Menu English Ukrainian Rosyjski Strona główna

Bezpłatna biblioteka techniczna dla hobbystów i profesjonalistów Bezpłatna biblioteka techniczna


ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Alarm bezpieczeństwa na ogniwach słonecznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu Komentarze do artykułu

W przypadku sygnalizatora antywłamaniowego światło może służyć jako dobre źródło energii i zasilać układ detektora znajdujący się w pewnej odległości od niego.

W rzeczywistości taki alarm antywłamaniowy całkowicie się odżywia.

Alarm bezpieczeństwa na ogniwach słonecznych

Zasada działania urządzenia

Musisz zacząć od źródła światła. Wiązka światła jest kierowana wzdłuż drzwi, okna lub pokoju, tworząc strefę bezpieczeństwa. Po stronie odbiorczej ogniwo słoneczne wykrywa obecność wiązki światła i przekształca ją w energię elektryczną.

Ogniwo słoneczne odgrywa główną rolę w działaniu urządzenia; nie tylko wykrywa światło, ale także zasila sam obwód sygnalizacyjny.

Cała tajemnica tkwi w doborze schematu alarmu, który został specjalnie zaprojektowany tak, aby zapewnić minimalne zużycie energii. Dzięki takiej charakterystyce obwodu sygnał wyjściowy ogniwa słonecznego jest jednocześnie wykorzystywany jako użyteczna informacja o wiązce światła oraz do zasilania całego urządzenia.

Schemat obwodu

Schemat sygnalizacji można podzielić na trzy części. Zacznijmy od konwertera fotoelektrycznego.

W rzeczywistości ogniwo słoneczne, o którym mówiliśmy do tej pory, oznaczało baterię słoneczną złożoną z pięciu ogniw połączonych szeregowo. Całkowite napięcie wyjściowe akumulatora wynosi 1,6 V przy prądzie około 1 mA, w zależności od rzeczywistego oświetlenia ogniw.

Przede wszystkim panel słoneczny musi dostarczać zasilanie do obwodu alarmowego. Osiąga się to poprzez ładowanie małej baterii niklowo-kadmowej. Obwód ładowania zawiera ogniwo słoneczne, diodę D1 i baterię. Kiedy wiązka światła „strażniczego” pada na powierzchnię baterii słonecznej, bateria jest ładowana prądem przepływającym przez diodę D1.

Z poprzedniego rozdziału wiemy, że napięcie ładowania akumulatora spadnie do około 1,35 V. Z tego punktu widzenia akumulator można właściwie traktować jako diodę Zenera. Biorąc pod uwagę spadek napięcia o 0,3 V na diodzie D1, napięcie samego panelu słonecznego stabilizuje się na poziomie 1,65 V.

Prąd z baterii słonecznej przepływa również przez rezystancje R1 i R2. Wielkość tego prądu jest mniejsza niż 250 μA, podczas gdy większość prądu idzie na ładowanie akumulatora.

Rezystory i rezystor R2 są ważną częścią obwodu detekcji. Rozważ wszystko w kolejności (ryc. 1).

Kiedy prąd przepływa przez R1 i R2, następuje podział napięcia. Rezystancje rezystorów R1 i R2 są tak dobrane, że gdy ogniwa słoneczne są oświetlone, spadek napięcia na rezystorze R1 wynosi tylko około 0,21 V. To napięcie sumuje się ze spadkiem napięcia na diodzie D1 (0,3 V), co daje różnica potencjałów między bazą a tranzystorem emiterem Q1 wynosi 0,51 V.

Ponieważ Q1 jest tranzystorem krzemowym o minimalnym napięciu polaryzacji 0,7 V, napięcie bazowe jest zbyt niskie, aby włączyć tranzystor. Kiedy ogniwo słoneczne jest oświetlone światłem, tranzystor jest zablokowany i nie przepływa przez niego prąd.

Alarm bezpieczeństwa na ogniwach słonecznych
Ris.1

Jednak gdy wiązka światła zostanie przerwana, prąd z konwertera fotoelektrycznego zatrzymuje się, dlatego przez rezystor R1 nie płynie żaden prąd. Prąd zatrzymuje się również przez diodę D1.

Dzieje się tak, że R1 staje się źródłem o wysokiej impedancji, D1 jest diodą spolaryzowaną zaporowo (z powodu utraty napięcia z ogniwa słonecznego), a prąd przepływa przez R2 i złącze baza-emiter tranzystora Q1. Teraz pojawi się prąd kolektora.

Prąd kolektora jest dostarczany do IC1 (generator alarmu). Ten projekt wykorzystuje ten konkretny mikroukład, ponieważ działa przy bardzo niskim napięciu zasilania i zużywa bardzo mało prądu. Przy napięciu zasilania 1,5 V (typowym dla sygnalizacji) układ LM3909 przechodzi w stan niestabilny i dlatego będzie w trybie generowania.Wartości elementów R5, R6 i C1 określają częstotliwość pokolenia.

LM3909 zawiera również stopień wyjściowy wzmacniający moc. Podłączając przetwornik akustyczny (głośnik) między wyjściem generatora (pin 2) a dodatnim biegunem akumulatora, można usłyszeć głośny, wyraźnie rozpoznawalny sygnał podczas pracy generatora.

Przerwanie wiązki światła powoduje natychmiastowe wyzwolenie obwodu czujki i rozlegnie się sygnał dźwiękowy. Gdy wiązka światła zostaje przywrócona, tranzystor Q1 wyłącza się, a generacja zatrzymuje się.W ten sposób obwód pełni rolę dzwonka, gdy otwierane są drzwi lub brama.

Naprawianie alarmu

Jeśli automatyczne wznowienie obwodu jest niepożądane, na przykład w systemie sygnalizacji włamania i napadu, do jednostki bazowej wprowadza się obwód blokujący. Są to w zasadzie elementy układu R3, Q2 i R4, jednak o całej sztuczce układu fiksacji decyduje układ LM3909.

Rezystor 5 omów jest podłączony wewnątrz mikroukładu między pinami 6 i 12. Dopóki do zacisku dodatniego 5 nie zostanie przyłożone napięcie, będzie ono również nieobecne na zacisku 6. Jest to stan schematu przed zatwierdzeniem.

Kiedy wiązka światła zostaje przerwana, tranzystor Q1 włącza się i zasila pin 5, uruchamiając oscylator. Potencjał pojawia się również na pinie 6. Jeśli przełącznik „zatrzaskowy S1” jest włączony, napięcie z pinu 6 przez rezystor R4 jest dostarczane do podstawy tranzystora Q2. Prąd zaczyna płynąć przez tranzystor Q2 i rezystor R3, dodatkowo zwiększając prąd płynący już przez bazę tranzystora Q1.

Nawet jeśli napięcie zostanie ponownie dostarczone z ogniwa słonecznego, droga przepływu prądu generowanego przez ogniwa słoneczne znacznie się zmieni. W rezultacie rezystancja rezystora nie jest już mniejsza niż rezystancja rezystora R2, a spadek napięcia na R1 wzrasta. Efektywna rezystancja R2, R3 i Q2 staje się mała w porównaniu z R1, a ogniwa słoneczne nie są w stanie wyprowadzić tranzystora Q1 z nasycenia. W ten sposób sygnał alarmowy zostanie podany nawet po przywróceniu wiązki światła. Można go wyłączyć tylko przełącznikiem S1.

Projekt alarmu bezpieczeństwa

Podstawą projektu jest bateria, złożona z pięciu miniaturowych ogniw słonecznych połączonych szeregowo i z zewnątrz przypominająca dach pokryty dachówką. Oczywiste jest, że można zastosować dość małe elementy, ponieważ wymagają one minimalnego prądu. Wykonanie takiej baterii nie jest łatwe bez dostatecznej znajomości techniki elementów tnących i odpowiednich do tego urządzeń. Zdecydowanie zaleca się zakup wstępnie zmontowanej baterii wymienionej na liście części.

Aby zwiększyć zasięg alarmu antywłamaniowego, ogniwa fotowoltaiczne wyposażone są w lustro paraboliczne. Lustro zbiera promienie światła z dużej przestrzeni i skupia je na elementach. Wykorzystano do tego celu przenośną latarkę i ty możesz zrobić to samo.

Musisz wybrać latarkę z jak największym otworem obiektywu, jaki możesz znaleźć - to ważne. Następnie zdemontuj zespół odbłyśnika i wyjmij żarówkę. W tej konstrukcji soczewka nie tylko skupia promienie świetlne, ale także chroni lustrzany odbłyśnik przed uszkodzeniami mechanicznymi i wilgocią.

Teraz bateria słoneczna jest przyklejona od wewnątrz do przezroczystej soczewki ochronnej pośrodku, podczas gdy tylna strona baterii powinna być skierowana w stronę soczewki. Soczewkę umieszcza się tak, aby panel słoneczny znajdował się naprzeciw otworu żarówki. Przez ten otwór przechodzą dwa przewody z akumulatora, a następnie mocuje się reflektor.

Oczywiście bateria blokuje znaczną część przeźroczystej soczewki, dlatego należy wybrać jak największy odbłyśnik. Możesz także zmniejszyć rozmiar poszczególnych ogniw słonecznych i zmniejszyć rozmiar baterii.

Ponieważ wyjścia szeregowych paneli słonecznych nie są oznaczone kolorami, musisz sam określić ich polaryzację. Drut przylutowany do przedniej powierzchni dolnego elementu ma biegunowość ujemną i jest przymocowany do korpusu. Drugi drut przylutowany do tylnej części górnego elementu ma biegunowość dodatnią. Podobny rozkład biegunowości przewodów elektrycznych jest typowy dla ogniw fotowoltaicznych pn-junction, w których górna warstwa świecąca jest typu n; dla ogniw fotowoltaicznych wykonanych z podstawowego krzemu typu n górna warstwa typu p oraz polaryzacja wyprowadzeń będzie odwrotna do wskazanej w tekście.

Zespoły detektora i generatora urządzenia są umieszczone na płytce drukowanej pokazanej na rys. 2 i rozmieszczenie na nim części - na ryc. 3.

Alarm bezpieczeństwa na ogniwach słonecznych
Ris.2

Alarm bezpieczeństwa na ogniwach słonecznych
Ris.3

Wszystkie części są przylutowane do płytki, z wyjątkiem panelu słonecznego. Jeśli go podłączysz, alarm się wyłączy. W razie potrzeby można zainstalować przełącznik szeregowo z baterią, który umożliwia wyłączenie alarmu, gdy nie jest używany.

Płytka drukowana montowana jest w komorze latarki, zwykle przeznaczonej na baterie. Tablicę należy umieścić tak, aby przetwornik akustyczny komunikował się z otoczeniem, inaczej jego przenikliwy dźwięk będzie stłumiony. Dodatkowo w obudowie wiercony jest otwór na włącznik "mocowania". Konieczne jest przymocowanie przewodów wychodzących z ogniw słonecznych i staranne złożenie latarki, tym razem przylutowanie akumulatora do obwodu. Urządzenie zabezpieczające jest gotowe do użycia.

Jeśli instalacja jest prawidłowa, system wyda przenikliwy alarm. Aby go „uspokoić”, należy wyłączyć fiksację wyzwalającą i oświetlić powierzchnię ogniw słonecznych. Jest to łatwe: zanim system zostanie zainstalowany w miejscu do tego przeznaczonym, ustawia się go pod lampą stołową.

Alarm bezpieczeństwa na ogniwach słonecznych

Instalacja alarmu bezpieczeństwa

Typowy schemat instalacji urządzenia zabezpieczającego w drzwiach pokazano na ryc. 4. Jest zamocowany na wysokości 60 cm, co jest wystarczające w większości przypadków. Wiązka światła jest kierowana tak, że blokuje przejście do pomieszczenia.

Alarm bezpieczeństwa na ogniwach słonecznych
Ris.4

Teraz musisz zainstalować urządzenie alarmowe po przeciwnej stronie otworu. Konieczne może być dostosowanie kierunku wiązki światła, tak aby dokładnie trafiała w powierzchnię ogniw słonecznych. Łatwo to ustalić: gdy wiązka zostanie dokładnie wycelowana, alarm zostanie wyłączony.

Jako źródło światła można użyć dowolnej mocnej latarki. W tym celu pobrano tę samą latarkę, co do umieszczenia obwodu alarmowego. Akumulator został zastąpiony 6-woltowym transformatorem obniżającym napięcie, z jednym końcem 6-woltowego uzwojenia podłączonego do żarówki, a drugim do sieci.

Jeśli chcesz, aby wiązka światła była niewidoczna, możesz użyć filtra podczerwieni. Nawet czerwony celofan sprawi, że wiązka będzie mniej zauważalna.Ponieważ krzemowe ogniwo słoneczne ma znaczną czułość w zakresie czerwieni i podczerwieni widma, utrata czułości będzie znikoma. Należy jednak wziąć pod uwagę tłumienie wprowadzone przez filtr: nie można oczekiwać, że zasięg systemu pozostanie taki sam.

Należy pamiętać, że jeśli filtr zakryje powierzchnię emitera światła, może się on nagrzewać. Stopień nagrzania zależy od rodzaju filtra i jego transmisji. Wysoka temperatura może spowodować pożar.

Korzystanie ze źródła światła zasilanego prądem zmiennym ma dodatkową zaletę sygnalizowania przerwy w dostawie prądu.

Autor: Byers T.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Mrugający magik i jego publiczność 19.05.2024

Magia i iluzje zawsze przyciągały uwagę publiczności, ale co dzieje się za kulisami maga i w mózgach jego publiczności? Naukowcy z Wielkiej Brytanii postanowili rozwikłać tę zagadkę, przeprowadzając nowe badanie z udziałem dziesięciu iluzjonistów o różnym doświadczeniu. Iluzjoniści, z których niektórzy praktykowali magię od ponad pół wieku, inni dopiero od sześciu miesięcy, zostali zaproszeni do zademonstrowania tej samej sztuczki – popularnej sztuczki z monetami. Nagrania ich występów na treningu i na scenie pokazały, że w momencie wykonania triku każdy z nich zaczął znacznie częściej mrugać. Wyniki badania wskazują, że częstotliwość mrugania magów może być powiązana z nieświadomymi aspektami ich występów. Jednocześnie, jak odkryli naukowcy, widzowie również zaczynają częściej mrugać, podążając za ruchami iluzjonisty. Ta obserwacja potwierdza pogląd, że magowie mogą być katalizatorami mrugania w widowni. Dodatkowe badania wykazały, że magowie mrugają częściej podczas... ... >>

Ultradźwiękowy ekspres do kawy 19.05.2024

Kawa mrożona stała się w ostatnich latach integralną częścią kultury kawowej. Dlatego inżynierowie z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii postanowili ulepszyć jego przygotowanie. Opracowali ultradźwiękowy ekspres do kawy, który skraca czas parzenia na zimno mielonych ziaren kawy z 12-24 godzin do znacznie krótszego czasu. Kawa mrożona, zwana „Cold Brew”, jest popularna ze względu na swoją gładkość, niską kwasowość i niską goryczkę. Przygotowuje się go poprzez długotrwałe moczenie mielonej kawy w zimnej wodzie. W przeciwieństwie do tradycyjnego parzenia na gorąco, które często nadaje kawie gorycz, warzenie na zimno wydobywa z ziaren kawy delikatniejsze i bardziej złożone smaki. Innowacyjny system, zaprezentowany przez zespół inżynierów, wprowadza technologię ultradźwiękową do procesu przygotowania kawy. System wykorzystuje fale ultradźwiękowe, aby przyspieszyć proces wydobycia olejków, smaku i aromatu z mielonej kawy. Pozwala to znacznie skrócić czas ... >>

Mowa kaszalotów jest podobna do mowy ludzi 18.05.2024

W świecie oceanu, gdzie tajemnicze i nieznane współistnieje z tym, co badane, przedmiotem szczególnego zainteresowania nauki są kaszaloty ze swoimi ogromnymi mózgami. Naukowcy, pracując z ogromną gamą nagrań dźwiękowych zebranych podczas Dominica Sperma Whale Project (DSWP) – ponad 8000 60 nagrań, starają się rozwikłać tajemnice swojej komunikacji oraz zrozumieć strukturę i złożoność języka tych tajemniczych stworzeń. Badając szczegółowo nagrania XNUMX kaszalotów ze wschodnich Karaibów, naukowcy odkryli zaskakujące cechy ich komunikacji, ujawniając złożoność ich języka. „Nasze obserwacje wskazują, że te wieloryby mają wysoko rozwinięty kombinatoryczny system komunikacji, obejmujący rubato i ozdoby, co wskazuje na ich zdolność do szybkiej adaptacji i różnicowania się podczas komunikacji. Pomimo znacznych różnic w ewolucji kaszaloty mają w swojej komunikacji elementy charakterystyczne dla człowieka komunikacji” – mówi Shane Gero, biolog z Carleton University i dyrektor projektu CETI. Issl ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Pojemniki pod pokrywą 07.01.2010

Kontenery ładunkowe umieszczone na pokładzie kontenerowca stwarzają opór powietrza, aby przezwyciężyć nadmiar paliwa. Przy spokojnej pogodzie to tylko kilka procent całkowitego zużycia paliwa, ale podczas burzy zużycie może wzrosnąć o 60%.

Inżynierowie z Politechniki w Hamburgu (Niemcy), po przeprowadzeniu eksperymentów z modelami kontenerowców w tunelu aerodynamicznym, proponują pokrycie pokładu opływową osłoną.

Co prawda sceptycy przypominają, że około piętnaście lat temu próbowali montować składane owiewki na statkach, ale okazało się, że ich montaż i demontaż zajmuje zbyt wiele czasu i pracy.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Kabel przesyłowy prądu ciekłokrystalicznego

▪ Nowe hełmy Gwardii Szwajcarskiej są drukowane na drukarkach 3D

▪ Mysz pod stołem

▪ Zmiana klimatu może powodować trwałe alergie

▪ Szukaj nowych ziem

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

 

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Spektakularne sztuczki i ich wskazówki. Wybór artykułów

▪ artykuł Język rodzimych osik. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czym są promienie kosmiczne? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Serponosik piaszczysty. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Urządzenie do selekcji pojemników. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł o fabryce pieniędzy. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Imię i nazwisko:


Email opcjonalny):


komentarz:





Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024