31.03.21

[Домашняя]

Как известно, стандартная проводка для люстры рассчитана на коммутацию двух цепей ламп. Но и такая есть не везде. Что же делать, если хочется коммутировать три цепи, да еще по двухпроводной проводке? Как говорится, если нельзя, но сильно хочется, то можно, например, можно раздолбить стену и проложить дополнительные провода, а можно и без проводов, используя дистанционное управление на ИК-лучах. Здесь описан именно такой вариант. Лучше всего для системы дистанционного управления использовать стандартные компоненты для управления телевизорами и другой бытовой электроникой. ИК-канал состоящий из ИК-светодиода и интегрального фотоприемника со встроенным полосовым фильтром и формирователем логических импульсов чтобы обеспечить хорошую дальность управления при хорошей помехозащищенности. В то же время, использовать для управления пульт от существующей аппаратуры не желательно, потому что это может привести к одновременному управлению аппаратурой и люстрой, расположенной в одной комнате. Желательно, чтобы схема управления люстрой не реагировала на любые сигналы стандартного пульта. Здесь этот вопрос решен простой схемой без использования микроконтроллера. Система управления сделана однокомандной, а командная посылка представляет собой продолжительный сигнал уровня логической единицы, на много превосходящий длительность любого импульса, излучаемого стандартным пультом. При этом в приемной части есть селектор длительности импульса, который не пропускает более короткие импульсы, таким образом, блокируя любые сигналы стандартного пульта ДУ. На рисунке 1 показана схема пульта управления.

Абсолютная простота, - мультивибратор, генерирующий импульсы частотой 30 кГц, и RC-цепь C1-R1, устанавливающая однократную продолжительность этой генерации. Плюс, на выходе ключ на полевом транзисторе и ИК-светодиод. Органом управления является кнопка S1. Это переключающая кнопка. В не нажатом состоянии её нормально замкнутые контакты замыкают конденсатор С1, разряжая его. Это необходимо чтобы после подачи одной команды схема была сразу же готова для подачи следующей. Нажатие кнопки, - и разряженный конденсатор С1 включается между R1 и плюсом питания. Он начинает заряжаться через R1, напряжение на R1 подскакивает до логической единицы. Мультивибратор запускается и на затвор транзистора VT1 поступают импульсы частотой 30 кГц (частота зависит от R2 и С2). ИК-светодиод HL1 излучает вспышки с частотой 30 кГц. Продолжается это до тех пор, пока С1 не зарядится до порога логического уровня, то есть, примерно 0,3-0,5 секунды. Это и есть - командная посылка, переключающая люстру на один шаг. Принципиальная схема исполнительного устройства показана на рисунке 2.

Она состоит из интегрального фотоприемника F1, селектора импульсов на транзисторе VT1, десятичного счетчика D1, выходных ключей с диодной матрицей и источника питания. При поступлении ИК-сигнала с частотой модуляции 30 кГц на выходе F1 (вывод 3) устанавливается логический ноль. При приеме сигнала от стандартного пульта здесь будут импульсы. Импульсы будут открывать транзистор VT1. Благодаря диоду VD3 и резистору R3 конденсатор СЗ будет быстро разряжаться и медленно заряжаться. Если идет прием сигнала от стандартного пульта, то конденсатор СЗ не будет успевать заряжаться через R3 до напряжения логического уровня. При приеме сигнала от своего пульта, схема которого показана на рис.1, на выходе F1 будут не импульсы, а один длительный импульс. В течение этого импульса конденсатор СЗ успеет зарядиться через R3 до напряжения логической единицы, а после его окончания быстро разрядится через диод VD3. Так сформируется импульс, который поступит на вход счетчика D1 и изменит его состояние на единицу. Но, начнем все сначала, с включения питания. Потому что существует два органа управления люстрой - пульт и обычный выключатель S1 на стене. При включении питания конденсатор С4 и резистор R4 устанавливают счетчик D1 в нулевое положение, то есть, в положение с единицей на выводе 3 (выход «0»). Напряжение с этого выхода через диоды VD8 и VD9 поступает на затворы всех транзисторных ключей VT2-VT3, открывая их. В результате включаются все три лампы Н1-НЗ (НЗ горит всегда, независимо от состояния счетчика, потому что она не управляется, так как подключена к общему минусу непосредственно). Таким образом, с помощью выключателя на стене можно включать и выключать всю люстру целиком, обходясь без пульта. А вот для изменения числа включенных ламп нужен будет пульт. При первом нажатии кнопки пульта после включения схемы с помощью S1 счетчик D1 переходит в состояние «1», и на его выводе 2 устанавливается единица (на выводе 3 теперь ноль). Через диод VD10 она поддерживает открытым транзистор VT3, но транзистор VT1 закрыт, потому что на выводе 3 - ноль. Значит, Н1 гаснет, но остаются гореть Н2 и Н3. При втором нажатии кнопки пульта счетчик переходит в состояние «2», на его выводе 4 устанавливается единица (на всех остальных выходах - ноль). Транзисторы VT2 и VT3 закрываются, лампы Н1 и Н2 гаснут, и остается гореть только одна лампа НЗ. Третье нажатие кнопки пульта переводит счетчик в состояние «3», при этом появляется единица на выводе 7 D1, резистор R4 «переворачивается» и разряжает конденсатор С4, напряжение на выводе 15 увеличивается до логической единицы. Счетчик обнуляется, схема возвращается в исходное состояние, когда горят все лампы. Полное выключение возможно только механически - выключателем S1. Так как мощные высоковольтные полевые ключевые транзисторы КП707В2 могут работать только на постоянном токе, все лампы питаются постоянным пульсирующим током через выпрямитель на диодах VD4-VD7. При указанных на схеме диодах выпрямительного моста и работе транзисторов VT2-VT3 без радиаторов возможно работать с максимальной суммарной мощностью ламп не более 200W. Как показали эксперименты, в данной схеме совсем не плохо работают не только лампы накаливания, но так же и энергосберегающие. В принципе, в этом нет ничего странного, ведь у них у всех имеется электронный балласт, представляющий собой простой импульсный источник тока, на входе которого есть выпрямительный мост. То есть, режим питания их генератора (балласта) в данной схеме практически никак не нарушается (такой же пульсирующий постоянный ток). Фотоприемник питается постоянным напряжением 5V от параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R5 и стабилитрона VD1. Конденсатор С1 сглаживает пульсации. Микросхема и цепи управления полевыми транзисторами питаются напряжением 12V от параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R6 и стабилитрона VD2. Конденсатор С2 сглаживает пульсации. Использование двух отдельных стабилизаторов для фотоприемника и микросхемы исключает сбои от их взаимного влияния. Диоды VD11-VD14 служат для разрядки емкости затвора полевых транзисторов при коммутации. Резисторы R8 и R10 снижают входное сопротивление затвора полевых транзисторов. Резисторы R7 и R9 ограничивают ток зарядки емкости затвора полевого транзистора, исключая его влияние на работу счетчика. Транзисторы КП707В2 можно заменить зарубежными IRF840 или BUZ90, либо другими аналогами, которых имеется достаточно много. Указанные на схеме диоды можно заменить любыми аналогами, например, диоды 1N4148 можно заменить на КД521, КД522, а диоды 1N4007 - на КД226Г-Е, КД243Д-Ж, КД247В-Д и другие. Микросхемы К561ИЕ8 и К561ЛА7 можно заменить зарубежными аналогами CD4017 и CD4011, соответственно. Фотоприемник SFH506-30 можно заменить практически любым аналогом, нужно будет только перестроить мультивибратор пульта частоту используемого фотоприемника. Например, TSOP1740 работает на частоте 40 кГц, соответственно и мультивибратор пульта нужно настроить на 40 кГц (подбором R2 и С2, на рис.1). ИК-светодиод - любой для систем дистанционного управления. Транзистор КТ3102 можно заменить любым аналогом, например, КТ315. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 12V. В принципе, устройство начинает работать сразу после первого включения (при условии безошибочного монтажа и исправности всех компонентов). Однако, может потребоваться подстройка частоты мультивибратора пульта подбором R2 и С2 (рис.1) так чтобы получить наибольшую дальность уверенного управления. У приемной части может потребоваться подбор сопротивления R3 и емкости СЗ, если окажется что схема все же реагирует на какой-то пульт от имеющейся в этой же комнате аппаратуры. При использовании более мощного моста VD4-VD7 и установке транзисторов VT2 и VT3 на радиаторы, возможно увеличение суммарной мощности ламп до 6000W (не более 2000W на один транзистор), но вряд ли в этом есть смысл.

Радиоконструктор №1 2015г стр. 11