11 Бистабильный сенсорный выключатель Морозов

Принцип работы

Выключатель реагирует на наводки на человеческом теле. Человеческое тело состоит из воды, поэтому проводит электрический ток. Таким образом, человеческое тело представляет собою большую жирную антенну, принимающую на себя электромагнитные сигналы наводок, излучаемые в основном сеткой электрических проводов 220В 50Гц. Прикасаясь к сенсору выключателя человек отдает часть принятых на себя наводок в схему выключателя, выключатель детектирует наводки, и меняет свое состояние на противоположное. Сразу отмечу, что уровень наводок, попадающих на вход схемы зависит от конкретного помещения, от площади сенсорного контакта, ну и от габаритов/свойств самого человека. Поэтому логично предположить, что для такой схемы нужна подстройка чувствительности. В этом я убедился на практике, когда устанавливал подсветку на свое место.

В целях помехозащищенности схема запитана от отдельного стабилизатора напряжения на 78L09.

Сигнал наводки с сенсорного контакта попадает на цепь защиты с регулятором чувствительности. На DA1 построен компаратор, преобразующий сигнал наводок к цифровым уровням. С выхода DA1 усиленный сигнал наводки попадает на детектор, построенный на VD3, R9, C4, DD1.1. Ключевую роль для надежной работы выключателя играет триггер Шмитта на DD1. В моменты включения/выключения нагрузки, как ни старайся, а на цепь питания попадают броски напряжения, которые могут привести к формированию повторного ошибочного импульса включения/выключения. Чтоб избежать такого сценария, и нужен триггер Шмитта (глубокий поклон Отто Герберту Шмитту). На выходе детектора получаем импульс, фронт импульса - в момент прикосновения к сенсору, спад - в момент отпускания.

Этот импульс попадает на счетчик на 2, построенный на D-триггере DD2. На каждом фронте импульса с детектора счетчик меняет свое состояние на противоположное.

На VD4, R10, C5, DD1.2 построена схема сброса выключателя в выключенное состояние в момент включения питания/электричества.

Силовой ключ - в зависимости от нагрузки. У меня под рукой оказался IRF840, длина моей светодиодной линейки около 1,5 метров, в качестве охлаждения подошел радиатор от компьютерного чипсета.

Пилипенко

12 Автоматический выключатель освещения с функцией ночника и плавной регулировки освещения

Автоматический выключатель освещения (далее по тексту – устройство) предназначен для автоматизированного управления освещением в помещении. Принцип работы устройства базируется на подсчете количества людей, находящихся в помещении. Максимальное количество людей, которое регистрирует данное устройство – 255 человек, что более чем достаточно для практических целей. Управление устройством производится при помощи одной кнопки без фиксации.

Устройство выполняет следующие функции:

- При входе первого человека в помещение плавно включает свет до установленного уровня яркости;

- При выходе последнего человека из помещения плавно выключает свет;

- Датчик освещенности следит за тем, чтобы освещение включалось только с наступлением темноты (днем свет не включается);

- При кратковременном нажатии на кнопку (менее 1 с) при включенном освещении, свет плавно погаснет через 10 с, при выключенном освещении, свет плавно включится;

- При нажатии на кнопку более 1 с но не более 3 с переведет устройство в режим ночника, при выходе последнего человека из комнаты, свет не выключится полностью, а яркость светильника уменьшится до некоторого минимума;

- При длительном удержании кнопки (более 3 с) устройство перейдет в режим регулирования яркости светильника. Яркость будет циклически уменьшаться и увеличиваться (кнопку следует отпустить в момент желаемой яркости светильника).

Кнопка не действует в дневное время.

Все режимы индицируются при помощи двухцветного светодиода:

При достаточном освещении (днем) светодиод мерцает красным цветом. Это индицирует, что устройство находится в режиме ожидания.

При недостаточном освещении (вечером, ночью) светодиод светится зеленым цветом. Это основной рабочий режим.

При переходе в режим ночника светодиод светится желтым цветом.

При кратковременном нажатии на кнопку (режим выключения освещения) светодиод светится красным цветом, а через 10 с, когда свет погаснет, снова загорается зеленым цветом.

В режиме регулирования яркости освещения, светодиод светится в следующих комбинациях:

- при переходе в режим регулирования яркости освещения – один раз вспыхивает красным цветом, один раз – зеленым;

- при выходе из режима регулирования яркости – один раз вспыхивает зеленым, один раз красным;

- в режиме регулирования яркости освещения при достижении минимальной яркости, светодиод на короткое время загорается красным цветом, а при достижении максимальной яркости – зеленым.

Для выключения освещения, когда в помещении находятся люди (например, когда вы ложитесь спать) нужно кратковременно (не более 1 с) нажать и отпустить кнопку. При этом светодиод загорится красным цветом и устройство перейдет в режим таймера. Через 10 с свет плавно выключится, а светодиод снова станет светится зеленым цветом, индицируя основной режим работы устройства.

Для перехода в режим ночника, кнопку нужно удерживать более 1 с и отпустить после того, как светодиод погаснет. Если в этот момент продолжать удерживать кнопку, то через пару секунд устройство перейдет в режим регулирования яркости светильника, о чем будут сигнализировать две вспышки светодиода (1 красная и 1 зеленая), после чего яркость светильника будет убывать или нарастать. Кнопку следует отпустить в момент, когда яркость достигнет желаемого уровня, после чего светодиод снова просигнализирует двумя вспышками (1 зеленой и 1 красной) и устройство перейдет в основной режим работы.

Данное устройство позволяет экономить не только электроэнергию, но и продляет ресурс ламп накаливания, за счет того, что лампы включаются плавно, а не скачкообразно, как это происходит в большинстве подобных устройств. Данное устройство не создает помех в сети, т.к. в качестве управляющего элемента в нем применен полевой транзистор, а не тиристор.

Данное устройство разработано на базе микроконтроллера ATMega8, что способствовало малому потреблению энергии самим устройством и дает дальнейшие перспективы для модернизации устройства путем простого изменения программы. Устройство имеет гальваническую развязку от сети, что повышает его безопасность.

Принцип работы устройства

Принцип работы устройства основан на пересечении входящим или выходящим человеком ИК лучей датчика направления движения. При входе в помещение человек перекрывает сначала один датчик, потом другой, а при выходе наоборот. При этом контроллер подсчитывает количество людей, вошедших и вышедших из помещения. В алгоритме программы учтены различные ситуации. Например, если человек входя в помещение, перекрыл оба датчика, а потом, передумав, вышел обратно, то свет в помещении не включится. Т.е. для того, чтобы контроллер посчитал, что в помещение вошел один человек, должно выполниться условие (номера соответствуют перекрытым датчикам, 0 – датчик не перекрыт): 0-1-12-2-0, а при выходе 0-2-21-1-0. Это сводит к минимуму ложные срабатывания устройства.

Датчики собраны на основе TSOP1736, и монтируются в дверную коробку на высоте 70-80 см от пола на расстоянии 3-4 см друг от друга. ИК светодиод монтируется на противоположной стороне коробки напротив датчиков так, чтобы он освещал оба датчика. Желательно светодиод и датчики прикрыть затемненным стеклом, «прозрачным» для ИК излучения.

При мощности ламп накаливания до 60 Вт полевой транзистор можно не устанавливать на радиатор, при большей мощности его нужно установить на радиатор площадью около 25-30 кв.см. При заведомо исправных деталях устройство начинает работать сразу. Подстроечным резистором R13 настраивают освещенность, при которой включается освещение. Вывод 23 микроконтроллера (DAY_OUT) служит для подключения к нему аналогичных устройств без датчика освещенности. Т.е. на этом выводе днем устанавливается лог 0, а ночью – лог 1.

Все вопросы и пожелания принимаются на e-mail: shemavr [собака] yandex.ru

В поле Тема указать «Вопрос».

Для заказа «прошитого» микроконтроллера заявку направлять на этот же почтовый ящик с темой «заказ» (контроллеры пересылаются пока только по Украине).

Ищем предприятия, для сотрудничества (Украина).