PL159191B1 - Uklad sterowania parametrami oswietlenia elektrycznego zródla swiatla PL - Google Patents

Abstract

1. Uklad sterowania parametrami oswie- tlenia elektrycznego zródla swiatla zbudowany z tranzystora kluczujacego wlaczonego szere- gowo ze zródlem swiatla w obwód sieci elek- trycznej i sterowanego z przetwornika napiecia na szerokosc impulsów, znamienny tym, ze do wejscia sterujacego przetwornika (S 2) napiecia na szerokosc impulsów jest dolaczone wejscie ukladu calkujacego zbudowanego z równo- legle polaczonych wzmacniacza operacyjnego (S1) i kondensatora (C), wejscie ukladu calku- jacego jest polaczone poprzez pierwszy klucz (K1 ) i rezystor (R 1) z pierwszym napieciem sta- lym (U1 ) oraz poprzez drugi klucz (K 2) i rezys- tor (R 2) z drugim napieciem stalym (U 2), wyjs- cie ukladu calkujacego jest polaczone z wejs- ciem komparatora (K), zas z wyjscia kompara- tora (K) sa sterowane naprzemiennie wspom- niane klucze (K1, K 2). F ig .2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania parametrami oświθtlenla elekt^oz^go źródła śwwatła, przeznaczony zwłaszcza do niemonotonnego oś^-we tlania stanowisk pracy.

Ogólnie wiadomo, że warunki nέwiθtleiia mają znaczny wpływ na zmęozetne wzroku, zwłaszcza przy długotrwałej 1 wytężonej p^oy wzrokowy. Do warunków które wpływają na szybsze zmęczenie wzroku można zaliczyć aaninonię natężenia ośwwetlenia.

Znany Jest z opisu zgłoszeniowego RFN nr 3 025 001 sposób sterowania parametrami oświetlenia zasilanych elektrycznie źródeł światłα, zwłaszcza do ośwwetlania stanowisk pracy, w którym napięcie robocze źródeł śwwatła ulega zmianom w zakresie wybieranych wartość granicznych w zależności od czasu, przy czym dolna wartość graniczna odpowiada wartości napięcia odpowiadająctgo Jeszcze wystarczającej wielkości natężenia śwwatła. I sposobie zależna od czasu funkcja napięcia posiada stałe dodatnie lub ujemne wartości narastania i odpowiada krzywej ciągłej. Opisany sposób umanżliiα iieaniotonie ośwwetlanie stanowisk pracy. Znane Jest także z tego opisu zgłoszeniowego urządzenie do realizacji opisanego sposobu chiarakteryzujące się nZpowitdnin dobranymi podzespołami elektrycznrai do wytwarzania zaprogramowanych zmieni^ących się wartości napięcia roboczego. Znane urządzenie Jest duże i kosztowne, gdyż zastosowano w nim silnik krokowy i autotransformator.

Znany Jest także z opisu patentowego USA nr 4 241 295 system kontroli nświetltm.a» w którym źródło światła jest włączone szeregowo z tyΓystotea w obwód sieci elektrycznej.

159 191

Tyrystor Jako element kluceująoy napięcie^ eieol Jest sterowany impulsowo z generatora. Gjnerator impulsów Jeat Jednym z elementów oyfrowego układu kontroli oświetlenia. System kontroli oświetlenia według tego patentu unooiiwla zaprogramowane ściśle określonych natężeń oświetlenia na przykład na soenie teatru lub w studio telewizyjnym.

W układzie sterowana parametrami, oświetlenia elektryoznego źródła światła według wynalazku zbudowanym z tranzystora kluczująoego włączonego szeregowo ze źródłem światła w obwód sieci elektrycznej i sterowanego z przetwornika napięcia na szerokość impulsów, charakterystyczne Jest to, ie do wejścia eterująoego przetwornka napięcia ca szerokość imp^Lsów Jest dołączone wyyście układu całkującego zbudowanego z równnlegle połąozonyoh- wzmaaniaoza operacyjnego i kondennatora, wejście układu oałkująoego Jest połączone poprzez pierwszy kluoz i rezystor z pierwszym napięciem stayym oraz poprzez drugi klucz 1 rezystor z drugim napięciem stałym, wyście układu oałkująoego Jeet połączone z wejśolem kompas aora zaś z w^yśna koaaaeaeora są sterowane naprzemiennie wspominane kluoze. Mędzy w^;Jśo^i^o komparatora z masą układu są włączone równnegle dwie diody elektroluminescencyjne połączone tak, ie katoda jednej diody Jest połąozona z anodą drugiej diody. Szeregowo z rezystorem włączonym równnoegle do kondensatora z układu całkującego Jest włąozony włącznik sprzężony mechaniczne z włącznikiem w obwodzie sieci elektryczieJ. RówwiOlgle do rezystorów wwożonych między kluoze a napięcia stałe są dołączone obwody złożone z szeregowo połączonego rezystora i wlącznka. Jedno z wJść przetwornika Jeet połączone poprzez potencjometr z masą układu, przy czym ślizgaoz potencjometru Jest połączony poprzez rezystor z wθjśclea przetwornka.

Układ sterowania według wynalazku umożliwia korzystną realizację niemonotonnego oświetlania stanowisk prac^y, ponieważ realizuje za pomocą prostych i tanich środków technicznych zaprogramowanie cynicznych zmian natężenia oświetlenia źródła ^świarła przy równoczesnej możliwości zmiany nastaw innych ^parametrów tego oświetlenia ^przez uż^ytkownika źródła ^światła. Ponadto ulcład 'można pomieścić w niewielkiej ^przestrzeni, nawet w podstawie stołowej lam^py oświetleniowej.

Wynalarek iiwiUc^iono bliżej w prz^ykładzie wykohaniana na rjsunltu, na ^którym fig. 1 przedstawia przUieg napięna roboczego źródła światła względem czasu a fig. 2 - schemat ideow układu sterowania ^parametrami oświetlenia elektrycznego źródła światła.

^Układ sterowania jest ^zbudo^wany z kluczującego tranzystora T włączonego szeregowo z żarowym źródłem ^światła Z. Emil:er tranzystora T Jest ^połączony poprzez rezystor z maa^{ą uk}ładu zaś druga Uńcówka źródła światła Z z wyjściem mostka prostowniczego U. Na. wyj solu tego mostka ^Jest ^stałe n^apię^cie ^Ufi. Mostek prostowniczy M swymi wejściami Jest włączony szeregowo poprrez wlącmik W^g w otiwód sieci elektrycznej ^Ug. Baza tranzysUra T jeat połączone ^z pierwszym ^wy^jściem przetwornika S^g napi^ęcia na szerokość impulsów. Pierwsze ^wej^ście prz^etwornika ^Sg jest połączone poprzez rezystor R? z wejściem wzmacniacza operacyjnego ^S^. Dmgie wejście przetwornika ^Sg jest połączone z emiterem tranzystora T.

Dmgie wejście przetwornika ^{Sg J}est połączone poprzez potencjometr P^j z mae^ą układu, przy czym ślizgacz tego poten^cjornetru jest połączony poprzez rez^ystor R^{g z} piervezym wejści iem przetwornika ^Sg. D° wejUia i wyjścia wzmacniacza operac^yjnego S^ ^Jest dołączony równole^gle Uniensator C oraz poprrez ^wyłączⁿik rezystor R^. Wyłącznik jest sprzężony meclianicznie z wył^ącznikiem Wg.

WeJreie wzmacniacza operacyjnego ^Jest połączone ^poprzez klucz z rezystorem R^ i rezystorem R^. ^Z dmgiej strony rezystor ^R^ poprzez wyłącznik '//. Je9t> połączony wspólnie z rezwstorem ^R^ i ze ^ślizgaczem potencjometru P^· To sam^o wejście wzmacniacza operac^yjnego ^{Sj j}est połączone poprrez ^klucz K^{g z} rezystorem ^Rg i rezystorem R^. Z drugiej strony rezystor ^R^ poprrez wył^ąc^znik jeet połączony wspólnie z rezystorem R^g i ze ^iggacKioi potencjometru P^g. krajna ^końcó^wka po^tenc^jornetru P^ i potenc jornetru P^g jeet połączona z maa^{ą uk}ładu, Dru^ga ekra^jna końcówka po^tenc^jometru ^P^ ^jest dołączone ^do piereszego ⁿapi^ęcia stałego ^U^, ^zaś druga skrajna Uńcówto potencjometru P^g Jest dołączona do dru^giego napięoia

159 191 stałego Ug. Wyjście wzmacniacza operacyjnego S_Ł Jeat połądone z wejściem komparatora. K. Wyjście koap^aai^tora K Jeat połączone poprzez rezystor i dwie równooegle połąozone diody elektroluminescencyjne Rp Dg z maeą układu. Z wyjśoia koappaatora K są eterowane naprzemiennie klucze R, R.

W układzie według wynalazku zmiany natężenia oświetlenia elektiycznego źródła światła Z uzyskuje eię poprzez zalany szerokości impulsów z przetwornika 3g podawanych do bazy tranzystora T. Kluczowanie napięcia Ug zasilającego obwód ze źródłem światła Z ummżliwia zmianę skutecznego napięcia roboczego 3, a tym samym zm.anę w^yżl^lanej mocy w źródle światła Z, której skutkiem Jeat zmiana natężenia oświetlenia. Zadanę szerokości impulsów kluczujących tranzystor T uzyskuje się podając na wejście przetwornika 3g zmienne napięcie z wyjścia układu całkującego, a szybkość tych ld.cn zależna jest od statyoh czasowych kondensatora C i rezystorów Rp R i R, R oraz od położenia ślizgaozy potencjometrów Ρχ i Pg. KN^ęcie sterujące przetwornika Sg zmienia się oylkllcznJ.e, a kierunek zmian tego napięcia określa stan włączenia jednego z kluczy Rt K sterowanyoh z wyjścia wzmmtniacla operacyjnego Sx z napięciem komapaacni tego komapaatora K. Klucze Kp R są włąozane naprzeΗ^ι^ε^Ι^. Stan włączenia jednego z kluczy Kpi Kg jest sygnalizowany ś^^eoen^i^m jednej z diod elektrolumineenencyjllych Rp Dg.

W układzie za pomocą rezystora Rg i R oraz aotenzjomθtru Pj dobiera się żądany zakres zmian napięoia wyjściowego przetwornika Sg, a tym samym ustala się w^tość początkową napięcia roboczego nie udeJezą od w^To^ci minimaanej napięcia roboczego Β_οχ_α odpowiadającej minimalnemu natężeniu oświetlenia określonego w normach dla danego rodzaju pracy wzrokowej.

Szybkość zwiększania lub zιωiijezcnia napięcia wyjśoiowego wzmmcnlacla operacyjnego Sp, a więc i napięcia roboczego B, realizuje się za pomocą potencjometrów Ρχ i Pg. Rezystor Rj służy do zabezpieczenia wzmmcniaezc operacyjnego Sx przy rozładowaniu kondensatora C poprzez włącznik Rp Ponadto wyłącznik ten sprzężony z w łącznikiem Wg zapewnia rozpoczynanie programu zmian napięcia roboczego B zawsze od acczątku oyklu po każdym wyłązlJniu źródła światła Z. Znaczne skaózenie dasów trwania a^aeαzJgólnynh fas oyklu uzyskuje się włączaj ąo włąoznikiom W^ 1 równcoegle do rezystor^ R i R kolejne rezystory R* i Rj.

Układ unaożlwla zmiany napięoia roboczego źródła światła Z wcelu uzyskania niemonotonnego oświetlenia stanowiska pracy. W oświetleniu napięole robocze E zw.ękezea się względem czasu t od początkowej, nie adejazej od dnimalnej Bm^ odpowiadającej minimalnemu natężeniu oświetlenia dla danego rodzaju praoy wzrokowy, do weartośol końcowej w dąsie tp. następnie nappęcie robocze B źródła światła Z zoniejaza się względem czasu t od wartości końcowej Ba,,., do wartości początkowej w czasie tg adejszym od czasu trwania fazy zwiększania napięcia roboczego S. Czas trwania fazy zwiększania napięcia roboczego B mleśol się w granicach od kilkudziesięciu sekund do kilkudziesięciu minut·

Korzystne jest jeśli napięcie robocze B źródła światła Z, a więc i natężenia oświetlenia, zmienia się względem czasu według funkcji potęgowej, ponieważ z upływającym czasem 1 coraz większym zmęczenlem narządu wzrpku przyrosty natężenia oświetlenia w a^^yoh odcinkach zzaeoiych w fazie zwiększania są takie same lub coraz większe, a to zapewnia weoki kocdort pracy wzrokowy. Z kolei w fazie lmmlejBZcnia napięcia «bodego B, a więo 1 natężenia oświetlenia, mm się uczucie ulgi, które jest większe o ile adenle natężenia ośiietienia w małych odcinkach czasowy^ jest takie same luo coraz większe. Faza zadijslalic napięcia roboczego E wymauza relaks, ponieważ w fazie tej następuje prooes odwrotny do fazy wzrastania tego napięcia. Wyyadony relaks dla oczu jest Istotny wtedy, kiedy wkonuje się intensywną pracę wzrokową w sposób ciągły przez dłuższy das. Korzystne jest także, jeżeli cykl dwufazowej zmiany napięcia roboczego E źródła światła Z, a więc i natężenia oświetlenia, z uprzednio zaprogramowanymi wartościami powana się przy dłuższej aaacy wzrokowej wielokrotnie.

159 191

159 191

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ sterowania parametrami oświetlenia elektrycznego źródła światła zbudowany z tranzystora kluczującego włączonego szeregowo ze źródłem światła w obwód sieci elektrycznej i sterowanego z przetwornika napięcia na szerokość impulsów, znamienny tym, że do wejścia steruj ącego przetwornika ISgl napięcia na szerokość impulsów jest dołączone wyjście układu całkującego zbudowanego z równolegle połączonych wzmaaniacza operacyjnego /Sj/ i kondensatora /C/, weeście układu całkującego jest połączone poprzez pieiwszy kluoz /Kj/ i rezystor /Rj/ z piewszym napięciem stałym /Uj/ oraz poprzez drugi klucz /Kg/ i rezystor /Rg/ z drugim napięciem staym fUg/, wyJśCe układu rołkującego jest po^ozone z wejściem koaaaaatnra /K/ zaś z wyścia kommpratora /K/ są sterowane naprzemienne wapoiuilaM klucze /Kj, ^/.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że m.ędzy wyjściem komaaaatoΓt /K/ a maeą układu są włączone równolegle dwie diody tlektnolalinescticyJit /Dj, Dg/ po^ozone tak, że katoda jednej diody Jest po^ozone z anodą drugiej diody.
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że szeregowo z rezystorem /Rj/ włączonym równooegle do kondensatora /0/ z układu oałkującego Jest włąozony wyłączink sprzężony aaehhaiczme z wyłącznikiem w obwodzie sieoi elektrycznej.
4. 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że równonθglt do rezystorów /Rj, Rg/ włączcn^h między kluoze /Kj, ^/ a napięcia stałe /Uj, Ug/ są dołączone obwody złożone z szeregowo połączonego rezystora /Rj lub fRj i wyłącznika /Ij lub /Ij/.
5. 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że Jedno z wyjść przetwornika /Sg/ jest połączone poprzez potencJnaatΓ /Pj/ z masą układu, przy- czym ślizgacz potencjometru /Pj/ jest połączony poprzez rezystor /Rg/ z wejściem przetwornika /Sg/.