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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Controle automático de iluminação IR. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / iluminação Para acender automaticamente a luz da sala quando uma pessoa entra nela, é necessário "sentir" de alguma forma sua presença. Um dos sinais possíveis é a radiação natural de uma pessoa na faixa IR do espectro eletromagnético. Como uma pessoa, estando em uma sala, quase nunca fica imóvel, a intensidade da irradiação IR do sensor muda constantemente, o que é a base do princípio de operação da máquina proposta. O aparelho fabricado pelo autor funciona perfeitamente na cozinha XNUMX horas por dia há mais de um ano. Dispositivos que respondem à radiação infravermelha humana natural são frequentemente usados em sistemas de segurança interna. Externamente, eles se parecem com pequenas caixas com vidro fosco convexo voltado para a possível aparência de um intruso. Após um exame mais detalhado, pode-se ver que o "vidro fosco" é dividido de forma não homogênea em segmentos com diferentes ângulos de inclinação e curvatura da superfície. Trata-se de uma lente Fresnel, cujo protótipo foi proposto no início do século XX para o equipamento de balizas de navegação marítima. Ele direciona a luz de uma fonte para vários feixes estreitos orientados no espaço da maneira necessária.
Trabalhando "para recepção", uma lente semelhante dá à área sensível do receptor de radiação IR um caráter multifeixe. Como resultado, a intensidade da radiação térmica de um objeto em movimento (pessoa) focado na superfície do elemento sensível atinge um máximo quando está em um dos feixes e um mínimo no intervalo entre os feixes. Os receptores de radiação IR em tais dispositivos são geralmente sensores piroelétricos - produtos relativamente baratos e bastante sensíveis que respondem apenas a mudanças na intensidade da radiação. Externamente, esse sensor é semelhante a um transistor convencional, no caso do qual é fornecida uma janela transparente aos raios infravermelhos. Geralmente contém vários elementos piroelétricos sensíveis conectados entre o portão do FET embutido e um terminal externo. Mais duas saídas são a fonte e o dreno do transistor. A localização e finalidade das saídas do sensor RE46 utilizadas na máquina descrita abaixo são mostradas na fig. 1 (vista do lado do terminal). Na fig. 2 mostra um diagrama de uma máquina de controle de iluminação. A amplitude do sinal útil no resistor de carga R4 no circuito de drenagem do sensor B1 atinge 50 mV. Um amplificador passa-banda é montado no amplificador operacional DA1.2 e um amplificador limitador é montado no DA1.3, que converte o sinal do sensor em pulsos retangulares de amplitude constante. Um único vibrador com reinício no op-amp DA1.4 é necessário para manter a luz acesa nas pausas entre os pulsos, nos intervalos de tempo em que uma pessoa na sala permanece imóvel e por algum tempo depois que ela sai da sala. O tempo de exposição é regulado por um resistor de ajuste R19.
No estado inicial (em um nível de baixa tensão na saída do op-amp DA1.3), a tensão na saída do op-amp DA1.4 é baixa, o capacitor C8 é descarregado, o transistor VT1 é fechado , o enrolamento do relé K1 é desenergizado, a iluminação é apagada. Quando um pulso de alto nível aparecer na saída do amplificador operacional DA1.3, o mesmo nível será definido na saída do amplificador operacional DA1.4, o que levará à abertura do transistor VT1 e à operação do relé K1, que liga a iluminação. No final do pulso, o diodo VD1 fechará, mas graças ao capacitor C8, o estado do amplificador operacional DA1.4 não mudará. A iluminação permanecerá acesa enquanto este capacitor estiver sendo carregado através dos resistores R18 e R19. Pulsos positivos na saída do op-amp DA1.3, aparecendo antes do carregamento do capacitor C8, descarregam este último, com o que a contagem do obturador recomeça. Se não houver pulsos por um determinado tempo e a tensão na saída não inversora do op-amp DA1.4 cair abaixo daquela aplicada à sua entrada inversora, o one-shot retornará ao seu estado original desligando a iluminação , e o capacitor C8 será descarregado através do circuito de saída do amplificador operacional DA1.4 e do diodo VD2. Um fotorrelé é montado no amplificador operacional DA1.1, que reage à iluminação geral da sala. Seu sensor é um fotoresistor R2. É necessário que a iluminação artificial acenda automaticamente apenas quando houver luz natural insuficiente e não sempre que uma pessoa entrar na sala (mesmo durante o dia). Sob luz forte, a resistência do fotoresistor é pequena e a tensão na entrada inversora do amplificador operacional DA1 1 excede o limite definido em sua entrada não inversora usando um resistor sintonizado R7. O nível de tensão na saída do amplificador operacional é baixo. Atuando através do resistor R12 para a entrada do op-amp DA1.3, mantém a máquina em um estado correspondente ao desligamento da iluminação, independentemente dos sinais infravermelhos recebidos pelo sensor piroelétrico B1. Com a diminuição da iluminação, a resistência do fotorresistor aumenta, a tensão na entrada do amplificador operacional diminui e, assim que cair abaixo do limite, o estado do amplificador operacional DA1.1 mudará, removendo o bloqueio de o sensor. Quando um sinal para ligar a iluminação artificial é dado, um alto nível de tensão na saída inferior do resistor R8 de acordo com o circuito (está conectado à saída do op-amp DA1.4) leva a um aumento significativo no limite do fotorrelé, na verdade, desligando-o. A máquina pode ser alimentada por qualquer fonte de tensão constante 10 ... 16 V. O consumo de corrente não ultrapassa 10 mA em modo de espera e, quando acionado, aumenta o valor consumido pelo relé K1. O dispositivo é montado por montagem de superfície em uma placa de fibra de vidro colocada em um alojamento de um dispositivo de sinalização de segurança ("sensor de movimento"). O sensor piroelétrico RE46 e a lente Fresnel CE12 foram retirados do mesmo dispositivo de sinalização, formando uma zona sensível de 24 feixes que se estende por uma distância de 1,5 ... 5 m do sensor. A posição mútua do sensor e da lente, disponível no projeto original, deve ser preservada. Em vez de uma lente Fresnel, você pode instalar um vidro orgânico fosco plano ou convexo de tamanho adequado. No entanto, o alcance de detecção de uma pessoa em movimento diminuirá. Ao soldar os cabos de um sensor piroelétrico, é necessário evitar o superaquecimento do mesmo e tomar precauções para evitar danos ao dispositivo por cargas de eletricidade estática. Freqüentemente, um sensor danificado perde significativamente a sensibilidade sem perder completamente sua funcionalidade. Relé K1 - automotivo 3747.06, pode ser substituído por outro com tensão de resposta de 8 ... 11 V e contatos capazes de comutar uma corrente de pelo menos 2 A a uma tensão de 220 V, por exemplo, BV2091-112DM (Pasi ). O dispositivo é instalado de forma que uma pessoa que entre na sala e se mova nela atravesse o número máximo de raios da zona sensível. Normalmente, a posição ótima pode ser encontrada experimentalmente em várias tentativas. O ajuste da máquina é reduzido para definir o atraso desejado para desligar a luz com o resistor R19 e o limite para operar o fotorrelé com o resistor R7. Falsos positivos são inerentes a todos esses dispositivos, cuja probabilidade pode ser reduzida, mas não pode ser completamente eliminada. Insetos rastejando na superfície da lente, ou aranhas tecendo uma teia nas imediações dela, geralmente são a causa da operação. Portanto, o local de instalação do dispositivo deve ser mantido limpo e periodicamente pulverizado com inseticidas. É indesejável que na área sensível existam fontes poderosas de radiação infravermelha, por exemplo, aquecimento e outros eletrodomésticos que emitem muito calor durante a operação. A superfície sensível do sensor deve ser protegida da luz solar direta. Autor: A.Kashkarov, São Petersburgo
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