Автоматический выключатель освещения на ИК-лучах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Отличительная особенность этого устройства - подсчет числа людей, находящихся в помещении. Это позволяет автоматически включать освещение при входе первого человека и выключать его при выходе последнего.

Автомат состоит из передающего и приемного блоков. В передающий блок (рис. 1) входит генератор прямоугольных импульсов частотой 3 кГц на микросхеме 0А1 и установленный при входе в помещение ИК-светодиод HL1, преобразующий эти импульсы в ИК-вспышки.

Напротив светодиода HL1 размещены фотодиоды VD1, VD2 приемного блока (рис. 2), преобразующие световые импульсы в электрические. В исходном состоянии этого блока в счетчик DD3 записано число 15 и на его выходе переноса Р (выв. 7) присутствует сигнал низкого логического уровня, запрещающий включение освещения. Импульсы, поступающие с фотодиодов VD1, VD2. усиливаются микросхемами DA1, DA2 и через резисторы R4, R8 поступают на базы транзисторов VT1, VT2, которые периодически открываются и разряжают конденсаторы С11, С12. В результате на входы элементов DD2.1 и DD1.3 поступает сигнал низкого логического уровня. Такой же уровень будет присутствовать на входе (выв. 13) элемента DD2.4, что запрещает изменение уровня сигнала на входе направления счета счетчика DD3 при изменении состояния RS-триггера на элементах DD1.1 и DD1.2. На используемом выходе RS-триггера на элементах DD2.2 и DD2.3 в этом состоянии приемного блока также будет присутствовать сигнал низкого логического уровня.

Когда человек входит в помещение, он вначале прерывает ИК-лучи, падающие на фотодиод VD1. При этом импульсы, присутствовавшие на выходе микросхемы DA1 и периодически открывающие транзистор VT1, исчезнут, начнет заряжаться конденсатор С11 и на соответствующих входах элементов DD2.1 и DD1.3 появится сигнал лог. 1.

Исчезнет и напряжение, поступавшее на входы триггера DD1.1, DD1.2, и на его выходе также появится уровень лог. 1. На выходе элемента DD2.4 возникнет определяющий направление движения уровень лог. 0. Продолжая свое движение, вошедший в помещение человек перекроет и ИК-лучи. падающие на фотодиод VD2, что приведет к исчезновению импульсов на выходе микросхемы DA2 и зарядке конденсатора С12. Однако триггер на элементах DD1.1, DD1.2 не изменит своего состояния, а триггер на элементах DD2.2, DD2.3 переключится в единичное состояние, и счетчик DD3 отсчитает один импульс в направлении, определяемом состоянием триггера на элементах DD1.1, DD1.2.

Двигаясь дальше, человек сначала освободит путь для ИК-лучей, падающих на фотодиод VD1, а затем и на светодиод VD2. Теперь на выходах микросхем DA1, DA2 появятся импульсы, которые начнут открывать транзисторы VT1, VT2, что приведет к разрядке конденсаторов С11, С12. В итоге на входы элемента DD1.3 поступят сигналы низкого логического уровня, триггер на элементах DD2.2, DD2.3 изменит свое состояние. Все устройство вернется в исходное положение, но в счетчик будет записано число, соответствующее количеству людей, находящихся в помещении, и если оно не будет равно нулю, то на выходе переноса счетчика будет присутствовать сигнал лог. 1. разрешающий включение освещения. Диаграмма напряжений на элементах приемного блока приведена на рис. 3.

При выходе человека из помещения устройство работает аналогичным образом, за исключением того, что в момент счета на выходе триггера DD1.1, DD1.2 будет присутствовать уровень лог. 0 и определяемое им направление счета счетчика DD3 будет противоположным.

Максимальное число подсчитываемых счетчиком людей равно 15, после чего счетчик DD3 начинает отсчет сначала.

Цепь R7C13 устанавливает счетчик в исходное состояние после включения питания.

К выходу автомата подключено исполнительное реле. Схема одного из возможных его вариантов показана на рис. 4. При появлении на входе напряжения высокого уровня транзистор VT1 открывается, электромагнитное реле К1 срабатывает и его замкнувшиеся контакты включают освещение.

Так как счет происходит при одновременном перекрытии доступа ИК-лучей к обоим фотодиодам, а в исходное состояние устройство возвращается после того, как ИК - лучи одновременно воздействуют на оба фотодиода, исключаются всяческие ошибки, связанные с неравномерностью движения человека и произвольным порядком попадания ИК-лучей на фотодиоды.

В качестве источника питания можно применить любой стабилизированный блок питания на напряжение +5 В при токе нагрузки 0,2 А.

Устройство смонтировано на трех печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На первой размещены детали передающего блока (см. рис. 1), на второй - приемного (см. рис. 2). на третьей - исполнительного реле (см. рис. 3) и источника питания.

Две первые платы должны быть установлены на противоположных сторонах дверного косяка так, чтобы ИК-лучи светодиода падали на фотодиоды и проходили на высоте груди человека.

Сами фотодиоды следует разместить на одном уровне на расстоянии 60 мм друг от друга и так, чтобы входящий в помещение человек сначала перекрывал ИК-лучи, падающие на фотодиод VD1.

В автомате допустимо применить резисторы МЛТ-0,125 и любые малогабаритные конденсаторы. На месте транзисторов VT1, VT2 (см. рис. 2) и VT1 (рис. 4) смогут работать КТ315 с любыми буквенными индексами. Диод VD1 (рис. 4)-любой маломощный кремниевый. Электромагнитное реле К1 - РЭС9 (паспорт РС4.524.203) или любое другое, устойчиво работающее при напряжении 5 В и имеющее контакты на напряжение 220 В и выдерживающие соответствующий нагрузке ток.

Налаживание устройства начинают с проверки наличия импульсов на светодиоде HL1 передающего блока (см. рис. 1). После этого проверяют наличие импульсов на выходах микросхем DA1, DA2 (вывод 10) приемника (см. рис. 2). Если импульсы отсутствуют или их форма сильно искажена, изменяют положение светодиода и фотодиодов и подбирают емкость конденсаторов С2, С8.

Автор: С.Кулешов, г.Курган

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Портативные атомные часы 31.01.2022 Агентство перспективных оборонных разработок (DARPA) Министерства обороны США объявило о поиске партнеров для создания портативных оптических атомных часов. Они должны будут в сто раз превосходить сегодняшние самые точные модели портативных часов. Сегодня атомные часы - самый точный способ измерить время. Их принцип работы основан на том, что каждый атом может излучать и поглощать фотоны только с определенными частотами - резонансными именно для него. Атомные часы бывают микроволновыми и оптическими. Первые используются, в том числе, в спутниках GPS, данные которых военные используют во множестве операций. В основе микроволновых атомных часов лежит микроволновый резонатор, настроенный на частоту перехода в атоме. Они позволяют измерять время в секундах с точностью до 16 знаков после запятой. Их точность ограничена возможностью измерения и контролирования отклонений в десятки микрогерц в искомой резонансной частоте. Оптические атомные часы в качестве эталона используют переходы в атомах, приводящие к возникновению фотонов с частотой в оптическом диапазоне. Резонансная частота у них иногда в 100 тысяч раз больше, чем у микроволновых предшественников. Это позволяет добиться большей стабильности и уменьшить относительную статистическую погрешность в определении времени в сто раз, то есть до 10 в минус 18 степени. Но что касается размеров, оптическим атомным часам сегодня обычно требуется отдельная комната в лабораториях. Кроме того, это очень сложные устройства, и их работу корректируют ученые. Военных интересуют два типа прототипов для разных видов миссий. Первые часы должны весить менее пяти килограмм, потреблять менее 25 ватт энергии, автономно работать в течение 10 дней и быть устойчивыми к изменениям скорости, вибрации и температуры. Последнее условие необходимо, чтобы они могли работать на воздушных и космических платформах, таких как тактические самолеты и спутники. Устройство должно быть в сто раз точнее самых точных портативных часов. Вторые часы должны весить менее 200 килограмм и потреблять менее 400 ватт. Они предназначаются для более стабильных платформ, например, кораблей или наземных баз. Предполагается, что они смогут обходиться без ручной корректировки один месяц.

Другие интересные новости:

▪ Процессор Qualcomm Snapdragon 602A для автомобильных медиацентров

▪ Сверхбыстрый термический принтерный блок с интерфейсом USB

▪ Батарейка на желудочном соке

▪ 64-разрядные процессорные ядра MIPS Warrior I6400

▪ Гены против гравитации

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбительские расчеты. Подборка статей

▪ статья Уголовное право. Особенная часть. Шпаргалка

▪ статья Кто вдохновил на работу в спецслужбах своего будущего спасителя? Подробный ответ

▪ статья Художественный редактор. Должностная инструкция

▪ статья Еще один телефонный Сторож. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бах! И фанерка пополам. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025