Выключатель нагрузки с дистанционным и квазисенсорным управлением


Этот электронный выключатель предназначен для управления освещением, но может использоваться и для управления чем-либо другим. Возможны два типа управления, - ручной, при помощи кнопки. Кстати, этих кнопок может быть неограниченное количество, всех включенных параллельно к одному двухпроводному кабелю, и равноценных по значимости.

Ну, и второй тип -дистанционное управление при помощи однокнопочного простейшего пульта на инфракрасных лучах. Схема выполнена на одной микросхеме, не требующей программирования. Так же, на одной не программируемой микросхеме выполнен и пульт дистанционного управления. Как уже сказано, система состоит из двух блоков, -собственно выключателя и пульта дистанционного управления.

Схема пульта ДУ

Схема пульта дистанционного управления показана на рис. 1. Пульт представляет собой генератор ИК-импульсов, следующих с частотой 36 кГц. Именно такая частота выбрана потому, что на такую частоту настроен внутренний активный фильтр интегрального фотоприемника, работающего в схеме электронного выключателя.

Частота настройки фильтра выражена в кГц, в его обозначении двумя последними цифрами. Если будет использован другой фотоприемник, на другую частоту, то, соответственно, и генератор пульта нужно будет настроить на такую же частоту.

Пульт управления на инфракрасных лучах для выключателя нагрузки

Рис.1. Пульт управления на инфракрасных лучах для выключателя нагрузки.

Генератор пульта сделан на микросхеме КР1441ВИ1, являющейся аналогом интегральных таймеров типа «555». Частота генерации зависит от параметров RC-цепи R1-C2, и при налаживании, подбором сопротивления R1 добиваются наилучшей дальности приема конкретным интегральным фотоприемником.

Импульсы с выхода А1 поступают на усилитель тока на транзисторе VT1, в стоковой цепи которого включен ИК-светодиод HL1. Подача команды осуществляется подачей питания на схему пульта через кнопку S1.

Схема выключателя

На рисунке 2 показана схема собственно выключателя. Управление им осуществляется либо посредством ИК-фотоприемника F1, либо посредством кнопки S1. Причем, вместо одной кнопки S1. показанной на схеме, может быть любое число включенных параллельно замыкающих кнопок, не имеющих фиксации в нажатом положении.

Схема, показанная на рис. 2, состоит из входного узла управления, триггера на микросхеме D1, выходного узла на тиристоре VS1 и источника питания. В качестве триггера используется микросхема CD4024, которая представляет собой 7-разрядный двоичный счетчик.

Здесь данная микросхема работает как триггер, меняющий свое состояние при каждом входном импульсе. То есть, используется только выход первого разряда счетчика.

Схема выключателя нагрузки с дистанционным и квазисенсорным управлением

Рис. 2. Схема выключателя нагрузки с дистанционным и квазисенсорным управлением.

В исходном состоянии счетчик D1 обнулен, и на всех его выходах, включая и D1, находится низкий логический уровень, поступающий на затвор ключевого мощного транзистора VT1. Который, по этой причине, находится в закрытом состоянии и лампа Н1 выключена.

Для переключения счетчика D1 нужно на его вход «С» подать импульс. Для управления при помощи пульта дистанционного управления на ИК-лучах используется интегральный фотоприемник F1 типа TSOP31236. Пока он не принимает никаких сигналов на его выходе имеется высокий логический уровень, поступающий на вход «С» микросхемы D1 через резистор R1.

И получается, что данный вход микросхемы подтянут к единице. Кнопка S1 (или много включенных параллельно ей кнопок) используется для непосредственного управления При её нажатии на вход «С» микросхемы через резистор R2 поступает напряжение нулевого логического уровня В этот момент счетчик D1 переключается и состояние младшего выхода меняется на противоположное.

Теперь там единица. Транзистор VT1 открывается и включает лампу Н1.

Транзистор VT1 включен на выходе диодного моста VD1-VD4, на который напряжение из сети поступает через нагрузку. Применение диодного моста позволило сохранить питание лампы именно переменным током, а не пульсирующим, и при этом обеспечить работу VT1 на постоянном пульсирующем токе.

Выключение лампы произойдет при следующем нажатии кнопки, так как счетчик перейдет в следующее состояние, а на его младшем выходе снова установится ноль.

Аналогично кнопке работает и пуль ДУ. При каждом нажатии его кнопки на выходе F1 устанавливается ноль, а при отпускании - единица. Так формируется импульс на входе «С» счетчика, переводящий его в следующее состояние, изменяя уровень на выводе 12 на противоположный.

В связи с тем, что номинальное напряжение питания фотоприемника должно быть 5V, а для полного открытия транзистора VT1 нужно подать на его затвор не ниже 5.5-6V, схема питания построена немного необычно.

Питание на микросхему D1 и интегральный фотоприемник F1 поступает от простого источника питания, состоящего из выпрямителя на диоде VD1 и параметрического стабилизатора на стабилитроне VD5 и резисторе R4 и светодиоде HL1.

В результате работы этого источника питания на конденсаторе С2 выделяется постоянное напряжение 5,1V, а на конденсаторе C3 выделяется постоянное напряжение около 7V. Напряжением 5,1V питается фотоприемник, а напряжением 7V питается микросхема. В результате, напряжение логической единицы на входе «С» микросхемы немного занижено, но находится в пределах логической единицы.

Поэтому микросхема работает нормально. Но питание микросхемы от источника 7V обеспечивает величину открывающего напряжения на затворе VT1 не ниже 6,5V. Что обеспечивает полное открывание VT1.

В данном устройстве можно применить любые ИК-светодиоды и интегральные фотоприемники, предназначенные для систем дистанционного управления теле, аудио и видео аппаратуры.

Схема выключателя с измененным режимом работы

Выключатель несложно переделать так, чтобы он мог включать освещение только в темное время суток, или автоматически выключал утром освещение, которое было включено вечером или ночью. Для этого его схему достаточно дополнить датчиком света, состоящим из фоторезистора и резистора, как это показано на рисунке 3.

Схема дистанционного управления, дополненная датчиком света

Рис. 3. Схема дистанционного управления, дополненная датчиком света. 

Датчик подключается к выводу обнуления (выв. 2) счетчика D1. Настраивают датчик подбором сопротивления резистора R5.

Если датчик настроен правильно, то днем, когда освещения не требуется, сопротивление фоторезистора R6 будет существенно меньше сопротивления R5, и на выводе 2 D1 будет напряжение логической единицы. Это обнулит счетчик и будет его принудительно удерживать в нулевом положении. Поэтому независимо от работы кнопки или пульта лампа будет выключена.

Если же лампа была включена, когда было темно, а тогда, при правильной настройке, сопротивление R6 будет существенно больше сопротивления R5, и на выводе 2 D1 будет напряжение логического нуля Тогда, утром, когда естественная освещенность станет достаточной, эта цепь R6-R5 обнулит счетчик и тем самым выключит свет.

Детали

Фоторезистор ФСК-1 можно заменить другим. При налаживании нужно подобрать сопротивление R5, чтобы соблюдались выше указанные условия.

Фоторезистор нужно располагать так, чтобы на него не попадал свет от лампы и не попадал сигнал от пульта ДУ. Проще всего это соблюсти, если его снабдить трубчатой непрозрачной блендой, и направить её в небо, расположив выше светильника.

Зуев Д. Е. РК-09-19.


0 196 Дистанционное управление
сенсор сенсорное управление квазисенсорный переключатель сенсорный выключатель ИК лучи дистанционное управление
Оставить комментарий:

cashback