1. Схема управління освітленням прохідного приміщення на D-тригері.
2. Схема управління освітленням прохідного приміщення на мікроконтролері PIC12F629
3. Опис роботи схеми
4. Деякі деталі схеми
5. кнопки
6. мікроконтролер
7. Світлодіоди підсвічування кнопок
8. Реле управління освітленням
9. Друкована плата
10. прошивка
11. висновок

Коли Вам необхідно включати і вимикати освітлення приміщення або території завжди з одного місця, наприклад, при вході і виході через одну і ту ж двері, то ні чого краще і простіше звичайного клавішного вимикача людство ще не придумало (рисунок 1).

Малюнок 1.

Для управління освітленням прохідного приміщення існує трохи ускладнене, але теж доступне рішення, якщо точок керування не більше двох. Це схема з прохідними вимикачами (малюнок 2).

Малюнок 2. Коридорна схема освітлення з двома прохідними вимикачами.

Коли приміщення має 3 і більше виходу, або просто необхідно організувати 3 і більше точки управління, то прохідна схема значно ускладнюється тим, що для третьої і наступних точок управління потрібні вимикачі зі здвоєними перекидними контактами, які набагато дорожче коштують і їх складніше дістати (малюнок 3 ).

Малюнок 3. Коридорна схема освітлення з трьома прохідними вимикачами.

При цьому, потрібно пам'ятати, що до кожного такого вимикача доведеться тягнути вже не дві, не три, а цілих чотири жили, що теж веде до додаткових витрат.

Виходячи з дорожнечі самих прохідних вимикачів і електропроводки, було прийнято рішення спроектувати просту електронну схему управління освітленням, доступну для повторення радіоаматором навіть початкового рівня.

Схема управління освітленням прохідного приміщення на D-тригері.

В наявності була мікросхема з двома D-тригерами - К155ТМ2. Вирішив використовувати її в якості позиціонує (запам'ятовує положення вимикача) пристрої. Трохи поколдовав, придумав просту схему (рисунок 4).

Віртуально зібравши схему в протеус, переконався в її працездатності. Залишалися побоювання з приводу впливу брязкоту контактів, які підтвердилися після тесту реально зібраної схеми.

Зважаючи на брак досвіду вирішення подібних завдань, звернувся за допомогою до хлопців на форумі про радіо . Користувач DWD дав кілька слушних порад , Один з яких я спробував втілити на практиці (малюнок 5). Ланцюжок R9-C4 повинна була працювати як времязадающій елемент, що уповільнює зміну сигналу на вході тригера D при зміні стану інверсного виходу. Здавалося б, все просто, і має допомогти. У теорії це так, але на практиці довелося підбирати номінали елементів времязадающей ланцюжка, яка виправила становище лише від частини. Схема стала спрацьовувати більш передбачувано, але періодично давала осічки.

Малюнок 5. Схема управління освітленням на D-тригері.

Розчарувавшись в такій простій спосіб розв'язання проблеми, вирішив піти трохи більш складним, але і більш цікавим шляхом - зібрати схему на мікроконтролері. Переваги такого рішення очевидні. Без особливих маніпуляцій зі схемотехнікою можна в значній мірі змінювати алгоритм роботи схеми - налаштовувати часові характеристики в широких межах, програмно виключати вплив брязкоту контактів, залипання кнопок і багато іншого.

Схема управління освітленням прохідного приміщення на мікроконтролері PIC12F629

В наявності був 8 вивідний мікроконтролер PIC12F629. Не виключаю, що можна знайти і більш дешеві для подібних цілей, але я виходив з того, що мав на руках. За основу взяв триггерную схему, яку приводив раніше, кілька адаптувавши для роботи з мікро контролером і допрацювавши сигнальну частину кнопок. Вийшла схема на малюнку 6.

Опис роботи схеми

Мікроконтролер має вбудований тактовий генератор, який використовується в його роботі (опціонально).

Малюнок 6. Коридорна схема управління освітленням на мікроконтролері PIC12F629.

З виходу мікроконтролера GP4 через індикаторний діод VD3 сигнал надходить на базу ключа VT2, який замикає сигнальну ланцюг кнопок. При цьому світяться діоди підсвічування кнопок VD1, VD2 і VD5. Опір R1 підібрано виходячи з величини струму всіх світлодіодів підсвічування. При збільшенні числа світлодіодів їх яскравість знижується. Всі світлодіоди підсвічування повинні мати однакову напругу світіння.

При розімкнутих кнопках на резисторі R1 встановлюється напруга світлодіодів, яке через що обмежує резистор R2 подається на базу транзистора VT1. Цей транзистор відкривається і підтягує вхід мікроконтролера GP5 до мінуса харчування, тобто Встановлює логічний рівень нуля. При замиканні будь-який з кнопок сигнальна ланцюг кнопок шунтируется на мінус харчування через ключ VT2, на спайці R1-R2 напруга падає практично до нуля, транзистор VT1 закривається. При цьому, резистор R3 підтягує вхід мікроконтролера GP5 до плюса харчування, встановлюючи на ньому логічну одиницю. При цьому, мікроконтролер змінює стан виходу GP0 на протилежне, включаючи або вимикаючи реле освітлення KL1 транзисторним ключем VT3.

Ключ VT2 введений в схему для управління підсвічуванням кнопок і його можна було б в принципі не використовувати. Це потрібно враховувати при розгляді алгоритму роботи схеми.

Для виключення впливу брязкоту контактів, програмно введена затримка аналізу вхідного сигналу. Відразу після зміни стану реле освітлення, мікроконтролер чекає, коли буде відпущена кнопка. Як тільки кнопка відпускається, мікроконтролер закриває ключ VT2, підсвічування гасне і деякий час натискання кнопок не призведе до зміни вхідного сигналу на нозі мікроконтролера GP5. Ця витримка часу враховує брязкіт контактів, а так само показує стан неактивності кнопок управління.

Деякі деталі схеми

Блок живлення

При створенні подібних схем головним болем є мережевий джерело живлення. Його виготовлення вимагає додаткових витрат часу на пошук схемотехнічного рішення і виготовлення, а так само додаткових деталей. Я пішов простішим шляхом. Купив через інтернет невелику партію компактних зарядних пристроїв для телефонів з параметрами виходу 5В 1А, які мені обійшлися всього 30 рублів за штуку і буду надалі використовувати в подібних схемах. Схема ЗУ виймається з корпусу, відпоювали провідники живлення 220 В і USB-роз'єм для підключення кабелю, а на їх місце припаиваются мідні штирі, пайкою яких і буде монтуватися готовий блок живлення на плату створюваного пристрою. Плата БП досить компактна і така модульність пристрою виглядає навіть привабливо.

кнопки

Як кнопок можна використовувати наявні в продажу дзвінкові. Але скільки я їх бачив в місцевих магазинах електротоварів, жодна модель не привернула своїм естетичним виглядом. Рішення було досить простим: були придбані три одноклавішних недорогих вимикача. У механіку вимикачів, в залежності від конструктиву, певним чином вбудовується поворотна пружина, яка з достатнім зусиллям прагне повернути положення контактів в розімкнуте. Я використовував пружинку з сальників підшипників.

мікроконтролер

Для того, щоб мікроконтролер при необхідності можна було перепрограмувати або оперативно замінити новим, під нього була впаяна майданчик DIP8.

Світлодіоди підсвічування кнопок

Для підсвічування кнопок я взяв світлодіоди з кишенькових ліхтариків. Світять вони досить яскраво, так що не просто позначають самі кнопки, але навіть висвітлюють простір на підлозі під ними, при цьому можна обережно пройти по приміщенню не вмикаючи світло, що може бути несподівано корисно при згорілої лампи освітлення. Діоди потрібно підбирати однотипні, тоді і яскравість їх буде приблизно однакова.

Реле управління освітленням

В якості силового реле, комутуючого освітлення бажано вибирати реле з потужними контактами, або контактори. В іншому випадку бажано використовувати додаткове силове реле, контакти якого відповідають навантаженні комутованого освітлення. Я вибрав малогабаритне реле на 5 В з навантажувальною здатністю комутованих контактів 6 А при 240 В. Це дозволило змонтувати реле на платі пристрою і виключити необхідність використання зовнішнього силового реле.

Друкована плата

Друковану плату я проектував виходячи з наявності деталей і конфігурації модуля блоку живлення. У будь-якому конкретному випадку її можна змінити під конфігурацію інших компонент і під розмір плати вбудованих в модульні корпусу на DIN-рейку.

Зображення друкованої плати завантажено в масштабі 200%, тому, якщо завантажити малюнок печатки з сайту як є, то при друку для Лут його потрібно роздрукувати в масштабі 50%. Хто помагає P-CAD, раджу використовувати PCB файл, оскільки якість відбитка буде максимальним.

прошивка

Програма писалася на асемблері. Текст програми досить забезпечений необхідними коментарями і містить всього кілька рядків. При бажанні можна експериментувати з кодом з метою налаштування або поліпшення роботи схеми. Так само додається готовий HEX файл для прошивки мікроконтролера без маніпуляцій з кодом.

висновок

У підсумку, я заощадив на прохідних вимикачах і силових проводах. Але із задоволенням витратив деякий час на програмування і виготовлення, яке не завжди є у кожного навіть при бажанні. Так що, з питання рентабельності застосування даного рішення залишається тільки міркувати. Але свого часу Ви можете трохи заощадити, застосувавши готове рішення, описане тут.

Архів файлів проекту гойдається по цим посиланням .