Бесперебойное освещение в гараже

В гаражах случается отключение электроэнергии. Причиной таких отключений бывает срабатывание защитных устройств от перегрузки или отключение электроснабжения дежурным персоналом. Отсутствие окон в помещениях приводит к резкому затемнению.

Как правило, отключение происходит неожиданно, в неподходящий момент. Резкое затемнения рабочего места вынуждает искать временный источник освещения, в кромешной темноте это выполнить практически невозможно, и может привести к травмам и стрессам.

Выход из положения с помощью подключенного к аккумулятору автомашины переносного светильника не всегда предпочтителен, это ведёт к ускоренному разряду аккумулятора накальными лампами и невозможности его подзарядки в данный момент времени из-за отсутствия электроэнергии.

Можно воспользоваться переносными фонариками со светодиодным или неоновым освещением, но и они, как правило, не всегда под рукой или с разряженными аккумуляторами.

В данных условиях необходим автоматический источник бесперебойного освещения, не зависящий от внешних факторов питания, с экономным расходом электроэнергии, что позволит не только выбраться из тёмных лабиринтов подвальных помещений, но и закончить начатую работу.

Автоматика - область науки и техники, занимающаяся построением автоматических систем, выполняющих определённые технологические функции без непосредственного участия человека. Теоретической основой автоматики является техническая кибернетика.
Технической основой автоматики являются датчики, усилители, исполнительные органы и другие устройства.

Автоматическое регулирование - форма автоматического управления с использованием автоматического регулятора, служащего для выявление отклонений контролируемый величин объекта и устранение этого отклонения.
Для этого регулятор должен иметь чувствительный элемент – датчик, задающее устройство, устройство сравнения, усилитель, исполнительное устройство.

Устройство бесперебойного освещения гаражно-подвальных помещений представляет собой совокупность элементов, представляющих единую конструкцию, состоящую из платы с электронной схемой, корпуса, датчика освещения помещения и аккумулятора бесперебойного питания схемы. Устройство бесперебойного питания светильника устанавливается непосредственно в помещении, автономно работает от аккумулятора с подзарядкой от электросети.

Чувствительным элементом автоматического регулятора аварийного освещения является датчик - фотодиод VD1. Задающее устройство - это регулятор предварительной установки уровня освещённости объекта R3.

Устройство сравнения заключается в делительном мосте на светодиоде VD1 и резисторах R1, R2 в одном плече и цепи внутренних резисторов микросхемы DA2 с функциональным устройством, микросхемой DA1.

Цепи соединены гальванически через управляющий электрод 1DA1- параллельного стабилизатора напряжения, он же является усилителем слабого тока рассогласования уровней напряжения двух цепей.

Исполнительном устройством является мультивибратор на аналоговом таймере DA2, работающий в ждущем режиме, которой выходными импульсами, усиленными усилителем на ключевом транзисторе VT1 запускает газоразрядную лампу EL1.

Функционально схема устройства бесперебойного освещения состоит из генератора импульсов прямоугольной формы на аналоговом интегральном таймере DA2 с установкой частоты резистором R5.
Автоматическое изменение частоты и скважности выходных импульсов микросхемы таймера зависит от уровня освещённости помещения.

Применение в качестве светильника газоразрядной лампы позволяет снизить энергетические затраты в несколько раз по сравнению с накальными лампами при одинаковом уровне освещения.

Источник аварийного энергоснабжения в виде аккумулятора позволяет длительное время освещать помещение при небольшом расходе энергии устройством бесперебойного освещения.

Датчик освещённости на фотодиоде VD1 переключает схему из аварийного режима в энергосберегающий при появлении рабочего освещения.

Детальное рассмотрение принципиальной схемы устройства бесперебойного освещения позволяет облегчить настройку, наладку и поиск неисправностей в процессе эксплуатации.

Характеристики устройства:
Питание - аккумулятор 12В 7А/ч с зарядкой от электросети.
Потребляемый ток :
Аварийный режим 0,46-0,8 Ампера.
Дежурный режим - 0,03 Ампера.
Ток заряда аккумулятора 0,1-0,5Ампер.
Мощность лапы типа ЛБ 4-20 ватт.
Потребляемая мощность от сети 6-15 ватт.
Длительность работы от аккумулятора - 12 часов.

Функциональные блоки, входящие в принципиальную схему устройства бесперебойного освещения занимают промежуточное положение между структурными и принципиальными схемами и содержит в себе все их особенности. В этих блоках части устройства можно рассматривать как единое целое, таких устройств несколько : параллельный стабилизатор на микросхеме DA1,аналоговый интегральный таймер –DA2, интегральный стабилизатор напряжения - DA3.

Микросхема DA1 -регулируемый параллельный стабилизатор напряжения, предназначена для использования в узлах высококачественной электронной аппаратуры широкого применения в качестве источника образцового напряжения, регулируемого стабилитрона - компаратора напряжения. Изменяя регулировочные характеристики микросхемы возможно формировать регулируемое образцовое напряжение от 2,5 до 30 вольт при токе от 1 до 100 мА.
Отечественный аналог микросхемы КР142ЕН19.
Выводы микросхемы DA1: 1- управляющий электрод, 2 – анод, 3-катод.

Микросхема DA2 представляет собой аналоговый интегральный таймер и предназначен для получения временных интервалов или высокостабильных периодических колебаний. Отечественный аналог таймера - КР1006ВИ1.
В основные функциональные узлы микросхемы входят: два операционных усилителя, работающих в качестве компараторов; внутренний RS- триггер; ключевой транзистор и выходной усилитель для повышения нагрузочной способности.

Вывод 5DA2 позволяет получить прямой доступ к точке делителя с уровнем 2/3 напряжения питания, являющейся опорной для работы верхнего компаратора.
В результате повторения циклов заряда-разряда конденсатора С3, на выходе таймера 3DA2 возникает непрерывная последовательность положительных импульсов. Светодиод HL1 индицирует состояние выхода 3 таймера DA2, свечение указывает на рабочее состояние, при этом лампа EL1 должна гореть. При внешнем освещении датчика VD1 светодиод потухнет и схема перейдёт в энергосберегающий режим.

Переход уровня напряжения на выходе 3 микросхемы DA2 c высокого в нулевой, происходит при достижении напряжения на верхнем компараторе в 2/3 Un. При модификации напряжения на выводе 5 DA2 изменяется частота мультивибратора в сторону увеличения, и при напряжении менее трёх вольт генерация прекращается, ввиду отсутствия разности напряжения на конденсаторе С3 при зарядно-разрядном цикле и входных уровней нижнего и верхнего компаратора таймера, по входу 2 DA2 и 6DA2.

В затемнённом состоянии помещения светодиод VD1 закрыт, напряжение на управляющем электроде параллельного стабилизатора DA1 недостаточно для модификации напряжения стабилизации на аноде, микросхема таймера DA2 работает в режиме генератора с определённой внешними компонентами частотой выходных импульсов.

Ключевой транзистор VT1 обратной проводимости, желательно с большим коэффициентом усиления типа КТ829А. Транзистор необходимо снабдить радиатором размерами 30*50*15 мм.
Питание таймера и параллельного стабилизатора выполнено от интегрального стабилизатора напряжения DA3, функциональная схема которого представляет стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания и перегрузки по току.

Ключевой транзистор VT1 питается через первичную обмотку трансформатора Т1 от аккумулятора GB1. Регулировку режима работы схемы устройства следует начать с проверки напряжения питания микросхем и ключевого транзистора.
При настройке резистором R3, при освещённом светодиоде VD1 установить порог срабатывания схемы по потуханию контрольного светодиода HL1.

Резистором R5 устанавливается скважность импульсов мультивибратора таймера по максимальной яркости лампы EL1.
Диод VD2 c конденсатором C4 и резистором R11 представляет разрядную цепь импульсов обратного хода тока первичной обмотки трансформатора Т1.

Цепи накала лампы включены последовательно через разделительный конденсатор C5, возможен вариант прямого подключения к трансформатору, напряжение на вторичной обмотке имеет импульсный характер величиной до нескольких тысяч вольт, что достаточно для ионизации колбы лампы и её зажигания.

Трансформатор T1 взят от трансляционного динамика с коэффициентом трансформации 1:10, низкоомная обмотка включена в цепь коллектора ключевого транзистора, ко вторичной подключена лампа EL1. Первичная, низкоомная обмотка включена в цепь транзистора VT1.

Аккумулятор GB1 можно заменить на любой старый аккумулятор ёмкостью 7-70 А/час.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Освещение