Проблема экономии электроэнергии всегда стояла остро, но в настоящее время, когда тарифы на электроэнергию неустанно растут, она приобретает наибольшую актуальность. Одно из слабых мест, через которое "утекают" лишние киловат/часы, это, как и всегда, — туалетная комната, ванная комната, кладовка. То есть, помещения не имеющих окон, и поэтому, при входе в которое человек, уже инстинктивно, включает свет, но часто из-за забывчивости, эта лампочка остается включенной целыми сутками.
Устройство представляет собой реле времени, которое выключает свет с задержкой, такие реле обычно устанавливаются на лестничных клетках в подъездах многоквартирных домов. При нажатии на кнопку свет включается, и гаснет через некоторое время после её отпускания. В данном случае принцип действия почти такой, но с одним отличием, — имеется датчик запора двери изнутри помещения. Этот датчик представляет собой геркон, который управляется магнитом, укрепленным в деревянной рукоятке внутренней задвижки двери. Когда дверь заперта изнутри, контакты геркона замкнуты. Эти контакты подключены параллельно контактам кнопки управления реле.
В результате устройство работает следующим образом. Открыв дверь, человек нажимает на кнопку выключателя света в этом помещении. Свет включается. Если после этого дверь не будет заперта изнутри (может быть её оставили открытой или закрыли снаружи), то свет через 10-20 секунд погаснет автоматически. Если человек вошел в помещение, закрыл за собой дверь и запер её внутренней задвижкой, то это привело к замыканию геркона, подключенного параллельно кнопке включения. В течении всего времени, пока закрыта эта задвижка будет гореть свет в помещении. После того, как человек отопрет внутреннюю задвижку свет выключится примерно через 10-20 секунд. Таким образом, самое большое время бесцельного горения лампы, — это не более 20 секунд.
Принципиальная схема устройства показана на рисунке 1. Реле времени построено на КМОП-микросхеме К561ЛЕ5 (D1). Цепь R1-C1 задает требуемый временной интервал, в течении которого лампа светится после отпускания кнопки включения S1 или размыкания контактов геркона SG1. При нажатии на кнопку S1 происходит разрядка конденсатора С1 через контакты этой кнопки. Это приводит к тому, что постоянное напряжение на входах элемента D1.1 устанавливается равным напряжению питания микросхемы, то есть, логической единице. На вход триггера Шмитта D1.2-D1.3 поступает с выхода элемента D1.1 логический ноль и триггер переключается в нулевое состояние. Ноль с его выхода поступает на вход инвертора 01.4, и логическая единица с выхода D1.4 подается на базу транзистора VT1. Транзистор открывается и подает отпирающее напряжение на управляющий электрод тиристора VS1. Тот открывается и подает питание на осветительную лампу.
Триггер Шмитта в этой схеме нужен для того, чтобы исключить самовозбуждение элементов микросхемы при переходе напряжения на резисторе R1 через порог переключения логического элемента. В этот момент элемент D1.1 может превратиться в аналоговый усилитель, и уровень на его выходе будет балансировать где-то посредине между нулем и единицей.
При отпускании кнопки S1 начинается зарядка конденсатора С1 через резистор R1, и как только С1 зарядится до такого уровня, что напряжение на R1 станет меньше порога переключения на логический ноль, то напряжение на выходе D1.1 примет уровень логической единицы. Триггер Шмитта переключится в единичное положение, на выходе D1.4 установится логический ноль и транзистор VT1 закроется, тиристор запрется, и лампа освещения будет выключена. Таким образом, зарядка конденсатора С1 начинается только после того как будет отпущена кнопка S1 и ее контакты разомкнутся. Пока конденсатор С1 закорочен, свет будет гореть неограниченное время.
Поэтому параллельно кнопке S1 подключен геркон SG1, замыкающийся при закрывании внутренней задвижки двери помещения. Таким образом, пока задвижка закрыта С1 заколочен и свет горит постоянно. После открывания задвижки свет выключается после того как С1 зарядится через R1, то есть через 10-20 сек.
Может быть два варианта подключения этого автомата. В первом случае, его подключают после основного выключателя лампы, а кнопку S1 можно и не устанавливать. При включении питания основным выключателем, в первый момент С1 будет разряжен и лампа включится. Затем, после зарядки С1 она выключается. Снова включить лампу, в этом случае, можно только если основным выключателем выключить питание, а затем его снова включить. Такой вариант интересен тем, что можно всю схему отключить от сети, но у него есть и недостаток — перед повторном включением нужно выждать время в несколько секунд после выключения основного выключателя, иначе выдержка времени, в течении которого будет светить лампа получится меньше из-за неполного разряда С1.
Второй вариант — по питанию автомат постоянно подключен к электросети, кнопка S1 заменяет основной выключатель (который нужно заменить кнопкой или переделать в кнопку). В этом случае устройство точно отрабатывает выдержку времени, но автомат нельзя отключить от сети.
Может быть и комбинированный вариант, когда сохранен и основной выключатель и кнопка S1. В этом случае, обычно пользуются кнопкой, а на длительное время автомат отключают основным выключателем.
Автомат смонтирован на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. На ней все детали, кроме кнопки, геркона и тиристора. Устанавливая автомат необходимо защитить его от попадания в него влаги или испарений (если он размещается в ванной комнате, в этом случае лучше будет если его разместить вне ванной комнаты).
При управлении лампой мощностью не более 150 Вт никаких радиаторов для отвода тепла от тиристора или диодов выпрямительного моста не требуется. Диоды КД226 можно заменить на КД209 (но при этом мощность лампы не должна быть больше 100 Вт). Тиристор КУ202 с буквенными индексами К, Л, М, Н. Стабилитрон Д814Б можно заменить стабилитроном Д814 с любым буквенным индексом, кроме "Е".
Транзистор КТ645 можно заменить на КТ604, КТ815, КТ817. Резистор R5 составлен из двух параллельно включенных резисторов МЛТ-2 сопротивлением по 39 кОм. Резисторы соединены между собой скруткой, и установлены рядом с печатной платой, припаяны по месту положения R5 на монтажной схеме. Геркон — замыкающий, типа КЭМ-4.
Кроме реле времени существенно сэкономить электроэнергию можно, используя автоматизированные системы. На сайте http://efesgroup.ru/ подробно рассказано о главных особенностях, принципе работы и основных преимуществах автоматической системы управления освещением.
