Управление освещением пересечением инфракрасного луча (CD4521, SFH506-38)


Данное устройство предназначено для работы как автоматический выключатель освещения, включающий свет каждый раз, когда человек или какой-то движущийся предмет пересекает ИК-луч. После каждого пересечения луча свет включается на примерно четыре минуты.

Впрочем, схема позволяет уменьшить это время до 2-х или 1-й минуты. Для создания чувствительного к пересечению ИК-луча использованы доступные детали от систем дистанционного управления телевизорами, в частности, инфракрасный светодиод LD274 и инфракрасный фотоприемник SFH506-38. Впрочем, эти детали можно заменить любыми другими аналогами, которых сейчас очень много.

Фотоприемники для систем дистанционного управления современной, и даже не очень современной теле, видео и аудиоаппаратуры практически стандартны, несмотря на массу марок и наименования.

Различие может быть в цоколевке, конструктивном исполнении и частоте модуляции, которая обычно лежит в пределах от 27 до 56 кГц, но чаще всего 36 или 38 кГц. В данном случае используется фотоприемник SFH506-38 на частоту 38 кГц (последние цифры).

Для такого фотоприемника требуется не просто ИК-луч. например, от ИК-светодиода, на который подали постоянный ток, а луч. модулированный частотой 38 кГц То есть, ток через ИК-светодиод должен протекать импульсами частотой 38 кГц (или около того).

Принципиальная схема

Генератором модулированного ИК-луча служит схема, состоящая из мультивибратора на элементах D1.1-D1.3 микросхемы D1, генерирующего импульсы требующейся частоты, ключа на составном транзисторе VТ1 и ИК-светодиода HL1.

Принципиальная схема блока управления освещением пересечением инфракрасного луча

Рис. 1. Принципиальная схема блока управления освещением пересечением инфракрасного луча.

Частота модуляции ИК-импульсов зависит от цепи R3-C1, а мощность от резистора R1. регулирующего силу тока через ИК-светодиод. Светодиод HL1 и фотоприемник HF1 расположены с противоположных сторон поперек прохода, направлены друг на друга. И так, чтобы при походе через проход обязательно видимость между ними перекрывалась.

Когда ИК-свет от HL1 попадает на HF1. на выходе последнего имеется логический ноль. А при перекрытии видимости между ними на выходе HF1 - единица. Таймер выполнен на основе 24-х разрядного двоичного счетчика D2 типа CD4521.

На его счетный вход (вывод 6) поступают импульсы от мультивибратора на D1 (импульсы частотой около 38 кГц), а на его обнуляющий вход поступает логический уровень с выхода фотоприемника SF1.

Один из выходов счетчика D1 (в данном случае самый старший Q24) соединен с выходным колючем на транзисторах VT2 и VT3, с реле К1 на выходе, которое управляет включением света, и на вывод 13 элемента D1.4, через который на его счетный вход поступают импульсы от мультивибратора.

После включения питания счетчик D2 оказывается в нулевом состоянии, и считает импульсы, поступающие на его счетный вход от мультивибратора. При этом ключ на транзисторах VТ2-VT3 открыт, и контакты реле К1 держат освещение включенным.

Затем, после того как истечет заданное время в данном случае, около 4 секунд, на выводе 1 D2 появляется логическая единица Ключ на VТ2-VT3 закрывается, реле выключает свет, а единица, поступившая на вывод 13 D1 4 блокирует подачу импульсов от мультивибратора на счетный вход D2.

Вот это состояние и следует считать исходным. - свет выключен, на выходе HF1 - ноль. Теперь, если кто-то пройдет между HL1 и HF1, на выходе HF1 появится во время прохода логическая единица, которая обнулит счетчик D2.

Ноль с его выхода откроет ключ на VТ2-VT3, реле К1 включает свет, а ноль на выводе 13 D1.4 позволяет импульсам от мультивибратора через D1 4 проходить на счетный вход D2.

Если больше никто ходить между HL1 и HF1 не будет, свет погорит около 4 минут и выключится. Если же кто-то пройдет между HL1 и HF1 до выключения света, то счетчик обнулится и отсчет времени начнется заново, а время включенного света соответственно увеличится.

На схеме показаны еще два выхода микросхемы D2. Если вместо вывода 1 подключить вывод 15 (выход Q23) то время включенного состояния света уменьшится в два раза, до 2 минут.

Детали и конструкция

А если использовать вывод 15 (Q22), -время снижается до 1 минуты. Инфракрасный светодиод LD274 можно заменить любым ИК-светодиодом, приме няемым для пультов дистанционного управления бытовой аппаратуры. Светодиод ВР104 можно заменить любым светодиодом с максимум чувствительности в инфракрасном диапазоне.

На месте HF1 можно использовать практически любой фотоприемник, аналогичный SFH506-38, на любую частоту. А потом мультивибратор на D1 настроить на номинальную частоту используемого фотоприемника.

Электромагнитное реле использовано старое КУЦ-1 от систем дистанционного управления отечественных телевизоров 80-90-х годов прошлого века. Можно заменить любым реле, подходящим по коммутации и напряжению обмотки.

Если использовать реле с обмоткой на 5V можно напряжение питания устройства опустить до 5V исключив из схемы интегральный стабилизатор на А1.

В этом случае для питания можно будет использовать популярные сейчас недорогие зарядные устройства для сотовых телефонов с выходным напряжением 5V.

Транзистор BD680 можно заменить на КТ973 или собрать составной транзистор по схеме Дарлингтона на двух транзисторах. например. ВС557 и КТ814.

Конструктивно, светодиод HL1 и фотоприемник HF1 нужно расположить с противоположных сторон поперек прохода, направив их друг на друга. Так, чтобы при походе через проход обязательно видимость между ними перекрывалась.

Налаживание состоит в том. что нужно подбором сопротивления R3 подгонять частоту, которую генерирует мультивибратор на D1 к частоте приема фотоприемника HF1.

Сделать это можно с помощью частотомера или экспериментально, добиваясь наибольшей дальности срабатывания. После этого, необходимую дальность срабатывания установить подбором сопротивления R1.

Кривин С. Б. РК-05-2019.


0 276 Освещение
освещение управление нагрузкой ИК-лучи датчик пересечения
Оставить комментарий:

cashback