01.04.21

[Домашняя]

Энергосберегающий светильник с инфракрасным датчиком движения предназначен для автоматического включения освещения. Его дополнительная функция — охрана помещения или территории. Установка в офисе светильника с функцией охраны позволяет автоматически при появлении посетителей включать освещение и подавать сигнал на центральный пункт охраны. В светлое время суток светильник защищен от произвольного включения схемой фотореле. Использование в конструкции инфракрасного датчика позволяет выявлять источники инфракрасного излучения. В устройстве (рис. 1) предусмотрена гальваническая развязка датчиков и схемы управления от электросети. В состав схемы входят:

-           инфракрасный датчик движения — В1;

-           датчик внешнего освещения — VD1;

-           мультивибратор на микросхеме DA2;

-           бесконтактное ключевое устройство на полевом транзисторе VT1;

-           узел контроля внешнего освещения на параллельном стабилизаторе DA1;

-           стабилизированный источник питания — DA3, СЗ, VD4, Т1;

-           элементы защиты и коммутации сети — SA1.FU1;

-           элемент гальванической развязки VU1.

Устройство включает освещение с небольшой задержкой, длительность которой зависит от параметров времязадающей цепи. Небольшие габариты позволяют установить его внутри светильника с любым типом ламп. Основным элементом схемы является мультивибратор на аналоговом таймере DА2. Этим мультивибратором программируется время включенного и выключенного состояния светильника, чтобы посетитель успел перейти в другое помещение, если он уже вышел из зоны действия инфракрасного датчика движения. Постоянное присутствие в этой зоне поддерживает светильник во включенном состоянии. Интегральный таймер имеет внутреннюю структуру, состоящую из двух компараторов, RS-триггера, выходного усилителя и ключевого транзистора для разрядки внешнего конденсатора С2. Вывод 2 DA2 является входом нижнего компара­тора, переключающего внутренний триггер при напряжении на нем менее 1/3 Un, а вывод 6 DA2 — входом верхнего компаратора, срабатывающего при уровне 2/3 Un. Конденсатор С2 времязадающей цепи заряжается со временем t1=0,69 (R4+R5) C2, зависящим от сопротивлений резисторов R4 и R5. В это время на выходе (выводе 3) DA2 — высокий уровень. При достижении на конденсаторе С2 уровня 2/3 Un срабатывает верхний компаратор по входу 6 DA2, внутренний триггер микросхемы переключается, на выходе 3 DA2 появляется низкий уровень, включается внутренний разрядный транзистор на выходе 7 DA2, и конденсатор С2 разряжается через резистор R7 со временем t2=0,69 R7 C2. Описанные процессы циклически повторяются. Установка продолжительности включения освещения производится переменным резистором R5 (в верхнем по схеме по­ложении движка время включения светильника — максимальное). В состав модуля В1 входят инфракрасный детектор, схема формирования и усиления сигнала. Инф­ракрасный детектор состоит из пироэлектрического датчика-сенсора. При поглощении энергии датчиком температура кристалла увеличивается, и на его обкладках появляется напряжение, которое формируется и усиливается внутренней схемой. В результате, на выходе возникает сигнал в виде изменения сопротивления выхода. Дальность определения инфракрасного излучения может достигать 15м при угле охвата 70°, что достаточно для выявления источников инфракрасного излучения в любом по объему помещении. Включение модуля в работу после подачи напряжения питания происходит через 40.. .60 с после установки внутренней схемы в режим контроля. Светодиод датчика в это время индицирует состояние внешнего воздействия, по окончании установки светодиод гаснет. Установка чувствительности осуществляется подстроечным резистором. Напряжение питания модуля стабилизировано внутренним элементом стабилизации. При подаче питания в отсутствие воздействия на датчик движения В1 сопротивление его выхода Reley близко к нулю, и генератор DA2 заблокирован по входу R (выводу 4). С появлением в зоне действия датчика движущегося объекта сопротивление выхода резко возрастает, и мультивибратор запускается (при напряжении на выводе 4 DA2 более 0,7 В). Время включенного состояния лампы зависит от номиналов RC-цепочки R4-R5-C2. Повторное срабатывание датчика движения вновь устанавливает на выходе 3 DA2 высокий уровень. Инфракрасный датчик движения не реагирует на перемещение мелких животных. Для контроля внешнего освещения в схеме установлен пороговый таймер на "управляемом стабилитроне" DA1. В нелинейном режиме микросхема DA1 выполняет функции компаратора, с напряжением срабатывания 2,5 В. Порог включения устанавливается резистором R2. Снижение сопротивления фотодиода VD1 при воздействии внешнего освещения приводит к повышению напряжения на R2 и срабатыванию (открыванию) DA1. В результате, напряжение на входе управления 5 DA2 падает почти до нуля, соответственно, на выходе 3 DA2— также низкий уровень, и освещение выключено. Конденсатор C1 устраняет ложные срабатывания DA2 при кратковременных воздействиях внешней засветки. Чувствительность фотореле, достаточно высокая. Оно срабатывает при уровне освещения 50...100 люкс, т.е. при освещении фотодатчика люминесцентной лампой мощностью 18 Вт с расстояния 1 м. Питание датчика движения, фотореле и времязадающих цепей выполнено от стабилизатора на микросхеме DA3. В схему сетевого источника входит силовой трансформатор Т1, диодный мост VD4 и конденсатор фильтра СЗ. Высоковольтный конденсатор С4 в цепи сетевого питания снижает уровень помех. Для нормальной работы схемы напряжение на конденсаторе СЗ должно быть в пределах 12... 15 В (рабочее напряжение датчика В1 — 12 В). Выходной ключ на транзисторе VT1 срабатывает при наличии высокого уровня на выходе 3 DA2, который через резистор R8 поступает на светодиод оптопары VU1, внутренний транзистор оптопары открывается и подает напряжение на затвор VT1. Транзистор VT1, находясь в диагонали выпрямительного моста VD6, открывается и включает лампу EL1. Двусторонний стабилитрон VD5 в цепи затвора VT1 защищает транзистор от недопустимых уровней входного напряжения. Резистор R10 снижает ток заряда внутренней емкости полевого транзистора VT1. Детали и конструкция. Резисторы в схеме применены типа С2-29 мощностью 0,125 Вт, конденсаторы — К50, KM, К73. Диодный мост VD4 можно заменить КД906А (с корректировкой печатного монтажа), VD6 — RS405 (4 А, 600 В), подойдут также RS205, KVL06, KVU6J. Полевой транзистор (5 А, 400 В) установлен на радиаторе через слюдяную прокладку и теплопроводящую пасту (КПТ-8). Трансформатор Т1 — от адаптеров типа ТПК-2, ТПП112-6(7), ТПП114-7 напряжением 12 В и током не менее 0,1 А. Датчик движения — типа TLC15, RPCB164 или аналогичный — имеется в свободной продаже. Допустимые замены основных элементов приведены в таблице.

Таблица замены элементов

Устройство собрано на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 70x46 мм. Чертеж платы и расположение элементов показаны на рис.2.

Силовой трансформатор Т1, плата, выключатель сети и предохранитель установлены в корпусе типа БП-1. Фотодиод VD1 вынесен наружу и соединен с платой изолирован­ными проводами. Для проверки фотодиода к его выводам подключается мультиметр в режиме измерения сопротивлений (предел — 2000 кОм). При исправном фотодиоде и правильной полярности подключения его сопротивление меняется от бесконечности (в темноте) до 10...25 кОм при освещении лампой мощностью 15...20 Вт. Регулировка прибора заключается в установке чувствительности фотореле резистором R2, При наведении фотодиода VD1 на источник света лампа не должна зажигаться. Предварительно фотодиод направляется куда-нибудь в неосвещенное место и, перекрывая окно датчика движения рукой, добиваются включения лампы светильника. Фотодиод VD1 устанавливается в месте, где отсутствует прямая засветка от лампы светильника и внешнего освещения. Датчик движения закрепляется на высоте 2...2,5 м от пола на расстоянии 3...8 м от входной двери с наклоном 45° вниз. Положение датчика нужно отрегулировать. Датчики соединяются с устройством проводами сечением не менее 0,5 мм2. Небольшие габариты устройства позволяют установить его внутри светильника. При подключении модуля В1 после подачи питания следует подождать минуту для установления схемы модуля в рабочий режим. Контрольный светодиод модуля после автоматической установки погаснет (оптический фильтр следует закрыть от воздействия инфракрасного излучения). Для испытания модуля стекло фильтра нужно направить на себя и (при негорящих светодиодах модуля и НL1) махнуть рукой перед датчиком. Оба светодиода должны загореться, как и лампа светильника. При внешнем освещении лампа светильника включаться не должна даже при воздействии на датчик движения. Внимание! Выходные цепи устройства гальванически связаны с сетью. При наладке следует соблюдать правила техники безопасности. Рекомендуется на период проверки и регулировки схемы подавать питание от сети через переходной трансформатор мощностью не менее 100 Вт.

Радиомир №3 2011 стр. 14