Сенсорний регулятор освітлення з дистанційним керуванням. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Сенсорний регулятор освітлення з дистанційним керуванням. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Мікроконтролери

Коментарі до статті

Пропонований пристрій - один із варіантів мікроконтролерних регуляторів яскравості ламп розжарювання, конструкції яких можна знайти у всесвітній мережі інтернет та в радіоаматорській літературі.

У подібних регуляторах зазвичай використовується один із трьох способів управління: від власного пульта; від будь-якого пульта із запам'ятовуванням коду клавіші; від будь-якого пульта при натисканні будь-якої клавіші певним чином. У цьому випадку обраний перший варіант, який я вважаю найбільш вдалим, незважаючи на те, що потрібний окремий пульт керування.

Трохи поясню чому. Оскільки різні системи інфрачервоного управління мають різну несучу частоту модуляції, то вони також можуть відрізнятися в довільно використовуваній парі "пульт - регулятор", внаслідок чого дальність управління може сильно зменшитися, що викликає деякі незручності. Недоліком останнього способу так само є і те, що регулятор може реагувати на команди, які йому зовсім не призначені або регулювання утруднене внаслідок складних маніпуляцій клавішею пульта.

Управління пропонованим регулятором здійснюється двома кнопками будь-якого пульта дистанційного керування, що працює з широко поширеною системою команд RC-5. Пульти цієї системи досить доступні та дешеві.

Функції, які виконує регулятор:

дистанційне включення та вимикання світла, регулювання яскравості освітлення;
місцеве включення, вимикання та регулювання яскравості освітлення за допомогою сенсора, який не має гальванічного контакту з людиною під час торкання;
плавне включення освітлення, що продовжує термін служби лампи розжарювання
запам'ятовування попередньої установки яскравості лампи та стану регулятора. Завдяки динамічному використанню EEPROM для цих функцій ресурс на кількість маніпуляцій управління регулятором становить не менше 5,4 млн. разів.
автовимикання через 12 годин, що використовується для забутого включеного світла;

Управління регулятором

Ручне (сенсорне) керування здійснюється дотиком всією долонею або складеними разом чотирма пальцями сенсора без зусилля.

Увімкнення або вимкнення освітлення – одноразове короткочасне торкання сенсора (0,5 – 1 сек.).
Регулювання яскравості освітлення – утримання долоні на сенсорі більше 1 сек. Кожен наступний тривалий дотик викликає протилежний напрямок зміни яскравості.

Дистанційне керування здійснюється пультом ДУ, спрямованим у бік вимикача. Для керування регулятором визначаються дві клавіші пульта.

Вимкнення або увімкнення освітлення – одноразове короткочасне натискання відповідної клавіші пульта (0,1-1 сек.).
Регулювання яскравості освітлення – утримання натиснутої клавіші більше 1 сек.

Коди кнопок пульта дистанційного керування, що відповідають цим командам, зберігаються в ЕЕРROM мікроконтролера. Завдяки цьому в режимі навчання (який описано в інструкції) можна в будь-який момент змінити набір кнопок пульта, якими здійснюється керування регулятором.

пристрій регулятора

Регулятор побудований на недорогому та доступному мікроконтролері ATtiny2313-20SU. Принципова схема пристрою наведена нижче.

(Натисніть для збільшення)

Вузол живлення складається з елементів С2, R2, VD1, VD2, C3, C4 служить для забезпечення мікроконтролера та ІЧ-приймача напругою живлення, близьким до 5 В. Елементи R3C5 є фільтром ланцюга живлення фотоприймача.

Вузол синхронізації. На R4R6 виконаний дільник вхідної напруги, який необхідний для детектування нуля та усунення хибних спрацьовувань у моменти відкривання VS1. C6 служить придушення імпульсних перешкод. Вихід дільника підключено висновку PD2. Внутрішні діоди цього висновку МК обмежують вхідну напругу.

Вузли управління та індикації. На елементах R7, VT1, R8, C7 реалізовано вузол сенсорного керування. Коли рука на сенсорі відсутня - VT1 закритий і на вхід мікроконтролера PD4 надходить напруга логічної одиниці. Під час торкання кришки регулятора цей вхід надходить напруга логічного нуля і програма МК відпрацьовує команди управління.
Світлодіод HL1 використовується для індикації режимів роботи.
Фотоприймач В1 приймає ІЧ-посилки від пульта дистанційного керування. У ньому також відбувається демодуляція несучої частоти посилок RC-5 (36 кГц). Сформований вихідний сигнал фотоприймача подається на вхід мікроконтролера РD3. Декодування ІЧ посилок у МК здійснюється програмно. Аналізуючи код прийнятої команди, мікроконтролер DD1 формує сигнали керування симістором VS1, який керує лампою.
На елементах HA1, R11, R12, R13, VT2 зібраний генератор звукової частоти за типовою схемою, рекомендованою виробником п'єзовипромінювача. R10 служить для деякого зниження живлення генератора і струму його споживання, що не позначається на якості його роботи. Звукові сигнали подаються в процесі керування регулятором.

Вузол комутації навантаження. З виведення PB0 мікроконтролера DD1 негативні імпульси через R5 відкривають симистор VS1 в різні моменти напівхвилі напруги і таким чином регулюється яскравість свічення лампи. Ланцюг R1C1 і дросель L1 служать для придушення перешкод, що йдуть від регулятора в мережу в момент комутації навантаження.

Конструкція регулятора

Регулятор зібраний на односторонній друкованій платі з фольгованого склотекстоліту, креслення та розташування деталей якої знаходяться в файлах, що додаються. Плата призначена для встановлення в настінний одноклавішний вимикач освітлення VI-KO (моделі "Yasemin" або "Сarmen"), з якого видалені непотрібні елементи і кріпиться до каркаса за допомогою гвинта d2.5mm. в центрі. Під його капелюшок потрібно покласти ізоляційну шайбу. З зворотного боку фіксується гайкою як показано в фото, що прилаштовується. З боків кришки приклеєні смужки з картону розмірами 30 мм х45 мм і товщиною 4 мм. щоб вона сідала на місце з деяким зусиллям. П'єзовипромінювач закріплений на кришці за допомогою двостороннього скотчу. На рисунках у файлах, що додаються, показані елементи корпусу після доопрацювання. Регулятор розміщується в стандартному заглибленні для вимикача, що є в стіні, і підключається за звичайною двопровідною схемою, ніяких доробок не потрібно. Необхідно правильно підключити фазовий провід, як показано на схемі, інакше керування від сенсора не працюватиме.

Зовнішній вигляд зібраного пристрою.

Сенсорний регулятор освітлення з дистанційним керуванням

Деталі, що використовуються, і можливі заміни.

Для керування регулятором можна використовувати будь-який пульт ДК, що працює за протоколом RC-5. Мікроконтролер DD1 замінимо на ATtiny2313-20SI або ATtiny2313V-20SU(SI), а фотоприймач В1 на аналогічний, розрахованим на несучу частоту 36 кГц, наприклад SFH506-36, TSOP1736, але може виводитись з різних типів. Як L1836 використаний промисловий дросель для поверхневого монтажу марки CDRH3/LDNP-1MC PBF (127 мкГн 101А). Його можна замінити аналогічним або саморобним індуктивністю 100 - 1,7 мкГн на струм щонайменше споживаного лампами світильника (30 А кожні 200 Вт).

Симетричний тиристор VS1 може бути із серії BT137 - BT139 на напругу не нижче 400В або аналогічним іншого виробника з малим струмом керування. Стабілітрон VD2 замінимо на 1N4734A, КС156A, КС456А. Замість світлодіода HL1, вказаного на схемі, можна застосувати HB3B-446ARA або аналогічні надяскраві червоного кольору свічення (при недостатній яскравості можна зменшити R14 до 4,7 кому). П'єзовипромінювач можна замінити на безкорпусний типу FML-34,7T-2,9В1-100 або взяти будь-який інший аналогічний трипровідний так званий "self-driven", наприклад, викликаний від старих телефонних апаратів азіатського походження.

Найпростіше звичайно використовувати п'єзоелектричний випромінювач із вбудованим генератором, наприклад HPA17A або HPM14A, але автор таких придбати не зміг. У цьому випадку не встановлюються елементи R10, R11, R12, R13, VT2, а звуковипромінювач приєднується до +5В і висновку PD0 дотримуючись полярності. Замість VT1, VT2 можна застосувати транзистори типів КТ315(Б,Г,Е), 2SС1015Y, КТ3102 або аналогічні. При цьому VT1 120 300. Конденсатори С2, С200 типу К1-2 або аналогічний імпортний на напругу не нижче зазначених у схемі. Усі резистори - МЛТ потужності вказаної на схемі. Співвідношення опорів R73/R17 має бути близьким до 6 - інакше робота детектора нуля буде неправильною.

Складання та налагодження регулятора

Безпомилково зібраний регулятор зі справних деталей налаштування не потребує. Необхідно лише запрограмувати мікроконтролер. Підключається програматор до гнізда XP2 (стандартний шестиконтактний гніздо для внутрішньосхемного програмування AVR мікроконтролерів). При цьому з програматора на регулятор має надходити напруга живлення (регулятор під час програмування повинен бути обов'язково відключений від електромережі). У файлах, що додаються, викладені дві прошивки: одна реалізує тільки сенсорне управління, а друга - обидва типи управління протягом 5 хвилин. (Призначена для перевірки працездатності пристрою).

За повнофункціональною прошивкою звертайтесь до автора alexperm72@mail.ru.

FUSE-біти мікроконтролера DD1 повинні бути запрограмовані таким чином:

• CKSEL3...0 = 0100 – синхронізація від внутрішнього RC осцилятора 8 МГц;
• CKDIV8 =0 - дільник тактової частоти на вісім включений;
• SUT1 ... 0 = 10 - Start-up time: 14CK + 65 ms;
• CKOUT = 1 – Output Clock on CKOUT заборонено;
• BODLEVEL2...0 = 101 – пороговий рівень для схеми контролю напруги живлення 2,7 В;
• BODEN = 0 монітор живлення увімкнено
• EESAVE = 0 – стирання EEPROM при програмуванні кристала заборонено;
• WDTON = 1 – Немає постійного включення Watchdog Timer;
Інші FUSE - біти краще не чіпати. FUSE-біт запрограмований, якщо встановлено "0".
Потім слід прочитати калібрувальний байт для внутрішнього RC осцилятора на 8 МГц і записати його у флеш пам'ять за адресою 7FFh (останній осередок).

Інструкція з експлуатації знаходиться в файлах, що додаються. Регулятор має режим перевірки пульта дистанційного керування на сумісність. Для цього необхідно його ввімкнути та встановити мінімальну яскравість, потім натиснути на пульті будь-яку кнопку і якщо він працює по системі RC-5, то пролунає звуковий сигнал тривалістю 1 сек. Допустима сумарна потужність комутованих ламп – 400 Вт. При більшій необхідно встановити симістор на тепловідведення відповідної площі.

Регулятор призначений для керування лише активним навантаженням. Підключати до нього інші пристрої, наприклад люмінесцентні лампи або електродвигуни, не можна. Це може вивести регулятор із ладу. Регулятор має хорошу повторюваність, всі зібрані екземпляри заробили відразу без будь-якої настройки.

Під час складання та налагодження регулятора пам'ятайте, що всі його елементи знаходяться під мережевою напругою і дотик до них може призвести до ураження електричним струмом.

Завантажити файли проекту одним архівом

Автор: Баталов Олексій, alexperm72@mail.ru, ICQ #: 477022759; Публікація: mcuprojects.narod.ru/dimmerSIR/DimmerSIR.html

Дивіться інші статті розділу Мікроконтролери.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Робот-хірург вирушить на Міжнародну космічну станцію 27.01.2024

Науковці готуються до відправки на Міжнародну космічну станцію інноваційного робота-хірурга. Успішні випробування відкриють шлях до застосування таких технологій Землі. Крім того, у космос направлять маніпулятор для переміщення різних вантажів за умов невагомості.

Інтеграція робототехніки в медичну практику на МКС є важливим кроком у космічній медицині. Ці технології можуть стати основою для розвитку нових методів хірургічного втручання як у космосі, так і на Землі з покращенням точності та доступності медичного обслуговування.

Незабаром на орбіту Землі може вийти робот-хірург. І хоча це не буде типовий гуманоїд у білому халаті зі скальпелем у руці, його місія дуже захоплююча.

30 січня вчені відправлять на МКС низку інноваційних експериментів за допомогою космічного корабля Cygnus від компанії Northrop Grumman. У разі успіху корабель прибуде на МКС до 1 лютого.

Одним із експериментів на борту буде роботизований пристрій вагою 0,9 кг із двома керованими руками, розроблений компанією Virtual Incision. Цей робот-хірург зможе взаємодіяти з лікарями на Землі, оперуючи астронавтів та виконуючи медичні процедури з високою точністю.

"У більш просунутій частині нашого експерименту ми керуватимемо пристроєм звідси, з Лінкольна (штат Небраска), і розтинатимемо симульовані хірургічні тканини на орбіті", - зазначив під час презентації Cygnus Шейн Фарітор, співзасновник Virtual Incision.

Інші цікаві новини:

▪ Робот сортує мух

▪ Плати розширення STM32 Nucleo для роботи із цифровим звуком

▪ Бездротова хмарна камера D-Link DCS-8325LH

▪ SMS для тролейбусів

▪ Діабет 2 типу підвищує ризик розвитку ранньої деменції

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Цікаві факти. Добірка статей

▪ стаття У мої літа не повинно бути... Крилатий вираз

▪ стаття Кого і коли офіційно нагороджували орденом За пияцтво? Детальна відповідь

▪ стаття Цунамі. Диво природи