Каюмов С.И., Миняйло Ю.Г.
Украинский
государственный химико-технологический университет
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
ОСВЕЩЕНИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА
Ни для кого не секрет, что ресурсы нашей
планеты не бесконечны и было бы разумнее экономить их, а не тратить понапрасну. Всем известно, что экономить электроэнергию
нужно для того, чтобы уменьшить вредное воздействие на окружающую среду.
Теплоэлектростанции используют уголь, газ или нефть, то есть не возобновляемые
запасы полезных ископаемых, и выбрасывают углекислый газ в атмосферу.
Другой
фактор который всем нравиться: платить меньше, но для того чтобы платить меньше,
надо меньше потреблять. В производстве, даже если ежедневно консультировать
станочников о том, что перед тем как покинуть станок они должны выключить
освещение, чтобы экономит электричество, мало кто это будет делать, так как
многие забывают об этом, особенно, во время кратковременных отлучек. А если
автоматизировать включение и выключение освещения, то не надо будет просить
кого-то экономить и у персонала будет меньше забот. Существуют несколько
способов реализовать эту задачу, например, с помощью технического решения
которое позволяет автоматизировать общее освещение совместно с охранной системой
безопасности и IP камерами. Нами рассматривался вариант оптимизации локального
освещения с целью экономии электроэнергии и улучшения условий работы оператора.
Нами предлагается повысить энергоэффективность
рабочего места за счет исключения расхода энергии при отсутствии оператора у
станка. Кроме этого в рабочей зоне станка согласно нормативам освещенность
должна быть не менее 500-750 люкс, следовательно, имеется возможность
корректировать освещенность в зависимости от уровня естественного солнечного
света, проникающего в здание через окна и при этом уровень освещенности можно
задать самому.
Наше устройство собрано на базе платформы Arduino и
функционирует с помощью программы. Платформа позволяет модернизировать программу
в будущем или добавить ей новые функции. Монтажная схема устройства
показана на рисунке 1.
Общие
сведения об устройстве и режимах его работы
Устройство
имеет 3-профиля и 4-режима работы, которые возможно выбрать в каждом профиле и
настроит отдельно.
Например,
можно регулировать освещенность или включить, или выключить лампу вручную или
всё это сделает устройство.
Рисунок 1. Монтажная схема устройства.
Профилей
предусмотрено 3 исходя из того, что возможно перед станком работает по одному
человеку в смену и каждый их них желает сохранить свои настройки. Режимы работы
устройства следующие:
1.
Автоматический
2.
Полуавтоматический
3.
Полуавтоматический инверсный
4.
Ручной режим
В
автоматическом режиме в устройстве работают оба датчика (датчик движения и
датчик освещенности), освещенность меняется согласно показанию датчика
освещенности, а включение и выключение ламп происходит согласно сигналам
датчика движения. В полуавтоматическом режиме в устройстве работает
исключительно датчик движения, включая и выключая лампу в зависимости от перемещений
станочника. В полуавтоматическом инверсном режиме в устройстве работает
исключительно датчик освещенности, регулируя освещенность рабочего
пространства. В ручном режиме устройство включает и выключает сам оператор.
Вручную устанавливается и мощность лампы. На дисплее отображаются все нужные настройки.
На рисунке 2 показано как выглядят данные на дисплее.
Рисунок 2. Данные на дисплее
В
верхнем левом углу первая строчка l - освещенность в люксах, а в правом верхнем
углу t - температура в градусах Цельсия. Во второй строчке показано Working –
устройства работает или programing – устройства программируется
(настраивается). Третья строчка Pf - показывает на каком профиле мы находимся,
а Rg – показывает какой режим выбран на данном профиле. На четвертой строчке sl
- установленное значение освещенность в люксах, а sd – установленная задержка в
секундах — это время в течение которого не подается команда на отключение лампы
при отсутствии движения. На пятой строчке показывается мощность лампы в
зависимости от ШИМ сигнала. На шестой строке показывается название режима,
(Automatic, Motion sensor, Light sensor и Manual) на котором мы находимся. На
первом и третьем режиме значение Power на дисплее показывает мощность лампы
если лампа включена (за исключением 3-го режима).
На
4-ом режиме включение и выключение лампы производится кнопкой установки (set)
удерживая её 1.5-2 секунды.
Характеристики
устройства
Вход
напряжения: 12 Вольт.
Ток
потребления в дежурном режиме без подсветки дисплея: 21 мА.
Ток
потребления в дежурном режиме с подсветкой дисплея: 50 мА.
При
проверке в реальных условиях мы установили, что устройство работоспособно и
работает в проектном режиме.
Отличий от других аналогов подобного
типа несколько.
1. Возможность задавать уровень освещенности в
зависимости от условий работы в интервале от 50 до 2000 лк с шагом 10 лк.
2. Возможность задавать задержку в интервале от
15 до 240 секунд с шагом 10 секунд.
3. Выбранный и проверенный нами датчик движения
не реагирует на рабочие узлы оборудования.
4. Показывает освещенность и температуру в
реальном времени на дисплее.
5. Имеет 3 профиля где на каждом можно сохранить
свои настройки.
Функции
и гибкие настройки которые имеет устройство на наш взгляд делает его
универсальным что позволят использовать его во многих других местах, например,
при сборочных процессах и т.д. Так как устройство снабжено датчиком температуры
и если модернизировать программу, то возможно в зависимости от изменения
температуры отправить сигнал на устройства регулирующие температуру.
Литература:
1.
Блум Джереми. Изучаем Arduino:
инструменты и методы технического волшебства: Пер. с анг. – СПБ.:
БХБ-Петербург, 2015. – 336.:ил.