31.03.21

[Домашняя]

Устройство предназначено для автоматического включения света, когда вы находитесь за рабочим столом (или перед мойкой на кухне) и выключения света, когда вас там нет. Многие забывают выключать свет на рабочем месте или на кухне, а это влечет за собой повышенный расход электроэнергии. На рисунке показана схема электронного выключателя на основе оптического датчика на ИК-канале, работающего на отражение. Он включает свет если перед ним находится отражающий объект, например, человек сидит за столом, и выключает через несколько десятков секунд, после того как, отражающий объект исчезнет, например, человек встает и уходит. Устройство сделано на основе широко известной микросхемы LM567. Конструкция датчика показана на рис.1.

В передней панели, которой может быть доска - столешница или что-то другое, пропилено отверстие. Туда установлена плата с датчиком. Фототранзистор и светодиод расположены с разных сторон платы, а металл на плате между ними не протравлен. Поэтому плата служит заграждением, не позволяющим свету от ИК-светодиода напрямую попадать на фототранзистор. Поэтому, на фототранзистор может попасть только отраженный от препятствия свет, например, от сидящего за столом человека. На рисунке 2 показан вариант такого устройства, сделанный по почти типовой схеме, неоднократно описанной в различной литературе.

Однотональный декодер - микросхема LM567 используется с включением по схеме оптического датчика. Особенность декодера микросхемы LM567 в том, что в нем есть мультивибратор, который должен быть настроен на частоту, равную частоте тонального сигнала. Это обстоятельство позволяет использовать данный мультивибратор как генератор импульсов для светодиода. Причем, импульсов идеально той частоты, на которую настроен тональный декодер. Эти импульсы поступают на транзисторный ключ VT1, на выходе которого включен ИК-светодиод HL1. Резистором R2 ограничивает ток через этот светодиод (яркость излучения). Фотоприемником служит фототранзистор НТ1. В его эмиттерной цепи включен подстроечный резистор R1, которым регулируется уровень переменного напряжения, снимаемого с фотоприемника, то есть, фоточувствительность датчика в целом. При возникновении оптической связи между HL1 и НТ1 открывается транзисторный ключ на выходе А1, соединяющий вывод 8 с общим минусом. Мощности этого ключа вполне достаточно для управления электромагнитным реле небольшой мощности (типа BS-115 или аналогичным). Такая схема вполне работает, но у неё есть и недостаток, - слишком быстрая реакция на исчезновение отражающей поверхности. То есть, пампа будет гаснуть сразу же, как только человек даже не встанет и уйдет, а просто отклонится в сторону, двинется за чем-то даже не вставая со стула. Чтобы такого не происходило, нужно ввести задержку выключения лампы. Как это сделано, показано на рис. 3.

Здесь схема дополнена простейшим таймером на полевом транзисторе VT3 и конденсаторе С6. Как только датчик срабатывает и на выходе А1 открывается ключ, он открывает второй ключ на транзисторе VT2, который служит для быстрой зарядки конденсатора С6 через его открытый переход и токоограничивающий резистор R6. Конденсатор С6 заряжается и напряжение на нем поступает на затвор полевого транзистора VT3, который открывается и включает реле К1, которое, в свою очередь, включает осветительную лампу Н1. Если отражающее препятствие исчезает. ключ на выходе микросхемы А1 закрывается, и транзистор VT2 тоже закрывается. Но напряжение на конденсаторе С6 падает не сразу, а медленно, за счет разряда его емкости через резистор R7. Поэтому лампа остается включенной еще несколько десятков секунд. Если это время проходит и отражающее препятствие перед датчиком не появляется, лампа гаснет. Если же отражающее препятствие перед датчиком появится до того, как разрядится С6, то лампа не гаснет. В схеме можно использовать практически любой ИК-светодиод для пультов дистанционного управления. ИК-фототранзистор тоже можно заменить другим. Полевые транзисторы 2N7000 можно заменить отечественными КП501, КП505. Транзистор КТ3107 - любой р-п-р маломощный, например, КТ361, КТ502 и др. Реле типа BS-115 с обмоткой на напряжение 5V, или аналогичное.

Радиоконструктор №2 2018г стр. 26