Рассмотренное в статье устройство позволяет управлять включением и выключением двух нагрузок (например, люстрой) с помощью сенсорных датчиков. Для этого достаточно легкого прикосновения к пластинам датчиков.
Двойной сенсорный выключатель позволяет включать и выключать не только лампы в люстре, но и другие нагрузки, такие, как охлаждающий вентилятор, ночник и т.п. Достоинством этого устройства является отсутствие механических узлов, а контактные площадки сенсорных датчиков легко очистить при их загрязнении. Принципиальная схема двойного сенсорного выключателя показана на рисунке.
Всего датчиков в схеме четыре. Два из них обеспечивают включение нагрузок, а два их отключение. Непосредственное включение нагрузок осуществляется контактами реле RL1 и RL2. В качестве этих реле удобно использовать реле от устройств (модулей) дежурного режима старых телевизоров.
Реле RL 1, RL 2 включаются и выключаются транзисторными ключами Q1 и Q2 соответственно. Основой сенсорного выключателя является микросхема 1C1 типа 74НС132, которая представляет собой четыре элемента И-НЕ» с триггерами Шмитта на входах.
На базе этих элементов собраны два RS-триггера, которые выполняют функцию памяти состояний выключателей. Один RS-триггер собран на элементах с выводами 1, 2, 3 и 4,5,6 IС1 а другой — на элементах с выводами 8, 9, 10 и 11, 12, 13 этой МС.
При включении устройства за счет заряда конденсаторов С 1 и С2 на выводах 4 и 13 IС1 кратковременно создаются уровни лог. «0»и оба тригера устанавливаются в нулевое состояние (лог. «0» на выводах З и 8 и лог. «1» на выводах 6 и 11 IC1). При этом оба транзистора Q1 и Q2 будут заперты, контакты реле разомкнуты, нагрузки отключены. В этом состоянии на выводах 6 и 11 IС1 присутствуют уровни лог. «1», которые обеспечивают свечение обоих индикаторов выключения нагрузок — светодиодов D6 и D7.
В установившемся режиме через резисторы R10-R13 обеспечивается создание уровней лог. «1» на выводах 2, 4, 9 и 13 микросхемы IC1‚ если нет воздействия на сенсорные датчики. Оба триггера будут находиться в состояниях, которые были установлены ранее (режим хранения).
При касании пальцем датчика 1, напряжение на выводе 2 IC1 понижается до уровня лог. «0». Это переводит верхний триггер в единичное состояние (на выводе 3 IС1 – лог. «1». а на выводе 6 – лог. «0»). При этом открывается ключ Q1, срабатывает реле RL1 и включается нагрузка подключенная к разъему Х1, загорается индикатор включения первой нагрузки D3. а светодиод D6 гаснет.
Для перевода этого триггера в нулевое состояние и выключения нагрузки необходимо коснуться датчика 2.
Аналогично (касанием к датчикам 3 и 4) включается и выключается вторая нагрузка.
Заметим, что микросхема 74НС132 имеет напряжение питания от 2 до 6 В. В устройстве можно также использовать микросхему CD4093B, которая питается напряжением в диапазоне 5… 15 В.
Триггеры Шмитта (на входах этих МС) имеют гистерезис. который обеспечивает повышенную помехозащищенность устройства. Если необходимости в этом нет, то в устройстве можно использовать и более распространенные микросхемы без триггеров Шмитта, такие, как 74НС00, 74С00, CD40118 или К561ЛА7.
Выбор напряжения питания схемы зависит главным образом от используемой интегральной схемы и реле RL1, RL2.
Заметим, что резисторы R1-R8 ограничивают ток сенсорных датчиков. Если устройство питать от БП без гальванической развязки от сети, то эти резисторы обязательны (желательно, как можно большего сопротивления). так как в этом случае они обеспечивают защиту пользователя от поражения электрическим током от сети.
Конструкция датчиков может быть любой. Например. контактные площадки датчика можно вытравить на отрезке фольгированного стеклотекстолита.
В заключение замечу. что рассмотренное устройство можно использовать как охранное. сигнализирующее о проникновении в охраняемое помещение как людей, так и животных, продумав соответствующим образом сенсорные датчики.
Автор: Петр Петров, г. София, Болгария
Радиоаматор №3, 2014
