Mik azok a fénycsövek?
A fénycsövek olyan lámpák, amelyekben a fény a szabad elektronok és ionok áramlásának eredményeként keletkezik a gáz belsejében. Egy tipikus fluoreszkáló lámpa egy foszforral bevont üvegcsőből áll, amelynek mindkét végén egy-két elektróda található. Inert gázzal töltik be, jellemzően argonnal, amely vezetőként működik és higanyfolyadékból is áll.
Fluoreszkáló lámpa
Hogyan működik a fénycső?
Mivel az áram az elektródákon keresztül jut a csőbe, az áram szabad elektronok és ionok formájában halad át a gázvezetéken, és elpárologtatja a higanyt. Amint az elektronok ütköznek a higany gáznemű atomjaival, szabad elektronokat adnak ki, amelyek magasabb szintre ugranak, és amikor visszaesnek eredeti szintjükre, fényfotonok bocsátanak ki. Ez a kibocsátott fényenergia ultraibolya fény formájában van, amely az emberek számára nem látható. Amikor ez a fény a csövön bevont foszforra csapódik, a foszfor elektronjait magasabb szintre gerjeszti, és mivel ezek az elektronok visszaesnek az eredeti szintjükre, fotonok bocsátanak ki, és ez a fényenergia most látható fény formájában van.
Fluoreszkáló lámpa beindítása
Fluoreszcens lámpákban az áram gázvezetéken halad át a szilárdtest-vezető helyett, ahol az elektronok egyszerűen a negatív végtől a pozitív végig áramlanak. Rengeteg szabad elektronnak és ionnak kell lennie ahhoz, hogy lehetővé tegye a töltés áramlását a gázon keresztül. Normális esetben nagyon kevés szabad elektron és ion van a gázban. Ezért speciális indító mechanizmusra van szükség, hogy több szabad elektron kerüljön a gázba.
Két indító mechanizmus egy fénycsőhöz
1. Az egyik módszer egy indítókapcsoló és egy mágneses előtét használata az AC áramának a lámpába áramlásához. Az indítókapcsolóra a lámpa előmelegítéséhez van szükség, így lényegesen kisebb feszültségre van szükség ahhoz, hogy az elektronok termelődését kiváltsa a lámpa elektródáiból. Az előtét a lámpán átáramló áram korlátozására szolgál. Indító kapcsoló és előtét nélkül nagy mennyiségű áram áramlik közvetlenül a lámpába, ami csökkenti a lámpa ellenállását, végül felmelegíti és tönkreteszi.
Fénycső mágneses előtét és indítókapcsoló segítségével
Az alkalmazott indítókapcsoló egy tipikus izzó, amely két elektródából áll, így elektromos ív képződik közöttük, amikor az áram áramlik az izzón. Az alkalmazott előtét mágneses előtét, amely egy transzformátor tekercsből áll. Amint az AC áram átmegy a tekercsen, mágneses mező keletkezik. Az áram növekedésével a mágneses mező növekszik, és ez végül szembeszáll az áramlásával. Így az AC áram korlátozott.
Kezdetben az AC jel minden fél ciklusára az áram átfolyik az előtéten (tekercsen), mágneses teret fejlesztve körülötte. Ez az áram, miközben áthalad a cső szálain, lassan melegíti őket, hogy szabad elektronok keletkezzenek. Amint az áram áthalad az izzószálon az izzó elektródáihoz (indítókapcsolóként használják), az izzó két elektródája között elektromos ív képződik. Mivel az egyik elektróda egy bimetál csík, akkor meghajlik, amikor felmelegszik, és végül az ív teljesen megszűnik, és mivel az áram nem áramlik az indítón, nyitott kapcsolóként működik. Ez összeomlik a tekercsen át a mágneses mezőben, és ennek eredményeként nagyfeszültség keletkezik, amely biztosítja a lámpa felmelegítéséhez szükséges késztetést, hogy megfelelő mennyiségű szabad elektron jöjjön létre az inert gázon keresztül, és végül a lámpa világítson.
6 ok, amiért a mágneses előtétet nem tartják kényelmesnek?
- Az áramfogyasztás meglehetősen magas, kb. 55 Watt.
- Nagyok és nehézek
- Villogást okoznak, mivel alacsonyabb frekvencián dolgoznak
- Nem tartanak tovább.
- A veszteség körülbelül 13-15 watt.
2. Az elektronikus előtét használata a fénycsövek beindításához
Az elektronikus előtétek, ellentétben a mágneses előtétekkel, biztosítják az AC áramát a lámpának, miután a vonali frekvenciát körülbelül 50 Hz-ről 20KHz-re növelik.
Elektronikus előtét a fénycső elindításához
Egy tipikus elektronikus előtét áramkör egy AC-DC átalakítóból áll, amely hidakból és kondenzátorokból áll, amelyek egyenirányítják az AC jelet és kiszűrik az AC hullámokat DC teljesítmény előállításához. Ezt az egyenfeszültséget ezután kapcsolók segítségével nagy frekvenciájú váltakozó négyzethullámú feszültséggé alakítják. Ez a feszültség egy rezonáns LC tartály áramkört vezet, hogy szűrt szinuszos AC jelet hozzon létre, amelyet a lámpára vezetnek. Amint az áram nagy frekvencián halad át a lámpán, ellenállásként működik, amely párhuzamos RC áramkört képez a tartály áramkörével. Kezdetben a kapcsolók kapcsolási frekvenciáját egy vezérlő áramkör segítségével csökkentik, aminek következtében a lámpa előmelegszik, ami a lámpa feszültségének növekedéséhez vezet. Végül, amikor a lámpa feszültsége eléggé megnő, meggyullad és izzásnak indul. Van egy áramérzékelő elrendezés, amely érzékeli a lámpán átáramló áram mennyiségét, és ennek megfelelően beállítja a kapcsolási frekvenciát.
6 ok, amiért inkább az elektronikus előtéteket részesítik előnyben
- Alacsony energiafogyasztásuk van, kevesebb, mint 40 W
- A veszteség elhanyagolható
- A villogás megszűnik
- Könnyebbek és jobban elférnek helyeken
- Hosszabbak
Tipikus fluoreszkáló lámpát tartalmazó alkalmazás - automatikus kapcsoló lámpa
Itt van egy hasznos otthoni áramkör az Ön számára. Ezt az automatikus világítási rendszert otthonába lehet telepíteni, hogy a helyiségeket CFL vagy fluoreszkáló lámpa segítségével világítsa meg. A lámpa 18 óra körül automatikusan bekapcsol és reggel kikapcsol. Tehát ez a kapcsoló nélküli áramkör nagyon hasznos a ház helyiségeinek megvilágításához, még akkor is, ha a fogvatartottak nincsenek otthon. Az LDR alapú automatikus fények akkor villognak, ha a fényintenzitás hajnalban vagy alkonyatkor megváltozik. Tehát a CFL nem használható ilyen áramkörökben. A Triac által vezérelt automatikus világításban csak az izzólámpa lehetséges, mivel a villogás károsíthatja a CFL belsejében lévő áramkört. Ez az áramkör leküzdi az összes ilyen hátrányt, és azonnal be- / kikapcsol, ha az előre beállított fényszint megváltozik.
Hogyan működik?
Az IC1 (NE555) a népszerű időzítő IC, amelyet az áramkörben Schmitt-kiváltóként használnak egy bistabil akció eléréséhez. Az IC beállítása és visszaállítása a lámpa be- és kikapcsolására szolgál. Az IC-n belül két összehasonlító van. A felső küszöbérték összehasonlítója 2/3 Vcc-vel, míg az alsó kiváltó komparátor 1/3 Vcc-vel kapcsol ki. Ennek a két összehasonlítónak a bemenete összekapcsolódik és összekapcsolódik az LDR és a VR1 találkozásánál. Így az LDR által a bemenetekre adott feszültség a fény intenzitásától függ.
Az LDR egyfajta változó ellenállás, amelynek ellenállása a rá eső fény intenzitásától függően változik. Sötétben az LDR nagyon magas ellenállást kínál, akár 10 Meg Ohm, de erős fényben 100 Ohmra vagy annál kevesebbre csökken. Tehát az LDR ideális fényérzékelő az automatikus világítási rendszerek számára.
Napközben az LDR-nek kisebb az ellenállása, és az áram átfolyik rajta az IC küszöbértékéhez (Pin6) és a trigger (pin2) bemeneteihez. Ennek eredményeként a küszöb bemenet feszültsége meghaladja a 2/3 Vcc-t, ami visszaállítja a belső flip-flopot, és a kimenet alacsony marad. Ugyanakkor a kiváltó bemenet több mint 1 / 3Vcc-t kap. Mindkét körülmény alacsonyan tartja az IC1 kibocsátását napközben. A relé meghajtó tranzisztora az IC1 kimenetéhez van csatlakoztatva, így a relé feszültség alatt marad napközben.
Automatikus kapcsolási fény kapcsolási rajz
Napnyugtakor az LDR ellenállása növekszik, és a rajta átáramló áram mennyisége megszűnik. Ennek eredményeként a küszöb-összehasonlító bemeneten (pin6) a feszültség 2 / 3Vcc alá csökken, a trigger komparátor bemeneten (pin2) pedig a feszültség kisebb, mint 1 / 3Vcc. Mindkét feltétel miatt a komparátorok kimenete magasra megy, ami beállítja a Flip-Flopot. Ez megváltoztatja az IC1 kimenetét magas állapotú és T1 kiváltókra. A LED az IC1 magas kimenetét jelzi. Amikor a T1 vezet, a relé bekapcsolja és befejezi a lámpa áramkörét a relé Common (Comm) és NO (Normally Open) érintkezőin keresztül. Ez az állapot reggelig tart, és az IC visszaáll, amikor az LDR ismét fényre kerül.
A T1 aljához C3 kondenzátort adunk a relé tiszta kapcsolásához. A D3 dióda megvédi a T1-et a hátsó e.m.f-től, amikor a T1 kikapcsol.
Hogyan kell beállítani?
Szerelje fel az áramkört egy közös NYÁK-ra, és csatolja ütésálló házba. A dugaszolható adapterdoboz jó választás a transzformátor és az áramkör bezárására. Helyezze az egységet olyan helyre, ahol napfény elérhető napközben, lehetőleg az otthonon kívül. A relé csatlakoztatása előtt ellenőrizze a kimenetet a LED kijelző segítségével. Állítsa be a VR1 beállítást, hogy bekapcsolja a LED-et egy adott fényszinten, mondjuk 18 órakor. Ha rendben van, akkor csatlakoztassa a relét és az AC csatlakozásokat. A fázis és a semleges lehallgatható a transzformátor primer részéről. Fogja a fázis- és semleges vezetékeket, és csatlakoztassa az izzótartóhoz. A relékontaktusok aktuális értékétől függően tetszőleges számú lámpát használhat. A lámpa fénye ne essen az LDR-re, ezért ennek megfelelően helyezze el a lámpát.
Vigyázat : A relé érintkezõiben töltéskor 230 volt van. Tehát ne érjen az áramkörhöz, amikor az hálózati csatlakozik. A sokk elkerülése érdekében használjon megfelelő hüvelyeket a relé érintkezőihez.
Photo Credit:
