Автомат управления освещением с двумя разными датчиками


На рисунке в тексте приводится схема автомата управления освещением, который для принятия решения о включении света анализируется сигналы от двух датчиков, - оптического и контактного датчика положения двери.

Если оптический датчик показывает что темно, а контактный говорит о том, что дверь открывали, то свет включается примерно на одну минуту. Затем гаснет. Есть и кнопка, с помощью которой свет можно включить вручную.

Принципиальная схема

Основу схемы составляет одновибратор, сделанный по схеме RS-триггера с RC-цепью задержанного самовозврата, на элементах D1.2 и D1.3. Чтобы включился свет нужно триггер установить в единичное логическое состояние (в состояние единицы на выходе D1.3).

Принципиальная схема автомата управления освещением с двумя разными датчиками

Рис. 1. Принципиальная схема автомата управления освещением с двумя разными датчиками.

При этом откроется транзисторный ключ VТ1 и посредством оптопары U1 будет включен симистор VS1, управляющий подачей тока на светильник (на нагрузку).

Вручную включить свет можно нажатием кнопки S1. Эта кнопка без фиксации. При её нажатии на вывод 3D1.2 поступает напряжение высокого логического уровня. Это переключает триггер в состояние единицы на выходе 01.3.

Светильник включается. При этом, единица с выхода D1.3 начинает через резистор R4 заряжать конденсатор С2. Как только на нем напряжение достигает величины высокого логического уровня триггер возвращается в исходное положение, так как напряжение с С2 поступает на выводы 1 и 2 элемента D1.3.

Затем С2 ускоренно разряжается цепью VD2-R5.

Фотодатчик, определяющий уровень освещенности, сделан на основе фотодиода FD1. Здесь используется фотодиод от систем дистанционного управления старых советских телевизоров.

Этот фотодиод имеет максимум чувствительности в инфракрасном диапазоне, но он очень хорошо работает на видимом свете.

Фотодиод включен фоторезистором (развернут по току в обратном направлении). Вместе с переменным резистором R1 он образует делитель напряжения, поступающего на вывод 12 D1.1. Величина напряжения на этом выводе получается прямопропорциональной освещенности.

Оптический датчик настраивают переменным резистором R1 так, чтобы свет включался только при недостаточной освещенности. При такой настройке, при достаточной освещенности сопротивление фотодиода F01 оказывается на столько ниже сопротивления R1, что напряжение на выводе 12 D1.1 соответствует логической единице.

В этом случае никакие изменения на других входах этого элемента не могут привести к изменению на его выходе. Если же освещенность недостаточна, то сопротивление FD1 на столько больше сопротивления R1, что напряжение на выводе 12 D1.1 соответствует логическому нулю.

При этом элемент D1.1 не блокируется, и его состояние, при условии наличия нулей на выводах 11 и 12 может измениться с появлением нуля на выводе 13. Это приведет к запуску мультивибратора-триггера D1.2-D1.3 и включению света.

Датчик положения двери сделан на основе готового герконового «извещателя», обозначенного здесь как SD1. Он состоит из двух частей, в одной помещен геркон, а в другой постоянный магнит.

Части устанавливаются на дверной проем и дверь так, чтобы при закрытой двери они совмещались, и геркон под действием магнита замыкал свои контакты.

Таким образом, когда дверь закрыта на вывод 13 D1.1 поступает логическая единица через SD1. При открывании двери на этом выводе возникает логический ноль. Если освещенность была низка (нуль на выводе 12 D1.1), то на выходе D1.1 возникает логическая единица (или импульс, равный длительности открытого состояния двери) которая, поступая на вывод 4 D1.2 переключает триггер-одновибратор D1.2-D1.3 в единичное состояние. Это приводит к включению светильника.

Микросхема и транзисторные каскады питаются напряжением 12V от бестрансформаторного источника C4-R10-R9-VD4-C3-VD3. Источник представляет собой сочетание параметрического стабилизатора и мостового выпрямителя. Избыток напряжения сети падает на реактивном сопротивлении конденсатора С4.

Резистор R10 необходим для ускорения разряда С4 после отключения схемы от сети. Резистор R9 снижает импульс тока при зарядке конденсатора C3.

Выпрямление переменного напряжение осуществляется мостом VD1. Сглаживание пульсаций переменного тока - конденсатором C3. Стабилитрон VD3, совместно с реактивным сопротивлением С4. образует параметрический стабилизатор, удерживающий напряжение питания на уровне около 12-14V.

Детали

Микросхему К561ЛЕ10 можно заменить на К176ЛЕ10 или импортным аналогом вроде CD4025. Стабилитрон Д814Д можно заменить практически любым стабилитроном на напряжение 8-14V.

Но желательно чтобы это был стабилитрон средней мощности, или даже если и малой мощности, но в металлическом корпусе. Если же есть только маломощные стеклянные, например, Д814Д-1, то их нужно взять две штуки и включить параллельно с соблюдением полярности.

Дело в том, что на стабилитроне в этой схеме рассеивается значительная мощность, и при неблагоприятных условиях эксплуатации (например, очень жарко, нет вентиляции) стеклянный маломощный стабилитрон может перегреться и выйти из строя, а вот металлический корпус работает как радиатор, чем повышается надежность.

Вообще, к стабилитрону нужно отнестись с особым вниманием, так как при его обрыве на микросхему может поступить слишком высокое напряжение, способное её испортить.

Выпрямительный мост V01 можно заменить мостом КЦ405, КЦ402 или другим, либо собрать выпрямительный мост на четырех диодах, например. КД102, КД103, КД 105, КД209, 1N4004, 1N4007 или других.

Конденсатор С4 должен быть на напряжение не ниже 400V. Выходной ключ на U1 и VS1 можно сделать на другой элементной базе, например, использовать оптосимистор, соответствующей мощности и по напряжению. Транзистор КТ3102 с любым буквенным индексами, можно заменить на КТ315.

Фотодиод ФД320 можно заменить на ФД263 или использовать какой-то импортный фотодиод, фототранзистор или фоторезистор. Соответственно может потребоваться резистор R1 другого сопротивления.

Мосинцев В. РК-03-2020.


1 206 Освещение
освещение выключатель освещения 220 Вольт
Оставить комментарий:

cashback