|
Noodverlichting voor theaterzaaltjes |
|
klik hier voor compleet overzicht |
- Intelligente werking door ingebouwde logica
- Automatische 12 V accu-lader
- Uitgang voor 12 V 'NOODUITGANG'-armaturen
- Uitgang voor 12 V noodverlichting
- Volledig automatische werking
- Uitval-monitor voor drie fasen
INLEIDING
Wie naar bioscopen of theaters gaat is er zich waarschijnlijk niet van bewust, maar dergelijke ruimten zijn uitgerust met een
laagspanningsnoodverlichting, die automatisch een minimaal lichtniveau handhaaft bij het uitvallen van de netspanning.
Onderdeel van zo een installatie zijn de bordjes 'NOODUITGANG', die iedere deur sieren en constant verlicht moeten zijn.
Iedere middelbare school heeft tegenwoordig een theatertje, vaak opgezet door actieve docenten en in stand gehouden met een
minimale subsidie uit de pot bijzondere uitgaven. Bovendien bestaan er ontelbare kleine theatergezelschappen, die
voorstellingen geven in oude, afgekeurde of overbodig geworden loodsen.
In principe moeten al deze ruimten beschikken over een noodverlichting. Uiteraard zijn er kant en klare apparaten in de
handel, maar men schrikt van de prijzen. De Franse fabrikant CENI bijvoorbeeld, gespecialiseerd in noodverlichtingen, verkoopt een
klein armatuurtje met twee 3 W gloeilampen en een accu met een brandduur van 1,5 uur, voor f 125,00 ex. BTW.
Het installeren van een behoorlijke noodverlichting kost dan gauw een slordige 1.000 gulden, meer dan de meeste stichtingen of
anders gestructureerde uitbaters kunnen opbrengen.
Vandaar de beschrijving van een eenvoudige noodverlichting, die door een handige knutselaar zélf in elkaar kan worden
gezet.
WAT ZEGT NEN1010?
Aan noodverlichtingen worden bepaalde eisten gesteld, beschreven in de norm NEN1010, genoemd 'Veiligheidsvoorschriften
voor laagspanningsinstallaties'.
In hoofdstuk XIX kan men onder 'Bijzondere voorschriften voor installaties in schouwburgen, bioscopen en daarmee gelijk te
stellen gebouwen voor bijeenkomsten' bij artikel 617 het volgende lezen: 'In voor het publiek toegankelijke ruimten moet boven elke
deur die het publiek moet passeren om de openbare weg te bereiken, een zodanige verlichting zijn aangebracht dat het woord 'UIT',
'UITGANG' of 'N0ODUITGANG' duidelijk zichtbaar is, ook wanneer de ruimte is verduisterd.'
Artikel 618 deelt mee dat 'de gebouwen moeten zijn voorzien van een noodverlichting, die waarborgt dat bij het in gebreke blijven
van de gewone verlichting, automatisch een noodverlichting wordt verkregen, die aan de eisen gesteld in het tweede tot en met
vijfde lid van dit artikel, voldoet'. Die eisen gaan dan over de sterkte van de noodverlichting, die minstens 1 lux moet bedragen
en het feit dat de in artikel 617 beschreven bordjes ook door de noodverlichting moeten worden gevoed.
In een volgend artikel wordt gesteld dat de accumulatoren in staat moeten zijn de noodverlichting gedurende ten minste 2 uur van
voldoende energie te voorzien.
Deze normen laten de ontwerper van een noodverlichting dus vrij veel vrijheid bij het bepalen van de werking en de uitvoering van
de apparatuur.
|
Interessante elektronica links Klik hier ... Kattenschrikdraad installatie houdt katten in of uit uw tuin Klik hier ... Boeken voor de elektronicus Klik hier ... Software voor schema tekenen, print ontwerpen en simulatie Klik hier ... Goedkope digitale oscilloscopen, via USB aan te sluiten op uw PC Klik hier ... Goedkope meetapparatuur voor het testen van uw onderdelen Klik hier ... Draadloze elektronica in uw huis Klik hier ... Inbraakalarm van Marmitek en KlikAanKlikUit Klik hier ... Bespaar energie met PowerSafer |
BLOKSCHEMA VAN HET SYSTEEM
Onderstaande figuur geeft het blokschema van het ontworpen systeem. In de meeste ruimten waar het over gaat, zal een
draaistroom-aansluiting aanwezig zijn. Theatergezelschappen zitten immers met een verlichtingscapaciteit van tientallen kilowatt en
deze zal vrijwel steeds over de drie fasen verspreid zitten.
Figuur 1: Het blokschema.
Vandaar dat links in de tekening de drie fasen R, S en T zijn getekend, die een onderlinge spanning van ongeveer 400 V voeren in
ten opzichte van de neutrale leiding N de gebruikelijke netspanning van 230 V. Na de hoofdschakelaar en de zekeringen van
de te beveiligen verlichtingskring worden de drie fasen en de neutrale draad aangeboden aan een 'spanningsuitval detector'. Deze
schakeling detecteert uiteraard het al dan niet aanwezig zijn van de spanning op de drie fasen en stuurt bij uitval van
één of meerdere fasen een signaal naar een elektronische schakelaar. Deze schakelaar staat tussen de accu van de
noodverlichting en de noodverlichtingsarmaturen van 12 V.
De noodverlichting heeft een hoofdschakelaar, waarmee de accu kan worden losgekoppeld van de rest van de schakeling. De bordjes
'NOODUITGANG' worden continu met de accu verbonden, maar uiteraard na de AAN/UIT-schakelaar. De functie van deze AAN/UIT-schakelaar
is misschien niet zo duidelijk. Als men vergeet deze schakelaar aan te zetten, dan werkt immers de noodverlichting niet!
Men moet er van uit gaan dat bij vele oude gebouwen de hoofdschakelaar wordt uitgeschakeld als het gebouw niet in gebruik
is. Had de noodverlichting dan geen afzonderlijke AAN/UIT-schakelaar, dan zou de noodverlichting gaan branden en de accu ontladen.
Om het risico uit te sluiten dat men vergeet de noodverlichting aan te schakelen als het gebouw in gebruik wordt genomen, is een
acoustisch alarm ingebouwd. Een toetertje gaat toeteren als men:
PRINCIPESCHEMA VAN HET SYSTEEM
Onderstaande figuren geven het volledige schema van de noodverlichting. De drie fasen R, S en T sturen via kleine
zekeringen de primaire wikkelingen van kleine voedingstrafo's. Secundair leveren die 24 V bij een stroomcapaciteit van 50 mA. De
secundaire spanningen worden gelijkgericht en door middel van kleine elco's C1, C2 en C3 afgevlakt. Deze afgevlakte spanningen
sturen via spanningsdelers de basissen van transistoren. De collectoren worden gevoed uit de accuspanning.
Figuur 2: Het volledig schema, deel 1.
Als een van de fasen uitvalt, dan zal de secundaire spanning van een van de trafo's ook uitvallen en zal de transistor die op deze
spanning is aangesloten dadelijk sperren. Er ontstaat een spanning van +12 V op de collector. Deze spanning stuurt via een van de
dioden D4, D5 of D6 de basis van T4. Door het in geleiding komen van die halfgeleider, zal de darlington T5 basisstroom trekken en
in verzadiging worden gestuurd.
De 12 V armaturen van de noodverlichting worden met de accu verbonden en de noodverlichting vangt eventueel ontstane paniek
vanwege de duisternis op.
De bordjes 'NOODUITGANG' zijn via een zekering rechtstreeks met de accu verbonden.
De drukknoppen S1, S2 en S3 dienen voor het testen van de installatie. Drukt men een van die schakelaars in, dan simuleert
met het wegvallen van een van de fasen en moet de noodverlichting gaan branden.
Figuur 3: Het volledig schema, deel 2.
De acculader moet in staat zijn de accu met een kleine stroom te laden. In de meeste gevallen zal immers slechts de kleine
belasting van de 'NOODUITGANG'-bordjes aanwezig zijn. Wanneer de acculader in staat is 100 mA meer te leveren dan het genoemde
verbruik, wordt de accu in goede staat gehouden.
Vandaar een voor een acculader verbazingwekkend kleine trafo Tr4, 2 x 12 V bij 2 x 1 A.
De secundaire spanning wordt door middel van de dioden D11 en D12 gelijkgericht en in eerste instantie afgevlakt met een kleine elco
C4 van 1 µF. Over dit onderdeel ontstaat een stuurspanning voor het voeden van het akoestische alarm. Na een scheidingsdiode
D13 volgt de 'echte' afvlakking door middel van C5. De spanning over deze elco voedt de onderdelen van de automatische
laadschakeling, namelijk op-amp IC1 en zenerreferentie D15. Als de accu ontladen is zal de spanning op de negatieve ingang van de op-
amp lager zijn dan die op de positieve ingang. De negatieve ingang is immers door middel van een instelbare spanningsdeler R22, R23
en R24 verbonden met de accuspanning. De uitgang van de als comparator geschakelde operationele versterker is dan positief.
Darlington T10 wordt in geleiding gestuurd. Er vloeit een laadstroom naar de accu, waarvan de grootte wordt bepaald door de
twee in serie geschakelde 10 W weerstanden R16 en R17. De waarde van die weerstanden is afhankelijk van de normale belastingsstroom
van de accu. Hoe meer 'NOODUITGANG'-bordjes aanwezig zijn, hoe lager de waarde van die weerstanden moet zijn. Op het bepalen van
de grootte van de stroominstellende weerstanden wordt later terug gekomen.
Door het laden stijgt de accuspanning en op een bepaald moment zal de spanning op de negatieve ingang van de op-amp gelijk worden aan
de spanning op de positieve ingang. De comparator klapt om, de uitgang gaat naar ongeveer +2,5 V. Diode D17 gaat nu echter
geleiden en er ontstaat een spanningsdeler tussen de spanning over de zenerdiode D15 en de uitgang van de op-amp. Een en ander heeft
tot gevolg dat de spanning op de positieve ingang van de operationele versterker gaat dalen. Deze schmitt-trigger werking
van de comparator zorgt voor een goed gedefinieerd omschakelpunt tussen wél en niet laden. De spanning over de accu kan nu
weer gaan dalen door de belasting van de nooduitgangen.
Als de spanning terug is gelopen tot ongeveer het ontlaadniveau, dan wordt het signaal op de negatieve ingang van de comparator
weer gelijk aan dat op de positieve ingang en klapt de schakeling om. Diode D17 spert, het niveau op de positieve ingang maakt een
sprongetje en de accu wordt geladen.
Diode D14 beveiligt de basis/emitter-overgang van T10 tegen een te grote inverse spanning, als de lader zichzelf heeft uitgeschakeld.
Diode D16 voert de accuspanning naar de operationele versterker, als de netspanning wegvalt. Zonder deze diode zou alleen de
negatieve ingang van de op-amp spanning uit de accu ontvangen en omdat dat wel eens niet zo goed voor het IC zou kunnen zijn, is
die extra diode opgenomen.
ACOUSTISCH ALARM
Het acoustische alarm is opgebouwd rond de transistoren T6, T7, T8 en T9. De schakeling ontvangt twee stuursignalen. Op de
eerste plaats via R12 en R14 de accuspanning, indien AAN/UIT-schakelaar S4 is ingeschakeld. Op de tweede plaats via de
weerstanden R13 en R15 de spanning over C4, die informatie levert over het wel of niet aanwezig zijn van de netspanning.
Er zijn vier mogelijke combinaties:
| WEERSTANDEN | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| R1 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R2 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R3 | 2,2 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R4 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R5 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R6 | 2,2 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R7 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R8 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R9 | 2,2 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R10 | 22 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R11 | 1 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R12 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R13 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R14 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R15 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R16 | zie tekst | 10 W draadgewonden weerstand |
| R17 | zie tekst | 10 W draadgewonden weerstand | R18 | 4,7 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R19 | 22 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R20 | 12 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R21 | 820 Ohm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R22 | 4,7 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R23 | 4,7 kOhm | instelpotmeter, staand, 10 x 5 | R24 | 6,8 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| CONDENSATOREN | |||||
| C1 | 1 µF | 64 V print-elco | C2 | 1 µF | 64 V print-elco |
| C3 | 1 µF | 64 V print-elco | C4 | 1 µF | 64 V print-elco |
| C5 | 4.700 µF | 25 V print-elco | C6 | 100 µF | 12 V print-elco |
| HALFGELEIDERS | |||||
| D1 | 1N4004 | universele Si-diode | D2 | 1N4004 | universele Si-diode |
| D3 | 1N4004 | universele Si-diode | D4 | 1N4148 | universele Si-diode |
| D5 | 1N4148 | universele Si-diode | D6 | 1N4148 | universele Si-diode |
| D7 | 1N4148 | universele Si-diode | D8 | 1N4148 | universele Si-diode |
| D9 | 1N4148 | universele Si-diode | D10 | 1N4148 | universele Si-diode |
| D11 | 1N5401 | 2 A gelijkricht diode | D12 | 1N5401 | 2 A gelijkricht diode |
| D13 | 1N5401 | 2 A gelijkricht diode | D14 | 1N5401 | 2 A gelijkricht diode |
| D15 | 6,2 V | 400 mW zenerdiode | D16 | 1N4148 | universele Si-diode |
| D17 | 1N4148 | universele Si-diode | T1 | BC107 | universele NPN-transistor |
| T2 | BC107 | universele NPN-transistor | T3 | BC107 | universele NPN-transistor |
| T4 | BC107 | universele NPN-transistor | T5 | MJ2500 | PNP darlington |
| T6 | BC107 | universele NPN-transistor | T7 | BC107 | universele NPN-transistor |
| T8 | BC107 | universele NPN-transistor | T9 | BC107 | universele NPN-transistor |
| T10 | MJ3000 | NPN darlington | IC1 | 741 | op-amp, mini-DIL |
| DIVERSEN | |||||
| Tr1 | 24 V, 50 mA | print-trafo | Tr2 | 24 V, 50 mA | print-trafo |
| Tr3 | 24 V, 50 mA | print-trafo | Tr4 | 2 x 12 V, 2 x 1 A | print-trafo |
| Ls1 | MEB-12V | 12 V piëzo-zoemer | 5 | zekeringhouder | print-model |
| 3 | 300 mA | glaszekering | 1 | 5 A | glaszekering |
| 1 | 10 A | glaszekering | 3 | drukknop | 1 x AAN |
| 1 | tuimelschakelaar | 1 x AAN, 5 A | 1 | kroonstrip | 4-voudig, Mamuth, type 333 |
| 1 | kroonstrip | 5-voudig, Mamuth, type 333 | 2 | koelprofielen | TO-3 vingerkoellichaam |
TIPS'VOOR DE BOUW VAN EEN NOODVERLICHTING
Onderstaande figuur geeft een impressie van de componentenopstelling van de noodverlichting.
Figuur 4: De componentenopstelling.
Om spanningsverlies en opwarming van de printsporen te voorkomen, moeten alle printsporen tussen de accu-aansluitingen, de beide
darlingtons, de lamp-uitgangen en de laadtrafo worden vertind.
De twee darlingtons worden gemonteerd op vingerkoelprofielen, die voorgeboord zijn voor TO-3
De net- en uitgangsaansluitingen kunnen worden uitgevoerd met een 4- en 5-delige kroonstrip van het fabrikaat Mamuth, type 333 (6
mm2).
De print kan samen met een kleine accu in een kastje worden gebouwd. Gebruik voor het aansluiten van de drie fasen de daarvoor
voorgeschreven vijfaderige kabel!
Hoewel de negatieve aansluiting van de accu op de print is doorverbonden met de aardklem, voldoet dit printspoor uiteraard niet
aan de norm voor aarding. Verbindt bij de definitieve installatie daarom de negatieve aansluiting van de accu met de aarde van het net
met de voorgeschreven aarddraad.
CREATIVITEIT SPAART GELD: DE 'NOODUITGANG'-BORDJES
Deze kreet kan ook hier in praktijk worden gebracht bij de zelfbouw van de armaturen voor de noodverlichting.
De noodverlichtingskastjes kunnen zélf worden gemaakt uit plaatjes multiplex. Via deze Internet-site is een ontwerpje van een
bordje 'NOODUITGANG' te laden, zie onderstaande figuur, dat men kan uitprinten met een inkjet printer op transparante folie. Deze folie
plakt men met transparante lijm op een stukje melkkleurig plexiglas en dit schroeft men op het multiplex van het zelfgebouwde kastje.
Figuur 5: Het 'NOODUITGANG'-bordje.
In het kastje komen drie lamphouders voor lampjes van 6 V en 100 mA. Deze worden in serie geschakeld en geven dan voldoende licht, zonder al
te storend te werken op de duisternis bij film- of theatervoorstellingen.
Als men alle kastjes heeft gemaakt, maakt men een laboratorium opstelling van het systeem voor het bepalen van de juiste waarde van de
stroombegrenzende weerstanden R16 en R17. De drie fasen kunnen uiteraard parallel worden geschakeld. Men start met een vrij hoge
weerstandswaarde, bijvoorbeeld 10 Ohm. Men verdraait instelpotmeter R23, zodat de accu wordt geladen. Men meet de stroom naar de positieve
klem van de accu en zal waarschijnlijk vaststellen dat de accu niet wordt geladen, maar zich ontlaadt.
Men vermindert dan de waarde van de weerstanden, tot de accu wél wordt geladen met een stroom van ongeveer 100 mA. Nadien soldeert men
de weerstanden in de print, maar monteert ze daarbij wél één centimeter van het printoppervlak.
Rest nog het afregelen van de genoemde instelpotmeter. Deze moet zo worden ingesteld dat het laden ophoudt als de spanning over de accu
gelijk is aan 14 V.
CREATIVITEIT SPAART GELD: DE NOODVERLICHTINGSARMATUREN
Ook bij de constructie van de armaturen voor de noodverlichting kan men heel wat geld sparen. In de handel zijn zogenaamde
A.E.B.-lamphouders, waarin langwerpige lampjes van 12 V en 10 W passen (Philips type 12866 SV8,5). Totale kosten van zo'n combinatie:
f 16,40. Deze fittingen passen op het deksel van een standaard PVC-trekdoos. Een trekdoos is een lasdoos met twee in elkaars
verlengde liggende aansluitingen voor 5/8 inch PVC-mantelbuis en een dergelijk onderdeel wordt normaal gebruikt om het trekken van draden
door een te lang buistraject in diverse etappes te verdelen.
De noodverlichting kan dan op de normale manier worden uitgevoerd met PVC-pijp, waarbij op ieder punt waar een noodverlichtingsarmatuur is
gewenst een trekdoos wordt tussen gemonteerd.
Om een idee te geven van het noodzakelijke aantal lichtpunten:
Een loods van 30 lengte bij 5 meter breedte en met een hoogte tot de nok van 4,35 m werd door middel van vijf van de genoemde 1O W lampjes
voldoende verlicht.
EXTRA SERVICE: DOWN-LOADEN VAN HET PRINTONTWERP
U kunt het ontwerpje van de print van deze nabouwschakeling uit onze Internet-site down-loaden. Het ontwerp werd gescand met een resolutie van
600 dpi en staat ter beschikking als TIF-file, LZW-compressie.
Deze file kan in ieder grafisch programma geopend worden en geprint op transparante folie. Gebruik hiervoor bij voorkeur een inkjet-printer!
Druk het ontwerpje af met de afmetingen die hieronder staan vermeld!
Nadien kunt U met dit transparant een stukje foto-gevoelige printplaat belichten.
Klik hier ... en ga terug naar het begin van deze pagina
Klik hier ... en ga terug naar de bouwbeschrijvingen van Vego
Klik hier ... en ga terug naar het hoofd-menu van de Vego-site