Автомат управления лестничным освещением с датчиком движения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Устройства, управляющие освещением лестницы в доме, не новы и многократно описаны в литературе и Интернете. Автор предлагает свой вариант на базе готового модуля HC-SR501 с пироэлектрическим датчиком движения.

Интернете достаточно сведений о его характеристиках, причем зачастую довольно противоречивых. Ввиду этого для получения правдоподобных сведений о возможностях модуля его характеристики пришлось перепроверять частично опытным путем, частично - путем анализа схемы. В результате автор пришел к следующим значениям (правда, их с уверенностью можно отнести лишь к одному экземпляру модуля, подвергнутому испытаниям):

• Параметры зоны обнаружения пределы регулировки дальности, м .......3...8
• телесный угол, град.......140
• Режимы срабатывания ...... одиночное, циклическое "Мертвое" время между сигналами тревоги, с .......2...2,5
• Пределы регулировки времени удержания сигнала тревоги, с .......5...250
• Уровни сигнала тревоги, В активный ....... 3
• пассивный ....... 0
• Напряжение питания, В.......4,5...12
• Собственный ток потребления, мА .......0,06

Модуль имеет "ночной" режим работы, но для этого требуется установить в него фоторезистор.

В Интернете можно встретить информацию о работоспособности модуля HC-SR501 при напряжении питания 20...30 В. Это не соответствует действительности, так как на его входе питания установлен оксидный конденсатор с номинальным напряжением 16 В. Поэтому разумно питать его напряжением не более 12 В.

Примененная в модуле микросхема формирует на своем выходе сигнал тревоги в уровнях трехвольтной логики. Но между ее выходом и выходным контактом OUT модуля включен резистор сопротивлением 1,5 кОм, поэтому нагрузочная способность модуля очень невелика.

В режиме одиночного срабатывания после первого обнаружения движущегося в чувствительной зоне предмета логический уровень напряжения на выходе модуля становится высоким и остается таким на 5...250 с (время удержания устанавливают при налаживании), другие возможные в этот период обнаружения игнорируются. По истечении времени удержания уровень выходного сигнала возвращается к низкому, но следующее обнаружение становится возможным лишь после восстановления свойств датчика (это время называют "мертвым").

В режиме циклического срабатывания после первого обнаружения движения на выходе модуля также устанавливается высокий уровень на время удержания, однако дальнейшие срабатывания, произошедшие до истечения этого времени, начинают его отсчет заново. В результате уровень на выходе остается высоким до тех пор, пока длительность паузы между последовательными обнаружениями движения не превысит время удержания.

На фотоснимках модуля, которые можно найти в Интернете, видна перемычка "MD", переставляя которую переключают режимы срабатывания. Однако в модуле, который имеется у автора, лишь обозначено место для ее установки, а печатные проводники разведены так, что модуль всегда работает в режиме циклического срабатывания.

Рис. 1. Датчик движения

Под "ночным" режимом работы подразумевается блокировка срабатывания модуля в светлое время суток. Эта полезная функция позволяет экономить как электроэнергию, так и ресурс источников света. Для ее реализации в отверстия, помеченные на плате модуля как "RL" (рис. 2), необходимо впаять фоторезистор. Никаких данных о его характеристиках и особенностях режима автору найти не удалось, однако установка фоторезистора GL5516 с темновым сопротивлением около 500 кОм дала вполне удовлетворительный результат. Срабатывать в светлое время суток модуль перестал, поэтому дальнейшие исследования в этом направлении не проводились.

Рис. 2. Плата модуля

Модуль HC-SR501 значительно облегчил создание автомата управления лестничным освещением. К нему пришлось добавить лишь коммутатор источника света и узел питания. Коммутатор было решено построить на симисторе, что сделало устройство более компактным, надежным и бесшумным по сравнению с электромагнитным реле. Учитывая, что собственное потребление тока таким устройством невелико, для узла питания была выбрана бестрансформаторная схема. Это позволило уменьшить общие размеры устройства, принципиальная схема которого показана на рис. 3. Оно питается от сети 230 В, 50 Гц, потребляя в основном реактивную, не учитываемую бытовыми счетчиками, мощность около 5 В-А, и способно коммутировать лампы общей мощностью до 200 Вт.

Рис. 3. Принципиальная схема устройства

Бестрансформаторный узел питания (C2, VD1, VD2, с1) формирует постоянное напряжение 5 В. Коммутатор осветительных ламп построен на симисторе VS1, управляемом симисторным оптроном Ul. Оптроном в свою очередь управляет выходной сигнал модуля HC-SR501. Но управлять оптроном непосредственно модуль не может, поскольку минимальный ток излучающего диода оптрона, при котором открывается его фотосимистор, - 5 мА, а нагрузочная способность выхода модуля существенно ниже. Поэтому излучающий диод подключен к модулю через эмиттерный повторитель на транзисторе VT1, который обеспечивает необходимое усиление тока.

Примененный в качестве VS1 симистор BTA08-800 может коммутировать значительно более мощную цепь, чем указано выше. Но для этого его пришлось бы установить на теплоотвод, места для которого в авторском варианте конструкции не предусмотрено ввиду ограниченных размеров корпуса.

Все детали автомата, за исключением модуля HC-SR501, размещены на печатной плате размерами 58x28 мм (рис. 4), с которой модуль соединен тремя проводами. Плата рассчитана на установку резисторов для поверхностного монтажа типоразмера 1206. Остальные детали - в обычном исполнении. Оксидный конденсатор C1 "уложен" на плату и приклеен к ней. Конденсатор C2 - К73-17 с номинальным постоянным напряжением 630 В или аналогичный импортный. Трехконтактная винтовая колодка Х11 для подключения питающей сети и светильника EL1 - DG301 -5.0-03P-12. Все устройство, внешний вид которого показан на рис. 5, помещено в стандартный корпус G515B размерами 66x66x30 мм.

Рис. 4. Печатная плата

Рис. 5. Внешний вид устройства

Для реализации "ночного режима" (если он необходим) снимите с платы модуля линзу Френеля (сделать это очень легко), вставьте в отверстия "RL" выводы фоторезистора и припаяйте их, после чего установите линзу Френеля обратно. Но впаивать фоторезистор следует только после завершения налаживания и регулировки устройства, в противном случае проводить эти операции придется в темноте, что очень неудобно.

Поскольку все элементы описанного устройства находятся под напряжением питающей сети, работая с ним при открытом корпусе, следует соблюдать правила электробезопасности.

Первое включение устройства целесообразно проводить без модуля HC-SR501, что позволит уберечь этот модуль от повреждения в случае неправильной работы узла питания. Включив устройство в сеть, прежде всего проверьте напряжение на конденсаторе C1, которое должно находиться в пределах 5,1±0,3 В. Через 20...30 с отключите устройство от сети и оцените температуру корпуса стабилитрона VD2. Он может быть чуть теплым. Сильный нагрев корпуса стабилитрона свидетельствует о неправильном выборе емкости или неисправности конденсатора C2.

Далее подключите к контактам 1 и 3 колодки XT1 лампу накаливания на 230 В. Включите устройство в сеть и подождите 20...40 с завершения переходных процессов в модуле (в это время лампа может иногда зажигаться). Затем внесите движущийся объект в зону чувствительности модуля, например, просто взмахните вблизи него рукой - лампа должна включиться. Если так и произошло, все работает нормально. Если нет, причинами могут быть:

- недостаточный для открывания фотосимистора оптрона U1 ток его излучающего диода. Он должен быть не менее7...8 мА и может быть установлен подборкой резистора R1;
- неисправности деталей или ошибки монтажа.

Закончив проверку, подстроечными резисторами модуля HC-SR501 установите требуемые дальность обнаружения (правым, согласно рис. 2) и время удержания сигнала тревоги (левым, согласно рис. 2). Рекомендуется регулировать дальность обнаружения, установив устройство на место его постоянного расположения, чтобы учесть возможное влияние окружающих предметов на его работу. По завершении регулировки в модуль HC-SR501 при необходимости установите фоторезистор, обеспечивающий его работу в "ночном" режиме.

Файл печатной платы в формате Sprint Layout 5.0: ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/stairs.zip.

Автор: А. Савченко

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Ледники Арктики наполнены жизнью 04.06.2023 Новое исследование доказало, что арктические льды вовсе не так безжизненны, как может показаться, на первый взгляд. Может показаться, что ледники Арктики полностью лишены жизни, однако ученые уверяют, что это совсем не так. На самом деле, ледовые и снежные ковры в Гренландии и Исландии буквально наполнены микроскопическими формами жизни. Более того, подобно сезонным зомби, многие из этих организмов впадают в зимнюю спячку и просыпаются от морозного сна с наступлением лета и таянием ледников. По словам микробиолога из Орхусского университета в Швеции, Александра Анесио, даже в небольшой луже талой воды ледника могут запросто бодрствовать почти 4 000 разных видов. Исследователи отмечают, что в большинстве своем эти микроскопические организмы процветают пользуясь бактериями, водорослями, вирусами и микроскопическими грибами. По сути они являются целой экосистемой, о существовании которой исследователи долгое время ничего не знали. Все изменилось, когда ученые изучили лед и снег на двух ледниках в середине-конце лета: один из них был расположен в Исландии, а другой - в Гренландии. Большая часть, обнаруженных учеными бактериями, были активными, другие не двигались или были мертвы. Но интересным оказалось другое, ученые обнаружили, что через день после размораживания некоторые из этих "спящих микробов" возродились и вновь обрели способность читать гены и производить строительные блоки аминокислот. Результаты исследования свидетельствуют о том, что через три дня оттаивания в лаборатории образцы содержали на 35% больше активных микробов. Полученные исследователями данные свидетельствуют, что микробные сообщества в снегу и льду действительно могут быстро реагировать на таяние. По словам Анесио, адаптация к изменению климата, как правило, считается очень полезной, однако это также означает, что резкое изменение в одном организме может дестабилизировать ситуацию во всей экосистеме.

Другие интересные новости:

▪ Высоковольтные МОП-транзисторы для быстродействующих коммутационных устройств

▪ Ветроэлектрогенератор с лазером

▪ Астероидов стало меньше

▪ Космическая разведка США

▪ Высокоскоростной SSD Sabrent Rocket NVMe 4.0 1 ТБ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Культурные и дикие растения. Подборка статей

▪ статья Сладкая жизнь. Крылатое выражение

▪ статья Сколько пальцев у двупалого ленивца? Подробный ответ

▪ статья Радиоизмерительные работы. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Compact Clean Boost Pedal. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Световой зонд. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026