Универсальный выключатель освещения для прихожей (К561ТМ2, IRF840)

Схема не сложного автоматического выключателя освещения с фотодатчиком и герконом. Этот автомат работает с двумя датчиками - датчиком света и датчиком положения двери. Если открывается дверь, и в прихожейтемно, свет включается примерно на 3-4 минуты. Затем гаснет.

Если достаточно естественного света, - свет не включается. Данный автомат можно установить и в другое помещение, где нужно при открывании двери в темное время суток автоматически включать свет на несколько минут.

Схема выключателя

Датчиком света является обычный фоторезистор. Датчиком положения двери служит типовой охранный герконовый датчик, размыкающийся при открывании двери. Время, на которое включается свет, задается RC-цепью, - подбором сопротивления и (или) емкости его можно изменить в любую сторону.

Принципиальная схема автоматического выключателя освещения с фотодатчиком и герконом

Рис. 1. Принципиальная схема автоматического выключателя освещения с фотодатчиком и герконом.

Схема показана на рисунке 1. В ней используется половина микросхемы К561ТМ2 - один из её D-триггеров. Питание бестрансформаторное, выход на основе высоковольтных ключевых полевых транзисторов, - может управлять любой мощностью от нуля до 200W, не только лампами накаливания, но и даже энергосберегающими светодиодными.

SG1 - датчик положения двери. Когда дверь закрыта он замкнут и на синхровход триггера «С» поступает логический ноль. При окрывании двери SG1 размыкается, при этом на и на синхро-вход триггера «С» поступает логическая единица через резистор R2.

Это действие записывает в триггер логический уровень, который есть в этот момент на его входе данных «D». В результате на его инверсном выходе (вывод 2) будет логический уровень, противоположный тому, который был на входе «D» в момент открывания двери. Напряжение с инверсного выхода триггера поступает на ключевую схему на транзисторах VT1 и VT2.

Если напряжение высокое (логическая единица) ключ открывается и подает напряжение на лампу Н1. Если напряжение низкое (логический ноль) ключ остается закрытым и лампа не включается.

Таким образом, состояние выхода схемы (лампы) после открывания двери зависит от уровня на выводе «D» триггера. То есть, от состояния датчика света на основе фоторезистора FR1. Фоторезистор FR1 в совокупности с резистором R1 формирует делитель напряжения, управляемый светом.

Делитель подбором сопротивления R1 настраивают так, чтобы при достаточном естественном свете на входе «D» триггера было напряжение логической единицы, а при недостаточном свете, когда требуется дополнительное освещение, - напряжение логического нуля.

При правильной настройке R1, при открывании двери, при недостаточном уровне естественного света, в триггер записывается ноль, и на его инверсном выходе устанавливается единица, которая открывает ключ на транзисторах VТ1 и VТ2, подающих напряжение на лампу Н1. В это же время, логическая единица на инверсном выходе триггера через резистор R3 начинает заряжать конденсатор С2. Времени на зарядку С2 до напряжения логической единицы при указанных на схеме номиналах С2 и R3 требуется около 3-4 минут.

Как только напряжение на С2 достигает уровня логической единицы триггер переключается в единичное состояние, так как на его установочный вход «S» поступает напряжение логической единицы. При этом на его инверсном выходе устанавливается логический ноль. Ключ на транзисторах VТ1 и VТ2 закрывается, лампа Н1 выключается.

Таким образом, время, на которое включается свет, задается цепью C2-R3, подбором сопротивления R3 и (или) емкости С2 его можно изменить в любую сторону. Логическая часть схемы питается от параметрического бестрансформаторного источника VD4-R5-C3-VD1.

В различной литературе, в схемах, где ключ на мощных ключевых транзисторах управляется выходом логического элемента КМОП применяется непосредственное соединение этого выхода с затвором или затворами полевых транзисторов. Но это далеко не лучший способ управления. Конечно, сопротивление затворов мощных ключевых полевых транзисторов очень высоко, но емкость тоже немалая. Зарядный ток этой емкости оказывает перегружающее действие на выход логического элемента.

Это не приводит к его выходу из строя, но создает сбои в работе триггеров и счетчиков. В этой схеме напряжение управления на затворы поступает через резистор R4, который ограничивает ток заряда емкости затворов и исключает перегрузку выхода КМОП-микросхемы.

Детали и печатная плата

Диоды КД522 можно заменить на 1 N4148, а диод 1N4004 на КД209 Конденсаторы на напряжение не ниже 16V. Микросхему К561ТМ2 можно заменить на К176ТМ2, К1561ТМ2 или CD4013.

Печатная плата устройства для автоматического выключения света

Рис. 2. Печатная плата устройства для автоматического выключения света.

Тип фоторезистора не известен. На свету сопротивление его около 10 кОм, в темноте увеличивается до 150-200 кОм. Можно использовать фоторезистор и другого сопротивления. Сопротивление R1 подбирается как написано выше. В моем случае R1 оптимально было 68 кОм.

Гребнев М. А. РК-2015-10.

2 376 Освещение
выключатель освещение
cashback