. (54) АНАЛОГО-ДИСКРЕТНЫй ФОТОДАТЧИК. (54) ANALOG-DISCRETE PHOTOGRAPHY
Изобретение ОТНОСИТСЯ К области автоматизации управлени электроосветительными установками производственных , административных и других по мещений с лампами накаливани , люминесцентньми и другими лампами. Известны фотодатчики, Содержащие фотоэлемент (фоторезистор или фотодиод ), сигнал от которого поступает на операционный усилитель с большим коэффициентом усилени , на входе опе рационного усилител включены диоды дл ограничени сигнала 1, Наиболее близким техническим решением к данному изобретению вл етс фотодатчик, содержащий мост, в одно из пле.ч которого включен фоторезистор , установленный в результирующем потоке естественного и искусственного света, а в другие плечи включены резистор и потенциометр установки , к выходной Диагонали моста подключен операционный усилитель, с вьахода которого снимаетс аналбгрвый сигнал, поступающий на нагрузку , которой вл ютс входы блоков управлени тиристорным регул то юм мощности, подводимой к лампам роосветитель ной установке 2. При уветшчении освещейности контролируемой фоторезистором поверхности сверх заданного значени аналоговый сигнал фотодатчика плавно измен етс от нул до максимального значени , при котором лампы полностью выключены . При этом фотфдатчик допускает такой режим, при котором лампы могут гореть длительное врем на малом накале . Такой режим работы допустим дл люминесцентных ламп со специальной пускорегулирующей аппаратурой (ИРА), допускаквдей кратность изменени светового потока 1:200 без заметного увеличени пульсации светового потока . Дл люминесцентных ламп с обычной ПРА это приводит к значительному увеличению пульсации светового потока , а дл ламп накаливани - к горению при красном накале нити, при котором световой поток в видимой части спектра практически, равен нулю. В таком режиме лампа накаливани работает как. нагревательный прибор с мальм КПД. i. . Цель изобретени заключаетс в исключении режима горени ламп на малом накале. Указанна цель достигаетс тем, что аналого-дискретный фотодатчик, содержащий фотореэистор, включенный водно из плеч моста, образованного резисторами, один з которых выполнен регулируемьм, и операционный убилитель, подключенный входом в лиа ональ моста, снабжен четырьм диоДами и пороговым элементом, выполненным на базе операционного уси йитёл й рбШст ВрШ й 1(ёпйГШлЬ: :итЬльной обратной св зи, к которому пбдкЛючен выход операционного уёйлител через, первый диод, -выход котЬрого через йтброй диод подключен 1а1Ш4 1Шл Дл йвйкШчёйи 1Я. вУсод порогового элемента через т эётий диод подключен к резистору цепи обратной положительной св зи оЬёрационнрг6 усйжтел порогового эЬемента и через четвертый дйбд . к клеммам дл .подключени нагрузш; . ;, ;./;.-.;-/ -.-,,.-. .;.. .,,. . , Схема аналого-дискретнЪго фотодатчика приведена на фиг. 1, а на фиг. 2 показаны изменени сигнала на выходе фотодафчика, .Изменение освещенности контролир|уемой поверхности воспринимаетс фоторезистором 1, включённым в одно плеч моста, друг ие плечи состо т .из резисторов. 2, 3 иШрёШЩйО ,.. . резистора уставки 4. Сигнал выхода моста чеЕ5ез резистор 5, св зан. с вх дом операционного усилител б/ цепь .обратной Отрицательной св зи кото рого состоит из резистора 7и пёре мённОго резистора 8, с помоедыр .которого .измен етс коэффициент усилени усилител 9. Выход усилител . через диод 10 соединен с пороговым ; элёмёнтом 11, а даод 12 грузкой 13,которой вл етс ,наприме вход блока правлёнй тирйсторйо ..го регул тора мощности или другого исполнительного устройстваг плайно Мен ющего мощност.ь, подводимую к :лампам. :; - . . : Г . . Пороговйй элемедт. II вшол)|ен в виде : компаратора на,пр жёнй , cOSiro. щего из операционного усилител 14 цепи положительной Обратной; св зи, со.сто. п1ёй из диода 15, резистора 16 и переменногорезистора 17/ а также ; цепи-формировани опорногосигнала, .состо щей изрезистора 18 и перемен резистора 19. ВЫход пopoг.6вoгOэлeмeнтa ч;ерез диОд 2Q поЩшзчей ;;к йагрузке 13. .,/.-v . Г.- .. . Резистор 21 св зывает инвертирующий вход усилй тел; : и йсточ-ник ;опор . нОго напр жений..// , / Работает устройство сйёдунздШ oe разом. / - . При плавномйзйёНёНий 6овё1й;ёнййс ти на выходе усилител 9 формируетс аналоговый сигнал подаваемый на нагрузку и вход порогового элемента .. При достижении На входе порогового устройства величины диалогового сигналаиср.пралР Еной опорному сиг алу, задаваемому потенциометром 19, ороговый элемент срабатывает в пр ом направлении, на его выходе по в-. етс положительный дискретньпй сигнал, который суммируетс с аналоговым сигналом усилител 9. Опорный сигнал подаетс через резистор 21 на инвертирующий вход операционного усилител 14. Питание цепи формировани опорного сигнала осуществл етс от йсточника Питани операционного усйлйтел 14. Величийё1 диалогового сигнала Ucp. при котором пороговьй элемент 11 срабатывает в пр мом направдюнии, соответствует минимально возможной ве личине светОвого потока лампы, при котором работа лампы а«е вл етс экономичной, т.е. светоотдача достаточно велика. При дальнейшем снижении светового потока светоотдача Лайпырезко снижаетс и лампа, потребл электроэнергию, практически не срзДйеТ светового потока. Дискре$нов увеличение сигнала на Нагрузке 13 в результате суммировани аналогового сигнала усилител дискретного сигнала порогового элемента 11 позвол ет резко уменьшить до нул мощность, подводимую к лампе, и, тем самым, исключить режим горени ламп йа малом накале. Дл исключени режима мигани ламп пороговое устройство обладает гистерезидбм, который регулируетс переменным резистором 17 таким образом, чтобы снижение освещенности при отключении ламп не привело к срабатыванию порогового элемента 11 , в o6piaTHOM направлении. „ При уменьиении аналогового сигнала усилител 9 вследствие уменьшени - естеств енной Осв ещён ности или напр жений на лампах до значени срабатывани порогового элемента 11 в обратном направлении Ucpogpсигнал на его.выходе дискретно измен етс до нул , гтри этом суммарный сигнал на нагрузке 13 дискретно уменьшитс До величины срабатывани йорогоndfo злемен.та 11 в обратном направлении Uc5j.o6p: : . Световой tiOTOK амп при включении осветительной установки будет несколько больше, чем при отключении, т.е. лампы Сразу начнут гореть с достаточно большой светоотдачей. Дл исключени вли ни порогового элемента 11 при его срабатывании йа вьйсодной сигнал усилител 9 между его вькодом и входом порогового элемента 11 включен в пр мом направлений Диод 10, между выходом порогового элеме1йта 11 и нагрузкой 13 включен в пр мом напрайлении диод 20, межДу выходом усилител 9 и нагрузкой 13 включен диод 12, а в цепь йоложительной обратной св зи включен диод 15. Диод 12 не пропускает отрицательный аналоговый сигнал от усилител 9при разбалансе моста, вызванном уменьшением освещенности ниже заданной перёменнЕлм резистором 4, и не пропускает положительный дискретный сигнал с выхода порогового элемента 1 1 при его срабатывании в пр мом направлении на вход усилител 9.Диод 10пропускает только положительный аналоговый сигнал от усилител 9, не пропуска положительный дискретный сигнал, который по вл етс на порогового элемента 11 при его срабатывайии в пр мом налравленин. Диод 20 пропускает положительный дис ретный сигнал с выхода порогового эл мента 11 прн1 его срабатывании в пр мом направлении, не пропуска отрнцатеЛЕ .ный дйс1к ретный сигнал при его срабатывании в обратном направлений. Диод 15, включенный в цепь положительной обратиой св зи, не пропускает Отрицательный дискретный сигнал с выхода порогового элемента 11 на его вход по цепи положитель но41 об ратйой св зи. Таким образом, наличие четырёх ди одов 10, 12, 15, 20 позвол ет осуществл ть суммирование положительных аналоговгого и дискре ного сигйа оэ на нагрузке 13 и исключать вли ние порогового элемента 11 на усилитель 9. ., . .. В противном случае потребовалось бы применение специальньк. суммирующих устройств, например, токового сумматора с независимыми входами, что усложнило бы схему. Экономическа эффективность применени аналого-дискретного фотодатчика в схемах управлени электроосветительныгли установками склады ваетс иэ. следукж х соста|вл ющих The invention relates to the field of automation of control of electrical lighting installations for industrial, administrative and other premises with incandescent, fluorescent and other lamps. Photo sensors are known. They contain a photocell (photoresistor or photodiode), the signal from which is fed to an operational amplifier with a large gain, diodes are included at the input of the operational amplifier to limit signal 1. The closest technical solution to this invention is a photosensor containing a bridge, one of the cells of which includes a photoresistor, installed in the resultant flow of natural and artificial light, and the other shoulders include a resistor and a setting potentiometer, to the output Diag The bridge is connected to an operational amplifier, from which an analog signal is applied to the load, which are the inputs of the thyristor control knobs of the power supplied to the lamps of the lighting installation 2. When the illumination of the surface monitored surface is above the specified value, the analog photo sensor signal varies from zero to the maximum value at which the lamps are completely turned off. In this case, the photo sensor allows such a mode in which the lamps can burn for a long time at a low heat. This mode of operation is permissible for fluorescent lamps with special control gear (IRA), allowing for a multiplicity of changes in the luminous flux of 1: 200 without a noticeable increase in the pulsation of the luminous flux. For fluorescent lamps with conventional PRA, this leads to a significant increase in the pulsation of the luminous flux, and for incandescent lamps - to burn with a red filament, in which the luminous flux in the visible part of the spectrum is almost zero. In this mode, the incandescent lamp works as. heater with malm efficiency. i. . The purpose of the invention is to eliminate the low-light mode. This goal is achieved by the fact that the analog-discrete photosensor containing a photoreistor connected to the water from the shoulders of the bridge formed by resistors, one of which is adjustable, and an operating killer connected by the input to the line of the bridge, is equipped with four diodes and a threshold element made on the base Operational Amplifier VRSH 1 (ePYGL:: the final feedback to which the PLCDUse the output of the opacifier via the first diode, the output of which is connected via the ibry diode is connected 1a1W4 1Chl iyykSchendyy The threshold of the threshold element is connected to the positive feedback circuit by means of a threshold terminal and through the fourth dec. To the terminals for connecting the load; ..;,; ./; .-.; - / - .-. -.; ......., An analog-discrete photosensor circuit is shown in Fig. 1, and Fig. 2 shows changes in the signal at the output of the photoframe, .The change in illumination of the controlled surface is sensed by a photoresistor 1 connected in one arm bridge, the other shoulders consist of resistors. 2, 3, and, .. setpoint resistor 4. The bridge output signal is a resistor 5, coupled. with the input of an operational amplifier b / circuit. Reverse Negative communication which consists of a resistor 7 and a variable name resistor 8, with which the gain of the amplifier 9 is changed. The output of the amplifier. through the diode 10 is connected to the threshold; Element 11, and Daud 12 load 13, which is, for example, the input of the power control unit of the power regulator or other actuator of the power changing board supplied to: lamps. :; -. . : G. . Threshold Elemedt. II syllable) | ёn in the form of: a comparator for, w wife, cOSiro. from the operational amplifier 14 of the positive reverse circuit; connection, s.sto. 1 from diode 15, resistor 16 and variable resistor 17 / as well; a reference signal formation circuit, a resistive-resistor 18, and a resistor change 19. The output of the output signal is 6 h; through the 2Q diode; ;; to the load 13.., / .- v. G.- .. Resistor 21 connects the inverting input of the amplifiers of the bodies; : and east-nick; supports. OUR VOLTAGES .. //, / The device operates automatically. / -. With a smoothly driven 6; 1 output at the output of amplifier 9, an analog signal is generated to the load and input of the threshold element. When the threshold device reaches the input signal threshold value, the Edge element is set to the reference signal set by potentiometer 19, the horn element triggers in the right direction, at its output by in-. A positive discrete signal is added, which is summed with the analog signal of amplifier 9. The reference signal is fed through a resistor 21 to the inverting input of the operational amplifier 14. The reference signal is fed to the reference signal forming circuit from the operating signal of the Ucp. in which the threshold element 11 is triggered in the forward direction corresponds to the minimum possible value of the light flux of the lamp, in which the operation of the lamp a e is economical, i.e. light output is large enough. With a further decrease in the luminous flux, the light output of Laypyrezko decreases and the lamp consumed electric power, almost without a loss of light. A discrete increase in the signal at Load 13 as a result of the summation of the analog signal of the discrete signal amplifier of the threshold element 11 makes it possible to sharply reduce the power supplied to the lamp to zero and, thus, to exclude the mode of combustion of the lamps with a low heat. To exclude the blinking of lamps, the threshold device has a hysteresis, which is regulated by a variable resistor 17 so that the decrease in illumination when the lamps are switched off does not trigger the threshold element 11 in the direction o6piaTHOM. When the analog signal of amplifier 9 is reduced due to a decrease in the natural intensity or voltage on the lamps to the value of the triggering of the threshold element 11 in the opposite direction Ucpogpresignal on its output discretely changes to zero, where the total signal on the load 13 discretely decreases the magnitude of the operation of the endfo of the element. 11 in the opposite direction Uc5j.o6p::. Light tiOTOK amp when you turn on the lighting installation will be slightly larger than when you turn off, t. lamps Immediately begin to burn with a sufficiently large light output. To eliminate the influence of the threshold element 11 when it is triggered, the amplifier signal 9 between its input and the input of threshold element 11 is connected in the forward direction. A diode 10, between the output of the threshold element 11 and the load 13, a diode 20 is connected in the forward direction, the amplifier between 9 and diode 12 is turned on by load 13, and diode 15 is turned on in the positive feedback circuit. Diode 12 does not pass a negative analog signal from amplifier 9 when the bridge is unbalanced, caused by a decrease in illumination below a predetermined resistor ohm 4, and does not pass a positive discrete signal from the output of the threshold element 1 1 when it is triggered in the forward direction to the input of the amplifier 9. 11 when it is triggered in the right direction. The diode 20 transmits a positive discrete signal from the output of the threshold elec- trode 11, which triggers it in the forward direction, and does not let the transmitter go through the negative signal when it is triggered in the opposite direction. A diode 15 connected to a positive reversal circuit does not pass the negative discrete signal from the output of the threshold element 11 to its input along the positive circuit 41. Thus, the presence of four diodes 10, 12, 15, 20 allows one to sum the positive analogue and discrete signals on load 13 and eliminate the influence of the threshold element 11 on the amplifier 9.. .. Otherwise it would require the use of specials. summers, for example, a current adder with independent inputs, which would complicate the circuit. The economic efficiency of using an analog-discrete photosensor in control circuits of electric lighting devices or installations is folded. following x constituting