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IR自動照明制御。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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人が部屋に入ると自動的に部屋の照明が点灯するためには、何らかの方法でその人の存在を「感じる」必要があります。考えられる兆候の XNUMX つは、電磁スペクトルの IR 範囲における人の自然放射線です。人は室内にいるとほとんど動かないので、センサーの赤外線照射の強度は常に変化します。これが提案されたマシンの動作原理の基礎です。著者が作成したデバイスは、XNUMX 年以上キッチンで XNUMX 時間問題なく動作しています。

人間の自然な赤外線放射に反応するデバイスは、屋内セキュリティシステムでよく使用されます。外見上、それらは侵入者の可能性のある外観に面した凸面のすりガラスが付いた小さな箱のように見えます。よく見ると、「曇りガラス」が、異なる傾斜角と表面曲率を持つセグメントに不均一に分割されていることがわかります。 XNUMX世紀初頭に海洋航行標識用に原型が提案されたフレネルレンズです。 XNUMX つの光源の光を、必要な方法で空間内に向けられたいくつかの細いビームに導きます。

IR自動照明制御

「受信用」に機能する同様のレンズは、赤外線受信機の感知領域にマルチビーム特性を与えます。その結果、感応要素の表面に集束する移動物体 (人) の熱放射の強度は、ビームの XNUMX つにあるときに最大になり、ビーム間の間隔で最小になります。

このようなデバイスの IR 放射受信機は通常、焦電センサーです。これは比較的安価で、放射強度の変化にのみ反応する非常に感度の高い製品です。外見上、このようなセンサーは従来のトランジスタと同様であり、その場合、赤外線を透過する窓が設けられている。通常、内蔵 FET のゲートと外部端子の間に接続された複数の高感度焦電素子が含まれています。さらに 46 つの出力は、トランジスタのソースとドレインです。以下で説明するマシンで使用される RE1 センサーの出力の位置と目的を図に示します。１（端末側から見た図）。

図上。図２は、照明制御機の図を示す。センサー B2 のドレイン回路の負荷抵抗 R4 における有効信号の振幅は 1 mV に達します。バンドパスアンプはオペアンプ DA50 に組み込まれ、制限アンプは DA1.2 に組み込まれ、センサー信号を一定振幅の矩形パルスに変換します。パルス間の一時停止中、室内にいる人が動かない時間帯、および部屋を出た後のしばらくの間、ライトを点灯し続けるには、オペアンプ DA1.3 を再起動する 1.4 つのバイブレータが必要です。露光時間は調整抵抗器 R19 によって調整されます。

（クリックして拡大）

初期状態（オペアンプ DA1.3 の出力の低電圧レベル）では、オペアンプ DA1.4 の出力の電圧は低く、コンデンサ C8 が放電され、トランジスタ VT1 が閉じます。、リレー巻線 K1 は通電されず、照明はオフになります。オペアンプ DA1.3 の出力にハイレベルのパルスが現れると、オペアンプ DA1.4 の出力にも同じレベルが設定され、トランジスタ VT1 が開き動作が開始されます。リレー K1 がオンになり、照明が点灯します。

パルスの終了時に、VD1 ダイオードが閉じますが、コンデンサ C8 のおかげで、オペアンプ DA1.4 の状態は変化しません。このコンデンサが抵抗 R18 と R19 を介して充電されている間、照明は点灯したままになります。オペアンプ DA1.3 の出力での正のパルスは、コンデンサ C8 の充電前に現れ、コンデンサ CXNUMX を放電し、その結果、シャッタカウントが再び開始されます。

一定時間パルスがなく、オペアンプ DA1.4 の非反転出力の電圧が反転入力に印加される電圧を下回った場合、ワンショットは照明をオフにすることで元の状態に戻ります。、コンデンサ C8 はオペアンプ DA1.4 とダイオード VD2 の出力回路を通じて放電されます。

DA1.1 オペアンプにはフォトリレーが組み込まれており、部屋の一般的な照明に反応します。そのセンサーはフォトレジスター R2 です。人工照明は、人が部屋に入るたびに（昼間であっても）自然光が不十分な場合にのみ自動的に点灯する必要があります。

明るい状態では、フォトレジスタの抵抗は小さく、オペアンプ DA1 の反転入力の電圧は、同調抵抗 R1 を使用して非反転入力に設定されたしきい値を超えます。オペアンプの出力の電圧レベルが低いです。抵抗器 R7 を介してオペアンプ DA12 の入力に作用し、焦電センサー B1.3 が受信した IR 信号に関係なく、マシンを消灯に対応する状態に保ちます。

照度が低下すると、フォトレジスタの抵抗が増加し、オペアンプの入力電圧が低下し、閾値を下回るとすぐにオペアンプ DA1.1 の状態が変化し、ロックが解除されます。センサー。人工照明をオンにする信号が与えられると、回路 (オペアンプ DA8 の出力に接続されています) に応じて抵抗 R1.4 の下側出力の電圧レベルが高くなり、出力が大幅に増加します。フォトリレーのしきい値、実際にはオフになっています。

このマシンは、10 ～ 16 V の定電圧源から電力を供給できます。消費電流はスタンバイモードでは 10 mA を超えず、トリガーされると、リレー K1 によって消費される値だけ増加します。

この装置は、セキュリティ信号装置 (「モーションセンサー」) からハウジング内に配置されたグラスファイバー基板に表面実装することによって組み立てられます。焦電センサー RE46 とフレネルレンズ CE12 は同じ信号装置から使用されており、センサーから 24 ～ 1,5 m の距離に広がる 5 ビームの感知ゾーンを形成しています。元の設計で利用可能であったセンサーとレンズの相互位置は維持されなければなりません。フレネルレンズの代わりに、適切なサイズの平坦または凸面のすりガラス有機ガラスを取り付けることができます。ただし、動く人の検知範囲は狭くなります。

焦電センサーのリード線をはんだ付けするときは、過熱を避け、静電気によるデバイスの損傷を防ぐための予防措置を講じる必要があります。多くの場合、センサーが損傷すると、機能が完全に失われることはなく、感度が大幅に低下します。

リレー K1 - 自動車用 3747.06、応答電圧が 8 ... 11 V で、電圧 2 V で少なくとも 220 A の電流をスイッチングできる接点を持つ別のリレー (例: BV2091-112DM) に置き換えることができます。）。

この装置は、人が部屋に入り、その中で移動するときに、感受性ゾーンの最大数の光線を通過するように設置されます。通常、最適な位置は、何度か試みることで実験的に見つけることができます。機械の調整は、抵抗器 R19 でライトを消すための望ましい遅延を設定し、抵抗器 R7 でフォトリレーを動作させるためのしきい値を設定するだけです。

誤検知はこのようなデバイスすべてに内在しており、その確率を減らすことはできますが、完全に排除することはできません。レンズの表面を這う昆虫や、レンズのすぐ近くに蜘蛛の巣を張ることが手術の原因となることがよくあります。したがって、装置の設置場所は清潔に保ち、定期的に殺虫剤を散布する必要があります。

敏感な領域に強力な赤外線放射源、たとえば、動作中に大量の熱を放出する暖房器具やその他の家庭用電化製品があることは望ましくありません。センサーの感応面は直射日光から保護する必要があります。

著者: A.カシュカロフ、サンクトペテルブルク

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