Энергонезависимое освещение с датчиком движения

Светодиодное освещение с помощью лент - это хорошо. Оно настолько экономично, что чисто в принципе можно получить освещение, не требующее электрической сети для своей работы, особенно в тех местах, где люди находятся эпизодически.
В этой статье я расскажу, как можно управлять обычными 12В диодными лентами с помощью датчика движения, а так же как можно сделать такую систему относительно энергонезависимой.

Итак, нам потребуется датчик движения, работающий от батарей (это важный момент). Сейчас такие продаются во всех хозяйственных магазинах, подойдёт любой, имеющий батарейное (не сетевое) питание. Например, такой:

Этот экземпляр имеет внутри лампу накаливания, которая включается при обнаружении движения:

Датчик это хорошо, но лампа накаливания потребляет много энергии и слабовато светит. У меня завалялась матрица светодиодов от налобного фонарика, вставляю её вместо лампы:

Вот такая вот матрица. Подпаиваемся к группам диодов, и подключаем их к контактам лампы, соблюдая полярность. После замены датчик стал светить куда ярче, а потребление тока снизилось до 180 мА (до замены не замерял, лампа была на 0.3А, судя по маркировке):

У этого датчика есть один минус - он не различает "день" и "ночь", т.е. включает свет при обнаружении движения вне зависимости от яркости освещения. Это может быть минусом, т.к. днём освещение может быть не нужно, а энергия аккумулятора будет расходоваться. Лучше брать датчик, работающий с учётом яркости, например, фирмы Osram.

Итак, нам нужно что-то, что будет принимать сигнал от датчика и управлять включением-отключением лент, что-то типа реле. Так же нужно запитать датчик в конечном итоге от 12В, чтобы постоянно не менять в нём батарейки/не заряжать постоянно аккумуляторы.

Для питания используем стабилизатор типа 7805 или КР142ЕН5А, а коммутировать ток будем полевым транзистором (практически любым, т.к. у нас и ток и напряжение совсем невелики). Т.к. у разных датчиков может оказаться разный общий провод на излучатель (лампочку/светодиоды), добавим опторазвязку. В результате получается следующая схема:

Основным источником питания будет 12В аккумулятор, в моём случае - автомобильный.

Для обеспечения энергонезависимости служит солнечная батарея, подключаемая к аккумулятору через диод Шоттки. 

Вот такая батарея даёт до 18В на холостом ходу и вполне себе заряжает аккумулятор. Диод нужен для того, чтобы в темноте через батарею не происходило разрядки аккумулятора. Можно сделать систему и без батареи, тогда периодически будет необходимо подзаряжать аккумулятор, либо использовать вместо него сетевой блок питания на 12 Вольт.

В зависимости от используемой оптопары и датчика, нужно подбирать сопротивление резистора R3, чтобы ток через неё был в пределах 5-10 мА. На оптопару через резистор подаём сигнал, взятый с излучателя (лампочки или диодов) в датчике движения, при появлении сигнала она открывается, подтягивает затвор полевика к плюсу питания, полевик открывается и диодные ленты начинают светится.

В моём случае схема была собрана внутри распредкоробки:

Как соединитель между датчиком и схемой можно использовать USB-кабель и USB-разъёмы от лицевых панелей системных блоков, например. 

Припаиваем жилки кабеля к выводам батарейного отсека и к излучателю датчика.

Из соображений безопасности аккумулятор в схему включаем через лампу накаливания на 12В, 40 Вт:

Если вдруг в процессе работы где-то произойдёт короткое замыкание по шине 12В, при прямом подключении возможно возгорание проводов - ведь аккумулятор рассчитан на выдачу больших старнтерных токов в течение относительно большого времени. Если же подключать последовательно с ним лампу, то она просто загорается, ограничивая ток:

Получаем своего рода многоразовый предохранитель (бареттер). Лампа ограничивает ток на уровне 5-6А (для 40Вт лампы), что безопасно и для проводов, и для полевого транзистора. Ток при работе устройства на ~3 метра ленты составляет порядка 1.5..2А, чего недостаточно для разогрева нити лампы, т.е. при нормальной работе лампа не мешает лентам светится.

Устанавливаем датчик так, чтобы помещение попадало в сектор его обзора без препятствий, заряжаем аккумулятор, подключаем всё это дело - и привыкаем к автоматической работе освещения!

При использовании солнечной батареи и аккумулятора на его заряд будет влиять погода и частота включения освещения, а так же мощность используемой батареи. При осенней пасмурной погоде аккумулятор, возможно, нужно будет подзаряжать. Обратной стороной медали при использовании аккумулятора является автономность от электросети - при внезапном пропадании питания в сети освещение всё равно будет работать, как ни в чём не бывало.