ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ

Предполагаемая полезная модель относится к непереносным электрическим осветительным устройствам, управление которыми осуществляется с использование цифровых модулей для выработки управляющих сигналов.
Известно устройство с электрической частью осветительного прибора (РФ, ПМ №78898, МПК F21S 8/00, от 04.05.2008 г., опубл. 10.12.2008 г.)
Указанное устройство выбрано заявителем в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Технической задачей предполагаемой полезной модели, решаемой авторами, является снижение потребления электроэнергии за счет включения источника светоизлучения только при недостаточной освещенности и в присутствии человека.
Поставленная задача достигается тем, что в энергосберегающем устройстве для освещения, содержащем корпус с элементами закрепления на вертикальной или горизонтальной поверхности, источник светоизлучения, установленный в корпусе, светорассеиватель, разъемно связанный с корпусом, плату с электронным блоком управления, состоящую из взаимосвязанных модулей: акустического, усиления, оптического, интервалов отключения, отключения и питания, связанную посредством клеммной колодки с питающей сетью, согласно полезной модели, корпус выполнен с возможностью беззазорного прилегания по периметру к закрепляемой поверхности и разделен на осеки, в одном из которых установлен источник светоизлучения, а в другом плата с электронным блоком управления, акустический модуль содержит электретный микрофон с переменной емкостью и встроенным усилительным элементом, выполненным в виде, например, биполярного транзистора, модуль усиления выполнен в виде микросхемы и содержит, по меньшей мере, два каскада усиления, по меньшей мере, один из которых является дифференцирующим, модуль интервалов отключения выполнен в виде микроконтроллера, осуществляющего цифровую обработку сигналов с модулей акустического, усиления, отключения, оптического и питания, и включающего аналогово-цифровой преобразователь, таймер, арифметико-логическое устройство, двунаправленные порты, компаратор, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, цепи защиты и сброса, причем, управляющим элементом модуля отключения является, по меньшей мере, два полевых транзистора и/или симистор и биполярный транзистор, включенные последовательно с источником светоизлучения, кроме того, модуль интервалов отключения через токопонижающие резисторы связан с сетью переменного тока, а модуль питания содержит однополупериодный выпрямитель с встроенным стабилизатором напряжения и фильтром.
Оптический модуль, выполнен в виде фототранзистора или фоторезистора или фотодиода.
Светорассеиватель выполнен из макролона, например, марки 2807-55015.
Выполнение корпуса с возможностью беззазорного прилегания к закрепляемой поверхности исключает быстрый демонтаж прибора с целью, например, его похищения или вывода из строя.
Разделение корпуса на отсеки и установка в них раздельно друг от друга источника светоизлучения и платы с электронным блоком управления улучшает ремонтопригодность устройства, позволяет заменять указанные элементы независимо друг от друга, т.е. исключает доступ к модулю при замене лампы.
Наличие в акустическом модуле электретного микрофона с переменной емкостью и встроенным усилительным элементом, выполненным в виде, например, биполярного транзистора, повышает качество его работы.
Выполнение модуля усиления в виде микросхемы и наличие в нем, по меньшей мере, двух каскадов усиления, по меньшей мере, один из которых является дифференцирующим, обеспечивает высокую чувствительность устройства до 40 дБ, высокую фильтрацию помех, исключая, тем самым, возникновение ложные включения источника светоизлучения.
Выполнение модуля интервалов отключения в виде микроконтроллера, позволяет осуществлять цифровую обработку сигналов с модулей акустического, усиления, отключения, оптического и питания. Наличие аналогово-цифрового преобразователя, таймера, арифметико-логического устройства, двунаправленных портов, компаратора, перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства, цепей защиты и сброса, позволяет оценивать уровень входящих сигналов с акустического модуля и модуля усиления с точностью до 0,05 В, отслеживать фазу питающей сети, время интервалов включения/отключения источника светоизлучения, вырабатывать управляющий сигнал и его передачу на модуль отключения, т.е. обеспечивать подключение источника светоизлучения к сети переменного тока посредством модуля отключения только после возникновения в помещении звукового сигнала выше порогового и уровня освещенности ниже пороговой.
Выполнение управляющего элемента модуля отключения в виде, по меньшей мере, двух полевых транзисторов или симистора и биполярного транзистора, включенных последовательно с источником светоизлучения, обеспечивает при поступлении сигналов с выхода модуля усиления и оптического модуля формирование управляющего сигнала на своем выходе для модуля отключения.
Связь модуля интервалов отключения через токопонижающие резисторы с сетью переменного тока, обеспечивает включение источника светоизлучения в промежутки прохождения фазы питающей сети через ноль, что увеличивает срок эксплуатации источника светоизлучения.
Наличие в модуле питания однополупериодного выпрямителя со встроенным стабилизатором напряжения и фильтром позволяет отфильтровать сетевые помехи или помехи, поступающие от питающей сети.
Выполнение оптического модуля, в виде фоторезистора или фотодиода или фото транзистора, технологично, т.к. обеспечивается взаимозаменяемость указанных элементов при производстве.
Выполнение светорассеивателя из макролона, например, марки 2807-55015, повышает надежность при эксплуатации, за счет оптимальных прочностных характеристик, которыми обладает указанный материал.
В результате проведенных патентных исследований не выявлено аналогичных технических решений, характеризуемых заявляемой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение обладает «новизной, может найти применение в промышленности, т.е. является «промышленно применимым».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 - энергосберегающее устройство для освещения общий вид; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1 со снятым светорассеивателем; на фиг.3 - вид А-А на фиг.2; на фиг.4 - схема устройства с управляющим элементом в виде симистора и биполярного транзистора; на фиг.5 - схема устройства с управляющим элементом в виде двух полевых транзисторов.
Энергосберегающее устройство для освещения содержит корпус 1, клеммную колодку 2, источник светоизлучения 3, светорассеиватель 4, плату 5 с электронным блоком управления, который содержит акустический модуль А, связанный выходом с модулем усиления Б, оптический модуль отключения В, модуль питания Г, модуль интервалов отключения Д, модуль отключения Е элементы крепления корпуса 6.
Акустический модуль А содержит микрофон ВМ1, резистор R1, разделительный конденсатор С1. (см. фиг.4), или микрофон ВМ2, резистор R14, разделительный конденсатор С4. (см. фиг.5)
Модуль усиления Б содержит первый каскад усиления, выполненный на операционном усилителе DA1:1, второй - на усилителе DA1:2 и подключен к выходу первого каскада через дифференцирующую цепочку С2, R5 и резисторы R2, R3, R6, R8, которые обеспечивают параметры режима работы усилителей (см. фиг.4) и на операционном усилителе DA2:1, второй - на усилителе DA2:2 и подключен к выходу первого каскада через дифференцирующую цепочку С5, R17 и резисторы R15, R16, R18, R19, которые обеспечивают параметры режима работы усилителей. (см. фиг.5).
Модуль оптический В содержит фотоэлемент VT2, питание которого осуществляется через резистор R9 (см. фиг.4) или фотоэлемент VT3 и R20 (см. фиг.5).
Модуль питания Г содержит токопонижающий резистор R13, стабилизатор напряжения VD1, однополупериодный выпрямитель, выполненный на выпрямительном диоде VD2 и встроенный фильтр, выполненный на конденсаторе С3 (см. фиг.4) или токопонижающий резистор R25, стабилизатор напряжения VD3, однополупериодный выпрямитель, выполненный на выпрямительном диоде VD4 и встроенный фильтр, выполненный на конденсаторе С6 (см. фиг.5).
Модуль интервалов отключения Д содержит микроконтроллер DD1, цепь сброса микроконтроллера резистор R9, токопонижающие резисторы R11, R12 (см. фиг.4) или микроконтроллер DD2, цепь сброса микроконтроллера резистор R21 и делитель напряжения R22, R23, R24 (см. фиг.5).
Модуль отключения Е содержит, симистор VS1 и биполярный транзистор VT1, токопонижающие резисторы R4 и R7 (см. фиг 4) или по меньшей мере, два полевых транзистора VT4, VT5 (см. фиг.5).
Устройство работает следующим образом.
Звуковой сигнал воспринимается микрофоном ВМ1, питание которого осуществляется через резистор R1, выходной сигнал подается на вход усилителя через разделительный конденсатор С1. Принятый звуковой сигнал после усиления и фильтрации модулем усиления Б подается на вход модуля интервалов отключения Д. Второй вход модуля отключения интервалов Д подключен к выходу оптического модуля В, который разрешает включение источника светоизлучения при поступлении сигнала с выхода модуля усиления Б. На третий вход модуля интервалов отключения Д подается сетевое напряжение через цепочку токопонижающих резисторов R11, R12 (см. фиг.4) или делитель напряжения R22, R23, R24 (см. фиг.5), и обеспечивается включение источника светоизлучения в промежутки прохождения фазы питающей сети через ноль, что существенно увеличивает срок службы источника светоизлучения. Микроконтроллер DD1 модуля интервалов отключения Д формирует на своем выходе управляющий сигнал для модуля отключения Е, управляемый, по меньшей мере, двумя полевыми транзисторами VT4, VT5 (см. фиг.5) или симистором VS1 и биполярным транзистором VT1, с токопонижающими резисторами R4, R7, которые обеспечивают необходимые параметры работы симистора и биполярного транзистора (см. фиг.4).
Питание всех модулей осуществляется от модуля питания Г, выполненного по однополупериодной схеме, что уменьшает средний ток, протекаемый через токопонижающие резисторы R13 (см. фиг.4) или токопонижающий резистор R25 (см. фиг.5).
В зависимости от того, какой источник освещения применен в устройстве, его питание и управление осуществляется по схемам, представленным на фигурах: при использовании обычной лампы накаливания - используется схема, представленная на фиг.4, при применении люминесцентных или светодиодных ламп - схема, представленная на фиг.5.
Таким образом, заявляемое устройство экономично, т.к. обеспечивает включение источника светоизлучения только при недостаточной освещенности и в присутствие человека, за счет повышения чувствительности устройства (до 40 дБ), позволяет повысить срок эксплуатации источника светоизлучения, обеспечивает оптимальное рассеяние света от источника светоизлучения, исключает возможность быстрого демонтажа с поверхности крепления.