Автор предлагает варианты светодиодной лампы с встроенным датчиком движения, автоматически включающейся при появлении в помещении человека. Подобная лампа может оказаться весьма полезной с точки зрения экономии электроэнергии.
В некоторых подсобных помещениях для экономии электроэнергии устанавливают осветительные приборы, включающиеся при появлении в них человека [1]. Чаще всего в этом случае применяют отдельный автомат, снабжённый датчиком движения или присутствия, который и включает освещение. Но установка автомата может потребовать изменений в сетевой проводке, что не всегда возможно или удобно. Но если осветительная лампа одна, датчик движения можно установить внутри неё. Такую лампу можно просто ввернуть в патрон, и она будет включаться автоматически.
За основу лампы была взята конструкция, описание которой приведено в статье автора [2]. Лампа-автомат состоит из двух основных узлов: модуля блока питания и осветительного модуля. Соединяются они с помощью разъёма. Схема осветительного модуля показана на рис. 1. Он собран на основе ИК-датчика движения SЕN0018 фирмы DFRobot! (В1). При движении человека в зоне действия датчика на выходе последнего (вывод 1) появляется напряжение высокого логического уровня (4…5 В), которое открывает полевой транзистор VT1.
Рис. 1
В результате питающее напряжение поступает на источник света — светодиодную ленту с номинальным напряжением 12 В. Временной интервал, на который включаются светодиоды, можно установить специальным регулятором (подстроечным резистором) на плате ИК-датчика. Напряжение питания датчика стабилизировано интегральным стабилизатором напряжения 5 В на микросхеме DA1. Конденсатор С1 дополнительно сглаживает пульсации выходного напряжения модуля питания.
Осветительный модуль — сменный, чертёж его печатной платы показан на рис. 2.
Рис. 2
К модулю питания его подключают с помощью вилки ХР1. К одной (узкой) стороне этой платы приклеивают ИК-датчик, выводы которого соединяют с контактами на плате отрезками изолированного и неизолированного проводов. На противоположной стороне платы припаяна вилка ХР1, которую затем также дополнительно закрепляют клеем (рис. 3).
Рис. 3
Работоспособность осветительного модуля проверяют, подавая питающее напряжение 12 В от лабораторного блока питания. Светодиодную ленту (в авторском варианте — 18 светодиодов) обматывают вокруг платы (рис. 4) и предварительно прикрепляют к ней термоклеем, а затем силиконовым герметиком.
Рис. 4
В устройстве [2] применён блок питания с балластным конденсатором и параллельным стабилизатором, потребляемый им от сети ток практически не зависит от того, светит лампа или нет. Для описанных в указанной статье устройств такое решение вполне оправдано, а вот для предлагаемой лампы-автомата оно не подойдёт, поскольку теряется сама идея экономии электроэнергии — когда лампа выключена, устройство потребляет приблизительно такой же ток, что и при включённой, Поэтому, чтобы повысить экономичность устройства, блок питания с балластным конденсатором был заменён импульсным — доработанным исправным электронным балластом от КЛЛ. Донорской стала КЛЛ мощностью 13 Вт модели 2U-12 (рис. 5).
Рис. 5
Схема модуля блока питания показана на рис. 6. Вновь вводимые элементы выделены красным цветом, нумерация элементов и фрагмент схемы электронного балласта показаны условно. Доработка сводится к установке вместо конденсатора С2, балластного дросселя L1 (он будет использован для изготовления одного из трансформаторов) и собственно лампы ЕL1 двух последовательно включённых трансформаторов Т2 и Т3. Напряжение вторичных обмоток трансформаторов выпрямляет диодный мост VD3—VD6, пульсации сглаживает конденсатор С3.
Рис. 6
Рис. 7
Подобная доработка рис. 8 электронного балласта КЛЛ для получения из него импульсного блока питания неоднократно описана на страницах разных журналов и в Интернете. В большинстве случаев разделительный понижающий трансформатор рекомендуется изготовить на основе балластного дросселя от используемого электронного балласта. Так было сделано и в этом случае, но оказалось, что с одним трансформатором наблюдается заметный нагрев элементов блока питания даже без нагрузки, что свидетельствует о его невысокой экономичности. Поэтому и были применены два последовательно соединённых трансформатора. В результате нагрев элементов блока питания практически незаметен. В дежурном режиме ток, потребляемый от сети, — 4 мА, при включении светодиодов он увеличивается до 60 мА (зависит от мощности применённой светодиодной ленты).
Рис. 8
Первый трансформатор изготовлен из удалённого балластного дросселя, индуктивность которого — 4 мГн. Его обмотка будет теперь первичной, и она не должна занимать весь объём окна, поскольку там необходимо разместить ещё и вторичную. Число её витков подбирают экспериментально (в авторском варианте их 33). Провод диаметром 0,2 мм (по меди) должен быть в надёжной изоляции.
Чтобы упростить намотку вторичной обмотки, балластный дроссель можно разобрать. Сделать это в большинстве случаев нетрудно, поскольку обычно две Ш-образные части ферритового магнитопровода скреплены одним-двумя слоями липкой ленты. Но дроссель следует предварительно выпаять из платы. После намотки вторичной обмотки трансформатор собирают и временно с помощью проводов припаивают к контактам платы. Поскольку напряжение на вторичных обмотках трансформаторов импульсное, его измерение с помощью распространённых дешёвых цифровых мультиметров может дать большую погрешность. Надёжнее проводить измерение вольтметром постоянного тока на выходе выпрямителя со сглаживающим фильтром и нагрузкой. Поэтому к вторичной обмотке подключают выпрямитель (VD3-VD6) с конденсатором С3, а к его выходу — нагрузку (резистор сопротивлением 100…500 Ом и мощностью 5 Вт). Подают сетевое напряжение, и измеряют напряжение на нагрузке. Оно должно быть в пределах 12…13 В. По результатам измерения принимают решение об изменении числа витков вторичной обмотки.
Затем изготавливают точно такой же второй трансформатор. Один из них устанавливают на плату электронного балласта, а второй, предварительно заизолировав, приклеивают к этой плате через изолирующую прокладку. Вторичные обмотки трансформаторов соединяют так, чтобы их напряжения суммировались. Плату размещают и закрепляют в цоколе лампы. Выпрямитель, сглаживающий конденсатор и гнездо XS1 размещают на самодельной плате (см. рис. 3 в [2]).
Совместно с импульсным модулем питания в выпрямителе следует применить быстродействующие выпрямительные или импульсные диоды, например, КД510А, 1N4448 или аналогичные, при этом выходной ток выпрямителя не должен превышать 0,3 А. Оксидные конденсаторы — импортные. Можно применить полевой транзистор 2N7000 и ИК-модули DP-102, НС-SR501. В модуле питания применено шестиконтактное двухрядное гнездо РВD-6, а в осветительном модуле — соответствующая ему вилка (РLD-6). Но можно обойтись и без разъёмов, соединив модули отрезками изолированного провода. В светорассеивателе (колбе) необходимо сделать отверстие, чтобы в него входила линза Френеля ИК-датчика, иначе он полностью потеряет чувствительность. При этом, возможно, придётся изменить размеры печатной платы.
Так и было сделано при установке устройства в корпус от светодиодной лампы 5аSС-А806SТ-Q1 фирмы Diall, размеры которой меньше. Модуль питания собран по приведённой выше схеме, но без разъёмов. Выпрямитель и сглаживающий конденсатор пришлось установить в осветительном модуле, а размеры его платы (рис. 7, здесь конденсатор С1 — это конденсатор С1 на рис. 1 или СЗ на рис. 6) уменьшить. Модули соединены между собой отрезками изолированных монтажных проводов, Смонтированная плата показана на рис. 8 и рис. 9, а внешний вид этого варианта лампы-автомата — на рис. 10. Её размеры: высота — 115 мм, диаметр — 60 мм.
Рис. 9
Рис. 10
Следует учесть, что угол, в котором датчик обнаруживает присутствие людей, ограничен (в применённом датчике — 110 градусов). Поэтому лампа должна быть расположена в помещении с учётом этого фактора.
ЛИТЕРАТУРА
- Салимов Н. Два устройства управления освещением. — Радио, 2015, № 9, с. 39— 41.
- Нечаев И. Светодинамическая светодиодная лампа — из КЛЛ. — Радио, 2016, № 8, с. 36-38.
Автор: И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Источник: Радио №11, 2016