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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Control automático de iluminación por infrarrojos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / iluminación Para encender automáticamente la luz en la habitación cuando una persona ingresa allí, es necesario "sentir" su presencia de alguna manera. Uno de los posibles signos es la radiación natural de una persona en el rango IR del espectro electromagnético. Dado que una persona, estando en una habitación, casi nunca permanece inmóvil, la intensidad de la radiación IR del sensor cambia constantemente, lo cual es la base del principio de funcionamiento de la máquina propuesta. El dispositivo hecho por el autor ha estado funcionando sin problemas en la cocina las XNUMX horas del día durante más de un año. Los dispositivos que responden a la radiación infrarroja humana natural se utilizan a menudo en los sistemas de seguridad de interiores. Exteriormente, parecen pequeñas cajas con vidrio esmerilado convexo frente a la posible aparición de un intruso. Tras un examen más detallado, se puede ver que el "vidrio esmerilado" no está dividido homogéneamente en segmentos con diferentes ángulos de inclinación y curvatura superficial. Se trata de una lente Fresnel, cuyo prototipo fue propuesto a principios del siglo XX para el equipamiento de las balizas de navegación marítima. Dirige la luz de una fuente hacia varios haces estrechos orientados en el espacio de la manera requerida.
Trabajando "para la recepción", una lente similar le da al área sensible del receptor de radiación IR un carácter de haz múltiple. Como resultado, la intensidad de la radiación térmica de un objeto en movimiento (persona) enfocada en la superficie del elemento sensible alcanza un máximo cuando está en uno de los haces, y un mínimo en el intervalo entre los haces. Los receptores de radiación IR en tales dispositivos suelen ser sensores piroeléctricos, productos relativamente baratos y bastante sensibles que responden solo a cambios en la intensidad de la radiación. Exteriormente, dicho sensor es similar a un transistor convencional, en cuyo caso se proporciona una ventana que es transparente a los rayos IR. Por lo general, contiene varios elementos piroeléctricos sensibles conectados entre la puerta del FET incorporado y una terminal externa. Dos salidas más son la fuente y el drenaje del transistor. En la fig. 46 (vista desde el lado del terminal). En la fig. 2 muestra un diagrama de una máquina de control de iluminación. La amplitud de la señal útil en la resistencia de carga R4 en el circuito de drenaje del sensor B1 alcanza los 50 mV. Se ensambla un amplificador de paso de banda en el amplificador operacional DA1.2 y se ensambla un amplificador limitador en el DA1.3, que convierte la señal del sensor en pulsos rectangulares de amplitud constante. Se necesita un solo vibrador con un reinicio en el amplificador operacional DA1.4 para mantener la luz encendida en las pausas entre pulsos, en los intervalos de tiempo cuando una persona en la habitación permanece inmóvil y durante algún tiempo después de que abandonó la habitación. El tiempo de exposición está regulado por una resistencia de sintonización R19.
En el estado inicial (a un nivel de voltaje bajo en la salida del amplificador operacional DA1.3), el voltaje en la salida del amplificador operacional DA1.4 es bajo, el capacitor C8 está descargado, el transistor VT1 está cerrado , el devanado del relé K1 está desenergizado, la iluminación está apagada. Cuando aparece un pulso de alto nivel en la salida del amplificador operacional DA1.3, el mismo nivel se establecerá en la salida del amplificador operacional DA1.4, lo que conducirá a la apertura del transistor VT1 y la operación del relé K1, que enciende la iluminación. Al final del pulso, el diodo VD1 se cerrará, pero gracias al condensador C8, el estado del amplificador operacional DA1.4 no cambiará. La iluminación permanecerá encendida mientras se carga este capacitor a través de las resistencias R18 y R19. Los pulsos positivos en la salida del amplificador operacional DA1.3, que aparecen antes de la carga del condensador C8, descargan este último, como resultado de lo cual el contador del obturador comienza nuevamente. Si no hubo pulsos durante un tiempo determinado y el voltaje en la salida no inversora del op-amp DA1.4 cayó por debajo del aplicado a su entrada inversora, el one-shot volverá a su estado original apagando la iluminación. , y el condensador C8 se descargará a través del circuito de salida del amplificador operacional DA1.4 y el diodo VD2. Se monta un fotorrelé en el amplificador operacional DA1.1, que reacciona a la iluminación general de la habitación. Su sensor es una fotorresistencia R2. Es necesario que la iluminación artificial se encienda automáticamente solo cuando no hay suficiente luz natural, y no cada vez que una persona ingresa a la habitación (incluso durante el día). En condiciones de mucha luz, la resistencia de la fotorresistencia es pequeña y el voltaje en la entrada inversora del amplificador operacional DA1 1 excede el umbral establecido en su entrada no inversora usando una resistencia sintonizada R7. El nivel de voltaje en la salida del amplificador operacional es bajo. Actuando a través de la resistencia R12 a la entrada del amplificador operacional DA1.3, mantiene la máquina en un estado correspondiente a la iluminación apagada, independientemente de las señales IR recibidas por el sensor piroeléctrico B1. Con una iluminación decreciente, la resistencia del fotorresistor aumenta, el voltaje en la entrada del amplificador operacional disminuye y, tan pronto como cae por debajo del umbral, el estado del amplificador operacional DA1.1 cambiará, eliminando el bloqueo de el sensor Cuando se da una señal para encender la iluminación artificial, un alto nivel de voltaje en la salida inferior de la resistencia R8 según el circuito (está conectado a la salida del amplificador operacional DA1.4) conduce a un aumento significativo en el umbral del fotorrelé, apagándolo realmente. La máquina puede alimentarse desde cualquier fuente de voltaje constante 10 ... 16 V. El consumo de corriente no supera los 10 mA en modo de espera y, cuando se activa, aumenta en el valor consumido por el relé K1. El dispositivo se ensambla por montaje en superficie sobre una placa de fibra de vidrio colocada en una carcasa de un dispositivo de señalización de seguridad ("sensor de movimiento"). El sensor piroeléctrico RE46 y la lente Fresnel CE12 se tomaron del mismo dispositivo de señalización, formando una zona sensible de 24 haces que se extiende sobre una distancia de 1,5 ... 5 m del sensor. Debe conservarse la posición mutua del sensor y la lente, que estaba disponible en el diseño original. En lugar de una lente Fresnel, puede instalar un vidrio orgánico esmerilado plano o convexo de un tamaño adecuado. Sin embargo, el rango de detección de una persona en movimiento disminuirá. Al soldar los cables de un sensor piroeléctrico, es necesario evitar el sobrecalentamiento y tomar precauciones para evitar daños al dispositivo por cargas de electricidad estática. A menudo, un sensor dañado pierde significativamente la sensibilidad sin perder por completo su funcionalidad. Relé K1 - automotriz 3747.06, puede ser reemplazado por otro con un voltaje de respuesta de 8 ... 11 V y contactos capaces de cambiar una corriente de al menos 2 A a un voltaje de 220 V, por ejemplo, BV2091-112DM (Pasi ). El dispositivo está instalado de tal manera que una persona que ingresa a la habitación y se mueve en ella cruza la cantidad máxima de rayos de la zona sensible. Por lo general, la posición óptima se puede encontrar experimentalmente en varios intentos. El ajuste de la máquina se reduce a establecer el retardo deseado para apagar la luz con la resistencia R19 y el umbral para operar el fotorrelé con la resistencia R7. Los falsos positivos son inherentes a todos estos dispositivos, cuya probabilidad se puede reducir, pero no se puede eliminar por completo. Los insectos que se arrastran por la superficie de la lente, o las arañas que tejen una telaraña en las inmediaciones de la misma, son a menudo la causa de la operación. Por lo tanto, el sitio de instalación del dispositivo debe mantenerse limpio y rociado periódicamente con insecticidas. No es deseable que en el área sensible haya fuentes poderosas de radiación IR, por ejemplo, calefacción y otros electrodomésticos que emiten mucho calor durante la operación. La superficie sensible del sensor debe protegerse de la luz solar directa. Autor: A.Kashkarov, San Petersburgo
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