение кого-либо в определенной зоне контроля. Он подходит для установки в закрытых помещениях и на улице. Надо лишь грамотно выбирать степень его защищенности по IP.

Это может быть как блок управления только с датчиком, так и дополненное клавишным выключателем устройство. Однако в первом случае самостоятельно рукой включить освещение, хлопнув по клавише на стене, не получится. Об этой особенности бесконтактной автоматики забывать не стоит.

В идеале датчик движения лучше всего дополнять обычным клавишным выключателем, абсолютная автоматизация всего и вся при сбоях в электронике может доставить массу хлопот

Модельный ряд рассматриваемых приборов огромен. В магазинах электротехники есть варианты с разными типами детекторов и различной компоновкой. При выборе подобного выключателя самое важное – это заранее определиться с местом его монтажа.

В одних случаях больше подойдет комбинированная модель в одном корпусе, а в других придется брать несколько самостоятельных устройств и соединять их между собой проводами.

Работает выключатель освещения с сенсором движения следующим образом:

• когда в зоне наблюдения движущихся объектов нет, устройство размыкает цепь питания;
• при входе в зону человека происходит срабатывание датчика, который замыкает контур электропитания лампочек;
• пока в пределах действия сенсора кто-либо перемещается, цепь остается замкнутой;
• после выхода всех из контролируемого помещения (или площадки на улице) происходит обратное размыкание контура с выключением света.

Чтобы попусту не жечь электричество днем, такой выключатель нередко дополняется еще и фотодатчиком контроля уровня освещенности. В этом случае, пока солнечного света достаточно, прибор срабатывать и включать электролампочки не будет.

Если помимо датчика движения выбранный выключатель оснастить и фотореле, то в дневное время освещение включаться не будет даже при появлении в комнате человека

Устанавливаются выключатели с датчиком движения для управления светом в следующих зонах:

• на лестничных клетках и в коридорах многоквартирных домов;
• в подвалах, кладовках и гаражах, где естественного света нет вовсе, а кнопку обычного выключателя в темноте найти сложно;
• в туалетах и санузлах для повышения комфортности пользования сантехникой спросонья по ночам;
• в частных коттеджах, построенных по технологии «умный дом».

Нередко такой прибор является частью охранной системы. В этом случае при нефункционирующей сигнализации сенсор работает на включение/выключение света, а при задействованной – отслеживает проникновение в охраняемое помещение посторонних.

Разновидности датчиков движения

Чтобы классифицировать приборы, определим два основных фактора: наличие и тип сенсорного устройства, а также особенности монтажа.

Обзор типов сенсора

Главный элемент в рассматриваемом автоматическом выключателе – это датчик движения. Существует несколько его разновидностей, основанных на разных физических законах. При этом результат во всех случаях одинаков: при появлении объекта в контролируемой зоне происходит срабатывание сенсора и замыкание контактов питающей приборы освещения цепи.

Наиболее распространенным датчиком движения является инфракрасный – он ничего не излучает, относительно дешев и может монтироваться не только в помещении, но и на улице

Датчики движения для автоматического включения и выключения света бывают:

1. Акустические.
2. Инфракрасные.
3. Ультразвуковые.
4. Микроволновые.

Первые две категории сенсоров относятся к пассивным приборам, они ничего не излучают. Детекторы двух оставшихся разновидностей – устройства активные. Эти варианты посылают в помещение волны различной длины, а уже по характеру их отражения определяют наличие или отсутствие новых объектов в зоне своего действия.

Оборудование «активного» класса с излучателем и приемником стоит дороже «пассивных» моделей. Приборы более сложны конструктивно, но обладают низким уровнем ложных срабатываний. Пассивные устройства в этом отношении сильно уступают активным аналогам, зато дешевле конкурентов.

Акустические датчики срабатывают от звуков открывающихся дверей, стука каблуков и просто резких хлопков. Этот вариант лучше всего брать для коридоров общественных зданий.

Оптимально он подойдет и в качестве дополнения к иным сенсорам, чтобы свет можно было включать хлопаньем ладошек. В одиночку его ставить в частном доме не рекомендуется.

Слишком много будет ложных реагирований на различные резкие звуки.

Инфракрасные датчики для выключателей освещения рассчитаны на срабатывание от тепла человека. Но они также реагируют на животных и на нагретые радиаторы. Их необходимо тщательно настраивать, а зону действия устанавливать так, чтобы в нее не попадали батареи отопления. Это наиболее простой, долговечный и дешевый сенсорный датчик для автоматического управления светом.

Принцип действия у/з датчиков.

Ультразвуковые и микроволновые сенсоры схожи по принципу действия, у них лишь разный диапазон излучаемых волн

Работающие за счет излучения микроволн и ультразвука датчики устанавливать в жилых помещениях не рекомендуется. Человек их воздействие почувствовать не способен, но оно есть, а пользы от него точно нет. Замечено, что на это излучение часто в резко негативной форме реагируют домашние животные.

Подобные излучатели больше подходят для паркингов или открытых территорий. При этом активные датчики движения еще и имеют ограниченную дальность действия. При организации контроля за большой по площади зоной ультразвуковых приборов устанавливать придется немало. Плюс многие из них срабатывает только при резких движениях. Медленно идущий человек может вовсе “выпасть” из поля их действия.

Идеальный вариант – это комбинированный сенсор с несколькими способами обнаружения входящих в контролируемую зону людей. Он надежней и реже ошибочно срабатывает. Однако за эту безошибочность заплатить придется немало, так как подобные датчики стоят заведомо дороже обычных аналогов.

Как выбрать место установки

Если клавишный выключатель идет сразу с датчиком в одном корпусе, то он рассчитан на настенный монтаж. Однако если сенсоры поставляются в разобранном комплекте или приобретаются вовсе отдельно, то их можно установить не только на стене, но и на потолке. Причем потолочный вариант зачастую предпочтителен, так как охватывает большую территорию.

Место установки напрямую зависит от указанного в техпаспорте угла обзора, на который рассчитан датчик движения для выключателя света

Каждый сенсорный прибор имеет собственный угол обзора в пределах от 10 до 360 градусов.

Если у него данный параметр меньше 360о, то отслеживать движения датчик сможет только в узком секторе наблюдения.

В этом случае в помещении придется ставить несколько устройств слежения, чтобы они охватывали все нужное пространство.

Широкоугольные и круговые детекторы стоят дороже тех, что рассчитаны на небольшой угол охвата. Однако вторых для полного контроля за комнатой может потребоваться слишком много. Здесь важно все тщательно взвесить и просчитать, прежде чем идти в магазин за расходными материалами.

Если выключатель ставится в небольшой комнате с одной дверью, то недорогого датчика с узким сектором обзора вполне хватит. Его надо будет лишь точно навести на вход и установить в настройках максимально возможное время включения света.

Еще один момент – это наличие у детектора движения «мертвой зоны» по высоте. При монтаже надо внимательно изучить паспорт, чтобы правильно выставить направление работы датчика.

Плюс еще есть ограничения по дальности зоны обнаружения. Для веранд или длинных коридоров рекомендуется выбирать дальнобойные приборы.

Однако помните, что при большой области контроля они могут начать слишком часто срабатывать не тогда, когда надо.

Технические параметры и настройка

Большинство моделей выключателей света с датчиком движения рассчитаны на прямое подключение осветительных приборов к сети 220 Вольт. Фактически, это стандартное клавишное устройство включения света, но дополненное детектором и платой автоматики.

Сенсоры движения могут быть запитаны напрямую от электросети 220 В, батареек и через блок питания 12 В – первый вариант требует большего количества проводов, но надежней и предпочтительней

У каждой модели рассматриваемого выключателя в паспорте указан параметр – максимальная подключаемая мощность. Он отражает суммарную мощность подключаемых ламп.

Если прибор берется на группу фонарей в ограде у коттеджа, то эта величина должна быть в районе 1000 Вт. В противном случае он перегорит при первом же включении. Для установки в комнатах частого дома или квартиры с избытком хватит и девайса на 300–500 Вт.

Степень защиты по минимум должна быть IP44. Для отапливаемых помещений в коттедже этого вполне хватит. Но для установки на улице или в санузле лучше взять с IP «55», «56» или выше.

Как правило, оснащенный датчиком движения выключатель на корпусе имеет три регулятора настройки:

1. «TIME» – время срабатывания на выключение света после ухода человека из помещения.
2. «LUX» («DAY_LIGHT») – чувствительность на освещенность (при наличии фотореле).
3. «SENSE» – чувствительность на движение (температуру в случае с инфракрасным сенсором).

Первый параметр может варьироваться от 0 до 10 минут. Если узкий датчик нацелен только на дверь в кладовке, то эту регулировку лучше выставить на максимум. Тогда при заходе в «мертвую зону» можно будет не опасаться, что свет выключится в самое неподходящее время. При этом 5–10-ти минут для взятия чего-либо с полки в чулане вполне достаточно.

Чувствительность на срабатывания от движения и степень освещенности выставляются методом проб. Здесь сказывается уровень инсоляции, наличие животных в доме и радиаторов отопления рядом, и даже качающихся деревьев поблизости. Если ложных срабатываний происходит слишком много, то постепенно этот параметр нужно снизить и довести до оптимальных значений.

Принципиальные схемы монтажа

Существует несколько схем подключения выключателя и внешнего датчика движения в контур питания приборов освещения. В общих чертах: сенсор вставляется в разрыв провода с фазой. На его корпусе есть три клеммы. На «L» и «N» подсоединяются соответствующие жилы кабеля электросети, а с третьего вывода провод отправляется на лампу.

Простейшая схема с датчиком движения, но без клавишного выключателя – свет включаться будет только от встроенного в прибор сенсора

Если одного автоматического детектора мало и нужен еще ручной способ включения освещения, то «ключ» в цепь можно включить двумя способами. В первом такой выключатель вставляется в фазовый провод, идущий к датчику от щитка. Когда он разомкнут, сенсор просто не работает и напряжения на лампочку не подает.

Второй вариант предполагает вставку выключателя в линию от фазы до ввода на электролампу. При замыкании такого «ключа» свет будет гореть даже при не сработавшем датчике.

Две схемы с разными способами подсоединения клавишного выключателя в контур с нагрузкой (электроприбором освещения) и сенсором движения

Если требуется установить несколько детекторов, то они между собой соединяются параллельно. На лампу питающий провод идет с каждого из них. Свет появится при срабатывании любого из датчиков.

Если осветительный прибор мощный или их несколько, то в цепь вместо лампочки следует установить магнитный пускатель с усилителем. А уже посредством него запитать отдельный контур освещения. В этом случае детектор можно выбрать маломощный и более дешевый.

Большинство энергосберегающих ламп быстро перегорают при частых включениях и выключениях напряжения. Поэтому подключать их через датчик движения не всегда целесообразно, так как они будут слишком часто выходить из строя. Экономии от применения таких лампочек в результате получится ноль.

Чтобы избежать проблем с перегоранием дорогих ламп, после датчика движения перед ними необходимо ставить блок защиты с мягким включением света. Благодаря отсутствию в электросети резких перепадов по напряжению электролампочки не будут «гореть» столь часто, как без подобного защитного устройства.

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы вам проще было разобраться во всех особенностях выбора и монтажа рассматриваемых приборов, мы сделали для вас подборку видеоматериалов. В них все объяснено подробно и обстоятельно.

Нюансы подключения датчика движения и стандартного выключателя с клавишей:

Обзор сенсоров для комбинированных автоматических выключателей освещения:

Описание схем подключения:

Автоматические «выключатели», имеющие в своем составе датчик движения, предельно просты в монтаже. При этом экономия электроэнергии от их использования существенна. Кроме того, они делают дом более комфортным для проживания. С установкой таких автоматических устройств медлить не стоит. Все сделать можно самостоятельно, без привлечения высококвалифицированных электриков.

Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/rozetk-vykl/vyklyuchatel-s-datchikom-dvizheniya.html

Схемы автоматов включения освещения

Чтобы свет, скажем, на лестничной площадке или на номерном знаке дома, зажигался автоматически, как только стемнеет на улице, и выключался с рассветом, осветительную лампу нужно подключить к автомату, следящему за наружным освещением. Познакомимся с двумя конструкциями таких автоматов.

Первый из них (рис. А-12) выполнен на четырех транзисторах. Датчиком освещенности — чувствительным элементом автомата — служит фоторезистор R1.

Он подключен к источнику питания через резисторы R2 и R3 и образует вместе с ними цепь делителя напряжения, сопротивление одного из плеч которого (от движка подстроечного резистора R2 до минусового провода питания) изменяется в зависимости от освещенности.

Делитель напряжения подключен к эмиттерному повторителю на транзисторе VT1, который позволяет согласовать сравнительно высокое сопротивление делителя напряжения с низким сопротивлением последующих каскадов автомата.

С нагрузкой эмиттерного повторителя (резистор R4) соединен триггер Шмитта, выполненный на транзисторах VT2, VT3. Далее следует каскад на транзисторе VT4 — усилитель управляющего сигнала.

В цепь эмиттера этого транзистора включен управляющий электрод тринистора VS1, выполняющего роль бесконтактного выключателя,— он управляет осветительной лампой EL1, стоящей в анодной цепи тринистора.

Питается автомат от сети 220 В через выпрямитель, выполненный на диодах VD2, VD3. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С1 и стабилизируется кремниевым стабилитроном VD1. Конденсатор С2 выполняет роль гасящего резистора, на котором падает излишек напряжения.

Если освещенность на улице достаточна, напряжение на выходе делителя (движок резистора R2), а значит, на выходе эмиттерного повторителя, таково, что триггер Шмитта находится в устойчивом состоянии, при котором транзистор VT2 открыт, a VT3 закрыт. Будет закрыт и транзистор VT4, а следовательно, на управляющем электроде тринистора VS1 не будет напряжения и тринистор также окажется закрытым. Лампа освещения погашена.

При уменьшении освещенности сопротивление фоторезистора возрастает, напряжение на выходе эмиттерного повторителя уменьшается.

Когда оно достигнет определенного значения, триггер перейдет в другое устойчивое состояние, при котором транзистор VT2 закрыт, a VT3 открыт.

При этом откроется транзистор VT4 и через управляющий электрод тринистора начнет протекать ток. Тринистор откроется, лампа освещения вспыхнет.

Утром, когда освещенность достигает порогового значения, триггер вновь переходит в первоначальное состояние и лампа гаснет.

Нужный порог срабатывания устройства устанавливают подстроечным резистором R2.При указанных на схеме деталях к автомату можно подключать лампу мощностью до 60 Вт. Вместо ФС-К1 вполне применим другой аналогичный по параметрам фоторезистор.

Транзисторы VT1 — VT3 могут быть любые из серий МП39—МП42, но с коэффициентом передачи тока не ниже 50, a VT4 — любой из серий МП35—МП38 с коэффициентом передачи тока не менее 30.

Вместо стабилитрона Д814Д подойдет Д813, вместо диодов Д226Б — любые другие выпрямительные, рассчитанные на выпрямленный ток не менее 50 мА и обратное напряжение не ниже 300 В.

Подстроечный резистор R2 — СПЗ-16, остальные резисторы — МЛТ-0,25. Конденсатор С1 — К50-6, С2 — МБГО или другой бумажный, рассчитанный на работу в цепях переменного и пульсирующего тока I и с номинальным напряжением не ниже указанного на схеме.

Детали автомата смонтированы на плате (рис. А-13) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Под тринистор в плате просверлено отверстие, вокруг которого оставлена фольга — с ней и будет контактировать корпус тринистора, являющийся анодом.

Выводы катода и управляющего электрода расположены сверху тринистора — их соединяют монтажными проводниками в изоляции с соответствующими точками печатной платы. Конденсатор С2 крепят к плате винтами (отверстия под винты на плате не показаны).

Плату размещают в корпусе из изоляционного материала и соединяют монтажными проводами в изоляции с фоторезистором, а сетевыми проводами в хорошей изоляции — с сетью и осветительной лампой. Фоторезистор укрепляют, например, на окне, но так, чтобы на его чувствительный слой не попадали прямые лучи солнца или свет от уличных фонарей.

А вот другая конструкция (рис. А-14), содержащая всего два транзистора: полевой VT1 и однопереходный VT2. На однопереходном выполнен генератор импульсов, который включается при определенном напряжении на эмиттере. А оно, в свою очередь, определяется освещенностью чувствительного слоя фоторезистора R1.

На полевом же транзисторе собран каскад, способствующий более четкому «срабатыванию» генератора. Как это происходит, станет ясно из описания работы автомата. А пока продолжим рассказ об устройстве конструкций.

С одной из баз однопереходного транзистора соединен управляющий электрод тринистора, в анодной цепи которого стоит разъем XS1 — в него включают осветительную лампу. Напряжение на тринистор и лампу поступает через диодный мост, составленный из диодов VD4 — VD7.

Благодаря ему тринистор защищен от обратного напряжения на аноде.

Пульсирующее напряжение (частота пульсаций 100 Гц) подается через резистор R7 на стабилитрон VD3, который сглаживает пульсации благодаря своему стабилизирующему свойству. Еще более пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С 4 — с него постоянное напряжение подается на цепи автомата.

Итак, автомат включен в сеть, фоторезистор направлен светочувствительным слоем на улицу. Пока светло, сопротивление фоторезистора мало, а значит, мало и напряжение на эмиттере однопереходного транзистора. Генератор не работает, осветительная пампа не горит.

По мере снижения освещенности сопротивление фоторезистора растет, а значит, возрастает и напряжение на эмиттере транзистора VT2.

При определенной освещенности фоторезистора сопротивление его становится таким, что генератор начинает работать.

Иа резисторе R6 появляется импульсное напряжение положительной полярности, которое открывает тринистор и включает лампу.

Частота следования импульсов значительно больше частоты пульсаций питающего напряжения, поэтому тринистор открывается практически в начале каждого полупериода сетевого напряжения.

А что же каскад на транзисторе VT1? Первые же импульсы генератора поступают с резистора R6 через конденсатор С3 на выпрямитель, собранный на диодах VD1, VD2.

В результате на резисторе нагрузки R2, иначе говоря, на затворе полевого транзистора VT1, появляется отрицательное (по отношению к истоку) постоянное напряжение, которое закрывает этот транзистор.

Напряжение на стоке возрастает, увеличивается напряжение и на эмиттере однопереходного транзистора. Благодаря этому генератор работает надежнее и не выключается даже при некоторых колебаниях освещенности фоторезистора.

Утром, когда забрезжит рассвет и возрастет освещенность фоторезистора, сопротивление его упадет настолько, что генератор выключится. Лампа освещения погаснет. В этот момент откроется транзистор VT1 и еще более снизит напряжение на эмиттере однопереходного транзистора.

Таким образом, благодаря каскаду на транзисторе VT1 пороги «срабатывания» и «отпускания» генератора на транзисторе VT2 очень четкие и несколько отличаются друг от друга по напряжению.

Фоторезистор может быть ФС-К1, СФ2-5, СФ2-6, постоянные резисторы — МЛТ-2 (R7) и МЛТ 0,125 или МЛТ-0,25 (остальные). Конденсаторы С1 — С3 — КЛС, КМ, МБМ; С4— К50-6 или К50-3. Вместо транзистора КП3О3Б подойдет КП3О3А, а вместо КТ117Б — другой транзистор этой серии.

Диоды VD1, VD2 — любые из серий Д2, Д9, КД102, КД503; VD4 — VD7 — любые выпрямительные с допустимым обратным напряжением не менее 300 В и выпрямленным током, допускающим питание лампы данной мощности. Вместо стабилитрона КС518А (он на напряжение стабилизации 18 В) можно использовать два последовательно соединенных стабилитрона Д814Б или Д814В.

При использовании осветительной лампы мощностью 100 Вт тринистор может быть указанной на схеме серии с буквенными индексами К—Н.

Если же используется лампа мощностью до 60 Вт, подойдет тринистор КУ201Л или КУ201М.

Как и в предыдущем автомате, все детали, кроме фоторезистора, смонтированы на печатной плате (рис. А-15) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Плату затем укрепляют в корпусе из изоляционного материала.

Рекомендации по установке фоторезистора те же, что и в предыдущем случае.При проверке автомата требуемый порог срабатывания более точно устанавливают подбором резистора R3. Его сопротивление не должно быть менее 10 кОм.

Но не только для лестничной клетки может быть полезен автоматический включатель освещения. Он найдет применение и в квартире, например, в ванной комнате или другом помещении.

И тогда вы можете быть спокойны — оставить бесцельно горящим свет в этих помещениях вряд ли удастся.

Да и выключателем теперь пользоваться не нужно — автомат полностью заменит его и будет сам включать освещение тогда, когда оно действительно нужно.

Схема одного из вариантов такого автомата приведена на рис. А-16. Автомат включает освещение, как только открывают дверь. Если дверь закрывают изнутри на запор, лампа освещения продолжает гореть.

При закрывании двери снаружи (или изнутри, но не на запор) следует выдержка времени 8…10 с, после чего свет гаснет.

Яркость света в этом автомате нарастает плавно (за 1…2 с), что значительно продляет срок службы лампы.

Устройство датчика, следящего за положением двери и ее запора, показано на рис. А-17. В дверной раме закреплен геркон (герметизированный контакт), а напротив него в дверь врезан постоянный магнит.

Контакты геркона разомкнуты, когда дверь открыта, а значит, магнит удален, и замыкаются при закрывании двери благодаря действию магнитного поля постоянного магнита.

Если же дверь закрывают изнутри на запор, его стальной язычок (или железная пластина, связанная с ним) экранирует геркон от магнитного поля и контакты геркона оказываются разомкнутыми.

Геркон (SF1 на схеме) включен в цепь зарядки конденсатора С1. Если дверь открыта (или закрыта изнутри на запор), контакты геркона находятся в показанном на схеме состоянии. Конденсатор О начинает заряжаться через цепочку VD1, С2, VD3.

Поскольку зарядная цепь питается не постоянным током, а трапецеидальными импульсами положительной полярности (они образуются из-за ограничения стабилитроном VD4 импульсов напряжения частотой 100 Гц, поступающих на него через резистор R7 с двухполупериодного выпрямителя на диодах VD5 — VD8), конденсатор С1 заряжается «порциями» от каждого импульса.

Обеспечивается такой режим еще и тем, что к моменту начала следующего импульса конденсатор С2 разряжается. Это происходит в момент окончания предыдущего импульса — тогда напряжение конденсатора С2 оказывается приложенным через диод VD2 и резисторы R3, R4 к эмиттерному переходу транзистора VT1. Транзистор открывается и разряжает конденсатор.

По мере зарядки конденсатора С1 начинает открываться транзистор VT2, коллекторный ток его возрастает. При определенном значении этого тока начинает работать генератор импульсов, собранный на транзисторном аналоге тринистора (транзисторы VT3 и VT4) и конденсаторе СЗ.

Как только напряжение на конденсаторе СЗ (оно появляется в результате зарядки конденсатора коллекторным током транзистора VT2) достигает порогового, аналог тринистора «срабатывает» и конденсатор разряжается через управляющий электрод тринистора VS1 и резистор R5.

Тринистор открывается (и остается открытым до конца полупериода сетевого напряжения), замыкает диагональ моста VD5 — VD8, и лампа EL1 зажигается. Ее яркость зависит от продолжительности зарядки конденсатора СЗ до напряжения «срабатывания» аналога тринистора.

Продолжительность, в свою очередь, определяется током коллектора транзистора VT2, а значит, зарядкой конденсатора С1 до напряжения полного открывания транзистора VT2. Происходит это примерно через 1…2 с — за такое время яркость лампы будет нарастать до максимальной.

Стоит закрыть дверь (или при закрытой двери не задвинуть запор)— и замкнувшиеся контакты геркона зашунтируют цепь зарядки конденсатора С1. Он начнет разряжаться через резисторы R1, R6 и эмиттерный переход транзистора VT2. Спустя 8…10 с напряжение на конденсаторе упадет настолько, что транзистор VT2 начнет закрываться. Яркость лампы будет плавно уменьшаться, а затем лампа погаснет.

Кроме указанного на схеме, можно использовать тринисторы КУ201 Л, КУ202К—КУ202Н. Транзисторы КТ201Г заменимы на транзисторь той же серии или на любые транзисторы серии КТ315; П416Б — на П416 П401—П403, ГТ308; МП114 — нг МП115, МП116, КТ203. Вместе диодов Д220 подойдут Д223, КД102, КД103. Конденсатор С1 — К50-6; С2, СЗ — МБМ, КМ-4, КМ-5.

Резистор R7 — МЛТ-2, остальные — МЛТ-0,5. Вместо стабилитрона Д814Д подойдет Д813, а вместо диодов VD5—VD8 — любые выпрямительные диоды, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300 В и выпрямленный ток не менее 300 мА.

Геркон — любой другой с нормально разомкнутыми контактами и «срабатывающий» от данного постоянного магнита на заданном расстоянии.

Детали автомата можно смонтировать на печатной плате (рис. А-18) из фольгированного материала и укрепить плату в любом подходящем корпусе из изоляционного материала.

Корпус желательно расположить вблизи выключателя, чтобы короче были соединительные проводники от диодного моста — их подключают к контактам сетевого выключателя, а ручку выключателя ставят в положение «Выключено».

Выводы геркона соединяют с автоматом многожильными монтажными проводниками в изоляции.

Как правило, автомат не требует налаживания и начинает работать сразу. Изменить продолжительность плавного нарастания яркости света можно подбором конденсатора С2 (при уменьшении его емкости продолжительность нарастания яркости увеличивается). Для изменения задержки выключения света следует подобрать конденсатор С1 (задержка увеличивается при увеличении его емкости).

Автомат способен управлять лампой мощностью 60 Вт.

Если применена лампа большей мощности, нужно установить тринистор на теплоотводящий радиатор и собрать выпрямитель на диодах с большим допустимым выпрямленным током.
А вот другой автомат (рис.

А-19) подобного назначения, в котором используется всего один транзистор. Автомат также можно подключать параллельно выводам выключателя Q1 подсобного помещения.

Органами управления автомата являются выключатель SA1, контакты которого образуют наружные задвижка и скоба на дверной раме, и геркон SF1, установленный на двери аналогично предыдущему варианту, но в верхнем углу дверной рамы.

Когда дверь закрыта, контакты SA1 могут быть как замкнуты, так и разомкнуты (если помещение используется и задвижка открыта), а контакты SF1 — только разомкнуты. При открывании двери контакты выключателя оказываются разомкнутыми, а контакты геркона — замкнутыми.

Через резистор R2 и геркон на управляющий электрод три-нистора VS1 подается напряжение. Тринистор открывается, лампа освещения EL1 зажигается.

В этот момент на резисторе R1 появляется пульсирующее напряжение (амплитудой около 1 В при мощности осветительной лампы 40 Вт и почти 2 В при мощности лампы 100 Вт). Оно сглаживается цепочкой VD2C1.

G конденсатора С1 постоянное напряжение поступает на генератор, собранный на транзисторе VT1. Частота следования импульсов генератора составляет 3 кГц.

С обмотки 111 трансформатора Т1 импульсы подаются на управляющий электрод тринистора, поэтому тринистор остается открытым после закрывания двери изнутри помещения и размыкания контактов геркона.

По окончании пользования помещением дверь закрывают на наружную задвижку, контакты SA1 замыкаются и шунтируют обмотку II трансформатора. Колебания генератора срываются, тринистор закрывается, лампа освещения гаснет.

В генераторе может работать любой маломощный германиевый транзистор структуры p-n-р со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50. Вместо диодного моста VD1 можно установить четыре диода КД105Б—КД105Г или аналогичные по выпрямленному току и обратному напряжению.

Тринистор — серии КУ201 с буквенными индексами К—Н. Конденсатор О —К50-12 (подойдет и К50-6); С2 — МБМ; резисторы — МЛТ-2.

Трансформатор Т1 самодельный, он выполнен на кольце типоразмера К10X6X4 из феррита М200НМ. Обмотка I содержит 2ХЮ0 витков провода ПЭЛШО 0,1, обмотка II — 6…10 витков тонкого монтажного провода в поливинилхлоридной изоляции, обмотка III—40 витков ПЭЛШО 0,1.

Под эти детали рассчитана печатная плата (рис. А-20) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Печатные проводники выполнены не травлением в растворе, как это делают обычно, а прорезанием в фольге изолирующих канавок специальным резаком или острым ножом.

Плату с деталями укрепляют в корпусе, который размещают в удобном месте помещения. Как и в предыдущем случае, геркон (он может быть любой, но обязательно с нормально замкнутыми или переключающими контактами) соединяют с автоматом многожильными монтажными проводниками.

Если автомат смонтирован без ошибок, никакого налаживания не понадобится. Может случиться, что генератор не возбуждается с данной осветительной лампой (ведь от ее мощности зависит напряжение питания генератора). Тогда придется либо поставить резистор R1 с большим сопротивлением, либо другой транзистор — с большим коэффициентом передачи.

В случае нормальной работы генератора и неоткрывающемся тринисторе (свет гаснет при закрывании двери, но не замкнутых контактах SA1), нужно изменить полярность подключения выводов обмотки III.

Б.С. Иванов. Энциклопедия начинающего радиолюбителя.

Источник: http://nauchebe.net/2010/10/sxemy-avtomatov-vklyucheniya-osveshheniya/

• Главная
• Электротехника

Автомат включения освещенияСсылка на основную публикацию Adblock
detector