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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Шум бактерии 28.04.2022 Команда ученого Фарбода Алиджани из Делфтского технологического университета уловила шум, который издают бактерии, при первоначальном исследовании основ физической механики графена. Графен - это форма углерода, состоящая из одного слоя атомов, также известная как чудо-материал. Он очень прочный, с хорошими электрическими и механическими свойствами, а также чрезвычайно чувствителен к внешним силам. Эта анимация показывает, как графеновый барабан может воспроизводить звуки бактерий. Звук прекращается, когда бактерия уничтожается антибиотиком. Когда одна бактерия прилипает к поверхности графенового барабана, она генерирует случайные колебания с амплитудой всего в несколько нанометров, которые можно было бы обнаружить. Ученые смогли слышать звук единственной бактерии! Чтобы понять, насколько крохотны эти удары жгутика по графену, стоит сказать, что они как минимум в 10 миллиардов раз меньше, чем удар боксера при достижении боксерской груши. Тем не менее, эти наноразмерные биты можно преобразовать в звуковые дорожки и прослушать - и как же это круто. Ученые утверждают, что данное исследование имеет огромное значение для выявления устойчивости к антибиотикам. При этом результаты эксперимента были однозначными: если бактерии были устойчивы к антибиотику, колебания просто продолжались на том же уровне. Когда бактерии были восприимчивы к препарату, колебания уменьшались до одного-двух часов, но затем они полностью исчезали. Благодаря высокой чувствительности графеновых барабанов это явление можно обнаружить, используя всего одну ячейку. "В будущем мы стремимся оптимизировать нашу платформу чувствительности одноклеточных графеновых антибиотиков и проверить ее на различных патогенных образцах. Так что в конечном итоге его можно будет использовать в качестве эффективного диагностического инструментария для быстрого выявления устойчивости к антибиотикам в клинической практике", - отметили ученые.

Другие интересные новости:

▪ Роутер Netgear Nighthawk AC1900 (R7000) со скоростью 1900 Мбит/с

▪ Нитке - 8500 лет

▪ Беспилотный поезд от Deutsche Bahn и Siemens

▪ Молоко будут давать микробы

▪ Датчики изображения SeeDevice PAT-PD

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Мессалина. Крылатое выражение

▪ статья Какая компания расплатилась с долгами на заре существования за счет выигрыша в казино? Подробный ответ

▪ статья Полынь эстрагонная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья ИК-ретранслятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания для Си-Би радиостанции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026