Энергонезависимая лампа аварийного освещения

Нарушения в подаче электроэнергии не только сопровождаются неудобствами и ухудшением настроения, но и являются явным источником опасности. Хорошо освещенные лестница, коридор или рабочее пространство при отключении электроэнергии могут стать потенциальными источниками опасности. При резком наступлении темноты вероятность падения, а с ним и несчастного случая, увеличивается.

Во избежание несчастных случаев можно установить аварийную систему, которая обеспечит временное освещение зон, представляющих потенциальную опасность при отключении электроэнергии. При наличии такого освещения можно спокойно выйти из дома или произвести необходимые ремонтные работы, например сменить перегоревший сетевой предохранитель.

Система аварийного освещения призвана обеспечить свет при отказе основного источника энергии. Работа системы основана на использовании энергии, накопленной в батарее аккумуляторов, постоянно поддерживаемой в заряженном состоянии. Блок-схема типичной аварийной системы освещения представлена на рис. 1.

Энергонезависимая лампа аварийного освещения

Рис. 1

Специальный датчик следит за напряжением в сети переменного тока. Он содержит реле, которое включает контур резервного освещения при отключении сети переменного тока. Контур резервного освещения состоит из аккумуляторной батареи и фонаря, соединенных последовательно с контактами реле, играющими роль двухпозиционного выключателя.

Аккумуляторная батарея является единственным источником электроэнергии при аварийном отключении сетевого питания, и, следовательно, она всегда должна находиться в заряженном состоянии. Вот когда потребуются фотоэлектрические преобразователи. Они преобразуют солнечную энергию в электричество и заряжают батарею.

Основу конструкции системы аварийного освещения составляет солнечная батарея. Для правильного выбора фотоэлектрического генератора необходимо сначала определить два параметра: рабочее напряжение и потребляемый ток аварийного фонаря. Начнем с определения требуемой освещенности. Ее должно быть достаточно для освещения рабочей зоны в любой момент времени. Обычно в аварийных системах используется герметичная лампа (прожектор), рассчитанная на напряжение 12 В. Такой выбор обусловлен двумя причинами.

Во-первых, такая лампа отвечает требованиям, предъявляемым к освещенности, обладая достаточной яркостью и надежностью. Во-вторых, для нее требуется питание от низковольтного источника. Более того, проще питать 12-вольтовую лампу от одной 12-вольтовой батареи, чем соединять несколько батарей для питания обычной лампы накаливания. Это позволяет конструировать компактное и надежное устройство.

Установка в доме низковольтной аварийной системы освещения причинит меньше беспокойства, чем аналогичная система с питанием от сети переменного тока напряжением 110 В. Исходя из правил эксплуатации жилых помещений, 110-вольтовая система обходится 'дороже и после установки обычно требует приема ее соответствующей инспекцией. Совершенно другое дело с низковольтными системами, которые достаточно безопасны при установке и эксплуатации, а проверять их работу приходится крайне редко. Кроме того, низковольтное аварийное освещение не требует особых мер предосторожности в условиях повышенной влажности (дожди или бури) и работать с ним можно, не опасаясь поражения электротоком.

Мощность, потребляемая системой, целиком зависит от типа используемой лампы. Была выбрана автомобильная фара, так как она создает достаточную освещенность, а также дешева и всегда имеется в продаже. Эта лампа потребляет ток около 2 А при напряжении 12 В.

Затем фара присоединяется к батарее. Требуемая емкость батареи прямо пропорциональна отрезку времени, наступающему после отказа питания. Обычно нескольких минут более чем достаточно, чтобы привести все в порядок. Полагают, что 1 ч — наибольшее время, которое когда-либо может понадобиться для восстановления освещения. С учетом всех упомянутых факторов была выбрана свинцовокислотная аккумуляторная батарея емкостью 6 А-ч и напряжением 12 В Она будет давать энергию для освещения комнаты в течение 2,5 ч — более чем достаточное время Подобные батареи обычно используются для электропитания мотоциклов.

Обычно потребуется солнечная батарея напряжением 12 В, дающая ток 1 А Такие батареи довольно доступны, и поэтому можно сразу подобрать батарею необходимой мощности Иногда продаются наборы из солнечных элементов, которые позволяют самостоятельно изготовить солнечную батарею.

Поскольку маловероятно, чтобы аварийное освещение использовалось ежедневно или даже еженедельно, то не остается ничего другого, как ждать, когда что-нибудь произойдет. И если не регулировать ток, поступающий от фотоэлектрических преобразователей, можно перезарядить батарею. Вот подходящий случай использовать регулятор заряда, описанный в гл. 6.

Потребуется всего четыре соединения, чтобы объединить солнечную батарею, регулятор заряда и аккумуляторную батарею. Одним проводником следует соединить положительный вывод солнечной батареи с положительным входом регулятора заряда, как доказано на рис. 2. Отрицательный вывод солнечной батареи необходимо подсоединить к отрицательному входу регулятора.

Положительный и отрицательный выводы регулятора заряда присоединяются к положительному и отрицательному полюсам аккумуляторной батареи соответственно. Эти электрические связи постоянны, и не имеет смысла ставить в цепь какой-либо выключатель; при необходимости регулятор заряда подпитывает батарею зарядным током при условии, что в это время светит солнце.

Энергонезависимая лампа аварийного освещения

Рис. 2

Когда батарее не требуется полный зарядный ток (что бывает чаще всего), регулятор выдает небольшой ток, поддерживающий батарею в заряженном состоянии. Величина такого подпитывающего тока определяется величиной токоограничительного резистора Rs в схеме регулятора. Для данного случая в качестве Rs подойдет полуваттный углеродистый резистор величиной 22 Ом.

Контур аварийного освещения контролируется с помощью датчика, реагирующего на отказ электропитания. Принцип действия датчика достаточно прост, в чем легко убедиться из рис. 3.

Энергонезависимая лампа аварийного освещения

Рис. 3

Переменное напряжение подается на схему через трансформатор Т1, понижающий напряжение сети до 6 В. Затем выпрямленное и сглаженное напряжение используется для управления реле RL1.

Реле включено, пока в сети имеется переменное напряжение. Как только напряжение пропадает, реле выключается и его электрические контакты замыкают контур питания лампы, включая тем самым аварийное освещение. При восстановлении напряжения сети устройство автоматически возвращается в исходное состояние и находится в готовности до следующего отказа электропитания.

В схему датчика включены также элементы контроля и индикации. Индикация осуществляется с помощью лампочки накаливания с большим сроком службы, подключенной к 6-вольтовой обмотке трансформатора. Лампочка сигнализирует о наличии напряжения в сети.

Но она не может индицировать готовность батареи или аварийного освещения к работе. С этой целью в разрыв одного из выходных концов трансформатора поставлена размыкающая нефиксирующаяся кнопка. При нажатии на нее контур разрывается и реле отключается. Это приводит в действие схему аварийного освещения. При отпускании кнопки схема возвращается в исходное состояние.

Схема датчика достаточно проста и, следовательно, конструктивно может быть выполнена любым способом. Для желающих изготовить ее с применением печатного монтажа разводка платы в натуральную величину представлена на рис. 4. Размещение деталей представлено на рис. 5.

Энергонезависимая лампа аварийного освещения

Рис. 4

 

Энергонезависимая лампа аварийного освещения

Рис. 5

Ничего особенного в конструкции нет; как обычно, не следует забывать о соблюдении полярности. По окончании монтажа необходимо поместить плату в пластмассовый корпус. Для испытания готового прибора он подключается в сеть. Отметьте момент срабатывания реле. После этого подключите контакты реле в контур аварийного освещения, и работа закончена!

Список деталей

Ст — конденсатор 220 мкФ, 16 В

D1 — диод 1N4001

L1 — 6-вольтовая лампочка (Radio Shack 272-1140)

RL1 — реле (Radio Shack 275-246)

SW1—нормально замкнутая, нефиксирующаяся кнопка

Т1 — трансформатор 220/6,3 (Radio Shack 273-1384)

Аккумуляторная батарея 12 В, 6 А -ч

Регулятор заряда (см. текст) Солнечная батарея — 12 В, 1 А

Герметичная автомобильная фара — 12 В

Литература: Байерс Т. 20 конструкций с солнечными элементами: Пер. с англ.— М.: Мир, 1988 год.

0 1830 На солнечных батареях
освещение солнечная батарея
cashback