Лампа-автомат для дежурного освещения

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

1. Салимов Н. Два устройства управле­ния освещением. — Радио, 2015, № 9, с. 39— 41.
2. Нечаев И. Светодинамическая свето­диодная лампа — из КЛЛ. — Радио, 2016, № 8, с. 36-38.

Автор: И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Источник: Радио №11, 2016