УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОСВЕЩЕНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для автоматического регулирования освещенности помещений, не требующих постоянного полного их освещения, например, коридоры подъездов и лестничные площадки жилых и общественных зданий.
Известно устройство для управления освещением, реагирующее на свет и звук (свидетельство РФ п.м. 2001127812, заявл. 22.10.2001, опубл. 27.10.2002, кл. МПК: Н 05 В 39/04), содержащее анализатор освещенности, выполненный на фотодиоде и логическом элементе интегральной микросхемы, анализатор звука, выполненный на микрофоне и втором логическом элементе интегральной микросхемы и схему управления питанием лампы, собранную на тиристоре, двух логических элементах микросхемы и времязадающей RC-цепи.
Недостатками известного технического решения является низкая экономия электроэнергии, потребляемой нагрузкой, из-за отсутствия регулировки напряжения на нагрузке в зависимости от дополнительных факторов, например, уровня освещенности, низкая надежность, обусловленная применением нестабилизированного источника электропитания интегральных микросхем К562ЛА7, незащищенностью микросхем от статического электричества, а также резким включением тиристора на полную нагрузку, использованием микрофона в схеме анализатора звука. Кроме того, схема громоздка, что влечет значительные эксплуатационные затраты при использовании этого устройства для управления освещением в многоподъездных зданиях.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является переключатель
переменного тока (патент РФ 2127479, заявл. 25.09.96, опубл. 10.03.99, кл. МПК: Н 02 Н 5/00, Н 03 К 17/00, Н 05 В 37/02, 39/00), предназначенный для коммутации осветительных сетей и других нагрузок.
Известное устройство содержит анализатор освещенности в виде фотоусилителя, анализатор звука, включающий в себя формирователь сигнала в виде микрофонного усилителя, активный делитель напряжения, полосовой фильтр, активный выпрямитель, два компаратора и фильтр, а также узел временной задержки, выполненный на двух одновибраторах, исполнительное устройство в виде двух симисторных ключей, последовательно соединенных с нагрузкой, и двух устройств управления, а также гасящего конденсатора или блока гасящих конденсаторов, включенных параллельно первому симисторному ключу, источник питания.
Недостатками этого известного устройства также является низкая экономия электроэнергии, потребляемой нагрузкой, из-за отсутствия регулирования напряжения на нагрузке в зависимости от дополнительных факторов, например, уровня освещенности, низкая надежность и большие габариты устройства. Низкая надежность обусловлена наличием большого количества элементов в схеме, незащищенностью симисторов от скорости нарастания тока. Кроме того, к уменьшению надежности устройства приводит многократное резкое повышение напряжения на нагрузке в темное время из-за того, что управляющим элементом в анализиторе звука является микрофон, а также резкость повышения напряжения на нагрузке из-за работы симисторных ключей в режиме «включено-выключено» без регулировки угла отсечки. Большие габариты устройства обусловлены использованием в схеме гасящего конденсатора или блока конденсаторов и двух симисторных ключей.
Задачей, на решение которой направлена техническая реализация предложенной полезной модели, является повышение экономии электроэнергии, потребляемой нагрузкой, повышение надежности и уменьшение габаритов устройства.
Поставленная задача решается тем, что в предложенном устройстве автоматического регулирования, содержащем анализатор освещенности, анализатор звука и узел временной задержки, связанные через устройство управления с симисторным ключом, источник питания, введено устройство защиты, поключенное к выходу симисторного ключа и выполненное в виде последовательно соединенных дросселя и автоматического выключателя, кроме того, анализатор освещенности выполнен в виде зашунтированного сглаживающим конденсатором делителя напряжения, состоящего из фоторезистора и составного подстроечного резистора и соединенного средней точкой с базой транзистора n-p-n проводимости, анализатор звука выполнен в виде разделительного трансформатора, первичная обмотка которого связана с радиотрансляционной линией, а вторичная обмотка зашунтирована защитным конденсатором и одним концом через резистор, выпрямительный диод, а другим - через конденсатор подключена к базе транзистора n-p-n проводимости, в коллекторную цепь которого включен узел временной задержки в виде параллельно включенных накопительного конденсатора и резистора разряда, устройство управления выполнено в виде первого транзистора p-n-p проводимости, в цепь коллектора которого включен подстроечный резистор и коллектор второго транзистора n-p-n проводимости, эмиттер которого через подстроечный резистор соединен с накопительным конденсатором и эмиттером третьего однопереходного транзистора, причем база первого транзистора через ограничительный резистор связана с узлом временной задержки и коллектором транзистора анализатора звука, база второго транзистора через второй ограничительный резистор связана с эмиттером транзистора анализатора освещенности, в цепь первой базы третьего транзистора включен резистор, а вторая база подключена к первичной обмотке входного трансформатора симисторного ключа, выполненного в виде симистора, к управляющему электроду которого подключен резистор и через выпрямительный диод - вторичная обмотка входного трансформатора.
На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства автоматического регулирования освещения.
Устройство автоматического регулирования освещения содержит анализатор 1 освещенности, анализатор 2 звука. Выход анализатора 1 подключен к первому входу устройства 3 управления, а выход анализатора 2 - через узел 4 временной задержки ко второму входу устройства 3 управления. Выход устройства 3 подключен к входу симисторного ключа 5, выход которого через устройство 6 защиты подключен к нагрузке 7 (электрические лампы), питаемой от сети переменного тока.
Анализатор 1 освещенности содержит делитель напряжения, выполненный на фоторезисторе 9 и составном подстроечном резисторе 10, 11, зашунтированном сглаживающим конденсатором 12. Средняя точка делителя напряжения подключена к базе транзистора 13 n-p-n проводимости. Резистор 10 предназначен для регулировки времени включения-выключения ламп нагрузки 7.
Анализатор 2 звука содержит трансформатор 14, предназначенный для гальванической развязки. Первичная обмотка трансформатора 14 подключена к радиотрансляционной линии, а вторичная обмотка зашунтирована защитным конденсатором 15 и подключена к базе транзистора 18 n-p-n проводимости одним концом через ограничительный резистор 16 выпрямительный диод 17, а другим концом через конденсатор 19. Коллектор транзистора 18 подключен к узлу 4 временной задержки, выполненному в виде параллельно соединенных электролитического конденсатора 20 и резистора 21 разряда, и предназначенному для перекрытия пауз в радиотрансляции.
Устройство 3 управления выполнено на первом транзисторе 22 p-n-p проводимости, втором транзисторе 23 n-p-n проводимости и третьем однопереходном транзисторе 24. База транзистора 23 через ограничительный резистор 25 (1-ый вход устройства 3) соединена с эмиттером транзистора 13
анализатора 1 освещенности. База транзистора 22 через ограничительный резистор 26 (2-ой вход устройства 3) связана с узлом 4 временной задержки. Коллекторы транзисторов 22, 23 соединены и к точке их соединения подключен подстроечный резистор 27, предназначенный для регулировки тока накала ламп нагрузки 7 в период от 0 час. до 6 час. утра. Эмиттер транзистора 23 через подстроечный резистор 28, предназначенный для регулировки тока накала ламп нагрузки 7 в период от 6 час. утра до 0 час., связан с эмиттером транзистора 24 и конденсатором 29. В цепи первой базы транзистора 24 установлен ограничительный резистор 30.
Симисторный ключ 5 выполнен в виде симистора 31, управляющий электрод которого через выпрямительный диод 32 и трансформатор 33 подключен ко второй базе транзистора 24 (выход устройства 3), а через защитный резистор 34 - к схеме устройства 6 защиты.
Устройство 6 защиты выполнено в виде дросселя 35, последовательно соединенного с автоматическим выключателем 36 и далее с нагрузкой 7.
Источник 8 питания содержит выпрямительный мост на диодах 37, 38, 39, 40, вход которого через гасящие резисторы 41, 42, 43 подключен к сети переменного напряжения, а выход - к стабилитрону 44 и светодиоду 45.
Предлагаемое устройство автоматического регулирования освещения работает следующим образом.
Подача сигнала в анализатор 2 звука из радиотрансляционной линии осуществляется в период с 6 час. утра до 0 час. При этом сигнал со вторичной обмотки трансформатора 14 через резистор 16, диод 17 поступает на базу транзистора 18. Транзистор 18 открывается. Конденсатор 20 узла 4 временной задержки заряжается до величины напряжения, равного номинальному, и через резистор 26 (2-ой вход устройства 3 управления) открывает транзистор 22.
В случае, если в анализаторе 1 освещенности сопротивление фоторезистора 9 мало (освещенность достаточно велика), нагрузка 7 отключена от питания вследствие того, что транзистор 13 анализатора 1
освещенности закрыт, закрыты транзисторы 23,24 устройства 3 управления, закрыт и симистор 31 ключа 5.
При падении наружной освещенности сопротивление фоторезистора 9 увеличивается. Сигнал с средней точки делителя напряжения (резисторы 9, 10, 11) подается на базу транзистора 13 и открывает его. Положительный потенциал поступает на 1-ый вход устройства 3 управления и через резистор 25 открывает транзитор 23. Конденсатор 29 заряжается по цепи «транзистор 22-транзистор 23-резистор 28» до напряжения, равного по величине 0,6 номинального. По достижении этого значения происходит срабатывание однопереходного транзистора 24. Сигнал с базы транзистора 24 поступает на первичную обмотку трансформатора 33 (вход ключа 5). Отрицательный импульс со вторичной обмотки трансформатора 33 через выпрямительный диод 32 поступает на управляющий электрод симистора 31. Симистор 31 открывается и подает питание в нагрузку 7 через устройство 6, осуществляющее защиту симистора 31 от изменений нарастания тока.
При отсутствии сигнала с радиотрансляционной линии (с 0 час. до 6 час. утра) в анализаторе 2 звука транзистор 18 закрывается, в узле 4 конденсатор 20 разряжается через резистор 21. Транзистор 22 управляющего устройства 3 закрывается. В этом случае заряд конденсатора 29 происходит по цепи «резистор 27-транзистор 23-резистор 28», что приводит к увеличению времени его заряда, к более позднему включению симистора 31, а, следовательно, к понижению напряжения на нагрузке.
Наличие в схеме предложенного устройства возможности осуществлять регулировку времени включения-выключения электрических ламп нагрузки в зависимости от освещенности, регулировку величины тока накала электрических ламп нагрузки в любое время суток, плавное включение накала электрических ламп значительно повышает экономичность электроэнергии, потребляемой нагрузкой.
Использование в предложенном устройстве в качестве звукового источника радиотрансляционной линии, монтаж которой предусмотрен при
строительстве зданий согласно СНиП 20801-89 «Жилые здания», п.71 «Электроснабжение и радиотрансляция», повышает надежность устройства, упрощает его электрическую схему, упрощает монтаж и эксплуатацию устройства при регулирования освещения в многоподъездных многоэтажных зданиях.
Предложенное устройство удобно в эксплуатации в случае изменения величины нагрузки, так как в этом случае требуется замена только симистора на симистор типа с соответствующими параметрами без изменения самой электрической схемы устройства и его конструктивного выполнения.
Таким образом, предложенное устройство автоматического регулирования освещения позволяет повысить экономичность электроэнергии, потребляемой нагрузкой, повысить надежность схемы, уменьшить габариты устройства.