0

Автоматический выключатель освещения в помещении

Схемы автоматических выключателей освещения, которые считают количество людей зашедших и вышедших из помещения, часто встречаются в радиолюбительской литературе. Как правило, такие устройства реализуются на микроконтроллерах. Эти схемы в первую очередь характеризуются простотой построения, и единственной сложностью в их реализации является написание нескольких строчек программы. Однако не всегда целесообразно использовать микроконтроллер для решения такой простой задачи.  Представленное в статье устройство представляет собой такой автоматический выключатель освещения, схема которого основана на логических и дискретных элементах.

Принцип работы контроллера заключается в том, что он подсчитывает людей, входящих и выходящих из контролируемой комнаты. В тех случаях, когда внутри никого нет, свет должен быть выключен, иначе — включен. Конечно, функциональность устройства не будет ограничиваться только управлением освещением. Прибор можно использовать в различных целях, например, в магазине он будет сообщать если кто-то находится в зале. Схема не оснащена сумеречным выключателем, потому что это будет создавать лишь дополнительные проблемы эксплуатации.

Устройство состоит из двух модулей (приемника и передатчика). На рисунке 1 показана схема передатчика и на рисунке 2 приемника.

Автоматический выключатель освещения в помещении

Рис. 1

Работает схема на основе инфракрасного барьера, в режиме ожидания загораются светодиоды приема инфракрасного излучения. Когда один из диодов (A или B) закрыт, то в точках C и D соответственно возникает низкое состояние. Поэтому использование одних логических элементов недостаточно. Чтобы различать направление движения, стало необходимо использовать дифференцирующие системы. В этом случае достаточно знать о них, что при скачке входного напряжения на выходе такой схемы образуется «штырь». На рисунке 3 представлено соответствующие сигналы, которые происходят в точках E и F.

Автоматический выключатель освещения в помещении

Рис. 2

Выпрямительный мост M1 вместе с конденсаторами C9, C10, C11, C12 и стабилизатором U5 является силовым блоком. Он расположен на плате приемника, но он также питает передатчик, для такого возможного вывода напряжения используются точки VCC и GND на плате на рисунке 1. Блок G — это две сдвоенные схемы, используемые для приема инфракрасного излучения и правильного формирования сигналов, управляющих «цифровой частью». Как уже упоминалось выше, в точках C и D действующий потенциал является активным состоянием. Элементы R1, C1 и R2 и C2 образуют дифференцирующие схемы. Размещение конденсаторов C4 и C5 оказалось необходимым из-за стабильности работы схемы. Пары C3 и R4 — это схема сброса микросхемы U3, обеспечивающая надежный запуск после включения источника питания. Элементы U1B, U1C и U4B, U4C обеспечивают функцию AND, остальные предназначены только для делегирования. Для подсчета импульсов использовался счетчик BCD вверх/вниз — 4510. Поскольку счетчик работает в коде BCD, количество людей, подлежащих подсчету, должно быть ограничено десятью. Выход U1C подключен к входу UP / DN, благодаря которому операция увеличения (или уменьшения) состояния счетчика соответствует направлению движения объекта. Затвор U2B включает транзистор, если на любом из его входов появляется высокое состояние. Транзистор Q1 управляет реле, а диод D1 обеспечивает защиту. В передатчике I в качестве генератора прямоугольных сигналов с частотой около 1 кГц использовался известный таймер NE555. Резисторы R21 и R22 определяют время зарядки и разрядки конденсатора С17. Транзистор Q8 управляет работой инфракрасных излучающих диодов D4 и D5. Резисторы R19 и R20 ограничивают токи, протекающие через эти диоды.

Рис. 3

 Печатные платы, на которых был собран образец показаны на рисунках 4 и 5.

Рис. 4

Рис. 5

Схема должна работать сразу после сборки. Положение передатчика и приемника относительно друг друга может потребовать настройки. Проверяется работа устройства помещая обе платы близко друг к другу (например, на расстоянии 10 см друг от друга) и перемещая непрозрачный объект между ними. Если все работает правильно, то постепенно отодвиньте передатчик от приемника, чтобы найти оптимальное положение для желаемого расстояния.

Детали

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.