Kaj so fluorescenčne sijalke?
Fluorescentne sijalke so sijalke, pri katerih svetloba nastaja kot posledica pretoka prostih elektronov in ionov znotraj plina. Tipična fluorescenčna sijalka je sestavljena iz steklene cevi, prevlečene s fosforjem, ki na vsakem koncu vsebuje par elektrod. Napolnjen je z inertnim plinom, običajno argonom, ki deluje kot prevodnik in je sestavljen tudi iz živega srebra.
Fluorescentna svetilka
Kako deluje fluorescentna sijalka?
Ko se skozi elektrode v cev dovaja elektrika, tok prehaja skozi plinski vodnik v obliki prostih elektronov in ionov in uparja živo srebro. Ko elektroni trčijo v plinaste atome živega srebra, oddajajo proste elektrone, ki skočijo na višjo raven in ko padejo nazaj na prvotno raven, se oddajajo fotoni svetlobe. Ta oddajena svetlobna energija je v obliki ultravijolične svetlobe, ki je ljudje ne vidimo. Ko ta svetloba udari v fosfor, prevlečen na cevi, vzbudi elektrone fosforja na višjo raven in ko ti elektroni padejo nazaj na prvotno raven, se oddajajo fotoni in ta svetlobna energija je zdaj v obliki vidne svetlobe.
Zagon fluorescenčne sijalke
V fluorescenčnih sijalkah tok teče skozi plinasti vodnik namesto polprevodniškega, kjer elektroni preprosto tečejo z negativnega konca na pozitivni konec. Prostih elektronov in ionov mora biti v izobilju, da omogočijo pretok naboja skozi plin. Prostih elektronov in ionov je v plinu običajno zelo malo. Zaradi tega je potreben poseben zagonski mehanizem za vnos več prostih elektronov v plin.
Dva zagonska mehanizma za fluorescenčno sijalko
1. Ena od metod je uporaba zaganjalnega stikala in magnetne predstikalne naprave za zagotavljanje pretoka izmeničnega toka v sijalko. Stikalo za zagon je potrebno za predhodno segrevanje žarnice, tako da je potrebna precej manjša napetost, da se sproži proizvodnja elektronov iz elektrod v žarnici. Predstikalna naprava se uporablja za omejevanje količine toka, ki teče skozi svetilko. Brez zaganjalnega stikala in predstikalne naprave bi velika količina toka tekla neposredno v žarnico, kar bi zmanjšalo upor žarnice in sčasoma segrelo žarnico in jo uničilo.
Fluorescentna sijalka z magnetno predstikalno napravo in stikalom za zagon
Uporabljeno zaganjalno stikalo je tipična žarnica, sestavljena iz dveh elektrod, tako da med njimi teče električni oblok, ko tok teče skozi žarnico. Uporabljena predstikalna naprava je magnetna predstikalna naprava, ki je sestavljena iz transformatorske tuljave. Ko AC tok prehaja skozi tuljavo, nastane magnetno polje. Ko se tok poveča, se magnetno polje poveča in to sčasoma nasprotuje toku toka. Tako je izmenični tok omejen.
Sprva za vsak polovični cikel izmeničnega signala tok teče skozi predstikalno napravo (tuljavo) in razvija magnetno polje okoli nje. Ta tok med prehajanjem skozi filamente cevi počasi segreva, da povzroči nastanek prostih elektronov. Ko tok skozi žarilno nitko prehaja na elektrode žarnice (uporablja se kot zaganjalno stikalo), med obema elektrodama žarnice nastane električni oblok. Ker je ena od elektrod bimetalni trak, se po segrevanju upogne in sčasoma se lok popolnoma odstrani in ker skozi zaganjalnik ne teče tok, deluje kot odprto stikalo. To povzroči kolaps magnetnega polja na tuljavi in posledično nastane visoka napetost, ki zagotavlja potreben sprožilec za segrevanje žarnice, da skozi inertni plin proizvede zadostno količino prostih elektronov in sčasoma žarnica zažari.
6 razlogov, zakaj magnetna predstikalna naprava ni primerna?
- Poraba energije je precej visoka, približno 55 W.
- So velike in težke
- Povzročajo utripanje, saj delujejo pri nižjih frekvencah
- Ne zdržijo dlje.
- Izguba je približno 13 do 15 vatov.
2. Uporaba elektronske predstikalne naprave za zagon fluorescenčnih sijalk
Elektronske predstikalne naprave v nasprotju z magnetnimi predstikalnimi napravami zagotavljajo izmenični tok žarnici po povečanju linijske frekvence s približno 50 Hz na 20KHz.
Elektronski predstikalnik za zagon fluorescenčne sijalke
Tipično elektronsko predstikalno vezje je sestavljeno iz pretvornika izmeničnega toka v enosmerni tok, ki ga sestavljajo mostovi in kondenzatorji, ki usmerjajo izmenični signal v enosmerni tok in filtrirajo valove izmeničnega toka za proizvodnjo enosmerne energije. Ta enosmerna napetost se nato z nizom stikal pretvori v visokofrekvenčno izmenično napetost kvadratnega vala. Ta napetost poganja resonančno vezje rezervoarja LC, tako da proizvaja filtriran sinusoidni AC signal, ki se aplicira na žarnico. Ko tok skozi žarnico prehaja z visoko frekvenco, deluje kot upor, ki tvori vzporedno RC vezje s krogotokom rezervoarja. Sprva se frekvenca vklopa stikal zmanjša z uporabo krmilnega vezja, zaradi česar se svetilka predhodno ogreje, kar vodi do povečanja napetosti na žarnici. Ko se napetost žarnice sčasoma dovolj poveča, se vžge in začne žareti. Obstaja tokovna zaznavna naprava, ki lahko zazna količino toka skozi žarnico in ustrezno prilagodi preklopno frekvenco.
6 razlogov, zakaj so elektronske predstikalne naprave bolj prednostne
- Imajo majhno porabo energije, manjšo od 40 W
- Izguba je zanemarljiva
- Utripanje je odpravljeno
- So lažji in se bolj prilegajo krajem
- Trajajo dlje
Tipična aplikacija, ki vključuje fluorescenčno sijalko - samodejna preklopna luč
Tu je za vas koristen domači krog. Ta samodejni sistem razsvetljave lahko namestite v svoj dom za osvetlitev prostorov s pomočjo CFL ali fluorescenčne sijalke. Lučka se samodejno vklopi okoli 18. ure in se zjutraj ugasne. Torej je to brezstično vezje zelo koristno za osvetlitev prostorov hiše, tudi če zapornikov ni doma. Na splošno LDR samodejne luči utripajo, ko se intenzivnost svetlobe spremeni ob zori ali mraku. Torej CFL ni mogoče uporabiti v takšnih vezjih. Pri samodejnih lučeh, ki jih nadzoruje Triac, je možna samo žarnica z žarilno nitko, saj lahko utripanje poškoduje vezje znotraj CFL. To vezje premaga vse takšne pomanjkljivosti in se takoj vklopi / izklopi, ko se spremeni prednastavljena raven svetlobe.
Kako deluje?
IC1 (NE555) je priljubljeni IC časovnik, ki se v vezju uporablja kot Schmittov sprožilec za bistabilno delovanje. Dejavnosti nastavitve in ponastavitve IC se uporabljajo za vklop / izklop žarnice. V notranjosti IC sta dva primerjalnika. Primerjalnik zgornjega praga se sproži pri 2/3 Vcc, spodnji primerjalnik sprožilca pa pri 1/3 Vcc. Vhoda teh dveh primerjalnikov sta povezana in povezana na stičišču LDR in VR1. Tako je napetost, ki jo LDR oddaja na vhode, odvisna od jakosti svetlobe.
LDR je nekakšen spremenljiv upor in njegov upor se spreminja glede na jakost svetlobe, ki pada nanj. V temi LDR nudi zelo visoko odpornost do 10 Meg Ohm, vendar se pri močni svetlobi zmanjša na 100 Ohmov ali manj. LDR je torej idealen svetlobni senzor za avtomatske sisteme osvetlitve.
Čez dan ima LDR manjši upor in tok skozi njega teče do praga (Pin6) in vhodov sprožilca (pin2) IC. Posledično napetost na vhodu praga preseže 2/3 Vcc, kar ponastavi notranji flip-flop, izhod pa ostane nizek. Hkrati vhod sprožilca dobi več kot 1 / 3Vcc. Oba pogoja ohranjata izhod IC1 podnevi na nizki ravni. Tranzistor relejskega gonilnika je povezan z izhodom IC1, tako da rele ostane podnevi brez napetosti.
Diagram samodejnega preklopa svetlobnega vezja
Ob sončnem zahodu se upor LDR poveča in količina toka, ki teče skozi njega, preneha. Zaradi tega napetost na pragu vhoda primerjalnika (pin6) pade pod 2 / 3Vcc in napetost na vhodu primerjalnika sprožilca (pin2) manj kot 1 / 3Vcc. Oba pogoja povzročata, da se izhod primerjalnih naprav poviša, kar postavlja flip-flop. To spremeni izhod IC1 v visoko stanje in sprožilce T1. LED prikazuje visoko moč IC1. Ko T1 izvede, rele napaja in zaključi vezje sijalke prek skupnih (Comm) in NO (normalno odprtih) kontaktov releja. To stanje se nadaljuje do jutra in IC se ponastavi, ko LDR ponovno izpostavi svetlobi.
Kondenzator C3 je dodan na dno T1 za čisto preklapljanje releja. Dioda D3 ščiti T1 pred nazaj, ko se T1 izklopi.
Kako nastaviti?
Sestavite vezje na skupni PCB in ga zaprite v etui, odporen proti udarcem. Vtična adapter-škatla je dobra izbira za zapiranje transformatorja in vezja. Enoto postavite tako, da je podnevi na voljo sončna svetloba, po možnosti zunaj doma. Pred priključitvijo releja preverite izhod z LED indikatorjem. Prilagodite VR1, da vklopite LED na določeni ravni svetlobe, recimo ob 18. uri. Če je v redu, povežite rele in AC povezave. Fazo in nevtralno moč lahko izvlečete iz primarnega transformatorja. Vzemite fazne in nevtralne žice in jih priključite na držalo žarnice. Uporabite lahko poljubno število žarnic, odvisno od trenutne ocene kontaktov releja. Svetloba iz svetilke ne sme padati na LDR, zato svetilko ustrezno namestite.
Previdno : Ko so napolnjeni, je v kontaktih releja 230 voltov. Zato se ne dotikajte vezja, ko je priključeno na električno omrežje. Za stike releja uporabite dobro obložko, da se izognete udarcem.
Foto:
