Реле плавного включения света в квартире
Автомат плавного включения и отключения освещения
21 Мар 2017г | Раздел: Работы читателей
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Просматривая статью о регуляторе мощности паяльника, я сразу вспомнил о давно собранной и хорошо отрекомендовавшей себя схеме плавного включения и выключения освещения, которая была опубликована в журнале Радио №10 1981г., стр.54.
В приведённой конструкции при включении свет за 1,5 – 2 секунды плавно загорается до максимума, а при выключении гаснет так же плавно (как в кинотеатре) за 1,5 – 2 минуты. Эта конструкция очень здорово подходит применительно к ночнику, бра или люстре, правда применяться в светильниках должны только лампы накаливания. Очень важно, что использование предлагаемой схемы намного увеличивает срок службы ламп накаливания, поскольку у них есть характерная особенность очень часто перегорать в момент обычного включения.
Я повторил эту схему с теми же номиналами резисторов, но вместо германиевых транзисторов и диодов использовал кремниевые.
В качестве регулирующего элемента применил тиристор VD5 PCR406J от китайской ёлочной гирлянды, поэтому размеры печатной платы получились 40х30мм, что идеально подходит к размерам коробочки от управления гирляндой.
Чтобы схема работала во всём диапазоне напряжений от 0 до 220 В применён диодный мост VD6 – VD9, составленный из отечественных выпрямительных диодов КД105В. Диоды в развязках VD1 – VD3 я использовал КД522В, но можно использовать и импортный аналог 1N4148. Мощность гасящего резистора R7 уменьшена до 0,5Вт, а номинал увеличен до 68 кОм, все остальные резисторы МЛТ 0,125.
Увеличение номинала гасящего резистора R7 обеспечивает ток стабилизации стабилитрона VD4, основного нагрузочного элемента схемы, в пределах 10–15мА, что является его номинальным током стабилизации. В данном случае схема работает в нормальном режиме без какого-либо нагрева резистора R7.
Напряжение питания после гасящего резистора соответствует напряжению стабилизации стабилитрона VD4 (можно применить стабилитроны Д814 с буквенными индексами А – Д и напряжением стабилизации 7 — 12 В). У меня применён стабистор КС210Б – двуханодный стабилитрон, при использовании которого соблюдать полярность включения не требуется, а вот при применении обычного стабилитрона соблюдать полярность очень важно, так как если ошибиться, то стабилизации напряжения не будет.
При повторении схемы ставилась задача применения транзисторов на кремниевой основе, а так же хотелось максимально уменьшить габаритные размеры печатной платы. В приведенном варианте схема завелась с пол оборота, то есть хочу отметить, что при правильном монтаже и исправности применённых радиоэлементов всё должно заработать сразу.
Настройка минимальная и заключается только в подборке номиналов конденсаторов С1 и С2. Увеличение ёмкости конденсатора С1 приводит к увеличению времени плавного погасания ламп, а уменьшение ёмкости С2 к увеличению времени плавного зажигания ламп. В качестве нагрузки использовалась настольная лампа с мощностью лампы накаливания 40 Вт.
Собранную и проверенную в работе конструкцию прилагаю на фото, но это чисто проверочный вариант, так как при создании собственной конструкции Вам, возможно, придётся применить свою смекалку и адаптировать схему под свой светильник. Если плата упакована в коробочке от ёлочной гирлянды, то её можно расположить около выключателя или спрятать где-нибудь поблизости. Из коробки выходят четыре провода – два на новый выключатель и два к уже установленному.
При мощности нагрузки до 60 Вт предложенный тиристор и диоды себя вполне удовлетворяют, а вот для мощности от 200 Вт и более необходимо применять выпрямительный мост и тиристор, рассчитанные на бóльший ток в соответствии с мощностью светильника. В моём первом варианте нагрузкой схемы была люстра суммарной мощностью 360 Вт и применены диоды Д245 и тиристор КУ202Н, и при этом никаких радиаторов не потребовалось. Сейчас в продаже имеется много мощных диодов, а так же диодных мостов, например KBL406.
Чтобы задействовать установку для работы к уже подключённой люстре необходимо два контакта диодного моста, идущие на переменку (у диодного моста эти выводы обозначены значком «
»), подключить к клеммам выключателя, который должен находиться в разомкнутом состоянии, а так же установить рядом дополнительный выключатель, управляющий работой схемы.
Хочу немного сказать о применяемых транзисторах. В схеме могут работать практически любые транзисторы. Из отечественных вариантов хорошо подойдут КТ502, КТ503, КТ3102, КТ3107 с любым буквенным индексом. У меня для экономии места задействованы VT1, VT4 — КТ315 и VT3 КТ361. Величина коэффициента усиления транзисторов не имеет особого значения, хотя транзистор VT2 КТ3107, управляющий работой генератора импульсов, применён с немного бóльшим коэффициентом усиления h21э. Он поставлен скорее для перестраховки, но КТ502 или КТ361 то же должны работать надёжно.
При создании принципиальной электрической схемы применялась программа «sPlan 6.0», а разводка печати производилась в программе «Layout40». Файл печатной платы можно скачать по этой ссылке.
ВАЖНО! Данная конструкция имеет бестрансформаторное питание, поэтому все операции необходимо проводить при отключённой сети во избежание поражения электрическим током!
Желаю успеха в создании конструкции!
Алексей Жевлаков, г. Москва.
Сообщества › Кулибин Club › Блог › Электрика: плавное включение света фар
Это будет ещё один вариант схемы плавного включения фар.
Для начала немножко теории.
Многие, наверное, замечали, что перегорание ламп накаливания в подавляющем большинстве случаев приходится на момент их включения. Отчего же это происходит?
Виноват в этом, разумеется, Георг Ом со своим законом. Дело в том, что сопротивление холодной нити лампы в 10-12 раз ниже, чем в разогретом состоянии. По закону Ома, ток в цепи обратно пропорционален сопротивлению: I = U / R. Значит ток в цепи каждой лампы тоже в момент включения в 10-12 раз выше номинального, то есть, для стандартной лампы 55Ватт он может достигать 60 Ампер! Но в течение каких-то сотых долей секунды нить нагревается, сопротивление увеличивается и ток падает до номинального уровня. Обычно этот момент проходит так быстро, что ничуть не вредит ни реле, ни предохранителю, которые подводят ток к двум лампам и рассчитаны на ток куда ниже 120 Ампер.
Рассмотрим чуточку подробнее, что же страшного может случиться в этот краткий миг включения. Для этого рассмотрим нить лампы под электронным микроскопом:
Спиралька не идеальная, какие-то участки её оказываются потоньше, какие-то потолще.
Очевидно, теплоёмкость тонких участков оказывается меньше, а значит, при таком же протекающем токе, они быстрее нагреваются.
Как было упомянуто ранее, сопротивление нагретой спирали больше сопротивления холодной. Ток, как мы знаем, одинаков во всех участках цепи, а по тому же закону того же Георга, падение напряжения на участке цепи равно произведению значений силы тока и сопротивления этого участка. U = I * R. Это значит, что падение напряжения на втором, “тонком” участке будет больше чем на других.
Мощность высчитывается как произведение тока на напряжение: P = I * U. А это значит что на этом самом тоненьком участке цепи будет рассеиваться самая большая мощность.
В результате, пока соседние участки не спешa нагреваются, тоненький отрезок спирали успеет немного выгореть и стать ещё тоньше к следующему включению лампы. А значит при следующем включении различие в нагреве разных участков спирали будет ещё более выраженным. Ситуация будет ухудшаться с каждым включением, пока не произойдёт:
Выход прост: ограничить рассеиваемую мощность, уменьшив ток в цепи. Существует несколько разных вариантов как этого добиться, и самые распространённые из них это:
1. Использование NTC термистора и реле. Термистор около 2-5 Ом (при 25 градусах) включается последовательно с лампой, и часть мощности рассеивается на нём, нагреваясь он уменьшает своё сопротивление, в то время как лампа — плавно разгорается и увеличивает сопротивление. Через некоторое время падение напряжения на лампе окажется достаточным, чтобы замкнуть обмотку включенного параллельно с ней реле. Контакты реле замыкают термистор, исключая его из цепи и передавая тем самым всю мощность лампе.
2. Использование мощного полевого транзистора с конденсатором на затворе. Принцип аналогичен предыдущему. Но вместо термистора ток ограничивается полевым транзистором, затвор которого медленно заряжается, и ток в цепи плавно повышается. При этом на транзисторе в момент включения рассеивается значительное количество тепла, что требует его охлаждения. Однако в полностью открытом состоянии, за счёт низкого сопротивления сток-исток, почти вся мощность идёт на лампу, в результате дополнительное реле не требуется.
3. Широтно-импульсная модуляция. Этот вариант отличается от предыдущих тем, что управляющая схема не ограничивает ток, что уменьшает рассеиваемую на ней мощность, а значит и требования к охлаждению. Вместо этого схема при помощи того же полевого транзистора подаёт ток краткими импульсами, длительностью в несколько десятков микросекунд. За такое короткое время участки нити не успевают нагреться до опасных значений, а в те моменты когда ток через цепь не идёт, тепло с более нагретых участков нити успевает перераспределиться на менее нагретые участки, в результате чего сопротивление разных участков цепи выравнивается.
Именно этот вариант я выбрал для реализации.
Вот что мне хотелось добиться от своей схемы плавного включения света:
1) Распознавание первого включения после включения зажигания. У меня на машине лампы H4 — ближний и дальний в одной колбе. Если зажигание только включено, то свет должен разгораться плавно, чтобы плавно разогреть холодные спираль и колбу. Зато, если зажигание не выключалось, а ближний свет был выключен и включен снова — а такое происходит при включении дальнего света — разогрев должен происходить быстрее, дабы дорога была освещена.
2) Удержание в пол-накала в течение секунды после выключения. В моменты мигания дальним светом, ближний также выключается. Такой алгоритм поможет нити лишний раз не остывать и быстро вернуть свет на прежний уровень.
3) Максимальное снижение энергопотребления схемой при отключении зажигания. Токи утечки должны быть минимальными.
4) Схема должна быть собрана в корпусе штатного реле. Схема не должна требовать вмешательства в проводку, дополнительных проводочков-подключений и полностью заменять штатное реле, а при необходимости — быть заменённой обратно простой перестановкой реле.
Схема подключения штатного реле
Определившись с требованиями, я стал изучать, как подключено штатное реле
Оказалось, в моей машинке выключатель света замыкает минусовой провод обмотки, а реле зажигания — плюсовой.
Очевидно, что при выключении света, будет отключен также и “минус” для питания схемы. Однако, согласно моим хотелкам, схема должна продолжать работать в этой ситуации, мало того — даже держать фары включенными в пол-накала! Идея заключается в том, чтобы брать “минус” для питания схемы с фар.
Схема электронного реле
В итоге родилась такая схема:
Логика управления реализуется микроконтроллером ATtiny13A. Для питания используется линейный стабилизатор 79L05 отрицательного напряжения -5 Вольт, то есть у всей схемы общим является “плюс”.
VD3 и VD4 обеспечивают схему “минусом”. Это “быстрые” диоды. Пока выключатель света замкнут, минус идёт с него. Когда он разомкнут, микроконтроллер управляет фарами в режиме широтно-импульсной модуляции. В моменты, пока транзистор закрыт, “минус” появляется через лампы фар.
VT4 — силовой pMOSFET, который и подаёт ток на фары. IRF9310 хоть мал и невзрачен на вид, но сопротивление сток-исток у него в открытом состоянии максимум 6,8 миллиОма. Он легко тянет 20 Ампер, а импульсами и все 160.
VT1 — этот друг обесточивает схему, когда зажигание выключено. Благодаря ему потребление тока в выключенном состоянии меньше микроампера.
C1 — конденсатор питает схему в те моменты когда выключатель света разомкнут, а транзистор VT4 открыт. Схема уверено работает и при 15 микрофарадах.
R4 — нужен чтобы снизить ток, который хлынет в разряженный C1 при первом включении. Это снизит нагрузку на транзистор и на сам конденсатор. R6 — позволяет ещё дополнительно снизить ток через выключатель.
VT2 — нужен для информирования МК о том что зажигание выключено и конденсатор вот-вот разрядится. В открытом состоянии он замыкает вывод PB4 микроконтроллера на линию -5 Вольт. В закрытом, вывод PB4 микроконтроллера подтягивается к “питанию” встроенным резистором. На его месте можно было бы использовать простой диод, катодом идущий на вход микроконтроллера, а сам вход подтянуть к “GND” резистором. Однако возможна ситуация когда на линиях зажигания и питания фар окажется значительная разность потенциалов — например, при повреждении реле фар. В этом случае такое подключение убило бы микроконтроллер. Использование транзистора немного усложняет схему, но зато исключает подобные казусы.
VT3 — точно также информирует МК, но о том, что замкнут выключатель света. Он, наоборот, притягивает вход PB3 к “питанию”, а в закрытом состоянии этот вход притянут резисторм R7 к “GND”. Когда выключатель разомкнут, микроконтроллер должен как можно быстрее перейти к ШИМ-управлению лампами, чтобы давать возможность конденсатору подзарядится в моменты, когда VT4 закрыт.
Пару слов об отводе тепла
Здесь используется один силовой транзистор. По расчётам, при токе 11 Ампер (взято с запасом) и его сопротивлении 6,8мОм (максимум) на нём будет рассеиваться 0,822 Ватта. Что достаточно немного. Однако в тесном корпусе реле негде разместить радиатор. Для эффективного отвода тепла, сток транзистора припаивается как можно ближе, под обильным припоем, к ножке корпуса, которая обладает хорошей теплопроводностью и отводит тепло наружу, в массивную колодку реле и далее в корпус машины. Эксперимент показал, что даже в неподключенном к колодке реле, транзистор нагревается всего на 30-35 градусов.
К слову, штатное реле потребляет ток около 150 миллиампер, и рассеивает почти 2 Ватта тепла.
Почти одновременно с этой задумкой, я обнаружил, что если вынуть в блоке предохранителей шунт и вставить в его место нормальное реле, то включится опция дневных ходовых огней. Реле в KIA довольно занимательные, симметричные: втыкай хоть так, хоть эдак. Пара контактов по диагонали — это обмотка, а по другой диагонали — замыкаемые. Это даёт некоторые неудобства: электронное реле нельзя втыкать “абы как”.
В результате в руках у меня оказался шунт, который внешне мало отличим от реле, а кишочки у него выглядят так:
Он куда удобнее для обработки и размещения внутри всяких схем, чем обычное реле. Поработав немного ножовкой и надфилями получилось что-то такое:
Вначале по разработанной схеме был собран прототип:
Petrovich35 › Blog › Плавное включение и выключение фар (продление срока службы ламп)
Как известно, лампы накаливания перегорают в основном в момент включения. Связано это с тем, что электрическое сопротивление холодной нити накаливания лампы намного меньше сопротивления раскаленной нити. Поэтому, в момент включения, через нить проходит ток, значительно превышающий номинальную величину. Если лампа уже не новая и ее нить со временем стала тоньше, этого повышенного тока достаточно, чтобы в момент включения лампа перегорела.
Для продления срока службы ламп накаливания необходимо обеспечить плавный разогрев нити лампы накаливания, путем постепенного увеличения подаваемого на лампу напряжения. Сделать это можно, включив в цепь питания лампы устройство “плавного пуска”.
В Интернете можно найти множество схем для обеспечения плавного включения ламп. В продаже есть и готовые решения, например, реле 405.3787-02, выпускаемое ЗАО “Энергомаш”, г. Калуга (фото 2, 3):
Данное реле обеспечивает плавное повышение напряжения питания на нагрузке от нуля до номинальных 12В в течение 1 секунды. При выключении, напряжение также плавно снижается до нуля в течение 1 секунды. Максимальный ток потребления нагрузки составляет 25А (фото 4, 5). Ток потребления стандартной автомобильной галогенной лампы 12В/55Вт составляет около 5А. Как видим, характеристик реле 405.3787-02 с запасом хватает, чтобы обеспечить плавный розжиг до четырех ламп головного света.
Данное реле выполнено в стандартном полноразмерном четырехконтактном корпусе (фото 6, 7). Реле такого форм-фактора широко применяются в отечественных автомобилях, например, “жигулях” и “самарах”.
Внутри корпуса реле расположена печатная плата, для защиты от влаги залитая прозрачным компаундом. С другой стороны платы установлен силовой транзистор с небольшим алюминиевым радиатором (фото 8, 9):
Как правило, в штатной проводке, питание ламп ближнего и дальнего света, а также противотуманных фар, организовано парами, при этом питание на левую и правую лампы подается от одного реле.
Таким образом, для реализации плавного включения и выключения ламп, например, ближнего света, достаточно заменить штатное реле ближнего света на реле 405.3787-02.
ВНИМАНИЕ! Данное электронное реле 405.3787-02 чувствительно к полярности включения, у него на контакт 30 должен подаваться плюс, на 87 — минус. При ошибочном подключении в обратной полярности, реле может выйти из строя. Поэтому, при установке следует учитывать, на какие контакты 30 и 87 штатного реле подаются плюс и минус питания. Возможные схемы подключения приведены на фото 10.
В проводке отечественных автомобилей, у 4-контактных малогабаритных реле типа 98.3747-111 или 405.3787-04, силовой плюс обычно подается на контакт 30 реле (с краю). Но у автомобилей иностранного производства полярность подключения штатных реле может быть иным. Например, в блоке предохранителей Chery Tiggo 5 силовой плюс подается на центральный контакт 5 (87). Это видно на переходнике на фото 15, где синий провод — минус, красный — плюс.
Если штатное реле имеет такие же размеры, расположение и полярность контактов, достаточно всего лишь заменить одно реле на другое. Немного сложнее, если штатное реле отличается по размерам и конфигурации контактов. В этом случае придется делать переходник. На моей машине штатные реле были меньше по размеру, поэтому потребовался переходник (фото 11).
Добавлено: В продаже появилось также малогабаритное реле 405.3787-04, аналогичное по характеристикам реле 405.3787-02, но в другом корпусе.
Для изготовления переходника прекрасно подошло малогабаритное 4-контактное отечественное реле 98.3747-111, которое и по размерам, и по конфигурации контактов совпадало со штатными реле фар моего автомобиля (фото 12):
Удаляем начинку реле, оставляем только контактные ножки (фото 13). Не забываем также удалить гасящий резистор (фото 14):
Приобретаем колодку для стандартного (полноразмерного) реле, они обычно уже с проводами. Припаиваем соответствующие провода к переходнику, для надежности заливаем термоклеем. Также, можно дополнительно защитить провода трубкой-кембриком или гофрой (фото 15-17):
Подключаем реле плавного пуска к переходнику и устанавливаем в блок предохранителей. На фото 18-20 таким образом подключены два реле, ламп ближнего света и противотуманных фар:
Питание ламп дальнего света не переделывал, так как с плавным включением не получится быстро мигать, лампы не успеют разгореться.
Ниже на видео показан результат работы реле 405.3787-02. Видим, что лампы теперь включаются и выключаются плавно, в течение 1 секунды.
В начале второго видео, для иллюстрации, одновременно включаются лампы дальнего и ближнего света, при этом хорошо заметна разница, какие лампы включаются с задержкой, а какие без:
При установке новых реле, я также поставил новые лампы ближнего света и ПТФ. Посмотрим, какой теперь будет их ресурс. В любом случае, включение головной оптики стало смотреться однозначно интереснее.
Надеюсь, данный материал был для вас интересен и полезен.
Всем ровной дороги, до связи!
Добавлено: В продаже появилось также малогабаритное реле 405.3787-04, аналогичное по характеристикам реле 405.3787-02, но в другом корпусе.
Умный дом для Курочки Рябы
Гаджет от Мастер Кит может повысить плодовитость кур в зимний стойловый период.
В Мастер Кит пришел вопрос, нет ли какого устройства, для плавного включения и выключения освещения в курятнике в зимний период? Оказывается, если просто выключить свет, то куры останутся ночевать (и гадить) там где стояли, потому что в темноте они очень плохо и не находят своего привычного места. Стал изучать тему и наткнулся на такую статью о дачной жизни. Оказывается, кроме искусственного заката им в зимний период еще нужен продленный световой день, а меняя цветовую гамму можно управлять настроением, самочувствием, ростом молодняка. Постоянно держать свет включенным (благо лампочки энергосберегающие) тоже нельзя. Если автор не «кошмарит», то задача с освещением вполне серьезная. Взялись…
Вспомнились Часы реального времени с управлением нагрузками по 4-м каналам — MP350. Делали его для управления поливом огорода по расписанию. Потом написали еще одну прошивку для управления светодиодными лентами. И именно с этой прошивкой наше устройство хорошо подойдет для птичьего «умного дома».
Используем следующие возможности часов:
— режим рассвет/закат позволяет в течении 30 минут очень медленно включать и выключать освещение
— расписание позволяет установить нужное время начала рассвета и заката
— три канала используем для подключения светодиодной RGB-ленты, каждый цвет на свой канал
— настройка яркости по каждому каналу позволяет получить желаемую яркость и цветовую гамму
— четвертый канал используем для управления дополнительным освещением, если необходимо.
Последний пункт поясню. Освещенности от светодиодной ленты может оказаться недостаточно, курятники бывают и большие. Поэтому организуем еще один канал для включения основного освещения, через реле. Логика такая: начинается рассвет – плавно набирают яркость светодиоды и когда они достигли максимума, включается основной светильник. Закат начинается в обратном порядке. Сначала выключается основное освещение (первый звонок для кур) за ним начинают плавно гаснуть светодиоды.
В комплекте часов есть пульт дистанционного управления, с помощью которого можно отрегулировать необходимую яркость и цветовой оттенок. После того как вы это сделали настройку необходим сохранить, привязав ее, например, к кнопке «1» на пульте. Назовем ее «Настройка 1». Всего можно сохранить и использовать 6 настроек яркости и цветового тона
Pасписание удобнее редактировать на компьютере, в любом текстовом редакторе, например, NotePad. Файл представляет из себя набор строк со значениями времени и команды, которую надо выполнить в этот момент. Это текстовый, но сохранить его необходимо с расширением .shd
Далее, с помощью простой бесплатной программы расписание записывается в модуль.
Кроме этого программа позволяет правильно установить часы и обновить прошивку, или заменить ее на летний вариант — автополив огорода. То есть устройство у рачительного хозяина будет работать и зимой и летом.
Схема подключений простая:
Блок питания и светодиодную ленту приобрести не сложно. Их часто продают в магазинах с электротоварами или закажите в Китае. Мощность ленты 11 Вт на 1 метр. Именно у этой ленты есть дополнительный белый светодиод, который удобно использовать для основного освещения. Для катушки (обычно это 5 метров) потребуется блок питания с мощность не менеe 50-70Вт Вт. Реле подойдет практически любое с катушкой на 12 Вольт, и контактами с допустимым напряжением 220В и током 2-5А. Этого достаточно для освещения обычного курятника. Устройство весьма компактно и легко уместится в монтажной коробке (не забудьте приобрести в электротоварах). Она же защитит устройство от влаги и в ней можно хранить пульт, чтобы он не потерялся.
Дальше я просто беру рекомендации из уже упомянутой статьи и прямо по пунктам пишу, что надо сделать с гаджетом:
1. Глаз курицы устроен таким образом, что в сумерках она крайне плохо видит. Поэтому вечером, когда птицы начнут занимать насест для ночевки, не отключайте все лампы сразу. Основной свет можно погасить, оставив при этом один или несколько, в зависимости от площади курятника, запасных источников. Когда все животные будут готовы ко сну, следует выключить оставшиеся лампочки.
Установите в расписании на нужное время выключение 4-го канала с реле «Основное освещение» На это же время назначьте «Закат» для настройки 1. В файл с расписанием надо внести такие строки:
Данные строки обозначают следующее:
В любой день, любого месяца, любого года, по всем дням недели в 06 часов ровно начнется Рассвет (команда 12 запускает «рассвет» для «Настройки 1»)
Так же… в 6-30 включится основное освещение (команда 2 включает канал реле)
В 21-00 выключается основное освещение (команда 1) и начинается плавный «закат» (команда 18 — «закат» для «Настройки 1»)
Полное описание команд и возможностей есть на сайте
2. Интенсивность освещения является одним из главных факторов при разведении птицы. Недавно вылупившиеся цыплята нуждаются в свете, яркостью не менее 30-40 лк. По мере того, как они будут прибавлять в росте и весе, примерно с третьей недели жизни особей, интенсивность горения ламп можно постепенно снижать до 5-7 лк. и оставить таковой до самого конца роста. Взрослую птицу лучше всего обеспечить светом в 10 лк., но если вы выращиваете семейство с петухом, обеспечьте курятнику яркость в 15 лк.
3. Если обитатели птичника ведут себя слишком агрессивно или же сильно ощипывают друг другу перья, немного сниженная интенсивность света поможет справиться с этой проблемой.
Необходимую именно для вашего курятника освещенность можно отрегулировать длинной светодиодной ленты (см. пункт 4) или кнопками на пульте (предпочтительнее).
Уменьшите или увеличьте яркость по всем каналам (3 пары кнопок со стрелками <>), следите за цифрами на экране. Одинаковые значения в каждом канале дают свет, близкий к белому. После регулировки нажмите на пульте «PS» и «1» Таким образом, вы сохраните в памяти устройства настройку яркости 1.
4. Создавая проект курятника и планируя систему освещения, обязательно оставьте небольшой запас яркости, поскольку с течением времени осветительные приборы могут покрыться слоем пыли.
Светодиодную ленту можно резать, оставляя работать необходимое количество светодиодов. Так можно получить необходимую освещенность помещения. Но того же результата можно добиться регулировкой яркости с помощью пульта. Мой совет: Не режьте ленту, пользуйтесь кнопками на пульте и у вас всегда будет запас по яркости. Например для периода, когда появится молодняк, которому нужно больше света.
5. Резкое включение и выключение ламп заставляет птиц пугаться, поэтому система освещения должна обеспечивать плавные переходы от света к тьме и наоборот. Это правило особо актуально для тех пород, которых разводят для получения яиц.
В пункте 1 описаны настройки для «Заката и «Рассвета»
6. Постоянный свет в курятнике также вреден для его обитателей, поэтому с третьего дня жизни цыплят следует приучать к темноте. Если этого не делать, в случае внезапного отключения электричества куры могут в панике затоптать друг друга.
Проверьте, чтобы время «заката» не пересекалось со временем «рассвета». У кур должна быть полноценная ночь. После того, как закончился закат, на всякий случай, можно продублировать выключение света командой:
**/**/** * 21:30:00 0 «Выключить все»
7. Продолжительность светового дня оказывает прямое воздействие на скорость полового созревания птицы. Опыт показывает, что 10-14 часов непрерывного ежедневного освещения ускоряет период созревания курицы.
Установите в расписании нужную именно вам и вашим птицам длину «светового дня».
А вот еще есть несколько наблюдений опытный птицеводов
• синий свет действует на птицу успокаивающе;
• красный снижает количество откладываемых яиц, зато препятствует сильному ощипыванию перьев;
• оранжевый цвет повышает способность к размножению;
• зеленый улучшает интенсивность роста молодняка.
Можно и эти рекомендации учесть в настройках. Вернемся к пункту 2 и 3. Если настройки яркости по каналам делать одинаковыми, то свет будет белого спектра. Но, настройки по каналам можно сделать разными добавьте больше синего, если птиц что-то беспокоит, или красного, если куры стали терять перо. Затем запомните эти настройки так же на первой кнопке. Теперь жизнь в курятнике будет протекать в нужном вам свете.
После того как вы настроили расписание и убедились в работоспособности собранной схемы – про устройство можно забыть до весны. Оно будет работать автоматически. К лету мы выпустим следующую «сезонную» статью об использовании этих часов в системе автополива по расписанию.
Желаю чтобы ваши куры несли яички не простые и много!
Плавное включение и выключение ламп накаливания на 220 вольт
Несмотря на популяризацию светодиодных ламп, их предшественники с нитью накала по-прежнему продолжают освещать миллионы домов, во многом благодаря более низкой розничной цене. В эту категорию можно отнести не только привычные по форме лампы накаливания, но и галогенные источники света с цоколем GU4 и GU5.3 и пр.
Не секрет, что чаще всего лампочки с нитью накала перегорают в момент включения, когда спираль обладает наименьшим электрическим сопротивлением. Изменить ситуацию и продлить срок службы осветительного прибора поможет устройство плавного включения ламп накаливания (УПВЛ). Задача УПВЛ состоит в постепенном увеличении напряжения на нагрузке, исключая резкие броски тока впервые доли секунд после включения.
С УПВЛ можно не бояться частых кратковременных включений.
Организовать плавное включение света у себя в доме несложно. Для этого достаточно купить готовое устройство плавного пуска или сделать его самостоятельно, опираясь на практические наработки радиолюбителей. Рассмотрим оба варианта.
Готовые сборки
Существует множество надёжных устройств от отечественных и зарубежных производителей, которые позволяют реализовать плавное включение и выключение ламп накаливания. Их несложно найти в магазине электротоваров в виде небольших коробочек с надписью: «Устройство плавного пуска галогенных ламп» или «Блок защиты галогенных и стандартных ламп накаливания». Акцент на галогенках сделан ввиду их высокой стоимости в сравнении с обычными лампочками, что должно привлечь больше покупателей. К примеру, УПВЛ на 220В размером со спичечный коробок, способно длительное время выдерживать нагрузку до 300 Вт и стоит порядка 300 рублей. 
Плавный пуск ламп накаливания можно реализовать через так называемый фазовый регулятор. По сути, это тот же УПВЛ, но рассчитанный на большую нагрузку и имеющий более сложную систему управления. Его габариты определяются размером радиатора, который необходим для отвода тепла от силового элемента схемы (как правило, симистора). Фазовый регулятор приличного качества на 1000 Вт можно приобрести примерно за 600 рублей.
Напряжение на выходе блока для плавного включения освещения на несколько вольт ниже, чем в сети, что дополнительно продлевает продолжительность жизни лампы.
Каждое из устройств, обеспечивающее плавное включение ламп накаливания, включается в электрическую цепь последовательно, то есть в разрыв одного из проводов: фазы или нуля. При этом время нарастания напряжения в нагрузке фиксировано и не регулируется. Оно задаётся изготовителем и может составлять от десятых долей до трёх секунд.
Для тех, кто ставит под сомнение качество промышленных УПВЛ (особенно китайского происхождения), существует множество простых надёжных схем, пригодных для сборки своими руками. Рассмотрим одну из них.
Простая схема для сборки своими руками
Ниже приведенная схема проста в сборке, надежна и примечательна тем, что разработана не только для плавного включения ламп накаливания на 220В, но и для их плавного отключение. А также стоит отметить, что задержка вспышки и затухания задаётся на стадии сборки по собственному усмотрению.
Схема
Принципиальная схема плавного включения ламп накаливания приведена на рисунке ниже. В её основе лежит микросхема КР1182ПМ1 (DIP8), внутри которой размещены два тиристора и две системы управления к ним. Конденсатор С3 и резистор R2 задают длительность плавного включения и выключения соответственно. Симистор VS1 необходим для разделения силовой и управляющей части, а резистор R1 задаёт ток управляющего электрода. С1, С2 – внешние конденсаторы, необходимые для управления работой тиристоров внутри КР1182ПМ1. Цепочка R4, С4 защищает элементы схемы от сетевых помех.
Принцип работы
В исходном положении контакты выключателя SA1 должны быть замкнуты. Этот нюанс следует учитывать во время подключения платы к настенному выключателю. В момент размыкания контактов SA1 конденсатор С3 начинает набирать ёмкость, тем самым запуская в работу системы управления тиристорами. На выходе ИМС через резистор R1 происходит постепенное нарастание тока, который управляет работой силового ключа. Результатом работы системы управления является плавный пуск симистора VS1 и последовательно с ним включённой лампочки EL1.
Скорость нарастания тока на управляющем электроде зависит от номинала конденсатора С3. Чтобы лампа постепенно зажигалась в течение 3 секунд, ёмкость С3 должна составлять 100 мкФ. Для увеличения времени до 10 секунд придётся установить С3 на 470 мкФ. Длительность мягкого отключения задаётся резистором R2. Рекомендуется начать подбор с номинала в 2 кОм.
Печатная плата и детали сборки
Готовую печатную плату из одностороннего текстолита размером 40х45 мм в файле Sprint Layout 6.0 можно скачать здесь. Для повышения защиты в схему добавлен предохранитель FU1 на ток 1А. Плата разработана под следующие номиналы радиоэлементов:
- DA1 – КР1182ПМ1;
- С1,С2 – 1 мкФ-16В (полярный);
- С3 – 470 мкФ-16В (полярный);
- С4 – 0,1 мкФ-630В (неполярный);
- R1 – 470 Ом-0,25 Вт±5%;
- R2 – 3 кОм-0,25 Вт±5%;
- R4 – 51 Ом-0,25 Вт±5%;
- VS1 – КУ208Г.
Использование устройств, обеспечивающих плавное включение ламп накаливания, приносит пользу людям уже несколько десятков лет. С помощью УПВЛ срок службы лампочек с нитью накала увеличивается как минимум на 40%. Что касается приведенной выше схемы, то ее работоспособность и безотказность проверена на собственном опыте.
Электронное реле с функцией плавного включения света фар
Автор: Погребняк Дмитрий.
Введение
В моём автомобиле, Kia Cerato LD (2008) установлены галогенные фары. Слепить встречных водителей колхозно установленным “ксеноном” у меня нет никакого желания, но белый свет фар, мне кажется, куда приятнее для глаз, чем утомляющая желтизна “обычной” лампы. Я предпочитаю галогенные лампы Philips CrystalVision, которые дают световой пучок белого цвета по остальным параметром такой же как у “обычной” лампы – то есть встречные водители не ослепляются при правильной настройке фары. За такой комфорт приходится платить: мало того что они значительно дороже обычных фар, так ещё и ресурс у них не очень велик. Я заметил что момент перегорания обычно совпадает с моментом включения фар. И действительно: наибольшая нагрузка на нить выпадает на тот момент, когда от уличной температуры ей за доли секунды приходится нагреться до нескольких тысяч градусов.
Сопротивление нити лампы зависит от её температуры. Так, сопротивление холодной нити может быть в 12-13 раз ниже, чем в рабочем режиме, соответственно, в момент включения через холодную лампу протекает ток в 12-13 раз больше номинального, что также влечёт увеличение рассеиваемой мощности. Этот момент и становится губительным для лампы. Что, если замедлить нагрев нити? – подумал я. Если растянуть момент нагрева нити на несколько секунд, возможно, это увеличит срок её службы?
Идея плавного включения света не нова: при помощи мощного полевого транзистора и широтно-импульсного модулятора такаю задача реализовывалась не раз, и в интернете найдётся с десяток различных вариантов схем. Всех их объединят то, что они требуют доработок проводки самого автомобиля. А вот возможно ли собрать такую схему в корпусе штатного реле? Тогда вся установка на автомобиль заключалась бы в простой замене реле, без необходимости ворошить внутренности автомобиля. Задачка показалась мне интересной и я приступил.
Требования к схеме
Немного поразмыслив над тем, как это будет выглядеть в эксплуатации, составил для себя такие требования, которым должна удовлетворять схема:
1) Потреблять как можно меньший ток, когда зажигание выключено. Хотя потребление в районе 5-7 миллиампер, которые требуются для питания стабилизатора и микроконтроллера, было бы приемлемым, хочется минимизировать ток утечки.
2) Обеспечивать плавный, в течение 10-12 секунд, нагрев нитей ламп при первом включении. Когда машина только заведена нить должна нагреваться плавно.
3) Если зажигание не выключалось, то после повторного включения ближнего света более быстрый, в течение 0,5 секунд выход на уровень 80% и затем, в течение секунды выход на уровень 100%. Так как используются лампы H4, то есть совмещающие нити ближнего и дальнего света в одной колбе, при включении или мигании дальним светом, ближний свет отключается. После выключения дальнего света фары остаются достаточно горячими и быстрый накал не сильно сказывается на их работе. В то же время ждать несколько секунд, пока они разгорятся, как при первом старте – неприемлемо: в условиях дорожного движения дорога должна быть освещена.
4) При включенном зажигании и отключении ближнего света в течение 0,5 секунды удерживать уровень 50%. Это позволит не охлаждать нить во время кратких миганий дальним светом.
Схема включения штатного реле
| Упрощённая схема включения реле ближнего света на Kia Cerato LD |
Рассмотрим схему подключения реле.
Схема довольно проста: выключатель с одной стороны, зажигание с другой – управляют обмоткой реле. То есть отключение света происходит как при повороте выключателя, так и при выключении зажигания.
Выключатель – единственный источник постоянного “минуса” на этой схеме. Но по вышеизложенным требованиям после выключения, схема должна “помнить”, что зажигание не выключалась, чтобы быстро вернуть ближний свет, когда он понадобиться. Мало того! Схема должна поддерживать нити в полнакала, после того как выключатель ближнего света отключен.
Однако, источником “минуса” могут являться сами фары, чьё сопротивление достаточно мало. Решением является использование паразитного питания через цепь фар. Если установить конденсатор достаточной ёмкости, чтобы он смог удерживать питание управляющего микроконтроллера, пока тот переключается на режим широтно-импульсной модуляции (ШИМ), то он сможет подзаряжаться в моменты, когда ключ разомкнут.
Схема электронного реле
В итоге родилась такая схема:
| Схема электронного реле |
Использованные компоненты
| На схеме | Номинал | Корпус | Описание | |
| ATtiny13A | ATtiny13A-SSU | soic-8 | Управляющий микроконтроллер | |
| 79L05 | MC79L05ACD | soic-8 | Стабилизатор -5В, 100мА | |
| VD1, VD2, VD3, VD4 | BAS321 | sod323 | диод 200В, 250мА, 50нс | |
| R1, R7, R9, R12 | 20кОм | 0805 | резисторы 5%, 0.125Вт | |
| R2 | 10кОм | 0805 | резистор 5%, 0.125Вт | |
| R3, R5, R10 | 51кОм | 0805 | резисторы 5%, 0.125Вт | |
| R4, R6 | 51 Ом | 0805 | резисторы 5%, 0.125Вт | |
| R8 | 5.1кОм | 0805 | резистор 5%, 0.125Вт | |
| R11 | 130 Ом | 0805 | резистор 5%, 0.125Вт | |
| C1 | 22мкФ | D | танталовый конденсатор, 35 Вольт | |
| C2 | 2.2мкФ | 1206 | керамический конденсатор X7R | |
| VT1 | IRLML0030 | sot23 | МОП транзистор, n-канал, 30В, 5.2А | |
| VT2 | 2N7002 | sot23 | МОП транзистор, n-канал, 60В, 115мА | |
| VT3 | IRLML5103 | sot23 | МОП транзистор, p-канал, -30В, -0.76А | |
| VT4 | IRF9310 | soic-8 | силовой МОП транзистор, p-канал, -30В, -20А, RDS(on) | |
| Медленный разогрев | ||||
Если зажигание было выключено, то при первом включении света фар происходит медленный разогрев:
– в течение 3х секунд коэффициент заполнения ШИМ плавно нарастает до 30%;
– затем, в течение 2х секунд остаётся на том же самом уровне, давая возможность лампам плавно набрать температуру;
– затем, в течение 3х секунд повышается до 80%, давая уже приемлемый уровень освещения;
– и, наконец, в течение 4х секунд доводится до 100%.
| Удержание после выключения |
Когда свет фар отключается, то коэффициент заполнения ШИМ устанавливается сразу же на 50%, давая возможность заряжаться конденсатору.
– Он удерживается на этом уровне в течение 0,5 секунды;
– и затем плавно снижается до нуля в течение 0,5 секунды.
Если зажигание не выключалось, то при повторном включении света фар происходит быстрый разогрев:
– в течение 0,5 секунд уровень нарастает до 80%;
– и затем в течение 1 секунды доводится до 100%.
| Быстрый разогрев |
Если во время медленного разогрева свет фар был выключен, то:
– если уровень достиг 50%, то осуществляется переход к фазе удержания.
– если уровень менее 50%, то свет выключается, и следующее включение фар будет считаться первым, будет выполняться плавный разогрев.
Если во время быстрого разогрева свет фар был выключен, то:
– если уровень больше, или равен 50%, то осуществляется переход к фазе удержания
– если уровень менее 50%, то переход на фазу удержания осуществляется к той позиции спадающей части, которая соответствует текущему уровню. Иначе говоря, происходит плавное затухание без полусекундного удержания.
Если во время фазы удержания свет фар был снова включен, то осуществляется переход к фазе быстрого разогрева, на точку графика, уровень которого соответствует текущему коэффициенту заполнения ШИМ.
Программа микроконтроллера
Программа реализует конечный автомат, находящийся в одном из шести состояний:
– зажигание было отключено, ожидание включения света фар.
– свет уже включался, ожидание повторного включения света фар
– лампа включена на 100%
– удержание и гашение после отключения фар.
ШИМ реализуется при помощи режима “phase-correct PWM” таймера, работающего на частоте процессора . В этом режиме обеспечивается полное отключение и полное включение при крайних значениях параметра ШИМ, а один период занимает 510 тактов процессора. При работе микроконтроллера на частоте 1,2 МГц, частота импульсов составляет 2353 Гц.
Обработка состояний конечного автомата осуществляется в обработчике прерывания по переполнению таймера.
Также присутствует прерывание, наблюдающее за изменением логических уровней на входах PB3 и PB4. Если такое изменение зарегистрировано, вне зависимости от того на каком именно входе, оценивается состояние обоих входов, и в зависимости от этого и текущего состояния, автомат переводится в то, или иное состояние.
Основное тело программы не выполняет никаких действий, а просто циклически переводит микроконтроллер в режим ожидания (idle).
В настройках микроконтроллера включен режим защиты по падению напряжения (Brown-out detector) установленный на уровень 2,7 Вольта. При падении напряжения ниже этого уровня микроконтроллер входит в состояние сброса.
Задержка после сброса настроена на 64мс (настройка по-умолчанию).
Изготовление реле
| стандартное реле Kia |
Как оказалось, Kia использует свои какие-то уникальные формы реле, которые не встретишь в магазинчиках на улице, лишь под заказ и за большие деньги. Реле симметричное четырёхногое: две ноги по диагонали – катушка, две другие ноги – замыкаемые контакты. В общем случае, это удобно: не нужно думать, какой стороной втыкать руле, оно будет работать и так и эдак. Но в нашем случае соблюдение полярности играет важную роль, если повернуть реле не той стороной, то это может привести к перегоранию силового транзистора. Что ж, придётся нарисовать на корпусе предупреждающую надпись и быть внимательным при установке.
| 95220-3A300 разобранный шунт реле для Kia |
Но разбирать реле не пришлось. Как оказалось, в моей машине предусмотрена опция дневных ходовых огней. Всё что нужно – это вытащить заглушку, по форме точь-в-точь реле, и на её место вставить обычное реле. Я так и сделал. В руках у меня оказалась эта заглушка-шунт.
Мало того, что такой шунт куда удобнее в последующей обработке, так ещё и под заказ он обойдётся в разы дешевле, чем целое реле.
| Опытный образец для экспериментов |
Немного подпилив и обработав шунт, я приступил к проектированию платы, которая поместилась бы в этот корпус. Места внутри не много: плата не должна превышать 19мм в ширину и 18мм в высоту. Плату пришлось делать двухсторонней. Стороны соединяются меж собой в четырёх точках. Для соединения я использовал кусочки ножек оставшихся от радиодеталей.
Для вытравливания использовал Лазерно-Утюжную Технологию (ЛУТ), отпечатав шаблон на лазерном принтере, на глянцевой фотобумаге для струйной печати.
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
||||||
Исходный код прошивки для AtmelStudio 6
Исходный код прошивки микроконтроллера доступен для скачивания здесь: zip-файл, 9 кБ (последнее обновление от 12.10.2014)
Загрузка...
