Схема автоматического устройства управления освещением (CD4060)

Считается, что одним из эффективных способов профилактики квартирной кражислужит установка таймера, управляющего освещением в квартире. В самом деле, если во время отсутствия жильцов свет в окнах то включается, то выключается, это может очень естественно создать эффект присутствия жильцов в пустой квартире, и заставить злоумышленника отказаться от своих преступных побуждений.

Самый простой способ - установить таймер, но такому способу присущ и недостаток, -слишком большая педантичность. Если за квартирой наблюдают несколько дней, то наверняка заметят, что свет включается и выключается строго по расписанию. Конечно, таймеры бывают разные, и есть такие, что можно запрограммировать на целую неделю или месяц, подробно расписав моменты включения и выключения на каждый день...

Но и это не всегда удобно. Требуется кропотливое программирование, да и необходимо явиться домой не позже срока завершения программы.

Здесь приводится схема таймера управления освещением, запускаемого от фотодатчика уровня освещенности. То есть, каждый день время включения света будет зависеть от времени заката солнца и от облачности. Установив в квартире несколько таких таймеров, по одному в каждую комнату, и настроив их на разные уровни освещенности и разную продолжительность горения лампы, можно сделать процесс управления светом наиболее естественным.

Этот же таймер можно использовать и для целей, не связанных с безопасностью собственности. Он, например, может управлять ночным светильником, освещением двора, подъезда.

Принципиальная схема

На рисунке приведена схема таймера выключения, стартующего от фотодатчика. Главное в этой схеме то, что свет включен в пределах интервала выходных чисел счетчика от 8 до 8191.

Если выходное состояние счетчика за этими пределами свет не горит. На практике это выглядит следующим образом. Днем сопротивление эмиттер-коллектор фототранзистора VTF1 низко, так как он открыт светом, поступающим из окна.

Так как это сопротивление существенно ниже суммы сопротивлений R4 и R5, то напряжение на входе «R» счетчика D1 соответствует уровню логической единицы. Счетчик заблокирован в нулевом состоянии. Это значит что на его выходах число 0, что за пределами диапазона 8-8191.

Схема автоматического устройства для управления освещением

Рис. 1. Схема автоматического устройства для управления освещением.

Все диоды VD3-VD11 закрыты, и транзистор VТ1 тоже закрыт. Реле К1 отключено и его контакты выключены. Осветительный прибор, подключенный к розетке «Выход» не работает.

С наступлением темноты фототранзис=-тор VTF1 постепенно закрывается и в некоторый момент его сопротивление эмиттер-коллектор становится значительно больше суммы сопротивлений R4 и R5. Напряжение на входе «R» счетчика D1 снижается до соответствия логическому нулю. С этого момента блокировка счетчика прекращается.

Он начинает считать импульсы, которые создает его встроенный мультивибратор (цепи C1-R1-R2-R3). На восьмом по счету импульсе открывается диод VD3 и через него с выхода счетчика поступает напряжение, которое открывает транзистор VТ1. Реле К1 включает своими контактами осветительный прибор, подключенный к розетке «Выход».

В момент открывания VТ1 напряжение на его коллекторе падает до низкой величины, соответствующей логическому нулю. Диод VD1 открывается и через резистор R6 шунтирует вход «R» счетчика. Это нужно для блокировки фотодатчика в то время пока включено освещение, чтобы фотодатчик не среагировал на свет осветительного прибора.

Резистор R6 снижает чувствительность датчика настолько, что даже свет включенного осветительного прибора становится недостаточным для появления логической единицы на входе «R». Реле К1 будет оставаться включенным до тех пор, пока значение числа на выходе счетчика не превысит 8191.

С наступлением 8192-го импульса все диоды VD3-VD11 закрываются и транзистор VT1 тоже закрывается. Реле К1 выключает свет. Одновременно с этим открывается диод VD2, который блокирует мультивибратор счетчика D1. Счетчик фиксируется в данном состоянии. Диод VD1 закрывается и перестает шунтировать вход «R» счетчика.

Если все еще темно, напряжение на входе «R» останется соответствующим логическому нулю. Но счетчик будет блокирован диодом VD2 в состоянии 8192, и свет не будет включаться. Если уже светло, то напряжение на входе «R» поднимется до уровня логической единицы.

Счетчик D1 обнулится, но свет так же не будет включен, так как число на входе не в диапазоне 8-8191. Повторное включение произойдет только при следующем потемнении.

Для управления есть два переменных резистора R1 и R4. Резистор R4 - это орган установки таймера. С его помощью можно задать продолжительность включенного состояния реле К1 от 1 до 6 часов. Это при указанных на схеме номиналах R1, R2 и С1, выбрав другие параметры этих деталей можно изменить диапазон регулировки. Резистор R4 регулирует чувствительность фотодатчика, с его помощью можно схему настроить на определенный порог освещенности.

Цепь C3-R8-VD13 образует своеобразный блок бесперебойного питания. Он способен поддерживать питание счетчика некоторое время, пусть и небольшое, но достаточное, чтобы не произошло сбоя в работе из-за короткого перебоя в электропитании. Конденсатор С3 накапливает энергию, а диод VD13 не дает ей расходоваться на обмотку реле.

Источником питания схемы служит примитивный бестрансформаторный блок питания, состоящий из конденсатора С5, выпрямительного моста VD14-VD17, конденсатора С4 и стабилитрона VD18. Стабилитрон VD18 вместе с реактивным сопротивлением конденсатора С5 образует параметрический стабилизатор напряжения 24V (таково напряжение стабилизации стабилитрона).

Столь высокое напряжение питания выбрано потому, что применяется реле К1 с обмоткой на рабочее напряжение 24V. Но это напряжение недопустимо высокое для питания микросхемы D1, поэтому на микросхему напряжение питания поступает через дополнительный 12-вольтовый стабилизатор на микросхеме А1.

Одним недостатком схемы является то, что у микросхемы CD4060B нет вывода от выхода с числовым коэффициентом «1024». И это создает определенные неудобства, так как в работе таймера образуется небольшой провал, и через несколько минут после включения свет гаснет на 4-20 секунд (в зависимости от сопротивления R1), а далее все работает нормально.

Чтобы исключить эту неприятность к базе транзистора VT1 подключен конденсатор С6 через диод VD19 и резистор R10. Заряд на нем поддерживает транзистор VT1 открытым во время этого провала, и свет не гаснет. При том, диод VD19 дает возможность открываться транзистору VT1 намного быстрее, чем закрываться, не мешая емкости конденсатора проходить на базу транзистора току через резистор R7.

Детали

Самая интересная вещь в этой схеме, -это фототранзистор датчика света. VTF1 -это сдвоенный фототранзистор от старой компьютерной мыши (с шариком). На её плате есть два сдвоенных фототранзистора и два светодиода.

Из них образованы датчики положения шарика. Каждый из этих сдвоенных фототранзисторов в трехвыводном корпусе, - коллектор вместе и посредине, а эмиттеры по краям. Выводов баз нет.

Каравкин В. РК-11-16.

1 1708 Освещение
освещение автоматическое управление таймер
Написать комментарий:

cashback