Сенсорный регулятор освещения – Сенсорный регулятор освещения: обзор, установка

Сенсорный регулятор освещения: обзор, установка

 

Сегодня для того чтобы сделать систему освещения более комфортной и удобной, можно использовать различные приспособления. Одним из них является сенсорный регулятор освещения.

Установив у себя дома подобное устройство, можно получить массу преимуществ в плане регулирования степени освещенности. Что представляет собой такой регулятор и как его можно изготовить своими руками, расскажет наша статья.

Знакомимся с устройством

Сенсорный регулятор освещения с дистанционным управлением представляет собой вариант микроконтроллерного датчика, с помощью которого может осуществляться контроль над яркостью ламп накаливания.
Такой датчик может иметь несколько способов управления:

  • от собственного пульта;

Обратите внимание! Такое управление будет самым удобным.

  • от любого пульта в результате нажатия соответствующей комбинации клавиш;
  • от любого пульта, обладающего функцией запоминания кода клавиши;

Такой регулятор может выполнять такие функции:

  • дистанционное выключение и включение света;
  • регулировка параметра яркости освещения в доме;
  • плавное включение света. Благодаря этому продлевается срок службы источника света — лампы накаливания;
  • местное выключение и включение, а также регулировка яркости освещения с помощью сенсора (специальный датчик). Здесь отсутствует гальванический контакт при касании с человеком;
  • возможно автовыключение, которое происходит через 12 часов. Применяется для выключения забытого света.

Схема подключения изделия зависит от того, какой тип управления имеется в каждом отдельном случае. Регулятор имеет три вида управления:

  • сенсорное или ручное. Осуществляется касанием ладони или сложенными вместе 4 пальцами. Касание проводится без усилия:
  • выключение или включение света — кратковременные и однократные прикосновения сенсора. Датчик реагирует при касании 0,5 — 1 сек.;
  • регулирование яркости подсветки. Для этого нужно на сенсоре удерживать ладонь более 1 сек.

Обратите внимание! Каждое последующие и длительные прикосновения будут вызывать противоположное направление в плане изменения яркости света.

Изготовить такой датчик (модели pic и т.д.) своими руками можно следующих видов:

  • автоматическое устройство с мощностью не более 200 Ватт;
  • на микросхеме К145АП2;

Обратите внимание! Своими руками изготовить сенсорный регулятор для подсветки проще всего на микросхеме К145АП2. Для этого лишь нужна простая и понятная схема.

Схема микросхемы К145АП2

Микросхема К145АП2

  • на отечественной разновидности микросхемы 145АП2;
  • на симисторах и тиристорах
  • для светодиодной лампы.

Кроме этого очень часто регуляторное устройство для освещения может идти с акустическим реле.

 

Вариант управления звуком

Регуляторное устройство для освещения, основанное на использовании звукового реле, дает возможность проводить акустическое управление нагрузкой. Схема сборки имеет следующий вид.

Прибор с реле

Схема прибора с реле

Здесь имеются отличия в управлении устройством. Управление может быть:

  • сенсорное, путем прикосновения к сенсору ладони;
  • кнопочное. Позволяет плавно регулировать мощность;
  • с помощью звукового реле. Посредством реле возможно управление с помощью громкого звука.

Как видим, такое изделие будет более выгодным и эффективным в плане управления. И оно может посоперничать в частоте применения с микросхемой К145АП2. Что особенно хорошо, этот датчик можно собрать своими руками без особых проблем.

Как сделать самостоятельно

Стоит отметить, что схема для сборки устройства, способного регулировать освещение с помощью акустического реле, приведенная выше, достаточно проста в реализации. С ней справится даже новичок, который за свою жизнь спаял всего несколько микросхем.
Для того чтобы сделать такой прибор своими руками, вам понадобится совсем немного:

  • диодный однополупериодный выпрямитель;
  • пара конденсаторов. Они полностью обеспечат микроконтроль за энергией.
Конденсаторы для прибора

Конденсаторы

Здесь управление за яркостью осуществляется фазовым способом при использовании симистора.

Обратите внимание! При наличии необходимости управления многорожковыми светильниками, следует использовать в схеме симистор BT134.

Контроллер обеспечивает задержку от пересечения фазовым напряжением нуля. Поэтому мощность осветительного прибора будет меняться более плавно и в значительно широких пределах.
Используя такую схему, вы сможете легко разместить регулятор внутри стандартной настенной кнопки для включения света в помещении. Главное здесь правильно соединить между собой все компоненты.

Заключение

Благодаря установке регулирующего устройства можно получить возможность управлять яркостью света любого светильника. Такой прибор можно запросто сделать своими руками, что позволит не только сэкономить деньги, но и повысить собственную самооценку. Ведь всегда приятно делать что-то своими руками для повышения домашнего комфорта!

 

1posvetu.ru

Сенсорный регулятор освещения простая схема

Нередко бывает необходимо иметь регулировку яркости свечения ламп накаливания. Довольно простой сенсорный регулятор удастся сделать, если воспользоваться недорогой отечественной микросхемой К145АП2. Она специально была разработана для фазового управления моментом открывания силового элемента (тиристора или симистора) в светорегуляторах. Микросхема выпускается в 16-выводном пластмассовом корпусе (DIP16) и изготовлена по МОП-технологии, за счет чего потребляет не более 2 мА. У нее имеется импортный аналог фирмы Siemens — SLB0576 (правда, там она уже сняга с производства). К сожалению, полное описание этих микросхем нигде найти не удалось, поэтому приходится обходиться включением, близким ктиповому, рис. 5.3.

Рис. 5.3. Электрическая схема сенсорного регулятора освещения

Устройство позволяет при кратковременном касании (0,5 c| сенсора E1 включать или выключать нагрузку, а при более длитель| ных прикосновениях (в течение 2…4 с) плавно устанавливать ярг кость лампы накаливания от минимума к максимуму и наоборот (по кругу). При выключении светорегулятор обладает способностью запоминать свое предыдущее состояние до следующего касания сенсора (включения). Нагрузкаутакого регуляторадолжна бытьто- лько чисто активной (лампа накаливания, нагреватель).

Питается светорегулятор непосредственно от сети 220 В через простейший однополупериодный выпрямитель, состоящий из гасящей напряжение реактивной цепочки C5-R7 и параметрического стабилизатора на стабилитроне VD2 (вся схема управления потребляет не более 10…12 мА). Стабилизированное напряжение питания через диод VD1 подается на вывод 5 микросхемы. Элементы C3 — фильтр питания; C1, C2 — частотная коррекция для микросхемы; цепь C4-R5 обеспечивает формирование синхроимпульса внутри микросхемы для фазового управления симистором. Узел на транзисторе VT1 усиливает управляющие импульсы с выхода 6 микросхемы и через R4 подает их на управление симистором VS1.

Регулятор не содержитдефицитных и дорогостоящихдеталей. Все резисгоры типа МЛТ на 0,25 Вт, только R7 — мощностью 1 Вт. Так как сопротивления с номиналом более 5,1 МОм найти в продаже сложно (например, в сериях МЛТ и C2-23 они не выпускаются), то добавочный резистор в цепи сенсора составлен из двух, включенных последовательно. Конденсаторы C1, C2, C4 — любые керамические из серий KM, K10; C3 ~ электролит емкостью

Рис. 5.4. Топология печатной платы (а), монтаж элементов (6) и внешний вид собранной конструкции (e)

50…100 мкФ на 25 В (например K53-35). Конденсатор C5 типа K73-11 или K73-17 на напряжение не ниже 400 — его номинал может находиться в диапазоне 0,1 …0,25 мкф. Стабилитрон VD2 в пласгмассовом корпусе (он занимает меньше места на плате) может заменяться на КС215Ж, диод VD1 — КД247Б. Транзистор по- дойдег любой из серий KT3117, KT3102, КТ315Г. В качестве силового коммутатора, кроме указанного на схеме TC122-20-6, можно использовать симисторы: TC122-25-6, TC112-16-6, TC112-10-6, TC106-10-6, КУ208Г1 (он в пластмассовом корпусе) или КУ602Г, но в последних двух случаях печатную плату придется немного подкорректировать. Симисторы специально взяты большей мощности, чем необходимо, так как это позволяет обойтись без теплоотвода.

Для монтажа всех элементов схемы можно воспользоваться показанной на рис. 5.4 печатной платой. Для удобства подключения внешних цепей на плате установлены зажимные клеммы, а для увеличения плотности монтаж выполнен на двух уровнях — резисторы R5 и R3 расположены над конденсатором C4.

Устройство может быть оформлено в виде приставки к стационарному светильнику или размещено в корпусе от обычного механического включателя (приведенная печатная плата позволяет это сделать). В качестве сенсора подойдет любая красивая металлическая пластинка, но сенсор применять не обязательно — его можно заменить включателем без фиксации (кнопкой), замыкающим выводы 3 и 4 микросхемы (рис. 5.5). В этом случае резисторы R1, R2 не нужны (они стоят для электробезопасности).

При подключении схемы к сети обязательно нужно соблюдать указанную на рисунке фазировку. Неправильная фазировка не приведет к необратимым последствиям, но и работать устройство не будет, но если вы собираегесь управлять схемой при помощи кнопки, как это было описано выше, то фазировка подключения значения не имеет.

Рис. 5.8. Типовые схемы включения сигнализаторов из серии УМС

Источник: Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 6. — M / СОЛОН-Пресс, 2005. 240 с.

nauchebe.net

Сенсорный регулятор освещения (диммер) Sensy на PIC10F200 — Мои статьи — Каталог статей

Как сделать сенсорный регулятор освещения (диммер)?

 


  Схема регулятора освещения предельно проста: однополупериодный диодный выпрямитель с парой конденсаторов  полностью обеспечивают микроконтроллер энергией.  Такое решение позволило легко разместить регулятор внутри обычной настенной кнопки включения ламп.

  Управление яркостью освещения производится фазовым способом с помощью симистора. Контроллер отсчитывает задержку от момента пересечения нуля фазовым напряжением. Благодаря этому

мощность лампы меняется плавно и в широких пределах.

 

 

 


  Тип симистора можно выбрать исходя из мощности нагрузки. Для небольших мощностей (до 200 Вт) это может быть BT134.
Если управлять надо чем-то более мощным (например многорожковая люстра), то симистор следует взять подобный BT137.  
В качестве ручки регулятора выступает сенсорная пластина (кусочек кулинарной фольги или фольгированной бумаги из сигаретной пачки) наклеенный внутри корпуса регулятора. В качестве корпуса используется обычный настенный выключатель, из которого удаляется начинка. Диммер также хорошо вписывается в корпус настольной или прикроватной лампы — размеры позволяют.

 

 

 

 


  Кратковременное прикосновение к сенсору приводит к включению или выключению. Если же прикоснуться и удерживать руку на сенсоре во время работы устройства, яркость свечения лампы будет плавно нарастать и спадать. Когда яркость станет такой, как Вам нравится, уберите руку.

Контроллер запомнит этот уровень освещённости. При следующем включении лампы она будет светиться с тем же уровнем как и до выключения. Микроконтроллер не имеет энергонезависимой памяти, поэтому если у Вас будет отключение сети, настройка яркости будет утеряна.

В разделе «Каталог файлов» можете скачать архив, в нём 2 варианта плат устройства и прошивка для контроллера.

Если при повторении этой конструкции у Вас возникли какие-то вопросы или идеи по улучшению её, напишите мне в онлайн форме свои соображения по этому поводу.

Если Вы авторизуетесь на сайте в качестве пользователя, Вы будете получать уведомления о новых материалах на сайте.



eddy71.ucoz.net

Сенсорный регулятор освещения с дистанционным управлением — Готовые устройства — Каталог статей — Микроконтроллеры

Предлагаемое устройство — один из вариантов микроконтроллерных регуляторов яркости ламп накаливания, конструкции которых можно найти во всемирной сети интернет и в радиолюбительской литературе. В подобных регуляторах обычно используется один из четырех способов управления: от собственного пульта; от пульта, работающего по какой то одной системе ИК ДУ с выбором и запоминанием клавиш управления; от любого пульта с запоминанием кода клавиши; от любого пульта при нажатии любой клавиши определенным образом. В данной конструкции выбран второй вариант, который я считаю наиболее удачным, несмотря на то, что подходят пульты только одного стандарта. Немного поясню почему. Поскольку разные системы ИК управления имеют различную несущую частоту модуляции, то они также могут различаться в произвольно используемой паре ”пульт — регулятор”, вследствие чего дальность управления может сильно уменьшиться, что вызывает некоторые неудобства.


Недостатком последнего способа так же является и то, что регулятор может реагировать на команды, которые ему вовсе не предназначены или же регулирование затруднено вследствие сложных манипуляций клавишей пульта. Управление предлагаемым регулятором осуществляется двумя кнопками любого пульта ДУ, работающего с широко распространённой системой команд RC-5. Пульты этой системы достаточно доступны и дешевы.

Функции, выполняемые регулятором:

— дистанционное включение и выключение света, регулировка яркости освещения; 

— местное включение, выключение и регулировка яркости освещения с помощью сенсора, который не имеет гальванического контакта с человеком при касании; 

— плавное включение освещения, что продлевает срок службы лампы накаливания 

— запоминание предыдущей установки яркости лампы и состояния регулятора. Благодаря динамическому использованию EEPROM для этих функций, ресурс на количество манипуляций управления регулятором составляет не менее 5,4 млн. раз. 

— автовыключение через 12 часов, которое используется для забытого включенного света;

Управление регулятором:

— Ручное (сенсорное) управление осуществляется касанием всей ладонью или сложенными вместе четырьмя пальцами сенсора без усилия. 

— Включение или выключение освещения — однократное кратковременное касание сенсора (0,5 — 1 сек.). 

— Регулировка яркости освещения — удержание ладони на сенсоре более 1 сек. Каждое следующее длительное касание вызывает противоположное направление изменения яркости. 

— Дистанционное управление осуществляется пультом ДУ, направленным в сторону выключателя. Для управления регулятором определяются две клавиши пульта. 

— Выключение или включение освещения — однократное кратковременное нажатие соответствующей клавиши пульта (0,1-1 сек.). 

— Регулировка яркости освещения — удержание нажатой клавиши более 1 сек.

Коды кнопок пульта ДУ, соответствующие этим командам, хранятся в ЕЕРRОМ микроконтроллера. Благодаря этому в режиме обучения (который описан в инструкции) можно в любой момент изменить набор кнопок пульта, которыми осуществляется управление регулятором. При любом касании сенсора рукой или нажатии на управляющие клавиши пульта раздается звуковой сигнал длительностью ~0,2 сек., означающий, что команда принята.

Устройство регулятора:

Регулятор построен на недорогом и доступном микроконтроллере АТtiny2313-20SU. Принципиальная схема устройства приведена ниже.


Сенсорный регулятор освещения с дистанционным управлением — схема

Узел питания служит для обеспечения микроконтроллера и ИК-приемника напряжением питания, близким к 5 В. Входное напряжение проходит через гасящий конденсатор С2 и резистор R2 (который уменьшает броски тока через С2) и ограничивается стабилитроном VD1, в результате чего после выпрямительного диода VD2 на С3,С4 формируется напряжение около 5В. Элементы R3C5 являются фильтром цепи питания фотоприемника.

Узел синхронизации и временные интервалы. На R4R6 выполнен делитель входного напряжения, который необходим для детектирования нуля и устранения ложных срабатываний в моменты открывания VS1. C6 служит для подавления импульсных помех. Выход делителя подключен к выводу PD2. Внутренние диоды данного вывода МК ограничивают входное напряжение. Отрабатывается каждый переход сетевого напряжения через ноль – 100 раз в секунду. Происходит запуск таймера с некоторого значения, определяемого исходя из требуемой яркости. Если требуемая и текущая яркость не совпадают, то текущая яркость корректируется. Это позволяет реализовать плавное включение. Так же удвоенная частота электросети используется для опроса сенсора, формирования интервалов времени свечения светодиодного индикатора и автоотключения.

Узлы управления и индикации. На элементах R7, VT1, R8, C7 реализован узел сенсорного управления. Когда рука на сенсоре отсутствует – VT1 закрыт, С7 заряжен до напряжения питания и на вход PD4 микроконтроллера поступает напряжение логической единицы. Во время касания крышки регулятора сенсор выступает как бы в роли антенны и наводит на базе VT1 через R7 переменное напряжение с частотой электросети. Транзистор периодически открывается и разряжает С7, удерживая его в этом состоянии. На вход PD4 поступает напряжение логического нуля и программа МК отрабатывает команды управления.

Светодиод HL1 служит для индикации режимов работы. Фотоприемник В1 принимает ИК-посылки от пульта ДУ. В нем также происходит демодуляция несущей частоты посылок RC-5 (36 кГц). Сформированный выходной сигнал фотоприемника подается на вход РD3 микроконтроллера. Декодирование ИК посылок в МК осуществляется программно. Анализируя код принятой команды, микроконтроллер DD1 формирует сигналы управления симистором VS1, который управляет лампой.

На элементах HA1, R11, R12, R13, VT2 собран генератор звуковой частоты по типовой схеме, рекомендованной производителем пьезоизлучателя. R10 служит для некоторого снижения питания генератора и соответственно тока его потребления, что не сказывается на качестве его работы.

Звуковые сигналы подаются при определенных состояниях регулятора в различных режимах его работы и активируются низким логическим уровнем на выводе PD0 микроконтроллера.

Узел коммутации нагрузки. С вывода PB0 микроконтроллера DD1 отрицательные импульсы через R5 открывают симистор VS1 в различные моменты полуволны сетевого напряжения и таким образом регулируется яркость свечения лампы. Цепь R1C1 и дроссель L1 служат для подавления помех, идущих от регулятора в электросеть в момент коммутации нагрузки.

Конструкция регулятора

Регулятор собран на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, чертеж и расположение деталей которой находятся в прилагаемых файлах. Со стороны печатных проводников установлены элементы FU1, L1, R2, VD1, VD2, R4, R5, DD1, HL1, B1. Также к контактной площадке припаивается пружина, другой конец которой упирается в сенсорную пластину на крышке. Остальные элементы установлены с противоположной стороны. Плата крепится к каркасу с помощью винта d2.5mm. в центре. Под его шляпку необходимо положить изоляционную шайбу. С обратной стороны фиксируется гайкой как показано в прилаемом фото.

Плата предназначена для установки в настенный одноклавишный выключатель освещения VI-KO (модели «Yasemin” или «Сarmen”) из которого удалены ненужные элементы. Сенсор в виде вырезанного из фольги прямоугольника размером 30х45 мм установлен на внутренней стороне крышки (которая ранее служила клавишей) и закреплен на ней прозрачным скотчем по всей площади, необходимо только оставить контактную площадку для пружины. По бокам крышки приклеены полоски из картона размерами 4 мм х30 мм. и толщиной 0,5 мм., чтобы она садилась на место с некоторым усилием. Пьезоизлучатель закреплен на крышке при помощи двухстороннего скотча. На рисунках в прилагаемых файлах показаны элементы корпуса после доработки, а также выключатель в сборе. Регулятор размещается в имеющемся в стене стандартном углублении для выключателя и подключается по обычной двухпроводной схеме, никаких доработок не требуется. Необходимо правильно подключить фазовый провод, как показано на схеме, иначе управление от сенсора работать не будет.

Используемые детали и возможные замены.

Для управления регулятором можно использовать любой пульт ДУ работающий по протоколу RC-5. Микроконтроллер DD1 можно заменить на ATtiny2313-20SI или ATtiny2313V-20SU(SI), а фотоприемник В1 на аналогичный, рассчитанным на несущую частоту 36 кГц, например TSOP1736, TSOP1836SS3V, SFH506-36, SFH5110-36, TFMS5360, но следует учесть, что расположение выводов фотоприемников разных типов может отличаться. В качестве L1 использован промышленный дроссель для поверхностного монтажа марки CDRh227/LDNP-101MC PBF (100 мкГн 1,7А). Его можно заменить аналогичным или самодельным индуктивностью 30 – 200 мкГн на ток не менее потребляемого лампами светильника (0,5А на каждые 100 Вт). Симметричный тиристор VS1 может быть из серии BT137 — BT139 на напряжение не ниже 400В или аналогичным другого производителя с малым током управления (BTA/BTB12-600TW). Стабилитрон VD2 заменим на 1N4734A, КС156A, КС456А. Вместо светодиода HL1, указанного на схеме можно применить HB3B-446ARA, ARL-3214URC-10cd или аналогичные сверхяркие красного цвета свечения (при недостаточной яркости можно уменьшить R14 до 4,7 ком.). Пьезоизлучатель можно заменить на бескорпусной FML-34,7T-2,9В1-100 или взять любой другой аналогичный трёхпроводный так называемый «self-driven», например вызывной от старых телефонных аппаратов азиатского происхождения. Проще конечно использовать пьезоэлектрический излучатель со встроенным генератором, например HPA17A или HPM14A, но автор таких приобрести не смог. В этом случае не устанавливаются элементы R10, R11, R12, R13, VT2, а звукоизлучатель подсоединяется к +5В и к выводу PD0, соблюдая полярность. При отсутствии звукоизлучателя вместо него можно установить ещё один светодиод, как показано на этой схеме.


Сенсорный регулятор освещения с дистанционным управлением — схема

В этом случае вместо звуковых сигналов будут световые. Вместо VT1, VT2 можно применить транзисторы типов КТ315(Б,Г,Е), 2SС1015Y, КТ3102 или аналогичные. При этом у VT1 120<hfe<300, а у VT2 hfe>200. Конденсаторы С1, С2 типа К73-17 или аналогичный импортный на напряжение не ниже указанных в схеме, остальные — К10-17 или аналогичные. С4, С5 – малогабаритные электролитические (аналоги К50-35) напряжением не менее 6,3В. Все резисторы — МЛТ мощности указанной на схеме. Соотношения сопротивлений R6/R4 должно быть близким к 0,8 — иначе работа детектора нуля будет неправильной. Держатели предохранителей использованы марки FH-102. Можно взять подобные с высотой не более 8,5мм для корпуса выключателя модели «Carmen” и 10мм для «Yasemin” . Клеммник XP1 подойдет аналогичный указанному на схеме с шагом 5,08 мм с зажимом под винт.

Сборка и налаживание регулятора.

Вначале на плату запаивают все элементы кроме DD1 и B1. Включив регулятор в сеть последовательно с лампой накаливания, измеряют постоянное напряжение на С4 и затем на С5. В обоих случаях оно должно быть около 5В. Затем замыкают перемычкой дорожки на плате, идущие к 10 и 3 выводам DD1, при этом должен загореться HL1. Переставляем перемычку между 10 и 2 выводами — должен раздаться звуковой сигнал. Если все прошло успешно, то отключаем регулятор от сети, запаиваем DD1 и B1 и подключаем программатор к разъёму XP2 (стандартный шестиконтактный разъём для внутрисхемного программирования). При этом с программатора на регулятор должно поступать напряжение питания. Файлы прошивки для проверки работоспособности регулятора прилагаются.

FUSE-биты микроконтроллера DD1 должны быть запрограммированы следующим образом: 

• CKSEL3…0 = 0100 — синхронизация от внутреннего RC осциллятора 8 МГц;

• CKDIV8 =0 — делитель тактовой частоты на восемь включен; 

• SUT1…0 =10 — Start-up time: 14CK + 65 ms; 

• CKOUT = 1 — Output Clock on CKOUT запрещен;

• BODLEVEL2…0 = 101 — пороговый уровень для схемы контроля напряжения питания 2,7В;

• EESAVE = 0 — стирание EEPROM при программировании кристалла запрещено; 

• WDTON = 1 — Нет постоянного включения Watchdog Timer; 

Остальные FUSE – биты лучше не трогать. FUSE–бит запрограммирован, если установлен в «0”.

 

Инструкция по эксплуатации находится в прилагаемых файлах. Регулятор имеет режим проверки пульта ДУ на совместимость. Для этого необходимо его включить и установить минимальную яркость, затем нажать на пульте любую кнопку и если он работает по системе RC-5, то раздастся звуковой сигнал длительностью 1сек. Допустимая суммарная мощность коммутируемых ламп — 400 Вт. При большей необходимо установить симистор на теплоотвод соответствующей площади. Регулятор предназначен для управления только активной нагрузкой. Подключать к нему другие устройства, например, люминесцентные лампы или электродвигатели, нельзя. Это может вывести регулятор из строя.

При сборке и налаживании регулятора помните, что все его элементы находятся под сетевым напряжением и прикосновение к ним может привести к поражению электрическим током.

Схема в формате Splan 6 и GIF, рисунок печатной платы и расположение элементов в форматах SprintLayout 5 и JPG, прошивка, реализующая только сенсорное управление и демонстрационная прошивка — оба типа управления в течение 5мин., фотографии, поясняющие конструкцию регулятора , инструкция по эксплуатации doc pdf и html находятся в архиве.

easymcu.ucoz.ru

Сенсорный регулятор освещения

Нередко бывает необходимо иметь регулировку яркости свечения ламп накаливания. Довольно простой сенсорный регулятор удастся сделать, если воспользоваться недорогой отечественной микросхемой К145АП2. Она специально была разработана для фазового управления моментом открывания силового элемента (тиристора или симистора) в светорегуляторах.


Микросхема К145АП2 выпускается в 16-выводном пластмассовом корпусе (DIP16) и изготовлена по МОП-технологии, за счет чего потребляет не более 2 мА, У нее имеется импортный аналог фирмы Siemens — SLB0576 (правда, там она уже снята с производства). К сожалению, полное описание этих микросхем нигде найти не удалось, поэтому приходится обходиться включением, близким к типовому.

принципиальная схема сенсорного регулятора освещенияпринципиальная схема сенсорного регулятора освещения

Устройство позволяет при кратковременном касании (0,5 с) сенсора Е1 включать или выключать нагрузку, а при более длительных прикосновениях (в течение 2…4 с) плавно устанавливать яркость лампы накаливания от минимума к максимуму и наоборот (по кругу). При выключении светорегулятор обладает способностью запоминать свое предыдущее состояние до следующего касания сенсора (включения). Нагрузка у такого регулятора должна быть только чисто активной (лампа накаливания, нагреватель).

Питается светорегулятор непосредственно от сети 220 В через простейший однополупериодный выпрямитель, состоящий из гасящей напряжение реактивной цепочки C5-R7 и параметрического стабилизатора на стабилитроне VD2 (вся схема управления потребляет не более 10…12 мА). Стабилизированное напряжение питания через диод VD1 подается на вывод 5 микросхемы. Элементы С3 — фильтр питания; С1, С2 — частотная коррекция для микросхемы; цепь C4-R5 обеспечивает формирование синхроимпульса внутри микросхемы для фазового управления симистором. Узел на транзисторе VT1 усиливает управляющие импульсы с выхода 6 микросхемы и через R4 подает их на управление симистором VS1.

Регулятор не содержит дефицитных и дорогостоящих деталей. Все резисторы типа МЛТ на 0,25 Вт, только R7 — мощностью 1 Вт. Так как сопротивления с номиналом более 5,1 МОм найти в продаже сложно (например, в сериях МЛТ и С2-23 они не выпускаются), то добавочный резистор в цепи сенсора составлен из двух, включенных последовательно. Конденсаторы С1, С2, С4 — любые керамические из серии КМ, К10; С3 – электролит емкостью 50…100 мкФ на 25 В (например К53-35). Конденсатор С5 типа К73-11 или K73-17 на напряжение не ниже 400 В — его номинал может находиться в диапазоне 0,1…0,25 мкф. Стабилитрон VD2 в пластмассовом корпусе (он занимает меньше места на плате) может заменяться на КС215Ж, диод VD1 — КД247Б. Транзистор подойдет любой из серий КТ3117, КТ3102, КТ315Г. В качестве силового коммутатора, кроме указанного на схеме ТС122-20-6, можно использовать симисторы: ТС122-25-6, ТС112-16-6, ТС112-10-6, ТС106-10-6, КУ208Г1 (он в пластмассовом корпусе) или КУ602Г, но в последних двух случаях печатную плату придется немного подкорректировать. Симисторы специально взяты большей мощности, чем необходимо, так как это позволяет обойтись без теплоотвода.

При подключении схемы к сети обязательно нужно соблюдать указанную на рисунке фазировку. Неправильная фазировка не приведет к необратимым последствиям, но и работать устройство не будет. При установке платы нигде ничего заземлять или экранировать не нужно. Если вы все сделали аккуратно и без ошибок, то регулятор начинает работать сразу.

скачать архив

kiloom.ru

Сенсорный регулятор освещения с дистанционным управлением

Дата публикации: .

Предлагаемое устройство — один из вариантов микроконтроллерных регуляторов яркости ламп накаливания, конструкции которых можно найти во всемирной сети интернет и в радиолюбительской литературе. В подобных регуляторах обычно используется один из четырех способов управления: от собственного пульта; от пульта, работающего по какой то одной системе ИК ДУ с выбором и запоминанием клавиш управления; от любого пульта с запоминанием кода клавиши; от любого пульта при нажатии любой клавиши определенным образом. В данной конструкции выбран второй вариант, который я считаю наиболее удачным, несмотря на то, что подходят пульты только одного стандарта. Немного поясню почему. Поскольку разные системы ИК управления имеют различную несущую частоту модуляции, то они также могут различаться в произвольно используемой паре ”пульт — регулятор”, вследствие чего дальность управления может сильно уменьшиться, что вызывает некоторые неудобства.

Недостатком последнего способа так же является и то, что регулятор может реагировать на команды, которые ему вовсе не предназначены или же регулирование затруднено вследствие сложных манипуляций клавишей пульта. Управление предлагаемым регулятором осуществляется двумя кнопками любого пульта ДУ, работающего с широко распространённой системой команд RC-5. Пульты этой системы достаточно доступны и дешевы.

Функции, выполняемые регулятором:
— дистанционное включение и выключение света, регулировка яркости освещения; 
— местное включение, выключение и регулировка яркости освещения с помощью сенсора, который не имеет гальванического контакта с человеком при касании; 
— плавное включение освещения, что продлевает срок службы лампы накаливания 
— запоминание предыдущей установки яркости лампы и состояния регулятора. Благодаря динамическому использованию EEPROM для этих функций, ресурс на количество манипуляций управления регулятором составляет не менее 5,4 млн. раз. 
— автовыключение через 12 часов, которое используется для забытого включенного света;

Управление регулятором:

— Ручное (сенсорное) управление осуществляется касанием всей ладонью или сложенными вместе четырьмя пальцами сенсора без усилия. 
— Включение или выключение освещения — однократное кратковременное касание сенсора (0,5 — 1 сек.). 
— Регулировка яркости освещения — удержание ладони на сенсоре более 1 сек. Каждое следующее длительное касание вызывает противоположное направление изменения яркости. 
— Дистанционное управление осуществляется пультом ДУ, направленным в сторону выключателя. Для управления регулятором определяются две клавиши пульта. 
— Выключение или включение освещения — однократное кратковременное нажатие соответствующей клавиши пульта (0,1-1 сек.). 
— Регулировка яркости освещения — удержание нажатой клавиши более 1 сек.

Коды кнопок пульта ДУ, соответствующие этим командам, хранятся в ЕЕРRОМ микроконтроллера. Благодаря этому в режиме обучения (который описан в инструкции) можно в любой момент изменить набор кнопок пульта, которыми осуществляется управление регулятором. При любом касании сенсора рукой или нажатии на управляющие клавиши пульта раздается звуковой сигнал длительностью ~0,2 сек., означающий, что команда принята.

Устройство регулятора:

Регулятор построен на недорогом и доступном микроконтроллере АТtiny2313-20SU. Принципиальная схема устройства приведена ниже.

Сенсорный регулятор освещения с дистанционным управлением - схема

Узел питания служит для обеспечения микроконтроллера и ИК-приемника напряжением питания, близким к 5 В. Входное напряжение проходит через гасящий конденсатор С2 и резистор R2 (который уменьшает броски тока через С2) и ограничивается стабилитроном VD1, в результате чего после выпрямительного диода VD2 на С3,С4 формируется напряжение около 5В. Элементы R3C5 являются фильтром цепи питания фотоприемника.

Узел синхронизации и временные интервалы. На R4R6 выполнен делитель входного напряжения, который необходим для детектирования нуля и устранения ложных срабатываний в моменты открывания VS1. C6 служит для подавления импульсных помех. Выход делителя подключен к выводу PD2. Внутренние диоды данного вывода МК ограничивают входное напряжение. Отрабатывается каждый переход сетевого напряжения через ноль – 100 раз в секунду. Происходит запуск таймера с некоторого значения, определяемого исходя из требуемой яркости. Если требуемая и текущая яркость не совпадают, то текущая яркость корректируется. Это позволяет реализовать плавное включение. Так же удвоенная частота электросети используется для опроса сенсора, формирования интервалов времени свечения светодиодного индикатора и автоотключения.

Узлы управления и индикации. На элементах R7, VT1, R8, C7 реализован узел сенсорного управления. Когда рука на сенсоре отсутствует – VT1 закрыт, С7 заряжен до напряжения питания и на вход PD4 микроконтроллера поступает напряжение логической единицы. Во время касания крышки регулятора сенсор выступает как бы в роли антенны и наводит на базе VT1 через R7 переменное напряжение с частотой электросети. Транзистор периодически открывается и разряжает С7, удерживая его в этом состоянии. На вход PD4 поступает напряжение логического нуля и программа МК отрабатывает команды управления.

Светодиод HL1 служит для индикации режимов работы. Фотоприемник В1 принимает ИК-посылки от пульта ДУ. В нем также происходит демодуляция несущей частоты посылок RC-5 (36 кГц). Сформированный выходной сигнал фотоприемника подается на вход РD3 микроконтроллера. Декодирование ИК посылок в МК осуществляется программно. Анализируя код принятой команды, микроконтроллер DD1 формирует сигналы управления симистором VS1, который управляет лампой.

На элементах HA1, R11, R12, R13, VT2 собран генератор звуковой частоты по типовой схеме, рекомендованной производителем пьезоизлучателя. R10 служит для некоторого снижения питания генератора и соответственно тока его потребления, что не сказывается на качестве его работы.

Звуковые сигналы подаются при определенных состояниях регулятора в различных режимах его работы и активируются низким логическим уровнем на выводе PD0 микроконтроллера.

Узел коммутации нагрузки. С вывода PB0 микроконтроллера DD1 отрицательные импульсы через R5 открывают симистор VS1 в различные моменты полуволны сетевого напряжения и таким образом регулируется яркость свечения лампы. Цепь R1C1 и дроссель L1 служат для подавления помех, идущих от регулятора в электросеть в момент коммутации нагрузки.

Конструкция регулятора

Регулятор собран на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, чертеж и расположение деталей которой находятся в прилагаемых файлах. Со стороны печатных проводников установлены элементы FU1, L1, R2, VD1, VD2, R4, R5, DD1, HL1, B1. Также к контактной площадке припаивается пружина, другой конец которой упирается в сенсорную пластину на крышке. Остальные элементы установлены с противоположной стороны. Плата крепится к каркасу с помощью винта d2.5mm. в центре. Под его шляпку необходимо положить изоляционную шайбу. С обратной стороны фиксируется гайкой как показано в прилаемом фото.

Плата предназначена для установки в настенный одноклавишный выключатель освещения VI-KO (модели “Yasemin” или “Сarmen”) из которого удалены ненужные элементы. Сенсор в виде вырезанного из фольги прямоугольника размером 30х45 мм установлен на внутренней стороне крышки (которая ранее служила клавишей) и закреплен на ней прозрачным скотчем по всей площади, необходимо только оставить контактную площадку для пружины. По бокам крышки приклеены полоски из картона размерами 4 мм х30 мм. и толщиной 0,5 мм., чтобы она садилась на место с некоторым усилием. Пьезоизлучатель закреплен на крышке при помощи двухстороннего скотча. На рисунках в прилагаемых файлах показаны элементы корпуса после доработки, а также выключатель в сборе. Регулятор размещается в имеющемся в стене стандартном углублении для выключателя и подключается по обычной двухпроводной схеме, никаких доработок не требуется. Необходимо правильно подключить фазовый провод, как показано на схеме, иначе управление от сенсора работать не будет.

Используемые детали и возможные замены.

Для управления регулятором можно использовать любой пульт ДУ работающий по протоколу RC-5. Микроконтроллер DD1 можно заменить на ATtiny2313-20SI или ATtiny2313V-20SU(SI), а фотоприемник В1 на аналогичный, рассчитанным на несущую частоту 36 кГц, например TSOP1736, TSOP1836SS3V, SFH506-36, SFH5110-36, TFMS5360, но следует учесть, что расположение выводов фотоприемников разных типов может отличаться. В качестве L1 использован промышленный дроссель для поверхностного монтажа марки CDRh227/LDNP-101MC PBF (100 мкГн 1,7А). Его можно заменить аналогичным или самодельным индуктивностью 30 – 200 мкГн на ток не менее потребляемого лампами светильника (0,5А на каждые 100 Вт). Симметричный тиристор VS1 может быть из серии BT137 — BT139 на напряжение не ниже 400В или аналогичным другого производителя с малым током управления (BTA/BTB12-600TW). Стабилитрон VD2 заменим на 1N4734A, КС156A, КС456А. Вместо светодиода HL1, указанного на схеме можно применить HB3B-446ARA, ARL-3214URC-10cd или аналогичные сверхяркие красного цвета свечения (при недостаточной яркости можно уменьшить R14 до 4,7 ком.). Пьезоизлучатель можно заменить на бескорпусной FML-34,7T-2,9В1-100 или взять любой другой аналогичный трёхпроводный так называемый «self-driven», например вызывной от старых телефонных аппаратов азиатского происхождения. Проще конечно использовать пьезоэлектрический излучатель со встроенным генератором, например HPA17A или HPM14A, но автор таких приобрести не смог. В этом случае не устанавливаются элементы R10, R11, R12, R13, VT2, а звукоизлучатель подсоединяется к +5В и к выводу PD0, соблюдая полярность. При отсутствии звукоизлучателя вместо него можно установить ещё один светодиод, как показано на этой схеме.

Сенсорный регулятор освещения с дистанционным управлением - схема

В этом случае вместо звуковых сигналов будут световые. Вместо VT1, VT2 можно применить транзисторы типов КТ315(Б,Г,Е), 2SС1015Y, КТ3102 или аналогичные. При этом у VT1 120<hfe<300, а у VT2 hfe>200. Конденсаторы С1, С2 типа К73-17 или аналогичный импортный на напряжение не ниже указанных в схеме, остальные — К10-17 или аналогичные. С4, С5 – малогабаритные электролитические (аналоги К50-35) напряжением не менее 6,3В. Все резисторы — МЛТ мощности указанной на схеме. Соотношения сопротивлений R6/R4 должно быть близким к 0,8 — иначе работа детектора нуля будет неправильной. Держатели предохранителей использованы марки FH-102. Можно взять подобные с высотой не более 8,5мм для корпуса выключателя модели “Carmen” и 10мм для “Yasemin” . Клеммник XP1 подойдет аналогичный указанному на схеме с шагом 5,08 мм с зажимом под винт.

Сборка и налаживание регулятора.

Вначале на плату запаивают все элементы кроме DD1 и B1. Включив регулятор в сеть последовательно с лампой накаливания, измеряют постоянное напряжение на С4 и затем на С5. В обоих случаях оно должно быть около 5В. Затем замыкают перемычкой дорожки на плате, идущие к 10 и 3 выводам DD1, при этом должен загореться HL1. Переставляем перемычку между 10 и 2 выводами — должен раздаться звуковой сигнал. Если все прошло успешно, то отключаем регулятор от сети, запаиваем DD1 и B1 и подключаем программатор к разъёму XP2 (стандартный шестиконтактный разъём для внутрисхемного программирования). При этом с программатора на регулятор должно поступать напряжение питания. Файлы прошивки для проверки работоспособности регулятора прилагаются.
FUSE-биты микроконтроллера DD1 должны быть запрограммированы следующим образом:
• CKSEL3…0 = 0100 — синхронизация от внутреннего RC осциллятора 8 МГц;
• CKDIV8 =0 — делитель тактовой частоты на восемь включен;
• SUT1…0 =10 — Start-up time: 14CK + 65 ms;
• CKOUT = 1 — Output Clock on CKOUT запрещен;
• BODLEVEL2…0 = 101 — пороговый уровень для схемы контроля напряжения питания 2,7В;
• EESAVE = 0 — стирание EEPROM при программировании кристалла запрещено;
• WDTON = 1 — Нет постоянного включения Watchdog Timer;
Остальные FUSE – биты лучше не трогать. FUSE–бит запрограммирован, если установлен в “0”.

Инструкция по эксплуатации находится в прилагаемых файлах. Регулятор имеет режим проверки пульта ДУ на совместимость. Для этого необходимо его включить и установить минимальную яркость, затем нажать на пульте любую кнопку и если он работает по системе RC-5, то раздастся звуковой сигнал длительностью 1сек. Допустимая суммарная мощность коммутируемых ламп — 400 Вт. При большей необходимо установить симистор на теплоотвод соответствующей площади. Регулятор предназначен для управления только активной нагрузкой. Подключать к нему другие устройства, например, люминесцентные лампы или электродвигатели, нельзя. Это может вывести регулятор из строя.

При сборке и налаживании регулятора помните, что все его элементы находятся под сетевым напряжением и прикосновение к ним может привести к поражению электрическим током.

Схема в формате Splan 6 и GIF, рисунок печатной платы и расположение элементов в форматах SprintLayout 5 и JPG, прошивка, реализующая только сенсорное управление и демонстрационная прошивка — оба типа управления в течение 5мин., фотографии, поясняющие конструкцию регулятора , инструкция по эксплуатации doc pdf и html находятся в архиве.

За полнофункциональной прошивкой обращайтесь к автору Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., www.mcuprojects.narod.ru


Архив для статьи «Сенсорный регулятор освещения с дистанционным управлением»
Описание:
Размер файла: 662.16 KB Количество загрузок: 1 882 Скачать

radioparty.ru

Сенсорный регулятор освещения | Уголок радиолюбителя

Регуляторы освещения, использующие симисторы или тиристоры в качестве элементов управления  нагрузкой являются довольно популярными на нашем рынке. В большинстве случаев регулировка интенсивности свечения осуществляется путем изменения положения ползунка потенциометра.

Сенсорный регулятор освещения, схема  которого представлена ниже, работает совершенно по-другому — вместо стандартного потенциометра используется небольшой сенсорный электрод, с помощью которой можно управлять работой системы путем простого прикосновения.

Работа сенсорного регулятора освещения

«Логика», встроенная в специализированный чип, являющийся «сердцем» регулятора, вызывает изменение открывания симистора (который является исполнительным элементом регулятора), в зависимости от того, когда и как долго приложенная руку к пластине датчика (сенсора).

Микросхема US1 (SLB0587 — Siemens) является специализированной, программируемой схемой фазового управления, имеющий два входа: первый вход приспособлен для обслуживания сенсорного датчика, второй вход предназначен для управления через дополнительные внешние датчики. Микросхема SLB0587 оснащена внутренней защитой, для предотвращения воздействия импульсных помех, вызванных отключением нагрузки большой индуктивности (например, трансформатор, электродвигатель).

Поскольку SLB0587 предназначена в основном для бесконтактного управления галогенным освещением, на электрической схеме указано, как подключить к регулятору обычные  галогеновые лампы через  трансформатор 220В -> 12В. В случае управления обычной лампой (ламп накаливания 220В), необходимо включить   вместо трансформатора.

Система требует довольно много внимания во время монтажа и запуска — ни один из элементов системы не изолирован от сети питания, это замечание относится также датчику. В случае правильной сборки и применения  элементов хорошего  качества пользователю  не грозит никакая опасность.

Значения резисторов, включенных последовательно с датчиком (R1, R2 и R3) подобраны таким образом, что ток, протекающий через тело человека, совершающего регулирование во много раз меньше минимально допустимых значений. С помощью подбора величины сопротивления резистора R1 можно изменять чувствительность сенсорного регулятора, что позволяет избежать, в частности, влияния помех в сильно сырых помещениях. Значение этого резистора должно находиться в пределах 1,2 Мом — 4,7 Мом.

Помимо сенсора в виде сенсорной панели — микросхема  SLB0587 имеет вход для дополнительных удаленных датчиков для управления освещением из нескольких удаленных мест. Датчики этого типа (это могут быть, как правило, кнопки) подключаются к входу, обозначенному как EXT. В случае отказа от использования этого типа управления можно не устанавливать резисторов R6 и R7, а вход EXT (pin 6) подключить к Vss (pin 7).

Во время монтажа, следует помнить о необходимости соблюдении большой осторожности при подборе элементов и выполнения настройки. Резисторы R2 и R3 должны быть из специальных серий высоковольтных, так, чтобы обеспечить максимально высокую устойчивость на возможные перенапряжения. В случае отсутствия данного типа резисторов можно применить любые резисторы мощностью минимум 0,5 Вт.

Рисунок печатной платы и расположение элементов на ней

fornk.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о