31.03.21

[Домашняя]

В сельской местности зачастую источником воды служит колодец. Если это ваш личный колодец (находится на вашем приусадебном участке), чтобы несколько раз в день не ходить поводу с ведрами и коромыслом, можно организовать свой личный «локальный» водопровод, подавая воду в дом по шлангу с помощью погружного насоса «Малыш», «Ручеек» или аналогичного. Недостаток такого водопровода в том, что для того чтобы потекла вода из краника нужно не столько «повернуть вентиль», сколько «нажать кнопочку» - включить питание погружного насоса. Выключатель, как водится, механический, и нажимать его мокрыми руками противоречит технике безопасности. Вот именно из соображений техники безопасности и был сделан этот выключатель, - абсолютно бесконтактный, управ­ляемый, «словно по волшебству», поднесением руки на расстояние 5-15 см к шкафчику, висящему над раковиной умывальника.

Логика работы выключателя такая:

1. Поднес один раз руку - загорается зеленый светодиод и насос будет рабтать некоторое время, потом выключится.

2. Поднес два раза руку - сначала загорится зеленый светодиод, потом погаснет и загорится красный. Теперь насос будет работать долго. Чтобы его выключить нужно еще раз поднести к шкафчику руку, - светодиод погаснет, насос выключится. Сенсором, реагирующим на пасы руками служит самодельный инфракрасный датчик отражения, состоящий из деталей системы дистанционного управления современного телевизора или другой аппаратуры. Сенсор состоит из ИК-свето- диода и ИК-фотоприемника. Они расположены в одном корпусе и на одной плате, но между ними приклеена к плате перегородка из черной пластмассы. Перего­родка не дает свету от ИК-светодиода попадать напрямую на фотоприемник. Схематически их взаимное расположение показано на рисунке 2.

Взаимное расположение таково, что излучение ИК-светодиода может попасть на фотоприемник только отразившись от поверхности, находящейся перед ними. Такой поверхностью служит ваша рука. Принципиальная схема бесконтактного выключателя показана на рисунке 1.

Функционально схема состоит из передатчика ИК-сигнала, приемника ИК-сигнала, логического устройства, электромагнитного реле и источника питания. Передатчик ИК-сигнала состоит из ИК- светодиода HL3 и генератора импульсов частотой 36 кГц на микросхеме D3. Микросхема D3 - «очень знаменитый» интегральный таймер серии «555». Здесь на нем собран генератор прямоугольных импульсов частоты 36 кГц. Частота зависит от сопротивлений R11 и R12. На выходе D3 подключен ИК-светодиод HL3 через резистор R10. Сопротивление R10 нужно подбирать при налаживании готового устройства, чтобы получилась желаемая дальность чувствительности сенсора. При слишком малой чувствительности (R10 велико) нужно будет подносить руку к сенсору слишком близко, а при слишком большой чувствительности сенсор будет реагировать не то чтобы на руку, а даже на противоположную стену. Сопротивление R10 подбирается индиви­дуально, и в результате может существенно отличаться от 2,2 кОм, подписанных на схеме. Таким образом, HL3 все время моргает с частотой 36 кГц. Питается передатчик напряжением около 12-13V от источника питания на трансформаторе Т1 и мостовом выпрямителе на диодах VD3-VD6. Марка трансформатора не известна, ясно только что он с разборки какого-то сетевого адаптера или зарядного устройства. Переменное напряжение на его вторичной обмотке около 9-10V на холостом ходу. Под нагрузкой в 100mA падает до 8,2- 8,6V. На С6 получается около 11-13V. Его можно заменить любым другим маломощным силовым трансформатором с вторичной обмоткой на переменное напряжение 7-10V, максимальном токе не ниже 100mA. Фотоприемник - готовый интегральный фотоприемник В1 типа TSOP4836. В нем есть и фотоприемник и фильтр, настроенный на 36 кГц, и формирователь импульсов. Чтобы фотоприемник TSOP4836 был согласован с передатчиком, последний должен генерировать вспышки ИК с частотой 36 кГц. При приеме такого сигнала на выходе В1 - ноль. Если приема нет - единица. В момент включения в электросеть емкость СЗ формирует импульс, который через4 элементы D1.1 и D1.2 поступает на вход R счетчика D2 и устанавливает его в исходное состояние. При этом на всех его выходах, используемых в данной схеме, устанавливаются логические нули. На выходе элемента D1.4 тоже ноль, транзисторы VT3 и VT4 закрыты, контакты реле К1 выключают насос. Когда подносят руку к сенсору, ИК-сигнал, излучаемый светодиодом HL3, отражается от руки и попадает на В1. При однократном подносе / отдалении руки (или перемещении руки перед сенсором) на выходе В1 создается один импульс, который через подавитель помех на R2 и С1 поступает на вход С счетчика D2. Счетчик из исходного нулевого состояния переходит в состояние «1». На его выводе 2 появляется единица. Она проходит через D1.3 и D1.4 на транзисторы VT3 и VT4, которые открываются. Реле К1 включает насос. Открывается транзистор VT2 и зажигает зеленый светодиод HL2. В это же время начинается зарядка конденсатора С4 через резистор R3. Как только напряжение на С4 достигнет нижнего порога логической единицы на выходе D1.2 появится логическая единица, и установит счетчик в исходное нулевое состояние. При этом реле К1 выключит насос. Интервал, во время которого насос был включен, зависит от сопротивления резистора R3. При двухкратном подносе / отдалении руки (или двухкратном перемещении руки перед сенсором) на выходе В1 создаются два импульса, которые проходят через подавитель помех на R2 и С1 на вход С счетчика D2. Счетчик из исходного нулевого состояния переходит в состояние «2». На его выводе 4 появляется единица. Она проходит через D1.3 и D1.4 на транзисторы VT3 и VT4, которые открываются. Реле К1 включает насос. Открывается транзистор VT1 и зажигает красный светодиод HL1. В таком состоянии схема будет до тех пор, пока еще один раз не провести рукой перед сенсором. При этом сформируется один импульс, который поступит на вход С счетчика D2 и установит его в положение «3». На выводе 7 возникнет единица, которая через R9 поступит на D1.1 и обнулит счетчик. Реле выключит насос. Реле К1 - любое реле с обмоткой на 12V и контактами допускающими мощность коммутируемой нагрузки не ниже 500W. Автор использовал автомобильное реле звукового сигнала для переднеприводных автомобилей марки «ВАЗ». Это не лучший выбор, потому что такие реле не предназначены для коммутации переменного напряжения 220V. Но, за неимением другого... Светодиод HL3 - любой ИК-светодиод для пультов дистанционного управления. Светодиоды HL1 и HL2 - любые индикаторные светодиоды красного и зеленого цвета, соответственно. Все конденсаторы на напряжение не ниже 16V. Монтаж на покупной макетной печатной плате.

Радиоконструктор №3 2015г стр. 29