Автопортал || Авто - статьи

Сельскохозяйственная техника
Чтение RSS

Безконтактний вимикач освітлення для сучасних меблів

Андрій Гаврилюк

Описується тут пристрій призначений для установки в сучасні меблі, зокрема, в кухонні шафи і шафи-купе. А сучасні меблі не обходиться без підсвічування, або навіть освітлення. І розширення функціональних можливостей цього освітлення зробить меблі ще більш сучасною. Але, думаю, що даний пристрій може мати ширшу сферу використання.

Цей безконтактний вимикач призначений для управління меблевим освітленням на галогенових лампочках, чи інших освітлювальних приладах, які не бояться фазових регуляторів 220 В змінного струму.

На фото показані два безконтактних вимикача на демонстраційному стенді, встановлених на краю меблевої дошки.

Принцип дії

Принцип дії даного пристрою простий: інфрачервоний (ІК) діод висвітлює знаходиться перед ним предмет, і відбите світло потрапляє на ІК фотоприймач, детектирующий це випромінювання. Якщо рівня відбитого ІК світла недостатньо (предмет відсутня, або перебуває занадто далеко), освітлення вмикається, якщо рівень випромінювання досить високий - освітлення вимкнене.

Функціональні можливості

  • Вражаюча автоматизація освітлення: відкриваєш дверцята кухонної шафи або відкочується двері шафи-купе, і вмикається світло.
  • Для підвищення завадостійкості застосований алгоритм захисту від фонової засвітки зовнішнім світлом ламп, сонця, а також сигналів якогось пульта дистанційного керування.
  • Включення освітлення відбувається плавно, рівень яскравості розбитий на 16 градацій, і, за допомогою управління фазою включення симистора, запалювання ламп відбувається протягом 2 ... 3 секунд. Це досить важлива функція, що дозволяє істотно продовжити життя освітлювальних ламп. І справа зовсім не у вартості замінних ламп, а в тому, що такі заміни - досить трудомісткий і клопіткий процес, а для неспеціаліста і зовсім неможливий. Тому продовження терміну роботи ламп зробить систему меблевого освітлення ще більш привабливою.
  • Можна регулювати яскравість світіння ламп освітлення, при включенні рівень яскравості плавно збільшується саме до обраного рівня. При натисканні на мікрокнопку яскравість ламп починає циклічно змінюватися зверху вниз, і навпаки, від низу до верху, і на бажаному рівні світла необхідно відпустити кнопку. При цьому встановлений рівень зберігається в незалежній пам'яті мікропроцесора.
  • Якщо ви забули закрити дверцята, світло буде горіти 30 хвилин і автоматично вимкнеться сам, що сприяє підвищенню пожежної безпеки. Щоб світло запалилося знову, досить закрити і знову відкрити дверцята.

Принципова електрична схема

Натисніть для збільшення
Натисніть для збільшення

Основою схеми є мікропроцесор PIC12F675 , Який реалізує всі закладені в пристрій функціональні можливості. Через резистор R12 і транзистор VT2 мікропроцесор управляє інфрачервоним діодом VD3. Відбитий сигнал сприймається фотоприймачем VF1 і через діод VD5 проходить на висновок 4 мікропроцесора, який використовується як вхід. Діод необхідний для розв'язки ланцюгів при програмуванні процесора, так як конструкцією пристрою передбачено програмування процесора після монтажу на друковану плату. Резистор R28 нівелює вхідну ємність високоомного мікропроцесорного входу. Кнопка управління підключена до висновку 2. Симистор Q1 управляється мікропроцесором через резистори R8, R21 і транзистор VT1. Ланцюжок резисторів R2, R5, R11 необхідна для організації детектора переходу фази через нуль. Сигнал з цього ланцюга приходить на висновок 7 мікропроцесора, запрограмований як вхід. При зростанні фазної напруги, починаючи від 0 В, вже при напрузі 5 В мікропроцесор детектирует на цьому вході логічну одиницю, тобто фіксує початок наступного періоду змінної напруги. При подальшому зростанні напруги його «надлишки» через внутрішній захисний діод проходять в ланцюг харчування мікропроцесора. Харчування схеми здійснюється через гасить високовольтний конденсатор С1 і токоогранічительний резистор R1, а стабілізується стабілітронів VD2. Конденсатор С6 і дросель L1 служать для зниження перешкод при перемиканні сімістора. Ланцюжок R3, R6, C4 передбачена для можливості вимірювання амплітуди змінної напруги, але в програмі така функція не реалізована, і тому встановлювати на плату ці елементи немає необхідності. Діод VD4 також служить для розв'язки при внутрішньосхемне програмування мікропроцесора.

конструкція

Плата одностороння, розмірами 39 × 78 мм. В її центрі отвір діаметром 11 мм. Плата вставляється в пластмасовий корпус Z23, в якому просвердлені отвори для кнопки S1, світлодіода і фотоприймача, а також для вхідних і вихідних провідників.

Друкована плата по ширині вже корпусу, і в нижній його частині свердлити два отвори для кріплення пристрою шурупами. При установці знімається верхня частина корпусу, нижня частина кріпиться на меблевій дошці, проводиться підключення проводів, а потім встановлюється на місце верхня кришка. Друкована плата виконана для установки як елементів поверхневого монтажу, так і вивідних елементів. Симистор встановлюється на плату лежачи і кріпиться гвинтом і гайкою. Великий масив мідної фольги під симистором служить хоч невеликим, але все ж, радіатором. До пристрою можна підключати лампи потужністю до 200 Вт. Для підключення провідників на плату встановлено дві клемні гвинтові колодки Degson з кроком між висновками 5 мм. Одна, права колодка, служить для підведення змінної напруги, а ліва - для підключення освітлювальних приладів. Конденсатори С1 і С6 монтуються лежачи. На платі передбачена установка двох видів мікрокнопок, прямий (отвір під неї сверлится у верхній кришці корпусу) і бічний (відповідно, збоку). Шток мікрокнопка не повинен виходити з корпусу, щоб натиснути на нього можна було тільки чимось тонким, наприклад, сірником, або зубочисткою. У лівому куті плати знаходяться п'ять контактних майданчиків, які можна використовувати для підключення програматора.

тут ви знайдете файл прошивки мікропроцесора. При програмуванні потрібно встановити процесор в режим роботи від внутрішнього RC генератора, сторожовий таймер відключити, таймер по включенню живлення включити, біти MClr і Bod - відключити, ну, і біти захисту від зчитування області програми і ЕППЗУ, звичайно, теж включити.

застосовувані елементи

Найменування елементів наведені на принциповій схемі. Особливих вимог до них немає. Треба сказати, що резистор R1 потрібен обов'язково 2 Вт, так як його максимальна напруга 500 В. Конденсатори С1 і С6 високовольтні, на 630 В. Потужність стабилитрона VD2 повинна бути 0.5 Вт. Симистор Q1 і дросель L1 повинні витримувати струм не менше 1 А. Фотоприймач VF1 розрахований на частоту ІК імпульсів 36 кГц, і замінювати його на інший тип не можна. Світлодіод VD3 - для пультів дистанційного керування діаметром 3 мм. Його висновки необхідно зігнути під прямим кутом і запаяти в плату на необхідну висоту. R1, VD1, C1, VD2, VD3, C6, L1, Q1, SA1, VF1, С5 - вивідні елементи, інші - для поверхневого монтажу.

висновок

Звичайно, чутливість безконтактного датчика залежить від відбивної здатності поверхні поміщеного перед ним предмета. Наприклад, від руки пристрій спрацьовує з відстані 20 ... 15 см, від білого крейдованого аркуша паперу - 30 см, а від чорної вовняної тканини - 1 ... 2 см. Тому, перед установкою пристрою, необхідно перевірити надійність його роботи. Якщо ви плануєте використовувати його в меблів зі скляними дверцятами, необхідно перед вимикачем наклеїти на скло невеликий акуратний шматочок непрозорого світлого матеріалу.