. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

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

Automatyczne sterowanie oświetleniem IR. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / oświetlenie

Komentarze do artykułu

Aby automatycznie włączać światło w pomieszczeniu, gdy ktoś tam wejdzie, trzeba jakoś „poczuć” jego obecność. Jednym z możliwych znaków jest naturalne promieniowanie osoby w zakresie IR widma elektromagnetycznego. Ponieważ człowiek przebywając w pomieszczeniu prawie nigdy nie pozostaje w bezruchu, intensywność promieniowania IR czujnika stale się zmienia, co jest podstawą zasady działania proponowanej maszyny. Wykonane przez autora urządzenie działa bez zarzutu w kuchni przez całą dobę od ponad roku.

Urządzenia reagujące na naturalne promieniowanie podczerwone człowieka są często stosowane w systemach bezpieczeństwa w pomieszczeniach. Na zewnątrz wyglądają jak małe pudełka z wypukłym matowym szkłem, które mogą wyglądać na intruza. Przy bliższym przyjrzeniu się można zauważyć, że „szkło matowe” jest niejednorodnie podzielone na segmenty o różnych kątach nachylenia i krzywizny powierzchni. To soczewka Fresnela, której prototyp zaproponowano na początku XX wieku do wyposażenia morskich latarni nawigacyjnych. Kieruje światło jednego źródła na kilka wąskich wiązek zorientowanych w przestrzeni w wymagany sposób.

Automatyczne sterowanie oświetleniem IR

Działająca „na odbiór” podobna soczewka nadaje czułemu obszarowi odbiornika promieniowania IR wielowiązkowy charakter. W efekcie intensywność promieniowania cieplnego poruszającego się obiektu (osoby) skupionego na powierzchni elementu czułego osiąga maksimum, gdy znajduje się ono w jednej z wiązek, a minimum w przerwie między wiązkami.

Odbiornikami promieniowania podczerwonego w tego typu urządzeniach są zazwyczaj czujniki piroelektryczne - stosunkowo tanie i dość czułe produkty, które reagują jedynie na zmiany natężenia promieniowania. Zewnętrznie taki czujnik jest podobny do konwencjonalnego tranzystora, w przypadku którego zapewniono okno przezroczyste dla promieni podczerwonych. Zwykle zawiera kilka czułych elementów piroelektrycznych podłączonych między bramką wbudowanego FET a zewnętrznym terminalem. Dwa kolejne wyjścia są źródłem i drenem tranzystora. Rozmieszczenie i przeznaczenie wyjść czujnika RE46 zastosowanego w opisanej poniżej maszynie pokazano na rys. 1 (widok od strony terminala).

na ryc. 2 przedstawia schemat maszyny sterującej oświetleniem. Amplituda sygnału użytecznego na rezystorze obciążenia R4 w obwodzie drenu czujnika B1 osiąga 50 mV. Wzmacniacz pasmowy jest montowany na wzmacniaczu operacyjnym DA1.2, a wzmacniacz ograniczający jest montowany na DA1.3, który przekształca sygnał czujnika na prostokątne impulsy o stałej amplitudzie. Pojedynczy wibrator z restartem na wzmacniaczu operacyjnym DA1.4 jest niezbędny do utrzymania światła w przerwach między impulsami, w odstępach czasowych, w których osoba w pomieszczeniu pozostaje nieruchoma i przez pewien czas po jej opuszczeniu. Czas ekspozycji jest regulowany przez rezystor dostrajający R19.

(kliknij, aby powiększyć)

W stanie początkowym (przy niskim poziomie napięcia na wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA1.3) napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA1.4 jest niskie, kondensator C8 jest rozładowany, tranzystor VT1 jest zamknięty , uzwojenie przekaźnika K1 jest pozbawione napięcia, oświetlenie jest wyłączone. Gdy na wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA1.3 pojawi się impuls wysokiego poziomu, ten sam poziom zostanie ustawiony na wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA1.4, co doprowadzi do otwarcia tranzystora VT1 i operacji przekaźnika K1, który włącza oświetlenie.

Pod koniec impulsu dioda VD1 zamknie się, ale dzięki kondensatorowi C8 stan wzmacniacza operacyjnego DA1.4 nie ulegnie zmianie. Oświetlenie pozostanie włączone podczas ładowania tego kondensatora przez rezystory R18 i R19. Dodatnie impulsy na wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA1.3, pojawiające się przed ładowaniem kondensatora C8, rozładowują ten ostatni, w wyniku czego odliczanie migawki rozpoczyna się ponownie.

Jeśli przez określony czas nie było impulsów, a napięcie na nieodwracającym wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA1.4 spadło poniżej napięcia zastosowanego na jego wejściu odwracającym, one-shot powróci do pierwotnego stanu, wyłączając oświetlenie , a kondensator C8 zostanie rozładowany przez obwód wyjściowy wzmacniacza operacyjnego DA1.4 i diody VD2.

Fotoprzekaźnik jest montowany na wzmacniaczu operacyjnym DA1.1, który reaguje na ogólne oświetlenie pomieszczenia. Jego czujnikiem jest fotorezystor R2. Konieczne jest, aby sztuczne oświetlenie włączało się automatycznie tylko wtedy, gdy nie ma wystarczającej ilości naturalnego światła, a nie za każdym razem, gdy osoba wchodzi do pokoju (nawet w ciągu dnia).

W dużym świetle rezystancja fotorezystora jest niewielka, a napięcie na odwracającym wejściu wzmacniacza operacyjnego DA1 1 przekracza próg ustawiony na jego nieodwracającym wejściu za pomocą dostrojonego rezystora R7. Poziom napięcia na wyjściu wzmacniacza operacyjnego jest niski. Działając poprzez rezystor R12 na wejście wzmacniacza operacyjnego DA1.3, utrzymuje maszynę w stanie odpowiadającym wyłączonemu oświetleniu, niezależnie od sygnałów IR odbieranych przez czujnik piroelektryczny B1.

Wraz ze spadkiem oświetlenia rezystancja fotorezystora wzrasta, napięcie na wejściu wzmacniacza operacyjnego maleje, a gdy tylko spadnie poniżej progu, stan wzmacniacza operacyjnego DA1.1 zmieni się, usuwając blokadę z czujnik. W przypadku podania sygnału do włączenia sztucznego oświetlenia, wysoki poziom napięcia na dolnym wyjściu rezystora R8 zgodnie z układem (jest on podłączony do wyjścia wzmacniacza operacyjnego DA1.4) prowadzi do znacznego wzrostu próg fotoprzekaźnika, właściwie go wyłączając.

Maszynę można zasilać z dowolnego źródła o stałym napięciu 10...16 V. Pobór prądu w stanie czuwania nie przekracza 10 mA, a po uruchomieniu wzrasta o wartość pobieraną przez przekaźnik K1.

Urządzenie montuje się poprzez montaż powierzchniowy na płytce z włókna szklanego umieszczonej w obudowie sygnalizatora bezpieczeństwa („czujnik ruchu”). Czujnik piroelektryczny RE46 i soczewka Fresnela CE12 zostały pobrane z tego samego sygnalizatora, tworząc 24-wiązkową strefę czułości rozciągającą się na odcinku 1,5 ... 5 m czujnika. Wzajemne położenie czujnika i obiektywu, które było dostępne w pierwotnym projekcie, musi zostać zachowane. Zamiast soczewki Fresnela można zamontować płaskie lub wypukłe matowe szkło organiczne o odpowiednim rozmiarze. Zmniejszy się jednak zasięg wykrywania poruszającej się osoby.

Podczas lutowania wyprowadzeń czujnika piroelektrycznego należy unikać jego przegrzania oraz zachować środki ostrożności zapobiegające uszkodzeniu urządzenia przez wyładowania elektrostatyczne. Często uszkodzony czujnik znacznie traci czułość, nie tracąc całkowicie swojej funkcjonalności.

Przekaźnik K1 - motoryzacyjny 3747.06, można go zastąpić innym o napięciu odpowiedzi 8 ... 11 V i stykami zdolnymi do przełączania prądu co najmniej 2 A przy napięciu 220 V, na przykład BV2091-112DM (Pasi ).

Urządzenie montuje się w taki sposób, aby osoba wchodząca do pomieszczenia i poruszająca się w nim przekraczała maksymalną liczbę promieni strefy wrażliwej. Zwykle optymalną pozycję można znaleźć eksperymentalnie w kilku próbach. Regulacja maszyny sprowadza się do ustawienia żądanego opóźnienia wyłączenia światła rezystorem R19 oraz progu zadziałania fotoprzekaźnika rezystorem R7.

Fałszywe alarmy są nieodłącznym elementem wszystkich takich urządzeń, których prawdopodobieństwo można zmniejszyć, ale nie można go całkowicie wyeliminować. Częstym powodem operacji są owady pełzające po powierzchni soczewki lub pająki tkające pajęczynę w jej bezpośrednim sąsiedztwie. Dlatego miejsce instalacji urządzenia musi być utrzymywane w czystości i okresowo spryskiwane środkami owadobójczymi.

Niepożądane jest, aby w obszarze wrażliwym znajdowały się silne źródła promieniowania podczerwonego, na przykład ogrzewanie i inne urządzenia gospodarstwa domowego, które emitują dużo ciepła podczas pracy. Wrażliwą powierzchnię czujnika należy chronić przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych.

Autor: A.Kashkarov, Petersburg

Zobacz inne artykuły Sekcja oświetlenie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Etui na smartfona z poduszkami powietrznymi 10.12.2013

Honda pokazała koncepcyjne etui ochronne na smartfony, które jest wyposażone w małe poduszki powietrzne: są one odpalane w przypadku ryzyka upadku, zapobiegając uszkodzeniu urządzenia.

W obecnej formie prototypowa obudowa jest wyposażona we własny akumulator, mały zbiornik na dwutlenek węgla i akcelerometr. Sygnał z tego ostatniego służy jako polecenie otwarcia specjalnego zaworu, który dostarcza gaz do sześciu małych nadmuchiwanych poduszek rozmieszczonych na całym obwodzie obudowy.

Należy zauważyć, że system aktywuje się po około 90 cm swobodnego spadku. Czas otwarcia poduszek wynosi 0,2 s.

Oczywiście, podczas gdy obudowa Hondy to nic innego jak produkt eksperymentalny. Jest zbyt obszerny do codziennego użytku i wydaje się, że nie jest w stanie chronić telefonu, jeśli zostanie upuszczony ekranem w dół na ostry, wystający przedmiot, taki jak kamień. Ponadto nie jest jasne, czy poduszki mogą być ponownie użyte po zastosowaniu, czy też będą wymagały całkowitej wymiany.

Możliwe jednak, że w przyszłości technologia w zmodyfikowanej formie zostanie zastosowana w komercyjnych etui ochronnych. Nawiasem mówiąc, dokładnie rok temu Urząd Patentowy Stanów Zjednoczonych przyznał patent na podobny rozwój sklepowi internetowemu Amazon: firma Jeffa Bezosa proponuje wbudowanie maleńkich poduszek powietrznych bezpośrednio w urządzenie mobilne. Otworzą się na sygnał z akcelerometru lub kamery, zapobiegając awarii urządzenia w przypadku upadku.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Inteligentne zawieszenie Forda z ochroną przed wybojami

▪ Płodność Węgiel

▪ Oświetlenie nocne wpływa na zachowanie ryb

▪ Standaryzacja zasilaczy laptopów

▪ życie pod maską

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Urządzenia pomiarowe. Wybór artykułu

▪ artykuł Tchórzliwy Wania był biedny. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Skąd Kanada wzięła swoją nazwę? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Dyrektor artystyczny ds. druku. Opis pracy

▪ artykuł Sonda dźwiękowa-omomierz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Automatyka i telemechanika. Automatyczne ograniczenie redukcji napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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