Автоматика
В подсобных помещениях (кладовках, коридорах и пр.) часто неудобно ходить и постоянно включать и выключать свет.
Предлагаемое устройство представляет собой реле времени, которое после включения света выключает его через 1 . 1,5 мин. Устройство включается параллельно штатному включателю света (SA1), и в дежурном режиме практически не потребляет энергию.
Работа устройства проста. В момент первого включения конденсатор С1 разряжен, поэтому его зарядный ток поступает в базу составного эмиттерного повторителя VT1, VT2. Оба транзистора открываются. В цепь эмиттера VT2 включено реле К1. Его контакты К1.1 замыкают цепь управляющего электрода симистора VS1. Симистор включается, и свет в помещении загорается.
По истечении времени, определяемого емкостью конденсатора С1 и сопротивлением резистора R5, конденсатор заряжается, напряжение на базе VT1 падает, и транзисторы закрываются. Реле отпускает, симистор выключается, свет гаснет.
Повторное включение света осуществляется нажатием на кнопку SB1. Конденсатор С1 быстро разряжается через замкнутые контакты кнопки, а свет зажигается за счет подачи напряжения на базу VT1 через кнопку. После отпускания кнопки ток заряда конденсатора поддерживает, как и ранее,транзисторы в открытом состоянии. После заряда С1 свет выключается.
Для удобства пользования кнопок управления может быть несколько. Например, в длинном коридоре удобно установить две кнопки. Дополнительные кнопки включаются параллельно кнопке SB1.
Embedder’s life
Недавно я решил, что мне нужен ночник, который будет освещать мне дорогу до кровати, пока я, направляясь спать, иду к ней от выключателя основного света в комнате. Разумеется, хотелось бы, чтобы после выключения света можно было бы сразу лечь и забыть про то, что и ночник тоже надо выключить.
Мы живем в век нанотехнологий, время, когда нет ничего невозможного. Сказано — сделано.
Сразу признаюсь, что для достижения поставленной цели мне изначально хотелось спроектировать какую-нибудь пускай и не ламповую, но теплую схему. Что-нибудь из детства, на рассыпухе… Поэтому я сразу отринул мысли о том, чтобы в угоду нынешней моде поставить в устройство микроконтроллер на ядре Cortex-M4 вместе с Ethernet PHY, Wi-Fi, Bluetooth, термометром, датчиком влажности, часами, камерой и 7″ сенсорным Full-HD retina экраном. Правда, такое решение имело бы и преимущества — например, требуемое время отсрочки выключения подсветки в полторы-две минуты наверняка достигалось бы без использования специальных задержек — достаточно было бы гасить свет как только прошивка на Python или C# пропостит время моего отхода ко сну в твиттер и загрузит мое вечернее селфи в инстаграм. Тем не менее, я, как уже говорил, из ностальгических соображений, ограничился схемой на двух комплементарных транзисторах:
Несмотря на то, что эту схему я ниоткуда не срисовывал, назвать себя ее автором я постесняюсь. Основная идея — использование транзистора Q1 в очень характерном включении, в качестве порогового элемента, была в незапамятные времена подсмотрена мной в какой-то древней схеме, спроектированной, видимо, в те годы, когда интегральные компараторы то ли были дорогой экзотикой, то ли их вообще еще не было. Очень теплое и душевное включение…
Да, собственно, как оно работает. После подачи питания (либо после сброса — нажатия на кнопку) C1 начинает заряжаться через R1. Часть тока, разумеется, идет через эмиттерный переход Q1, открывая его. Часть эта очень небольшая — по отношению к участку схемы с C1/R1 Q1 включен как эмиттерный повторитель с пятнадцатикилоомным R3 в качестве нагрузки. Учитывая, что минимальный гарантированный коэффициент передачи тока BC547 составляет 100, входное сопротивление этого каскада составляет около полутора мегаом (причем это минимум). Потому можно считать, что C1 заряжается практически только через R1.
Ток коллектора открытого Q1 есть ток базы Q2. Q2 тоже открывается; на нагрузку поступает напряжение.
По мере заряда C1 напряжение на базе Q1 падает. Заметим, что пока что R2 не оказывал существенного влияния на работу схемы — напряжение на R3 определялось напряжением на базе Q1. Однако рано или поздно напряжение на базе достигнет порога, при котором напряжение на эмиттере Q1 должно было бы стать меньше того напряжения, которое определяется делителем R2/R3. Именно в этот момент присутствие R2 становится определяющим — ток, задаваемый им, не дает напряжению на R3 упасть ниже некоторого уровня. Однако по мере заряда C1 напряжение на базе Q1 продолжает падать. В конце концов напряжение на R3/эмиттере Q1 становится больше, чем на базе, и Q1 запирается. Ток базы Q2 исчезает, Q2 запирается, нагрузка отключается. R4 поддерживает Q2 надежно закрытым.
При нажатии кнопки C1 разряжается, и все начинается заново. Олдскульная, душевная красота…
В качестве излучающих элементов я взял отрезок светодиодной ленты:
Паять провода к гибкой печатной плате — новое для меня ощущение…
Разумеется, рассчитывать такую схему аналитически — дело неблагодарное. Понятное дело, что четкого ключевого режима там не будет — процессы открытия/закрытия будут плавными, и любые расчеты разумного уровня сложности дадут результат примерно плюс-минус километр. Так что это тот случай, когда надо моделировать.
При R1 номиналом 110 килоом и C1 емкостью 470 мкФ Proteus обещает задержку около полутора минут:
Кстати, тут же можно посмотреть, как изменяется напряжение на базе и эмиттере Q1 (нижний график). Видно (хотя, в таком масштабе может быть и не особо), что когда разница становится менее ~0.5 В, начинается падение выходного напряжения. Все согласуется с теорией и здравым смыслом.
… и выясняем, что вместо теоретических полутора минут задержка составляет чуть ли не две с половиной. Это происходит оттого, что электролитические конденсаторы имеют потрясающую воображение утечку. Собственно, если ее добавить, теория приходит в соответствие с практикой:
Видно, что, по видимому, сопротивление конденсатора постоянному току составляет менее мегаома. Маловато… Собственно, утечки являются той фундаментальной причиной, по которой невозможно получить слишком длительную задержку на чисто аналоговой схеме.
Затянутое выключение, видимое на графиках выходного напряжения, может быть как багом, так и фичей. Если мы хотим коммутировать стоваттный прожектор — это, конечно, баг. Для мощных нагрузок такую схему применять нельзя — потери на Q2 будут просто невообразимы. Однако в случае маломощной светодиодной ленты это, несомненно, фича, так как без лишних затрат обеспечивает модное плавное выключение.
Пока что схема, как видно, проверена на макетке. В ближайшее время я спаяю ее. Может быть даже так, как делал в детстве — на выводных компонентах, просунутых в картонку. Впрочем, возможно, в целях миниатюризации я сделаю ее и на SMD — пока не решил.
Внимательные читатели могут заметить, что цепь, собранная на макетке (фото), не соответствует схеме. Да, так и есть — я экспериментировал, а переснимать и так художественно удачные кадры было лень. ��
Автомат выключения освещения с задержкой
Как-то один очень хороший человек попросил сделать ему устройство что бы он, например идет домой, заходит с улицы в общий коридор, оно бы свет ему включило и выключило после того как он закроет входную дверь, дойдет до своей двери и зайдет домой. Потом можно и погасить свет. Но чтобы еще было и просто как обычно светом пользоваться. Да чтобы еще оно и простое было и к тому же без источника питания (это он так понимает когда ни тебе трансформатора, ни выключателя, ни корпуса). Что из этой затеи получилось — на схеме.
Схема и рисунок односторонней печатной платы
На двери устанавливаем концевой выключатель и параллелим его с обычным. Когда дверь открывается через резистор R1 открываются транзисторы, заряжаются конденсаторы С1 и С2, срабатывает реле и нам светло. Закрываем дверь, конденсаторы С1 и С2 разряжаются и свет продолжает гореть примерно три минуты. Сам подбирал как было заказано. Применил К53-4 две штуки для уменьшения габаритов. Другие типы имеют большие токи утечки и как следствие малое время включения. Если бумажные ставить так это же какие размеры будут. Короче, какое нужно время срабатывания и какие размеры — такие конденсаторы и ставить. Питается схема от простейшего выпрямителя с гасящими конденсаторами C4 и C5 емкостью 1мкф на 250 вольт. Часто в телефонных розетках такие стоят. Параметры реле указаны на схеме. Напряжение стабилизации определяется напряжением срабатывания реле. Следует соблюдать меры предосторожности при монтаже устройства, т.к. оно имеет бестрансформаторный источник питания. Подробнее.
Сергей Чернов
ks98 (at) email.ru
Источник: shems.h1.ru
Как сделать задержку выключения света
Особенность этого выключателя в том, что при включении свет в помещении включается сразу же, а при выключении свет гаснет не сразу, а через 1-2 минуты после выключения выключателя. А если выключатель заменить кнопкой, то свет будет включаться каждый раз при нажатии кнопки, а затем гаснуть через 1-2 минуты. Такие выключатели можно установить на лестничных клетках, в длинных коридорах, на складе, в гараже, в любом другом подсобном помещении.
Например, в прихожей вы выключаете выключатель, но свет еще горит около 1 минуты, этого времени достаточно, чтобы открыть входную дверь, затем, пользуясь светом из квартиры, вставить в замок ключ, закрыть дверь и запереть её. Потом, после вашего ухода свет погаснет сам.
Устройство аналогичного действия описано, но в нем в качестве реле времени применяется относительно редкий полевой транзистор КП501, и в цепи питания осветительной лампы включен выпрямительный мост на мощных диодах.
В моем варианте, реле времени выполнено на широкодоступной микросхеме К561ЛА7, причем возможно использовать практически любую микросхему КМОП или МОП, имеющую в своем составе хотя-бы один инвертор. А применение в качестве ключевого устройства распространенного импортного симистора TLC226 позволяет отказаться от выпрямительного моста в цепи питания лампы.
Реле времени выполнено на одном из элементов микросхемы D1, выдержка времени определяется временем зарядки конденсатора С1 через резистор R1. Пока контакты выключателя S1 замкнуты логический уровень на входах элемента нулевой, на его выходе будет единица, которая приводит к открыванию транзистора VT1, а тот, в свою очередь, вызывает открывание симистора VS1. Лампа Н1 включена.
При размыкании контактов выключателя S1 начинается медленная зарядка С1 через резистор R1, и когда напряжение на С1 достигнет порога переключения логического элемента, уровень на его выходе сменится на нулевой. Это вызовет закрывание транзистора VT1 и, вслед за ним, закроется симистор VS1, а лампа погаснет.
Таким образом, лампа погаснет после выключения S1 через такое время, которое потребуется на зарядку С1 через R1. При монтаже все входы всех остальных элементов микросхемы нужно соединить с её 14-м или 7-м выводом.
Конденсаторы С1 и С2 на напряжение не ниже 10 В, С3 и С4 — не ниже 300 В. Диоды КД209 можно заменить на КД105 или 1N4001. Стабилитрон — любой на 8-15 В. Транзистор КТ604 можно заменить на КТ605, КТ940, ВС337.
Осветительная лампа может быть мощностью 40. 200Вт. Оптимально 60. 100 Вт, при такой мощности симистор вообще не греется. Если мощность будет более 200 Вт симистор необходимо установить на радиатор. Симистор имеет корпус, похожий на КТ805БМ, если цоколевку сравнивать с этим транзистором, то база — управляющий электрод, коллектор — идет на лампу, а эмиттер — к сети.
Выключатель S1 — любой конструкции. Необходимую выдержку времени можно установить подбором номинала R1.