Автомат освещения

Схема автомата включения освещения

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

Автомат освещения на микроконтроллере

Источник: http://elwo.ru/publ/skhemy_na_mikrokontrollerakh/avtomat_osveshhenija_na_mikrokontrollere/9-1-0-1047

Автомат уличного освещения

Этот автомат в состоянии самостоятельно следить за временем суток и включать, к примеру, освещение крыльца с наступлением сумерек и выключать утром. В отличие от регулятора, описанного в предыдущей статье,  этот прибор не изменяет яркость лампы а либо включает ее, либо выключает в зависимости от того, освещен ли фоточувствительный элемент или нет. Рассмотрим схему прибора.

В качестве светочувствительного элемента использован фоторезистор, темновое сопротивление которого велико, но уменьшается в сотни и даже в тысячи раз, стоит только его осветить. На элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы К176ЛА7 собран так называемый триггер Шмидта, который переключается скачком, как только на его входе напряжение достигнет определенного уровня.

Итак, предположим, на улице светло. Сопротивление фоторезистора R4 мало и триггер отключен – на его выходе (вывод 4 элемента DD1.2) низкий уровень.

Начинает темнеть – сопротивление фоторезистора постепенно увеличивается и в определенный момент на делителе R1, R4, а значит и на входе триггера, напряжение достигнет определенного уровня – порога срабатывания.

Триггер тут же переключится, появившийся на его выходе высокий уровень откроет транзистор  VT1, который, в свою очередь, включит тиристорный ключ VS1, нагруженный лампой EL1.

Освещение крыльца включилось и будет гореть, пока утром солнце не уменьшит напряжение на делителе до порога переключения триггера и он не переключится в исходное состояние. Свет погаснет.

Поскольку тиристор – прибор полярный и не может работать с переменным напряжением, и он, и лампа запитаны через выпрямительный мост, собранный на диодах VD2-VD5.

Микросхема, конечно, напряжением 220 В, хоть и постоянным, питаться не может, поэтому специально для нее собран простейший параметрический стабилизатор на элементах VD1, R7, C1.

На месте фоторезистора R4 может работать практически любой фоторезистор и даже фотодиод (к примеру, ФД-1, ФД-2, ФД-3), подключенный катодом к R1, R2. Если мощность лампы не будет превышать 200 Вт, то диоды моста и тиристор на радиаторы ставить не нужно.

С радиаторами же схема сможет коммутировать настоящий прожектор мощностью до 2 кВт. На месте VD1 может работать любой стабилитрон с напряжением стабилизации 6 — 12 В.

Ну и, конечно, включившаяся вечером лампа не должна освещать фоторезистор, а то схема решит, что уже утро и тут же ее выключит.

Внимание! Конструкция имеет бестрансформаторное питание, поэтому во время работы на всех ее элементах присутствует опасное для жизни напряжение. Перед любой перепайкой или изменением схемы обязательно отключайте конструкцию от сети!

Источник: http://begin.esxema.ru/?p=1321

Нужно ли группы освещения защищать с помощью УЗО?

Устройства защитного отключения выполняют самую важную функцию – это защищают человека от поражения электрическим током. Поэтому, где есть вероятность попадания человека под опасное напряжение, там обязательно нужно ставить УЗО.

То, что с его помощью нужно защищать группы розеток известно всем и многие это выполняют. Вот с группами освещения совсем другая ситуация. Кто-то ставит тут УЗО, а кто-то нет.

Ниже я хочу высказать свою точку зрения по данному вопросу – нужно ли УЗО в цепях освещения?

Сначала обратимся к нормативным документам. Смотрим ПУЭ п. 7.1.79 (читайте текст, выделенный жирным курсивом):

Согласно данного пункта установкой УЗО в цепях освещения можно пренебречь. Кто не ставит тут УЗО – тот, в принципе, ничего не нарушает. А вот лично я всегда на освещение ставлю УЗО. Мое мнение такое, что из данного пункта ПУЭ предлог “не” перед словом “требуется” нужно убрать. Это было бы более безопасным вариантом электромонтажа. Сейчас попробую обосновать почему я так считаю.

1. До люстр, светильников, бра и т.д. также тянутся десятки метров кабелей, как и до розеток. Хоть редко, но бывает из-за повреждения изоляции появляется утечка тока. Это присуще всем кабелям. Не исключение и цепи освещения. Например, очень часто изоляция кабеля повреждается при переходе через стены, изготовленные из гипсокартона. Как правило, металлический профиль крепится к потолку и трасса кабелей проходит там же. Для того, чтобы пройти такую перегородку электромонтажники сверлят металлический профиль. У полученного отверстия получаются очень острые края, которые никто не обрабатывает и не убирает острые заусенцы. Постоянно вижу как берут кабели и просто протягивают через отверстие в профиле. Из-за этого его изоляция может повредиться. У нас же как делают? Если кабель не тянется, то нужно дернуть по-сильнее))) После протяжки кабель остается лежать на острых краях профиля. Редко кто тут закладывает гильзу или хотя бы гофру. Из-за вибрации через некоторое время в этом месте изоляция может повредиться и опасный потенциал может попасть на всю конструкцию из металлического профиля. Это очень опасная ситуация. На самом деле их намного больше, так как кабельные трассы, сами помещения, ситуации, руки монтажников и т.д. бывают очень разнообразны. Поэтому я считаю, что все группы освещения нужно защищать с помощью УЗО. Выше я привел только один пример, где есть вероятно повреждения изоляции кабеля.
2. Многие люстры и светильники имеют металлические корпуса. Современное качество их изготовления оставляет желать лучшего. Поэтому есть большая вероятность попадания опасного потенциала на металлический корпус светильника. Во время замены лампы, ремонта люстры или во время уборки пыли влажной салфеткой есть вероятность прикоснуться к корпусу люстры. В этот момент можно получить удар током. От этого человека обязательно нужно защитить. Поэтому я считаю, что все группы освещения нужно защищать с помощью УЗО.
3. В помещениях повышенной влажности также велика вероятность получить утеку в цепях освещения. Конденсат, быстрая коррозия, не удовлетворительный монтаж, плохой светильник, не качественная проводка в шкафу с розеткой и подсветкой и т.д. Поэтому я считаю, что все группы освещения нужно защищать с помощью УЗО.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что сеть освещения не такая и безопасная для человека. Поэтому если есть хоть малейшая угроза попадания человека под напряжение, то обязательно нужно ставить устройство защитного отключения.

Берегите себя и своих близких! Для этого не обязательно покупать отдельные УЗО, увеличивать бюджет щитка и его размеры. Для этого можно просто автомат от группы освещения подключить под УЗО, которое стоит на розетки. Эти УЗО уже обязательно должны присутствовать в щитах.

Поэтому тут можно избежать дополнительных трат путем грамотной сборки электрощита. Помните, что электробезопасность должна быть на первом месте.

Ниже приведу пару примеров из своей практики.

Это светильник из обычной бани. Здесь не правильно выбраны тип светильника и сам провод. В один не прекрасный момент повредилась изоляция и по влажным стенам ток начал “утекать” в землю. Посыпались куча иск, все затрещало и запахло паленым деревом.

Благо хозяин находился рядом, все это увидел и смог своевременно отключить автомат. УЗО тут не стояло, а автомат не сработал, так как не было короткого замыкания.

Что было бы если бы хозяина рядом не было или он мылся бы непосредственно в бане и все вокруг было в воде? Даже страшно подумать.

А это типичная китайская люстра из Леруа. Она пыхнула и очень хорошо, что блок питания сгорел и исключил дальнейшее распространение тока на металлический корпус и далее. Автомат в щитке не сработал, а УЗО не стояло. Что было бы если на корпусе люстры остался опасный потенциал и хозяин полез к ней проверять почему она не работает? Тоже страшно подумать.

В современных люстрах очень часто плавятся наитончайшие провода. Так фаза может попасть на металлический корпус.

Помните, что жизнь человека и его имущество не сопоставимо со стоимостью УЗО. Поэтому берегите себя и защищайтесь в плане электробезопасности грамотно)))

PS: Оба хозяина из описанных случаев так и не поставили УЗО, хотя я им об этом говорил.

Источник: http://sam-sebe-electric.ru/uzo-i-dif-avtomaty/203-nuzhno-li-gruppy-osveshcheniya-zashchishchat-s-pomoshchyu-uzo

Данный прибор на основе датчика освещённости и ИК-датчика позволяет автоматизировать процесс коммутации освещения, что ведёт к экономии электроэнергии.  

Рис. 1 Схема автомата освещения

На рисунке 1 изображена схема автомата освещения. Ядром схемы является микроконтроллер PIC16F628A. Схема подключения нагрузки в виде лампы изображена на рисунке 2. На рисунке 3 изображена структура прибора.

Алгоритм управления прибором с помощью кнопки изображен на рисунке 4. Код программы написан на языке ассемблер, смотреть листинг AL16F628ATEMP.ASM. Прибор управляется одной кнопкой. Нажатием на кнопку добиваются последовательной смены режимов работы прибора.

Для визуального отображения информации служит дисплей со встроенным контроллером.

Рис. 2 Схема подключения нагрузки в виде лампы

Полный цикл внутрисхемного программирования и отладки микроконтроллера PIC16F628A был осуществлён при помощи MPLAB IDE v8.15 (интегрированная среде разработки), компилятор MPASM v5.22 (входит в MPLAB IDE v8.

15)  и  MPLAB ICD 2 (внутрисхемный отладчик – «Дебагер»). Для тех, кто не располагает средствами приведёнными выше, а имеет свою программу для работы с HEX файлами и иной программатор, можно в соответствующем проекте найти файл 16F628ATEMP.HEX.

Техническую спецификацию микроконтроллера можно найти на сайте [1] и [2].

Рис. 3 Структура прибора

Микроконтроллер DD1 имеет функциональные выводы RA0, AN1, VREF, RA3, RB0 – RB7, CCP1, которые служат для ввода и вывода информации. Микроконтроллер DD1 не имеет функции принудительного сброса, вывод для сброса подключен через резистор R6 к положительному потенциалу питания. Для генерации тактовой частоты используется встроенный RC-генератор на кристалле.

Рис. 4 Алгоритм управления прибором с помощью кнопки

С помощью интегрированных компараторов (в данном случае используется один) и ИОН в микроконтроллер реализована возможность пошагового измерения напряжения по условной 17 бальной шкале. К входу компаратора AN1 подключается  фоторезистор R1 и резистор R2.

Второй вход компаратора подключен к ИОН – VREF. При пошаговой настройке ИОН от 1.25 В до 3.594 В происходит сравнение напряжение между R1, R2 и VREF. Принимает значение 00 – (V → 0 В, 1.25 В], принимает значения от 01 до 15 – (1.25 В, 3.594 В], принимает значение 16 – (3.594 В, V → 5 В ).

Где V – потенциал между R1 и R2 (т.е. на AN1).

Фото 1

Стоит отметить, что датчик освещённости (фоторезистор) подключается к прибору через розетку XS1 и вилку XP1. (Фото 1) Датчик освещённости следует располагать около окна (источник естественного света). Будет лучше, если чувствительная к свету часть датчика освещенности будет направлена на подоконник или стену, для измерения не прямых лучей от солнца или источника света, а отраженных.

При настройки прибора в тёмное время суток измеряется пороговое значение напряжения при котором свет включается, на дисплее отображается информация о настройке «D[02]», D – Dark.

При настройки прибора в светлое время суток измеряется пороговое значение напряжения при котором свет выключается, на дисплее отображается информация о настройке «L[12]», L – Light. Значения в тёмное время суток должно быть меньше чем в светлое время суток.

Из описанного примера настройки датчика освещённости следует, что логическая «1» будет когда измеряемое условное значение освещённости примет значение от 00 до 02, а логический «0» – от 12 до 16.

При промежуточных значениях от 03 до 11 прибор не изменяет логику датчика освещённости, это нужно для того чтобы осветительный прибор, который при включении добавил освещённость в комнате не повлиял на логику и наоборот, т.е. при выключении осветительного прибора.

ИК-датчик состоит из ИК-излучателя (ИК-диод) и ИК-приёмника они подключаются к прибору через розетку XS2 и вилку XP2 и служит для бесконтактного детектирования перемещения тела. (Фото 2)

К выводу RA0 через токоограничивающий резистор R4 подключен ИК-приёмник DA1 [3]. В пассивном состоянии цепи ввода информации резистор R3 имитирует низкий логический уровень.

Фото 2

К выводу CCP1 (аппаратная реализация ШИМ, частота 38.15 кГц, скважность 2), который генерирует несущею частоту ИК-излучателя подключен затвор полевого транзистора VT1 [4]. К стоку полевого транзистора VT1 через токоограничивающий резистор R5 подключен ИК-диод  с длиной волны 940 нм.

Так как ИК-датчик работает на отражение, то устанавливает логическую «1» когда ИК-приёмник DA1 детектирует отраженный от тела луч ИК-диода VD1, в противном случае устанавливается логический «0».

Для расширения возможностей прибора при детектировании ИК-датчиком существует возможность удерживать определённое время установленный ИК-датчиком логический уровень (удерживать логическую «1»). Для этого служит функция P[x], P-Pause.

1.  P[D]* – логический уровень заданный ИК-датчиком после детектирования удерживается 1 секунду. Следовательно, возможная последовательность детектирования 1 секунда и больше.
2. P[E]** – логический уровень заданный ИК-датчиком после детектирования удерживается 1 минуту. Следовательно, возможная последовательность детектирования 1 минута и больше.

Для того, чтобы формируемая ИК-датчиком смена логики задавала поочерёдно два устойчивых состояния реализована функция триггера T[x], T-Trigger. Например, если установить ИК-датчик в дверном проходе, будет фиксироваться прохождение человека между комнатами.

Таким образом, при входе в комнату устанавливается логическая «1» (осветительный прибор включается), при выходе устанавливается логический «0»  (осветительный прибор выключается). Бессмысленно включать триггер, когда в помещении перемещаются несколько человек.

1. T[D]* – триггер выключен.
2. T[E]** – триггер включен.

Для сравнения логических состояний от датчика освещенности и ИК-датчика служит функция F[xxx], F-Function. Функция может принимать четыре значения.

1. F[OFF]- функция отключена. Логические данные от датчика освещенности и ИК-датчика не влияют на ключ. Коммутировать нагрузку можно только вручную, инвертируя логику на выводе RB2 кратковременным нажатием на кнопку SB1.  
2. F[OR]- функция «ИЛИ», результат логической операции формируется на выводе RB2***.
3. F[XOR]- функция «Исключающие ИЛИ», результат логической операции формируется на выводе RB2***.
4. F[AND]- функция «И», результат логической операции формируется на выводе RB2***.

Формированием логики на выводе RB2 добиваются открытия или закрытия твердотельного реле U1[5], который включает и выключает подключенный к клеммнику X1 осветительный прибор.

Твердотельное реле U1 может коммутировать нагрузку при переменном напряжении 48-530 В и максимальном токе 3 А (рабочая температура твердотельного реле U1 не должна превышать +60 °С).

Логический уровень на выводе RB2 отображается на дисплее, K[x], K-Key.

1. K[D]*- логический «0», ключ выключен (осветительный прибор выключен).      
2. K[E]**- логическая «1», ключ включен (осветительный прибор включен).      

*x[D], D-Disable.

**x[E], E-Enable.

***Стоит обратить внимание на то, что инвертировать логику на выводе RB2 можно принудительно кратковременно нажимая на кнопку SB1.

После нажатия кнопки SB1 изменённая логика на RB2 удерживается до тех пор пока не сравняется с логикой функции, затем прибор задаёт логический уровень сформированный функцией, т.е.

переходит в обычный режим работы (который был до кратковременного нажатия кнопки).

К выводу RA3 через токоограничивающий резистор R11 подключена тактовая кнопка SB1. В отжатом положении тактовой кнопки SB1 резистор R12 имитирует низкий логический уровень. Микроконтроллер DD1 распознаёт три состояния тактовой кнопки SB1:

1. не нажата;
2. нажата кратковременно (менее 1 с);
3. нажата и удерживается (более 1 с).

Изображение на дисплее помогает различать состояния тактовой кнопки SB1. Так при 1 состоянии микроконтроллер выполняет инструкции не связанные с нажатием кнопки, при 2 состоянии происходит выполнение настройки, которые выделены квадратными скобками пока микроконтроллер не распознает 3 состояние, а в 3 состоянии дисплей изображает следующие настраиваемое состояние квадратными скобками.

Для отображения информации используется жидкокристаллический дисплей HG1. Техническую спецификацию дисплея можно найти на сайте [6].  Он имеет контроллер, в котором реализована функция знакогенерации. Отображает две строки по шестнадцать символов в каждой. Управление дисплеем осуществляется через выводы микроконтроллера RB0, RB1, RB4 – RB7.

Загрузка данных происходит полубайтами, через выводы RB4 – RB7. «Защёлка» – RB1.  Выбор регистра сигнала формируем на выводе RB0. Резисторами R7 и R8 устанавливаем контрастность дисплея HG1. Подсветка дисплея подключена к питанию через токоограничивающий резистор R9.

Дисплей HG1 прикручивается к плате 3 x 15 мм латунными стойками и 3 x 6 мм винтами.

Прибор запитывается от переменного или постоянного источника напряжения, подключаемого к разъему X2. Номинальное напряжение источника питания 9 – 15 В.  Номинальный ток источника питания 1 А. Для стабилизации питания используется обычная схема из диодного моста VD2, линейного стабилизатора DA2, фильтрующих конденсаторов C1 – C6.

Прибор может эксплуатироваться в диапазоне температур от –20 °С до +60 °С.

Микроконтроллер запрограммирован таким образом, что имеет семь рабочих состояний.

1. При включении прибора происходит чтение энергонезависимой памяти данных EEPROM, где происходит выгрузка данных настроек (по умолчанию D(00), L(16), P(D), T(D), F(OFF), K[D]). Прибор переходит в основное рабочее состояние, т.е. 2.
2. Прибор выводит на дисплее выделяемую квадратными скобками область над которой он работает. В данном случае это ключ. Помимо этого прибор выполняет настроенные функции, которые приводят к коммутации ключа. Вовремя работы на дисплее отображается состояние ключа (K[D]-выключен, K[E]-включен) ****. После кратковременного нажатия тактовой кнопки прибор принудительно инвертирует логику ключа и удерживает её до тех пор, пока установленный логический уровень не сравняется с логическим уровнем в результате выполнения логической функции. Если тактовая кнопка нажата и удерживается более 1 с, то прибор переходит в состояние где происходит настройка датчика освещённости в тёмное время суток, т.е. 3. (Фото 3)

   Фото 3

3. Прибор выводит на дисплее выделяемую квадратными скобками область над которой он работает. В данном случае это настройка датчика освещенности в тёмное время суток. После кратковременного нажатия тактовой кнопки прибор измеряет уровень освещённости и выводит его на дисплей. Если тактовая кнопка нажата и удерживается более 1 с, то прибор переходит в состояние где происходит настройка датчика освещённости в светлое время суток, т.е. 4. (Фото 4)

   Фото 4

4. Прибор выводит на дисплее выделяемую квадратными скобками область над которой он работает. В данном случае это настройка датчика освещенности в светлое время суток. После кратковременного нажатия тактовой кнопки прибор измеряет уровень освещённости и выводит его на дисплей. Если тактовая кнопка нажата и удерживается более 1 с, то прибор переходит в состояние где происходит настройка паузы логики ИК-датчика, т.е. 5. (Фото 5)

   Фото 5

5. Прибор выводит на дисплее выделяемую квадратными скобками область над которой он работает. В данном случае это настройка паузы логики ИК-датчика. После кратковременного нажатия тактовой кнопки прибор включает или выключает паузу логики ИК-датчика. Если тактовая кнопка нажата и удерживается более 1 с, то прибор переходит в состояние где происходит настройка триггера ИК-датчика, т.е. 6. (Фото 6)

   Фото 6

6. Прибор выводит на дисплее выделяемую квадратными скобками область над которой он работает. В данном случае это настройка триггера ИК-датчика. После кратковременного нажатия тактовой кнопки прибор включает или выключает триггер ИК-датчика. Если тактовая кнопка нажата и удерживается более 1 с, то прибор переходит в состояние где происходит настройка логической функции, т.е. 7. (Фото 7)

   Фото 7

7. Прибор выводит на дисплее выделяемую квадратными скобками область над которой он работает. В данном случае это настройка логической функции. После кратковременного нажатия тактовой кнопки прибор последовательно выбирает логическую функцию. Если тактовая кнопка нажата и удерживается более 1 с, то прибор сохраняет настройки в энергонезависимой EEPROM памяти и переходит в основное рабочее состояние, т.е. 2. (Фото 8)

   Фото 8

****При включении прибора состояние ключа индицируется как не активное (K[D]) даже если ключ включен до тех пор, пока не произойдёт смена логики в результате логической операции или кратковременного нажатия кнопки (конечно, это можно рассмотреть как недоработку, но так работает прибор). 

Файлы для изготовления печатной платы смотреть в папке [Board]. Печатная плата и расположение деталей изображены на рисунке 5.

Рис.5 Печатная плата и расположение деталей

В данном устройстве можно заменить следующие детали. Микроконтроллер  DD1 из серии PIC16F628A-I/P-xxx с рабочей тактовой частотой 20 МГц в корпусе DIP18. Дисплей HG1 подойдет любой из серии WH1602x. Фоторезистор R1 аналогичный указанному на схеме, при подборке резистора R2 его сопротивление должно быть не больше 10 кОм. ИК-приёмник DA1 детектирующий несущую частоту ИК-луча 38 кГц TSOP31238.

Стабилизатор напряжения DA2 отечественный КР142ЕН5А (5 В, 1.5 А). Полевой MOSFET транзистор VT1 (N-канал) в корпусе I-Pak (TO-251AA), подойдёт аналог номинала указанного на схеме. Твёрдотельное реле U1 можно найти аналогичное в крайнем случае заменить на CX240D5 с другими характеристиками. ИК-диод  VD1 с длиной волны 940 – 960 нм.

Диодный мост VD2 можно применить любой из серии 2Wxx. Угловые вилки XP1 и XP2 с шагом контактов 2.54 мм. Разъём питания X2 аналогичный указанному на схеме с центральным контактом d=2.1 мм. Неполярные конденсаторы С1-С3 и C6 номиналом 0.01 – 0.47 µF x 50 V.

Электролитические конденсаторы С4 и С5 ёмкостной номинал тот же, а напряжение не ниже указанного на схеме.

Скачать исходник asm, прошивку и печатную плату в формате Sprint-Layout

Источник: http://shemopedia.ru/avtomat-osveshheniya.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
• Проводка

Автомат освещенияСсылка на основную публикацию Adblock
detector