EA013799B1 - Выключатель фотоакустический - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к электрическим выключателям, реагирующим на изменение физических параметров входной величины, и может быть использовано для оборудования мест с кратковременным пребыванием людей (лестничные клетки, холлы, коридоры, подъезды жилых домов и т.п.) с целью экономии электроэнергии, используемой для освещения помещения. Техническим результатом предлагаемого изобретения являются повышение функциональных возможностей фотоакустического выключателя, а именно адаптация к сложной посторонней шумовой обстановке за счёт автоматической подстройки к уровню внешних шумов; увеличение срока службы осветительных ламп за счёт их включения и выключения синхронно с нулевым напряжением питающей сети; обеспечение длительного освещения (без включения лампы) при наличии звуковых сигналов за счёт использования второго звукового канала управления включением освещения; обеспечение контроля мощности осветительной лампы, не позволяющего использовать лампы мощностью более установленной за счёт введения функции контроля выходного сигнала выключателя. Указанный технический результат достигается путем введения в известный оптико-акустический выключатель, содержащий оптический и акустический датчики, выпрямитель и электронный ключ, микропроцессора с возможностью анализа уровней звука и освещенности окружающего пространства и выходного сигнала выключателя с соответствующими связями.

Description

Изобретение относится к электрическим выключателям, реагирующим на изменение физических параметров входной величины, и может быть использовано для оборудования мест с кратковременным пребыванием людей (лестничные клетки, холлы, коридоры, подъезды жилых домов и т.п.) с целью экономии электроэнергии, используемой для освещения помещения.

Известны различные выключатели электрической энергии, реагирующие на уровень освещенности и/или наличие шума в помещении. Например, несколько модификаций выключателей фирмы «Электрогамма» г. Новосибирск (ννν. е1датта.сот.ги), а также фирмы «Светек», г.Москва (\\л\лу.5ус1сс.ги). Наиболее близким по техническим характеристикам и выполняемым функциям к предлагаемому изобретению является выключатель энергосберегающий оптико-акустический ЭВ-01 фирмы «Светек» для ламп накаливания до 60 т-Вт, принятый за прототип, который состоит из акустического и оптического датчиков, схемы управления, содержащей пороговые устройства по акустическому шуму и освещенности, реле времени и электронного ключа, включающего лампу освещения и имеющего габаритные размеры 35x40x25 мм³ =35 см³.

Недостатками выключателя прототипа являются неэффективная работа акустического канала, допускающая срабатывание выключателя при наличии регулярных посторонних шумов (транспорт, громкая музыка и др.);

скачкообразное включение освещения в любой момент появления звукового сигнала или выключение его в момент сброса реле времени, что ограничивает срок службы ламп накаливания;

нечувствительность к звуковым сигналам на протяжении работы реле времени, в результате чего освещение может выключиться раньше, чем необходимо для того, например, чтобы пройти по лестничному пролету и открыть входную дверь в квартиру;

отсутствие функции контроля мощности применяемой осветительной лампы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения являются повышение функциональных возможностей фотоакустического выключателя, а именно адаптация к сложной посторонней шумовой обстановке за счёт автоматической подстройки к уровню внешних шумов;

увеличение срока службы осветительных ламп за счет их включения и выключения синхронно с нулевым напряжением питающей сети;

обеспечение длительного освещения (без выключения лампы) при наличии звуковых сигналов за счет использования второго звукового канала управления включением освещения;

обеспечение контроля мощности осветительной лампы, не позволяющего использовать лампы мощностью более установленной, за счёт введения функции контроля выходного сигнала выключателя.

Указанный технический результат достигнут путем введения микропроцессора в известный оптикоакустический выключатель, содержащий оптический и акустический датчики, выпрямитель и электронный ключ.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого фотоакустического выключателя, а на фиг. 2 - алгоритм работы микропроцессора.

Предлагаемый фотоакустический выключатель состоит из акустического датчика 1, оптического датчика 2, микропроцессора 3, выпрямителя 4 и электронного ключа 5. Выходы акустического 1 и оптического 2 датчиков соединены, соответственно, с первым и вторым входами микропроцессора 3, выход которого соединен с первым входом электронного ключа 5, второй вход которого так же, как и четвертый вход микропроцессора 3, соединен с выходом выпрямителя 4, подключенного к питающей сети. Выход электронного ключа 5 соединен с третьим входом микропроцессора 3 и является выходом фотоакустического выключателя, подаваемым на лампу освещения.

В качестве акустического датчика может быть использован микрофон, в качестве оптического датчика - фотодиод или фоторезистор, микропроцессора - микросхема Р1С10Р220 производства «МюгосЫр» или аналогичная ей, электронного ключа - управляемый полупроводниковый диод или тиристор, выпрямитель может быть выполнен с помощью полупроводниковых диодов по мостовой или другой известной схеме.

Выключатель фотоакустический работает следующим образом.

При достаточной освещенности (например, в светлое время суток) выключатель работает в режиме ожидания, автоматически подстраиваясь к уровню внешних (посторонних) шумов, поступающих на микропроцессор 3 от акустического датчика 1, устанавливая (усредняя) звуковой порог (см. фиг. 2).

При освещенности ниже установленной и появления звуков в радиусе нескольких метров от акустического датчика 1 (открывается дверь, раздаются шаги, голоса, звон ключей и т. д.), превышающих звуковой порог, включается счетчик времени микропроцессора 3, который может быть первоначально настроен на время от нескольких десятков секунд до нескольких минут. Сигнал включения счетчика времени предварительно синхронизируется с питающей сетью.

Счетчик запускает электронный ключ 5, включающий лампу освещения, и удерживает его в этом состоянии до своего выключения.

Выключение счетчика (и освещения) также синхронизировано с питающей сетью, т.к. его счетные

- 1 013799 импульсы формируются из напряжения питающей сети. Микропроцессор 3 анализирует также величину тока ламп освещения и при превышении установленного уровня выключает счетчик, электронный ключ 5 и лампу освещения.

В случае появления звуковых сигналов вблизи выключателя в течение работы счетчика (т.е. при включенной лампе) команда на новое включение счетчика (без отключения освещения) пройдет через функцию анализа уровня тока линии.

Таким образом, введение в известный выключатель микропроцессора с функциями анализа уровней звука и освещенности окружающего пространства и выходного сигнала выключателя позволило получить новый фотоакустический выключатель, обеспечивающий адаптацию к сложной посторонней шумовой обстановке, увеличение срока службы осветительных ламп, длительное освещение (без выключения ламп) при наличии звуковых сигналов, контроль мощности осветительных ламп. Дополнительным техническим результатом предлагаемого фотоакустического выключателя является уменьшение его габаритов (25x17x47 мм = 20 см³).

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   Выключатель фотоакустический, содержащий акустический и оптический датчики, выпрямитель и электронный ключ, выход которого является выходом выключателя фотоакустического, отличающийся тем, что в него дополнительно введен микропроцессор с возможностью анализа уровней звука и освещенности окружающего пространства и выходного сигнала выключателя, причем первый, второй и третий входы микропроцессора соединены с выходами акустического и оптического датчиков и электронного ключа, соответственно, а выход - с первым входом электронного ключа, второй вход которого, так же как и четвертый вход микропроцессора, соединен с выходом выпрямителя.