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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Миниатюрный робот-трансформер 13.12.2012 Это устройство не похоже ни на что привычное - какая-то гусеница из множества металлических колечек, полосочек, шпилечек, гаек и винтиков в беспорядке накрученных друг на друга, олицетворение хаоса в слесарном ящике. Но на самом деле это очень серьезное устройство. Оно называется миллимотеин - в названии зашифрованы и миллиметровые размеры компонентов и моторизованный дизайн и протеины - сложные молекулы белков, которые, естественно, складываются в невероятно сложные формы. Этот крошечный робот может стать предвестником будущих устройств, которые могли бы сами складываться в практически любые формы, какие можно себе представить. Устройство было задумано Нилом Гершенфельдом, руководителем одного из научных Центров Массачусетского технологического института, приглашенного ученого Ара Кнаяна и аспиранта Кеннета Ченга. Оно было недавно представлено на конференции интеллектуальных роботов и систем в 2012 году. "Его ключевой особенностью является то, что фактически это одномерный робот, который может быть сконструирован в виде непрерывной полосы условно движущихся частей, которые можно затем сложить в произвольной форме", - говорит Гершенфельд. Чтобы построить самого маленького робота в мире, команда должна была придумать совершенно новый вид двигателя: не только малый и мощный, но также способный поддерживать готовность к работе даже при отключенном питании. В принципе, двигатель отдаленно напоминает гигантские электромагниты, используемые в складах металлолома. Те самые, которые могут поднять автомобиль. В них находится мощный постоянный магнит, который, как и обычный природный, не требует специального электрического питания. В паре с ним более слабый магнит - тот, чье магнитное поле наводится катушкой. Эти два магнита разработаны так, что их поля либо суммируются, либо взаимно нейтрализуются, в зависимости от того, как их переключить. Таким образом, сила мощного магнита может быть отключена по желанию - например, чтобы отпустить поднятый груз, например, автомобиль - без того, чтобы расходовать огромное количество энергии на работу электромагнита все время. В миниатюрном исполнении для крошечного робота этот принцип двигателя представляет собой ряд постоянных магнитов в паре с электромагнитами, расположенными по кругу.

Другие интересные новости:

▪ Витамин C иногда помогает от простуды

▪ В Солнечной системе существовала алмазная планета

▪ Наушники Philips Fidelio L2

▪ Австралийские дети останутся без соцсетей

▪ Релиз iPhone SDH состоялся

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Газонокосилка ГК-1. Чертеж, описание

▪ статья В какой стране у каждой семьи должна быть уникальная фамилия? Подробный ответ

▪ статья Сторож (охранник) в баре. Должностная инструкция

▪ статья Усилитель для FM приемника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебное яблоко. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025