Автоматика освещения подъезда на AVR

Описание и назначение устройства

Публикация статьи рассчитана больше на начина­ющих — тех, кто только пытается заняться освоени­ем и пониманием работы устройств на AVR микро­контроллерах. Поэтому приведённый здесь проект в AVR Studio с текстом исходного кода написан с под­робными комментариями. Мне хотелось на реальном простом устройстве, которое может найти конкрет­ное применение в быту, привести пример реализа­ции несложной программы.

На мысль спроектировать это устройство меня на­вела ситуация, когда в очередной раз, заходя вечером в свой подъезд, я задумался: а почему свет в подъезде горит всю ночь? Для кого? Тем более, что тема эконо­мии электроэнергии так актуальна в наше время.

А что, если применить такое устройство автомати­ки, которое бы включало освещение при входе в подъезд или прихожую автоматически? Или при инициации это­го устройства самим человеком посредством кнопки, или размыканием контактов геркона, установленного в качестве датчика на входной двери, а потом само вык­лючало бы его, по прошествии определенного време­ни, когда человек уже достал ключи, открыл замок и вошел в помещение.

Варианты применения такого устройства могут быть ограничены только вашей фантазией: его можно исполь­зовать при входе человека в темный коридор, подваль­ное помещение, в прихожую в квартире, при подходе к калитке дома, гаража и т.д.

Для реализации этой задачи я выбрал недорогой (около 30 рублей) микроконтроллер фирмы ATMEL — ATtiny13 с восьмивыводным корпусом.

Схема не имеет дорогостоящих дефицитных дета­лей, за исключением варианта с твердотельным реле, стоимость которого составляет порядка 300 рублей.

Алгоритм программы и работа устройства

Сразу после подключения питания схемы происхо­дит задержка, блокирующая работу устройства на 30 секунд, делающая вход устройства не чувствительным к изменению состояния контактов датчика, о чем будет свидетельствовать постоянно горящий индикатор на протяжение всего этого времени. Такое произойдет один раз, только после подключения питания.

Сделано это для пережидания переходных процес­сов и вхождения в рабочий режим пассивных инфра­красных датчиков движения заводского изготовления, которые могут быть использованы как датчики, сраба­тывающие на присутствие человека в подъезде.

Датчики имеют нормально-замкнутые контакты (име­нуемые далее по тексту НЗ), которые должны разомк­нуться, реагируя на присутствие человека, попавшего в зону охвата их пространства. Например, пассивный инфракрасный извещатель отечественного производ­ства “Рапид”, по моим наблюдениям, входит в рабочий режим за 20 секунд, когда его контакты принимают НЗ рабочее состояние.

Датчик, инициирующий запуск таймера, размыкани­ем своих контактов включает освещение в подъезде на время продолжительностью 1 минута. Если по проше­ствии этого времени состояние датчика не вернулось в исходное положение, к этому времени будет суммиро­ваться еще 1 минута — и так до тех пор, пока контакты датчика не примут изначальное рабочее состояние.

Этого времени вполне должно хватить, чтобы прой­ти по лестничной площадке до двери своей квартиры, достать ключи, отпереть замок и войти в помещение.

Через минуту свет в подъезде автоматически погас­нет, после чего устройство перейдет в дежурный режим ожидания, что визуально будет видно по режиму инди­кации светодиодного индикатора, который будет мер­цать длительностью 0,2 секунды 1 раз в 2 секунды.

Схема

Приведены два варианта схемы.

1. Схема с питанием через разделительный транс­форматор (рис. 1), что дает такие преимущества, как гальваническая развязка от напряжения сети (с точки зрения техники безопасности эксплуатации устройства это предпочтительно), возможность подключения допол­нительных внешних устройств (пассивных инфракрас­ных датчиков), для питания их от источника питания схе­мы. Однако конструктивно устройство по габаритам бу­дет чуть больше второго варианта.
   

   Рис. 1

2. Схема с бестрансформаторным питанием уст­ройства (рис. 2), которая приведена как возможный вариант схемы с применением твердотельного реле для управления нагрузкой. Хочу заметить, что при изготовлении и эксплуата­ции такого устройства надо быть очень внимательным и острожным, так как существует риск поражения электрическим током, если не уделить тщательное внимание вопросу изоляции, особенно в помещениях с влажной средой.
   

   Рис. 2

Лично я бы рекомендовал первый вариант схемы.

Программирование

Для тактирования микроконтроллера выбран ре­жим использования внутреннего RC-генератора с тактовой частой 9,6 МГц / 8 = 1,2 МГц, что вносит не­которые особенности при программировании.

Как выставить галочки в программе программиро­вания для выбора этого режима, показано на рисунках в архиве.

Запрограммировать микроконтроллер вы сможе­те программатором посредством ISP режима.

Прошивка (файл Light Econom.hex) и исходный код (файл clock.asm) программ на Ассемблере даны для варианта с использованием датчиков с нормально­замкнутыми (“NC” на рис. 1 и рис. 2) контактами. В качестве датчика с нормально-замкнутыми контакта­ми можно применить как микропереключатель, так и использовать контакты типового пассивного инфра­красного датчика, которые используются в охранных системах.

Ресурсы проекта (файл rm_22_6_2017.zip) можно скачать с сайта журнала: radio-mir.org

Автор: В.НАУМЕНКО, г. Калининград
Источник: Радиомир №6/2017