Steuergerät für Straßenbeleuchtung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Beleuchtung

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Es gibt viele Bauarten von Automaten, die die Straßenbeleuchtung nachts einschalten und im Morgengrauen ausschalten. Allerdings sind sie in der Regel schlecht vor Fehlalarmen geschützt, wenn die Beleuchtung beim Übergang von „Tag“ zu „Nacht“ und umgekehrt in der Nähe der Schwelle schwankt. Mit dem vorgeschlagenen Gerät wird dieses Problem erfolgreich gelöst. Der Automat ist auf mehreren Standard-CMOS-Mikroschaltungen mit durchschnittlichem Integrationsgrad aufgebaut.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Das Schema des vorgeschlagenen Geräts ist in Abb. dargestellt. 1. Beim Einschalten der Stromversorgung am Eingang 9 des Elements DD1 3 wird mithilfe des Kondensators C5 ein kurzer Impuls mit hohem Logikpegel erzeugt, der das RS-Flip-Flop der Elemente DD1.3 und DD1.4 in einen Zustand mit versetzt ein hoher Spannungspegel am Ausgang des Elements DD1.4. Diese Spannung gelangt über den Widerstand R12 zur Basis des Transistors VT5 und öffnet den Transistor. Infolgedessen leuchtet die HL3-LED auf und der Sperroszillator am VT4-Transistor und der T2-Impulstransformator beginnen zu arbeiten. Die von ihm erzeugten Impulse öffnen den VS1-Triac, der die EL1-Lampe einschaltet.

Das Gerät befindet sich in diesem Zustand, bis der andere Eingang des RS-Flip-Flops (Pin 13 des DD1.4-Elements) einen Impuls empfängt, der den Trigger in den entgegengesetzten Zustand versetzt, die HL3-LED ausschaltet und den Blockierungsgenerator stoppt. Wenn an der Steuerelektrode keine Impulse vorhanden sind, öffnet sich der Triac VS1 nicht mehr und die Lampe EL1 erlischt

Wenn die externe Beleuchtung groß genug ist („Tag“), ist der Widerstand seines Sensors, der Fotodiode VD1, relativ niedrig und der Logikpegel an den Eingängen des Elements DD1.1 hoch. Am Ausgang dieses Elements und am Eingang R des Zählers DD4 ist der Pegel niedrig, sodass der Betrieb dieses Zählers zulässig ist. LED HL1 „Nacht“ aus. Der Ausgang des Elements DD1.2 ist hoch, daher leuchtet die HL2-LED „Day“ und der Zähler DD3 ist deaktiviert.

Die CN-Eingänge beider Zähler empfangen Impulse mit einer Periode von 60 s (1 min), die vom „Clock“-Chip DD2 erzeugt werden. Daher ändert der Zähler, dessen Betrieb aktiviert ist (in diesem Fall DD4), seinen Zustand jede Minute und setzt beim nächsten Ausgang einen hohen Logikpegel und bei allen anderen einen niedrigen Logikpegel. 4 Minuten nach dem Einschalten des Geräts wird am Pin 10 des DD4-Zählers und am Eingang 13 des daran angeschlossenen DD1.4-Elements ein High-Pegel eingestellt, der die EL1-Lampe ausschaltet.

Zukünftig (tagsüber) wiederholen sich die Impulse am Ausgang des Zählers DD4 alle 10 Minuten. Wenn Sie also die Lampe durch Drücken der SB1-Taste einschalten, wodurch der RS-Trigger in den entsprechenden Zustand gebracht wird, erlischt sie spätestens 10 Minuten später automatisch.

Mit Einbruch der Dunkelheit erhöht sich der Widerstand der VD1-LED deutlich. Die Pegel an den Ein- und Ausgängen der Elemente DD1.1, DD1.2 ändern sich ins Gegenteil. Dadurch ist die HL2-LED ausgeschaltet und HL1 eingeschaltet. Gleichzeitig wird der Betrieb des DD4-Zählers deaktiviert und der DD3-Zähler aktiviert. Bleibt dieser Zustand 4 Minuten lang unverändert, wird am Ausgang 10 des Zählers DD3 ein High-Pegel-Impuls erzeugt, der über die Diode VD3 zum Eingang 9 des Elements DD1.3 gelangt. Dadurch ändert sich der Zustand des RS-Flip-Flops und die EL1-Lampe wird eingeschaltet.

Die Lampe schaltet sich automatisch aus, wenn die Beleuchtung der VD1-LED wieder zunimmt und dies mindestens 4 Minuten lang bleibt. Die Praxis zeigt, dass eine solche Verzögerung beim Ein- und Ausschalten der Lampe völlig ausreicht, um Fehlalarme der Maschine bei erheblichen, aber relativ kurzfristigen Änderungen der Beleuchtung unter dem Einfluss von ziehenden Wolken, Blitzen und Beleuchtung des Sensors zu verhindern durch Autoscheinwerfer. Die Dauer der Verzögerung (sowohl ein als auch aus) kann innerhalb von 1–9 Minuten geändert werden, indem die Eingänge des RS-Triggers mit anderen Ausgängen der Zähler DD3 und DD4 verbunden werden. Muss dies häufig erfolgen, können Schalter in der Maschine vorgesehen werden.

Das Netzteil der Maschine ist nach der klassischen Transformatorschaltung mit einem Spannungsstabilisator auf einer VD4-Zenerdiode und einem VT3-Transistor aufgebaut. Auf den Einsatz eines Stabilisators kann verzichtet werden, wenn die Spannung im Versorgungsnetz keinen größeren Schwankungen unterliegt.

Fig. 2

Alle Elemente der Maschine werden auf der in Abb. gezeigten Leiterplatte platziert. 2 aus einseitig laminiertem Fiberglas. Seine Abmessungen richten sich nach der Platzierung in einer im Baumarkt gekauften elektrischen Anschlussdose aus Kunststoff.

Die LEDs HL1-HL3 werden direkt auf die Platine gelötet, können aber auf Wunsch auch auf der Gehäuseplatte platziert werden. Auf diesem Panel befindet sich die SB1-Taste mit normalerweise offenen Kontakten. Das Aussehen der Platine mit den darauf platzierten Schaltungselementen ist in Abb. dargestellt. 3. Die VD1-Fotodiode wird außerhalb der Platine platziert und auf der Außenplatte des Geräts installiert.

Fig. 3

KT315G-Transistoren können durch andere Silizium-NPN-Strukturen mit geringer Leistung ersetzt werden.

Chips der K176-Serie (mit Ausnahme von K176IE18) können durch ähnliche K561-Serien oder importierte CMOS-Serien ersetzt werden: K176LE5 – CD4001, K176IE8 – CD4017. Chip K176IE18 kann durch K176IE12 ersetzt werden. In diesem Fall ist der Jumper, der Pin 14 des DD2-Chips mit einem gemeinsamen Draht verbindet, nicht installiert. Da bei diesem Gerät kein genaues Timing erforderlich ist, können Sie anstelle des Abstimmkondensators C2 eine konstante Keramikkapazität von 10 ... 20 pF einbauen.

Beim Schalten von Lampen mit einer Gesamtleistung von bis zu 200 W wird der Triac TS112-10-7 (er kann durch den Triac KU208G ersetzt werden) auf einem Aluminiumkühlkörper mit einer Fläche von ​​15 ... 20 installiert cm2 auf der Platine befestigt. Dies ist ausreichend, wenn die Leistung der EL1-Lampe oder einer parallel geschalteten Gruppe von Glühlampen nicht mehr als 200 Watt beträgt. Um Lampen mit einer höheren Gesamtleistung (maximal 2000 W) anzusteuern, muss die Kühlkörperfläche entsprechend vergrößert und nicht auf der Leiterplatte des Geräts, sondern an einer anderen Stelle platziert werden.

Fig. 4

Mit einer geringfügigen Änderung des in Abb. gezeigten Steuerungsschemas. 4 kann in der Maschine kein Triac verwendet werden, sondern ein herkömmlicher asymmetrischer Trinistor KU202M oder KU202N. Der Magnetkreis des Impulstransformators T2 ist ein Ringferrit der Größe K10x6x5. Der Autor verwendete einen „Ring“ eines defekten elektronischen Vorschaltgeräts für Energiesparlampen. Die Wicklungen I, II und III des Transformators haben 50, 25 bzw. 30 Windungen und sind mit einem PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,15 mm umwickelt. Um ein sicheres Öffnen des Triacs zu gewährleisten, kann es erforderlich sein, die Windungszahl der Wicklung III zu wählen.

Sie können jeden Leistungstransformator T1 verwenden, der von der Größe her geeignet ist und über eine Sekundärwicklung mit einer Spannung von 10 ... 12 V bei einem Laststrom von mindestens 50 mA verfügt. Der Autor verwendete einen kleinen Transformator mit zwei Sekundärwicklungen zu je 12 V, ausgelegt für einen Strom von 200 mA (eine davon wird nicht verwendet).

Die Maschine verfügt über keinen separaten Schalter und wird direkt an das 220-V-Netz in der Anschlussdose oder über ein Kabel mit Stecker an eine normale Netzsteckdose angeschlossen. Eine Anpassung des Geräts ist nicht erforderlich; sofern bei der Installation keine Fehler vorliegen, beginnt es sofort nach der Verbindung mit dem Netzwerk zu arbeiten.

Das Gerät wird so installiert, dass die VD1-LED durch natürliches Licht gut beleuchtet wird. Es darf jedoch nicht dem Licht der EL1-Lampe ausgesetzt werden. Andernfalls schaltet sich die EL1-Lampe nachts im Abstand von 8 Minuten ein und aus. Damit kann die Funktionsfähigkeit der Maschine überprüft werden.

Bei Außenaufstellung muss das Gehäuse der Maschine sorgfältig abgedichtet werden, um das Eindringen von Tau, Regen, Schnee, Staub und Schmutz zu verhindern. Bei der Installation des Hauptgeräts im Innenbereich kann der Lichtsensor (LED VD1) in einer Entfernung von bis zu mehreren Metern aus dem Hauptgerät entnommen und mit einem abgeschirmten Kabel an die Leiterplatte angeschlossen werden. Das Geflecht dieses Drahtes ist mit dem Plus der Versorgungsspannung der Mikroschaltungen verbunden.

Eine der Varianten des beschriebenen Geräts wurde in einem über dem Eingang eines fünfstöckigen Gebäudes befestigten Scheinwerfer montiert und ist seit mehr als einem Jahr erfolgreich im Einsatz.

Autor: A. Zabarov

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