Energiesparendes Fotorelais. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Beleuchtung

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Einer der Gründe für den übermäßigen Energieverbrauch ist das ziellose Abbrennen von Lampen morgens und tagsüber, wenn genügend natürliches Licht vorhanden ist. Der Grund dafür ist, dass ein Mensch bei einer langsamen Erhöhung der Beleuchtung nicht rechtzeitig bestimmen kann, wann es Zeit ist, das künstliche Licht auszuschalten. Besonders häufig kommt diese Situation in Institutionen vor. Die Autoren schlagen ein Fotorelais vor, das die Beleuchtung automatisch ausschaltet und ihrer Meinung nach viele Mängel bisheriger Entwicklungen nicht aufweist.

Übermäßiger Energieverbrauch ist schwer zu quantifizieren. Geht man davon aus, dass das Kunstlicht 30 Minuten nach Einsetzen ausreichender natürlicher Beleuchtung ausgeschaltet wird und das Beleuchtungssystem aus 20 LB-40-Lampen besteht, was in etwa einem normalen Arbeits- oder Bildungsraum entspricht, dann werden etwa 144 kWh Strom verbraucht in einem Jahr überbeansprucht werden. Tatsächlich wird das Licht oft erst am Abend ausgeschaltet, sodass diese Einschätzung als optimistisch gelten kann; die Mehrausgaben sind deutlich höher.

Um einen übermäßigen Verbrauch zu verhindern, werden in der Regel automatische Lichtsteuerungssysteme eingesetzt. Komplexe Zentralsysteme dieser Art sind aufgrund ihres hohen Preises und der aufwändigen Installation oft unbezahlbar. Diejenigen, die die Beleuchtung unabhängig von der tatsächlichen Beleuchtung zu einer bestimmten Tageszeit ein- und ausschalten, erfordern in der Regel eine systematische Wartung – Anpassung der Betätigungsmomente. Auf Präsenzsensoren basierende Geräte sind störempfindlich und funktionieren nur, wenn sich ständig Personen im Raum bewegen oder ausreichend laute akustische Geräusche erzeugen. Herkömmliche Fotorelais schalten die Beleuchtung in der Dämmerung wieder ein, wenn dies in den meisten Fällen nicht mehr erforderlich ist.

Das vorgeschlagene Fotorelais schaltet das elektrische Licht automatisch aus, wenn genügend natürliches Licht vorhanden ist, und schaltet es abends nicht ein, selbst wenn der Schalter eingeschaltet bleibt. Mit all dem ermöglicht Ihnen das Gerät, das Licht bei Bedarf manuell einzuschalten. Das Fotorelais erfordert keine Installation zusätzlicher Steuerungen, lässt sich ganz einfach in die vorhandene elektrische Verkabelung integrieren und kann im Prinzip Lampen jeder Leistung steuern. Der Schwellenwert der Beleuchtung, auf den es reagiert, wird bei der Installation eingestellt.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Die Fotorelaisschaltung ist in Abb. dargestellt. 1. Über einen im Diagramm nicht dargestellten Standard-Beleuchtungsschalter, der sich in der elektrischen Verkabelung befindet, wird ihm eine Wechselspannung von 220 V zugeführt. Das Netzteil ist nach dem klassischen Schema mit Ballastkondensator C5 aufgebaut. Der Widerstand R5 begrenzt die Amplitude des Ladestromimpulses des Kondensators C5 im Einschaltmoment. Nach dem Abschalten der Netzspannung wird dieser Kondensator über den Widerstand R7 entladen.

Auf der Diode VD6 ist ein Einweggleichrichter montiert, und die Diode VD5 überträgt. durch sich selbst Halbzyklen umgekehrter Polarität für VD6. Dadurch wird verhindert, dass der Kondensator C5 durch den Gleichstromanteil des gleichgerichteten Stroms aufgeladen wird. Nach Glättung der Welligkeit mit dem Kondensator C7 wird die gleichgerichtete Spannung einem Stabilisator mit einer Induktivität von 100...200 μH zugeführt; dieser muss für den Gesamtstrom der vom Fotorelais geschalteten Lampen ausgelegt sein.

Da der Triac bei Netzspannungswerten von Null ein- und ausgeschaltet wird, kann die Induktivität in den meisten Fällen durch eine Brücke ersetzt werden. Dies ist nur erforderlich, wenn Störungen durch das Fotorelais beanstandet werden. Wenn die Gesamtleistung der Lampen mehr als 150 W beträgt, sollte der Triac VS1 auf einem ausreichend großen Kühlkörper installiert werden. Die AL307BM LED kann durch jede andere ersetzt werden, vorzugsweise mit erhöhter Helligkeit.

Fig. 2

Die von den Autoren verwendete Fotodiode war nicht gekennzeichnet. Fast alle davon können in diesem Gerät verwendet werden; Sie müssen lediglich den Wert des Widerstands R1 auswählen. Es ist zu beachten, dass die korrekte Funktion des Fotorelais weitgehend vom Ort und der Art der Installation der Fotodiode abhängt. Aufgrund der Vielfalt der Raumgeometrien, der Art der natürlichen Beleuchtung, der Konfiguration, Platzierung und Leistung künstlicher Lichtquellen ist es schwierig, eindeutige Kriterien für die Auswahl dieses Standorts anzugeben. Daher muss der Installationsort experimentell ausgewählt werden, um den zuverlässigsten Betrieb des Fotorelais zum richtigen Zeitpunkt zu gewährleisten. Um den Einfluss von Störungen auszuschließen, sollte die LED mit miteinander verdrillten Drähten minimaler Länge an die Platine angeschlossen werden. Zu beachten ist, dass es galvanisch mit dem Netzwerk verbunden ist.

Das Fotorelais-Mikrocontrollerprogramm ist in PIC Basic Pro geschrieben. Zum Laden des Programms in den Mikrocontroller wurde das Computerprogramm IC-Prog verwendet. Da Informationen über die erforderliche Konfiguration des Mikrocontrollers in der HEX-Datei des Programms verfügbar sind (dies ist einer der Unterschiede zwischen PIC-Mikrocontrollern und AVR), installiert der Programmierer diese automatisch.

Ein aus zu wartenden Teilen zusammengesetztes Fotorelais beginnt in der Regel sofort nach dem Einschalten zu arbeiten. Um den Beleuchtungsschwellenwert festzulegen, ab dem die elektrische Beleuchtung ausgeschaltet werden soll, muss sichergestellt werden, dass die Beleuchtung im Raum diesem Wert entspricht (z. B. bis zur entsprechenden Tageszeit warten). Nachdem Sie die Kontakte des Schalters SA1 geschlossen haben, sollten Sie den Schieberegler des Trimmwiderstands R2 so nah wie möglich an die Position bringen, durch die die HL1-LED ein- und ausgeschaltet wird.

Wenn Sie während des Betriebs des Geräts die Beleuchtung einschalten müssen, die das Fotorelais ausgeschaltet hat, reicht es aus, den Schalter im Stromkreis des Geräts kurz zu öffnen und sofort wieder zu schließen.

Das Mikrocontroller-Programm kann heruntergeladen werden von ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/05/1.zip.

Literatur

1. Aizenberg Yu B. (Hrsg.) Energieeinsparung bei der Beleuchtung. - M.: Zeichen, 1999.
2. Werner V. Intelligentes Steuerungssystem für Innenbeleuchtung. - Lichttechnik, 1993, Nr. 4, S. 15-19.

Autor: B. Poezzhalov, Y. Martynyuk

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