Светодиодный газонный светильник включает электроприборы

Рейтинг: 0 / 5

Подробности: Категория: Включатели выключатели; Опубликовано: 17.03.2017 00:10; Просмотров: 2670

Понравилась статья - поделись с друзьями

И. НЕЧАЕВ, г. Москва
В статье описана доработка автономного светодиодного газонного светильника для автоматического включения сетевых электроприборов, в частности освещения, в ночное время. При этом основная функция светильника сохраняется.
Сегодня в магазинах можно приобрести автономные светодиодные газонные светильники. В большинстве случаев каждый такой светильник содержит солнечную батарею, аккумулятор (Ni-Cd с номинальным напряжением 1,2В) и импульсный повышающий преобразователь напряжения на специализированной микросхеме, от которого питается осветительный свето-диод. Аккумулятор и солнечная батарея подключены к входным цепям микросхемы, а светодиод — к её выходной цепи.

В дневное время, когда солнечная батарея вырабатывает энергию, микросхема подключает к ней аккумулятор и происходит его зарядка. С наступлением темноты напряжение солнечной батареи снижается, зарядка аккумулятора прекращается и включается преобразователь напряжения. Таким образом, солнечная батарея кроме источника электроэнергии используется ещё и как датчик освещённости. Чем меньше стоимость такого светильника, тем, как правило, меньше площадь солнечной батареи (а значит, и её мощность), ёмкость аккумулятора, яркость и продолжительность свечения светодиода. Цена дешёвых светильников не превышает 40 руб.
Такие светильники нередко выходят из строя, поскольку не отличаются высокой надёжностью, да и эксплуатируются вне помещений. Случаются и механические поломки или отказ аккумулятора. В этом случае исправные должны размещаться в месте, которое освещается солнцем максимально длительное время. В противном случае зарядка аккумулятора от солнечной батареи будет затруднена. Поэтому не следует устанавливать такие светильники внутри помещений. Чтобы обеспечить зарядку аккумулятора и освещение, например веранды, светильник необходимо разместить на открытом воздухе, а осветительный светодиод установить внутри помещения. Для этого светодиод можно выпаять из платы и затем подключить к ней кабелем требуемой длины. Но можно установить на корпусе светильника гнездо и подключать к нему внешний осветительный светодиод.

На рис. 1 показана схема газонного светильника и его доработки для такого варианта. Гнездо XS1 и вилку ХР1 можно применить от головных телефонов. Поскольку частота преобразования несколько десятков килогерц, в качестве соединительного кабеля желательно применить "витую пару". Как отмечено выше, сам светильник располагают в месте, хорошо освещаемом солнцем. Но при этом на него не должен попадать свет от других осветительных приборов. Для защиты
от атмосферных осадков верхнюю часть светильника с солнечной батареей желательно закрыть крышкой, которую можно изготовить из прозрачной бесцветной пластиковой бутылки.
Для того чтобы газонный светильник мог управлять осветительными приборами или другой нагрузкой, питающимися от сети, его дорабатывают в соответствии со схемой на рис. 2.

Суммарная мощность нагрузки не должна превышать 20 Вт, это может быть, например, маломощная осветительная лампа накаливания или компактная люминесцентная лампа (КЛЛ). Гнездо XS1 и соответствующая ему вилка ХР1 могут быть любыми, обеспечивающими однозначный вариант подключения (подойдёт разъём от головных телефонов). Диод VD1 — любой маломощный малогабаритный импульсный. В корпусе сетевой розетки XS2, в которую включают коммутируемую нагрузку, устанавливают симисторный оптрон U1. Поскольку номинальное напряжение питания излучающего диода оптрона около 1,2 В, чтобы через него не протекал постоянный ток от аккумулятора, напряжение которого может превысить вышеуказанное значение, в светильник установлен диод VD1. Поэтому во время зарядки аккумулятора через этот диод и излучающий диод оптрона ток не протекает.
С наступлением темноты включается преобразователь напряжения, и на выходе микросхемы (вывод 1) формируются импульсы напряжения, которыми и питается осветительный светодиод EL1. Амплитуда импульсов зависит от типа применённого светодиода и приблизительно равна 3...3.3 В. Когда вилка ХР1 подключена, выходной импульсный ток протекает через диод VD1 и излучающий диод оптрона U1, при этом амплитуда импульсов напряжения снижается до 1,8...2 В, поэтому свето-диод EL1 тока практически не потребляет (возможно едва заметное его свечение). Поскольку частота питающих импульсов в сотни раз больше частоты питающей сети, фотосимистор оптрона будет открываться в начале каждого полупериода и питающее напряжение сети поступит на нагрузку.
Внешний вид устройства показан на рис. 3.

По схеме рис. 2 был доработан светильник торговой марки Wolta Solar с размерами солнечной батареи 25x25 мм и Ni-Cd аккумулятором ёмкостью 300 мА ч. Продолжительность непрерывной работы устройства в тёмное время суток зависит от ёмкости и степени заряженности аккумулятора. Следует учесть, что выключателем, который отключает аккумулятор, снабжены не все модели светильников. Поэтому, возможно, потребуется его установка.
Чтобы к устройству можно было подключать нагрузку большей мощности, необходимо дополнительно ввести симистор VS1 и два резистора (рис. 4).

Дополнительные элементы также размещают в корпусе розетки. Если симистор не устанавливать на теплоотвод, мощность нагрузки не должна превышать нескольких десятков ватт, при эффективном теплоотводе мощность нагрузки может достигать несколько сотен ватт. Если применить блок, содержащий розетку и два выключателя, а схему доработать в соответствии с рис. 5, можно реализовать как автоматический режим, так и ручное включение и выключение освещения.

При отсутствии симисторной оптопары для гальванической развязки светильника от сети можно применить импульсный трансформатор. Вариант такой схемы показан на рис. 6.

В этом случае при подключении вилки ХР1 в гнездо XS1 от выхода микросхемы (вывод 1) отключается штатная цепь L1EL1 и подключается первичная обмотка трансформатора Т1. Импульсы вторичной обмотки открывают симистор VS1, и напряжение сети поступает на нагрузку. Импульсный трансформатор намотан на кольцевом магнитопроводе от трансформатора КЛЛ и содержит две одинаковые обмотки по десять витков
провода ПЭВ-2 0,2...0,3. Обмотки наматывают на противоположных сторонах магнитопровода.