Salah satu faktor terpenting dalam kenyamanan penghuni gedung apartemen adalah pencahayaan berkualitas tinggi di pintu masuk. Pada saat yang sama, biaya penerangan di pintu masuk berkontribusi besar pada biaya rumah umum. Seringkali, tangga diterangi oleh bola lampu pijar konvensional yang berfungsi, termasuk pada siang hari, dan masalah kelebihan energi diselesaikan dengan memutar-mutar dangkal beberapa di antaranya.
Hal ini menimbulkan pertanyaan tentang kemungkinan mengatur pencahayaan tangga dengan cara lain yang lebih ekonomis dan teknologi. Masalah ini menarik minat saya karena saya menjumpainya setiap hari dan ingin menemukan cara untuk menyelesaikannya dengan contoh pintu masuk saya.
Tujuan: untuk membuat perangkat otomatisasi pencahayaan untuk tangga gedung apartemen.
Tugas:
- Untuk berkenalan dengan masalah utama dari organisasi penerangan pintu masuk bangunan tempat tinggal.
- Untuk berkenalan dengan teknologi yang ada untuk menerangi pintu masuk bangunan tempat tinggal, dan memilih konsep perangkat yang paling ekonomis yang memenuhi persyaratan manufakturabilitas.
- Untuk merancang dan memproduksi perangkat otomasi untuk penerangan tangga yang mewujudkan tujuan penghematan energi.
Objek penelitian: Tangga pencahayaan gedung apartemen.
Subjek penelitian: Alasan penggunaan energi listrik yang tidak rasional untuk menerangi pintu masuk gedung apartemen.
Masalah organisasi penerangan pintu masuk bangunan tempat tinggal
Setiap pintu masuk bangunan tempat tinggal sesuai dengan persyaratan standar sanitasi harus dilengkapi dengan pencahayaan buatan. (Klausul 3.2.2 dari SanPin 2.1.1 / 2.1.1.1278-03). Biasanya, pencahayaan tersebut diatur menggunakan lampu pijar yang dikendalikan oleh sakelar standar yang terletak di dinding. Lampu pijar adalah sumber pencahayaan buatan yang tidak memiliki harapan dan tidak ekonomis dibandingkan dengan lampu neon dan LED modern. Situasi ini diperburuk oleh kontrol pencahayaan yang tidak efektif, yang biasanya dilakukan oleh penghuni itu sendiri. Pencahayaan menyala pada pendaratan dengan timbulnya kegelapan dan mati (sayangnya, tidak selalu) dengan timbulnya siang hari. Akibatnya, terjadi konsumsi energi yang tidak masuk akal. Masalahnya dapat diselesaikan dengan menggunakan sumber cahaya modern, ekonomis, serta dengan otomatisasi kontrol pencahayaan tangga.
Cari konsep perangkat masa depan
Perangkat untuk penerangan tangga otomatis dapat diproduksi dengan berbagai cara, baik dari sudut pandang sirkuit maupun dari sudut pandang perwujudan fisik produk akhir. Secara skematis, perangkat ini dapat diimplementasikan baik pada komponen diskrit, dan dengan penggunaan sirkuit terintegrasi digital, termasuk mikrokontroler, serta modul yang sudah jadi.
Tampilan perangkat jadi dapat dibuat dalam bentuk perangkat jadi yang tidak hanya mencakup perangkat otomasi itu sendiri, tetapi juga perangkat pencahayaan, yang terintegrasi dengannya. Perwujudan lain tampak seperti perangkat yang dipasang alih-alih sakelar standar, atau perangkat yang dipasang di sekitar langsung perangkat pencahayaan, di langit-langit.
Di pasar ada terutama model yang dibuat dalam bentuk lampu jadi, yang menggantikan perlengkapan pencahayaan standar. Yang membutuhkan pembongkaran yang terakhir dan, karenanya, pemasangan yang baru. Sampel di pasar dilengkapi dengan sensor gerak (kehadiran) untuk menyalakan pencahayaan hanya ketika seseorang berada di pendaratan, serta sensor foto, sehingga pencahayaan menyala hanya dalam cahaya rendah, yang memastikan penghematan energi saat menggunakan alat otomasi tersebut.
Dalam hal ini, sensor gerak (kehadiran) dapat dilakukan sesuai dengan tiga teknologi utama:
- Sensor inframerah dengan lensa Fresnel.
- Sensor akustik.
- Sensor gelombang mikro Doppler.
Yang paling menjanjikan dari sudut pandang teknologi, saya melihat ide yang berpengalaman:
Tampilan perangkat harus dipilih dalam bentuk lampu jadi, yang mencakup perangkat otomatisasi dan perangkat pencahayaan. Pilihan ini ditentukan oleh fakta bahwa: versi perangkat yang dibuat dalam bentuk blok yang dipasang alih-alih sakelar standar tampaknya sulit diterapkan karena masalah yang terkait dengan kekuatan perangkat. Faktanya adalah karena saklar dipasang di sirkuit terbuka catu daya perangkat penerangan, hanya satu kutub dari jaringan pasokan yang cocok untuknya, yang tidak cukup untuk mengatur catu daya perangkat, dan meletakkan kutub kedua dari jaringan pasokan ke sakelar tidak selalu memungkinkan, dan tidak secara teknologi. . Varian perangkat jadi dalam bentuk blok yang dipasang di sebelah perangkat pencahayaan standar, meskipun biayanya lebih rendah, tampaknya tidak masuk akal bagi saya karena kompleksitas pemasangannya di hadapan kabel tersembunyi.
Saya melihat teknologi paling rasional untuk mendeteksi keberadaan seseorang sebagai sensor gelombang mikro berdasarkan efek Doppler. Karena sejumlah alasan: sensor gelombang mikro, tidak seperti inframerah, tidak memaksakan persyaratan pada situs instalasi dan mampu mendeteksi gerakan melalui rintangan yang menghalangi itu. Juga, sensor gelombang mikro tidak mengharuskan seseorang untuk melakukan manipulasi tambahan (tepuk tangan), tidak seperti sensor akustik. Selain itu, modul sensor gerak gelombang mikro yang siap pakai yang dikombinasikan dengan sensor cahaya disajikan di pasar komponen elektronik, yang biayanya, karena produksi massal di China, rendah.
Ini mengikuti dari uraian di atas bahwa, dari sudut pandang sirkuit, itu paling rasional untuk mengimplementasikan perangkat menggunakan modul siap pakai dari sensor gerak gelombang mikro yang dikombinasikan dengan sensor cahaya sekitar.
Ide pamungkas
Gagasan terakhir adalah menggunakan modul seri jadi dari sensor gerak gelombang mikro berdasarkan efek Doppler RCWL-0516:
Sensor ini didasarkan pada efek Doppler - perubahan frekuensi gelombang pantul akibat pergerakan permukaan pantulan. Modul ini memiliki kemampuan standar untuk menghubungkan photoresistor untuk mengatur kontrol operasi modul tergantung pada cahayanya. Ambang respons sensor cahaya diatur dengan memilih resistor, lokasi pemasangan, yang disediakan pada papan modul. Ada juga tempat di papan modul untuk memasang kapasitor yang bertanggung jawab untuk menentukan periode waktu selama lampu akan dinyalakan setelah sensor gerak dipicu. Dengan demikian, prinsip operasi perangkat jadi adalah sebagai berikut: ketika gerakan terdeteksi di area sensor operasi, dan di bawah kondisi pencahayaan yang tidak memadai, pencahayaan akan menyala selama periode waktu tertentu yang cukup untuk mengatasi penerbangan tangga.
Karakteristik teknis dari modul:
- Tegangan pasokan 4-28 v dari arus searah
- Konsumsi Daya: Hingga 3 mA
- Jangkauan Deteksi: hingga 9 m
- Transmit Power: Hingga 30 mW
- Kisaran suhu pengoperasian: -40- + 100 C
- Dimensi: 17,3 x 35,9 mm
- Berat: 4 gr.
Sensor ini memiliki 5 pin:
- Output sensor OUT (diatur ke logika 1 jika ada gerakan) beban maksimum 100 mA
- Pasokan tegangan input VIN + 4-28v
- Input daya GND (-)
- 3V3 stabilizer output 3.3v
- Pekerjaan CDS memungkinkan input
- Pin CDS di sisi berlawanan dari modul untuk menghubungkan photoresistor.
Dalam pandangan ini, modul ini ditenagai oleh tegangan DC rendah, itu akan membutuhkan catu daya. Pilihan paling sederhana untuk mengimplementasikan catu daya, mengingat modul mengkonsumsi sejumlah kecil arus, dalam hal ini akan menjadi penggunaan catu daya tanpa transformator, karena merupakan yang paling sederhana dan memiliki ukuran dan biaya yang kecil. Selain itu, karena perangkat akan mengontrol beban tegangan tinggi, Anda akan memerlukan rangkaian aktuator yang sesuai. Seperti yang dipilih oleh transistor efek medan IRF740 yang kuat, pilihannya ditentukan oleh korespondensi parameter kelistrikannya dengan yang dibutuhkan, serta resistansi rendah dari saluran terbuka dari transistor, yang akan memastikan daya rendah dihamburkan pada transistor dan, karenanya, tidak perlu menggunakan radiator, yang akan secara positif mempengaruhi biaya dan dimensi keseluruhan perangkat. Total perkiraan diagram perangkat adalah sebagai berikut:
Fig. 1
Dioda D1-D4 membentuk jembatan penyearah, tegangan denyut dari mana dipasok ke stabilizer parametrik yang dibentuk oleh elemen R1, D5, C1. Tegangan 12 volt disaring oleh kapasitor C1 (Zener diode D5 dirancang untuk tegangan ini) diumpankan dari output stabilizer ke input daya modul. Karena konsumsi modul saat ini tidak besar, daya yang tidak signifikan dilepaskan pada resistor R5. Pada saat sensor dipicu, tegangan unit logis muncul pada output modul, yang disuplai ke gerbang transistor Q1, yang mengarah pada pembukaan dan perpindahan beban.
Beban perangkat adalah lampu LED dengan daya hingga 10 watt.
Dalam rangkaian ini, ia ditenagai oleh arus berdenyut yang konstan dalam arahnya, yang, bagaimanapun, tidak mempengaruhi kinerjanya dengan cara apa pun.
Lampu plastik siap pakai yang dirancang untuk penggunaan lampu LED modern akan digunakan sebagai rumah dari perangkat yang sudah jadi, bahan polimer dari rumah lampu akan memastikan keamanan perangkat, karena penggunaan catu daya transformerless di dalamnya.
Biaya produk tidak melebihi biaya produk industri, tetapi pada saat yang sama melampaui dalam karakteristik teknis, yang membuktikan kelayakan membuat perangkat ini dengan tangan Anda sendiri.
Introspeksi pekerjaan dilakukan
Dalam proses pengerjaan proyek, saya menyelesaikan semua tugas yang saya tetapkan untuk menyelesaikan masalah penerangan pintu masuk gedung apartemen. Saya juga kebetulan belajar tentang teknologi pendeteksi gerakan yang ada, perbedaan, kelebihan dan kekurangannya. Belajar menghitung stabilizer parametrik. Saya berkenalan dengan prinsip operasi dan fitur khas transistor efek medan dengan saluran yang diinduksi.