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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Contrôle automatique de l'éclairage IR. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / éclairage Pour allumer automatiquement la lumière dans une pièce lorsqu'une personne entre, vous devez d'une manière ou d'une autre « sentir » sa présence. L’un des signes possibles est le rayonnement humain naturel dans la gamme IR du spectre électromagnétique. Étant donné qu’une personne ne reste presque jamais immobile à l’intérieur, l’intensité du rayonnement IR du capteur change continuellement, ce qui constitue la base du principe de fonctionnement de la machine proposée. L'appareil fabriqué par l'auteur fonctionne parfaitement dans la cuisine XNUMX heures sur XNUMX depuis plus d'un an. Les appareils qui répondent au rayonnement infrarouge humain naturel sont souvent utilisés dans les systèmes de sécurité des locaux. Extérieurement, ils ressemblent à de petites boîtes avec du verre dépoli convexe orienté dans la direction de l'apparition possible de l'intrus. En y regardant de plus près, il est clair que le « verre dépoli » est divisé de manière hétérogène en segments avec différents angles d'inclinaison et courbure de surface. Il s'agit d'une lentille de Fresnel dont le prototype a été proposé au début du XXème siècle pour équiper les balises de navigation maritime. Il dirige la lumière d'une source en plusieurs faisceaux étroits, orientés dans l'espace de la manière requise.
Travaillant "pour la réception", une lentille similaire confère à la zone sensible du récepteur de rayonnement IR un caractère multifaisceau. De ce fait, l'intensité du rayonnement thermique d'un objet en mouvement (personne) focalisé sur la surface de l'élément sensible atteint un maximum lorsqu'il se trouve dans l'un des faisceaux, et un minimum dans l'intervalle entre les faisceaux. Les récepteurs de rayonnement IR dans de tels appareils sont généralement des capteurs pyroélectriques - des produits relativement bon marché et assez sensibles qui ne réagissent qu'aux changements d'intensité d'irradiation. Extérieurement, un tel capteur est similaire à un transistor ordinaire dont le boîtier possède une fenêtre transparente aux rayons IR. Il contient généralement plusieurs éléments pyroélectriques sensibles connectés entre la grille du transistor à effet de champ intégré et la borne externe. Deux autres bornes constituent la source et le drain du transistor. L'emplacement et le but des broches du capteur RE46 utilisées dans la machine décrite ci-dessous sont indiqués sur la Fig. 1 (vue du côté des bornes). En figue. La figure 2 montre un schéma de la commande automatique de l'éclairage. L'amplitude du signal utile au niveau de la résistance de charge R4 dans le circuit de drain du capteur B1 atteint 50 mV. Un amplificateur passe-bande est assemblé sur l'ampli opérationnel DA1.2 et un amplificateur limiteur est assemblé sur DA1.3, qui convertit le signal du capteur en impulsions rectangulaires d'amplitude constante. Un one-shot avec redémarrage sur l'ampli-op DA1.4 est nécessaire pour maintenir la lumière allumée pendant les pauses entre les impulsions, pendant les intervalles de temps pendant lesquels une personne dans la pièce reste immobile et pendant un certain temps après avoir quitté la pièce. La vitesse d'obturation est ajustée à l'aide de la résistance de réglage R19.
Dans l'état initial (à un niveau de tension faible à la sortie de l'ampli-op DA1.3), la tension à la sortie de l'ampli-op DA1.4 est faible, le condensateur C8 est déchargé, le transistor VT1 est fermé, l'enroulement du relais K1 est hors tension et l'éclairage est éteint. Lorsqu'une impulsion de haut niveau apparaît à la sortie de l'ampli-op DA1.3, le même niveau sera établi à la sortie de l'ampli-op DA1.4, ce qui conduira à l'ouverture du transistor VT1 et à l'activation du relais K1, qui allume l'éclairage. A la fin de l'impulsion, la diode VD1 se fermera, mais grâce au condensateur C8, l'état de l'ampli-op DA1.4 ne changera pas. L'éclairage restera allumé pendant la charge de ce condensateur à travers les résistances R18 et R19. Des impulsions positives à la sortie de l'ampli-op DA1.3, apparaissant avant la fin de la charge du condensateur C8, déchargent ce dernier, ce qui fait que le décompte des obturateurs recommence. S'il n'y avait aucune impulsion pendant un temps donné et que la tension à la sortie non inverseuse de l'ampli-op DA1.4 tombait en dessous de celle appliquée à son entrée inverseuse, le monostable reviendrait à son état d'origine, éteignant l'éclairage et le condensateur. C8 sera déchargé via le circuit de sortie de l'ampli opérationnel DA1.4 et de la diode VD2. Un relais photo est assemblé sur l'ampli-op DA1.1, qui répond à l'éclairage général de la pièce. Son capteur est la photorésistance R2. Il est nécessaire que l'éclairage artificiel ne s'allume automatiquement que lorsque la lumière naturelle est insuffisante, et non à chaque fois qu'une personne entre dans la pièce (même pendant la journée). Dans des conditions de forte luminosité, la résistance de la photorésistance est faible et la tension à l'entrée inverseuse de l'ampli-op DA1 1 dépasse le seuil défini sur son entrée non inverseuse à l'aide de la résistance ajustée R7. Le niveau de tension de sortie de l'ampli opérationnel est faible. En entrant par la résistance R12 à l'entrée de l'ampli-op DA1.3, il maintient la machine dans un état correspondant à l'éclairage éteint, quels que soient les signaux IR reçus par le capteur pyroélectrique B1. À mesure que l'éclairage diminue, la résistance de la photorésistance augmente, la tension à l'entrée de l'ampli-op diminue et dès qu'elle descend en dessous du seuil, l'état de l'ampli-op DA1.1 changera, supprimant le blocage du capteur. Lorsqu'un signal est donné pour allumer l'éclairage artificiel, un niveau de tension élevé à la borne inférieure de la résistance R8 du circuit (elle est connectée à la sortie de l'ampli opérationnel DA1.4) entraîne une augmentation significative du seuil de réponse de le relais photo, en l'éteignant effectivement. La machine peut être alimentée à partir de n'importe quelle source de tension constante 10... 16 V. La consommation de courant ne dépasse pas 10 mA en mode veille, et lorsqu'elle est déclenchée, elle augmente de la valeur consommée par le relais K1. Le dispositif est monté sur une plaque en fibre de verre placée dans le boîtier de l'alarme de sécurité (« capteur de mouvement »). Le capteur pyroélectrique RE46 et la lentille de Fresnel CE12 ont été issus du même dispositif d'alarme, formant une zone sensible à 24 faisceaux s'étendant sur une distance de 1,5... 5 m de l'émetteur. La position relative du capteur et de l’objectif présente dans la conception originale doit être conservée. Au lieu d'une lentille de Fresnel, vous pouvez installer du verre organique dépoli plat ou convexe de taille appropriée. Cependant, la portée de détection d'une personne en mouvement diminuera. Lors du soudage des fils d'un capteur pyroélectrique, il est nécessaire d'éviter toute surchauffe et de prendre des précautions pour éviter d'endommager l'appareil par des charges d'électricité statique. Souvent, un capteur endommagé perd considérablement sa sensibilité sans perdre complètement sa fonctionnalité. Relais K1 - automobile 3747.06, il peut être remplacé par un autre avec une tension de fonctionnement de 8...11 V et des contacts capables de commuter un courant d'au moins 2 A à une tension de 220 V, par exemple BV2091-112DM (de Pasi). L'appareil est installé de telle sorte qu'une personne entrant dans la pièce et s'y déplaçant traverse le nombre maximum de faisceaux de la zone sensible. Habituellement, la position optimale peut être trouvée expérimentalement après plusieurs tentatives. Le réglage de la machine revient à régler la temporisation d'extinction de la lumière souhaitée avec la résistance R19, et le seuil de réponse du photorelais avec la résistance R7. Tous ces dispositifs sont inhérents à de fausses alarmes, dont la probabilité peut être réduite, mais ne peut être complètement éliminée. Les déclencheurs sont souvent provoqués par des insectes rampant à la surface de la lentille ou par des araignées tissant des toiles à proximité immédiate de celle-ci. Par conséquent, le site d'installation de l'appareil doit être maintenu propre et périodiquement pulvérisé avec des insecticides. Il n'est pas souhaitable qu'il y ait de puissantes sources de rayonnement IR dans la zone sensible, par exemple des appareils de chauffage et d'autres appareils électroménagers qui génèrent beaucoup de chaleur pendant le fonctionnement. Il est nécessaire de protéger la surface sensible du capteur des rayons directs du soleil. Auteur : A.Kashkarov, Saint-Pétersbourg
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