Устройства управления освещением

19 августа 2007  |  Системы автоматики





Современные радиолюбители-конструкторы в устройствах, которые они публикуют в статьях радиолюбительских журналов, все чаще применяют однокристальные микроЭВМ и микроконтроллеры. Однако если рассчитать экономическую эффективность их устройств, то далеко не всегда применение микроконтроллеров оправдано.

Очевидно, есть смысл применять микроконтроллеры в тех случаях, когда проектируемое устройство по роду своей деятельности будет "принимать решения" как взаимоисключающие, так и взаимозависимые. В случаях, когда проектируемое устройство нужно будет перенастраивать, сохранять данные для последующей обработки, устройство многофункциональное, со сложным алгоритмом работы, также оправдано применение микроконтроллеров. Когда же алгоритм работы устройства прост, эффективным будет использование логических микросхем среднего уровня интеграции или специализированных импортных микросхем. К тому же, использование в конструкции микроконтроллера требует наличия у радиолюбителя, решившего повторить конструкцию, ПК, Интернета и программатора, что требует однократных вложений в сумме 3—3,5 тыс. грн. В то же время можно создать аналогичные схемы на деталях широкого применения, которые для своего повторения не требуют ни ПК, ни программатора, ни Интернета. Вашему вниманию предлагаются две схемы, которые, будучи объединенными в одну, смогут заменить устройство, описанное в [1].

В быту часто приходится сталкиваться с задачами включения/выключения освещения в подсобных помещениях (ванна, туалет, кладовка, сарай). Бывает, что выключатели освещения расположены внутри помещения и их подолгу приходится искать в темноте, а если они находятся вне помещения, то, как правило, далеко от двери, к тому же, руки бывают занятыми. В таких случаях на помощь придут два выключателя, описанные в этой статье. Первый из них обеспечивает работу по алгоритму 1: дверь закрыта (освещение выключено) — дверь открыта (освещение включено) — дверь закрыта (освещение включено) — дверь открыта (освещение включено) — дверь закрыта (освещение выключено). Возможна работа этой схемы по алгоритму 2: дверь закрыта (освещение выключено) — дверь открыта (освещение включено) — дверь закрыта (освещение включено) — дверь открыта (освещение выключено) — дверь закрыта (освещение выключено). Алгоритм 1 более приемлем для использования выключателя в туалете или ванной. На рис.1 показана схема выключателя, реализующего первый алгоритм.

На микросхеме DD1 собран счетчик-делитель на 2. Цепочка C2R2 обеспечивает сброс счетчика в нулевое состояние при включении питания. Она обеспечивает выключение освещения в помещении при пропадании и повторном включении электричества. Диоды VD2, VD3 задают алгоритм работы устройства. При исключении диода VD2 реализуется алгоритм 2. На элементах C4, R6, VD4, C3, VD1 собран блок питания устройства. Конденсатор C1 защищает триггер от дребезга контактов (ложных переключений). В качестве датчика открытия дверей выбран датчик охранной сигнализации СМК-192. Геркон извлечен


Устройства управления освещением

Рис.1.

из пластмассового корпуса и установлен на плату. Магнит использован в штатном корпусе и прикручен к двери вблизи геркона. В случае установки платы вдали от двери возможно подключение герконового датчика (без разборки корпуса) витым проводом. Светодиод HL1 индицирует работу устройства. Управление лампой EL1 осуществляется симистором VS1. Оптопара U1 осуществляет гальваническую развязку между низковольтной и высоковольтной частями, минимальный ток управления (зависит от типа оптопары) и включение симистора VS1 по нуль-переходу, что обеспечивает минимум помех и повышает долговечность лампы (см. таблицу).


Устройства управления освещением

На рис.2 показана плата для схемы рис.1, а на рис.3 — фотография собранной платы, установленной на косяк двери.

В некоторых случаях бывает необходимо выключить освещение через определенное время, вне зависимости от того, закрыта дверь или нет. Такой алгоритм реализует вторая схема, показанная на рис.4.

В этой схеме счетчик-делитель на 2 заменен схемой выдержки времени, реализованной на часовой микросхеме К176ИЕ5. Цепочка C2R4R5 определяет длительность выдержки. Ее элементы подбирают в каждом конкретном случае. Запускается схема выдержки времени импульсом с геркона путем обнуления счетчика. При этом счетчик разблокируется и начинает считать импульсы. Такой сброс происходит при каждом открытии двери. Схема имеет переключатель выдержки. В случае необходимости, разомкнув переключатель SA1, можно увеличить выдержку до выключения освещения. Светодиод HL1 своим миганием индицирует отсчет времени. В случае необходимости значительного увеличения времени выдержки микросхему К176ИЕ5 необходимо заменить К176ИЕ12(18) с соответствующей коррекцией платы. На рис.5 показана плата для схемы рис.4.

где оставлен большой кусок фольги. В случае потребления нагрузкой тока более 1 А, симисторы устанавливают на радиаторы, а в корпусе делают вентиляционные отверстия.

Обе схемы можно собрать на печатных платах из одностороннего фольгированного стеклотекстолита и поместить в корпус из изоляционного материала либо прикрутить на косяк двери и прикрыть диэлектрической крышкой. Для подключения этих выключателей вместо штатного выключателя необходимо провести третий провод от лампы.

Описанные в данной статье устройства эксплуатируются уже 2,5 года и показали полную свою работоспособность и высокую надежность.

Литература

1. Гапоненко С.П. Устройство управления освещением и вентилятором в ванной комнате//Радіоаматор. — 2006. — №6. — С.36. РА 9‘2006


Устройства управления освещением

Рис.2.


Устройства управления освещением

Рис.3. фотография собранной платы, установленной на косяк двери

Дополнив схему рис.1 устройством (одним или несколькими) выдержки времени из схемы рис.4 и обеспечив их зависимое включение (например, после выключения освещения запускается таймер, включающий вентилятор), можно получить устройство, аналогичное описанному в [1]. Заменив симистор микросхемой К1182ПМ1Р, можно получить как плавное включения освещения, так и регулировку его яркости.

Замена элементов: в схеме рис.1 микросхему можно заменить аналогичной серий К176, К1561. Герконы любые слаботочные, например КЭМ-1А, светодиоды любые красного цвета свечения, например АЛ307, КИПД. Диодный мостик VD4 любой на напряжение не менее 300 В, например КЦ412, КЦ402, КЦ405. Токоограничительный конденсатор на напряжение не менее 400 В. Симисторы типа Т-112, Т-106, Т-122, КУ-208 на напряжение не менее 400 В. Стабилитрон на напряжение стабилизации 9 В, резисторы — ОМЛТ-0,25. Транзисторы любые из серии КТ315, КТ312. Развязывающие диоды из серий КТ521, КТ522. Электролитический конденсатор желательно использовать импортный, так как он имеет меньшие габариты. Симисторы крепятся к плате с помощью дюралевого уголка в месте,


Устройства управления освещением

Рис.4.


Устройства управления освещением

Рис.5.

Автор: В.П. Чигринский , г. Киев, РА 9‘2006


Код для размещения на форумах или блоге

«
»