30.03.21

[Домашняя]

Похожий автомат был опубликован автором в седьмом номере журнала «Радиоконструктор» за 2006 год. Автомат исправно проработал уже шесть лет. И тут понадобилось еще од­но аналогичное устройство. Но более компактное, без необходимости использовать дополнительный сетевой источник питания и реле для управления лампой. В результате доработок появилась схема, показанная на рисунке 1.

Напомню, что главным преимуществом этого автомата перед аналогичными было использование разных датчиков для включения и выключения лампы освещения, что позволяет установить раздельно пороги включения и выключения лампы, а так же, анализировать освещенность с разных точек для включения и выключения. Принципиальная схема на рисунке 1. F1 и F2 - это датчики света. Они сделаны из фотоприемников - датчиков от «шариковой» компьютерной мыши. При увеличении освещения сопротивление датчиков уменьшаются. Датчик F1 управляет выключением света (при условии, что S3 находится в показанном на схеме положении), F2 - включением. Чувствительность устанавливается переменными резисторами R1 и R2 раздельно для каждого из датчиков. Датчики могут быть, как расположены в одном месте (вариант установки на плате, на которой смонтиро­вано все устройство), так и разнесены и соединены с платой экранированными кабелями. В этом случае, моменты включения и выключения можно контролировать в разных точках. Например, уровень света, при котором нужно включать искусственное освещение можно измерять непосредственно в том, месте которое будет освещено искусственным источни­ком после того как он будет включен. То есть, фотодатчик включения света может быть освещен включаемым светильником, по тому, что этот датчик управляет только включением света и не может выключить свет, даже если после включения светильника его освещенность увеличилась. Это очень удобно с точки зрения уменьшения влияния управляемого автоматом источника света, на работу автомата. Это же касается и датчика выключения света, так как он может определять уровень освещенности, когда искусственный источник света нужно выключить, даже с учетом засветки, создаваемой этим источником света. Датчик выключения только выключает свет, поэтому, даже если после выключения светильника станет темнее, ниже порога выключения, это не повлияет на работу устройства. Свет останется выключенным до тех пор, пока не сработает датчик включения света. Алгоритм работы задан простой логикой RS-триггера, выполненного на микросхеме D1, который заключается в устойчивости состояний триггера. И так, датчик F2 управляет включением света (при положении S3, показанном на схеме). Пока естественная освещенность достаточна, сопротивление F2 значительно выше сопротивления R2 и на входах D1.1 напряжение логической единицы, а на его выходе, - логический ноль. При снижении освещения сопротивление F2 растет и это приводит к уменьшению напряжения на входах D1.1.  В определенный момент это напряжение становится ниже порогового значения и воспринимается элементом D1.1 как логический ноль. На его выходе возникает единица, которая переключает триггер на элементах D1.2 и D1.3 в состояние с логической единицей на выходе элемента D1.2. Ключ VT1 открывается и включает осветительный прибор Н1. В момент включения светильника уровень освещенности F2 может увеличиться (за счет попадания на него света от светильника) и на выходе D1.1 единица сменится на ноль. Но это уже не изменит установившегося состояния триггера. Выключением света управляет датчик F1. Утром, на рассвете, солнечная освещенность увеличивается и уровень естественного освещения (или суммарного, в зависимости от того попадает свет от светильника на F1 или нет) датчика F1 возрастает. Его сопротивление уменьшается и напряжение на выводе 1 D1.2 начинает расти. Достигнув порога логической единицы, это напряжение переключает триггер в противоположное состояние и ключ VT1 выключает лампу Н1, конечно при условии, что S3 находится в показанном на схеме положении. Даже если после выключения светильника уровень освещения F1 снизится ниже порогового значения, это не приведет к включению света, поскольку триггер установился в устойчивое состояние. Ситуацию может изменить (включить свет) только уменьшение освещенности F2 ниже его порогового значения. Для ручного управления светом служат кнопки S1 и S2. Переключатель S3 служит для выбора варианта, - «включение» или «выключение». Если его перевести в противоположное показанному на схеме положение, то при снижении освещенности нагрузка будет не включаться, а выключаться. Это может пригодиться для управления какими-то другими приборами. Если в этом нет необходимости можно просто S3 заменить перемычкой на плате, соединяющей R7 с выходом D1.2. Питается автомат вместе со светиль­ником непосредственно от электросети через выпрямитель на диоде VD4. Подключение лампы накаливания через диод бережет лампу от перегорания, особенно это актуально при установке лампы на открытом воздухе (работа в условиях большого перепада температуры в зимнее время). Хотя, о защитных свойствах диода есть и другие мнения, но я опирался на многолетний опыт. Ведь устанавливали в патроны защитные диоды еще с 50-х годов прошлого века. Судя по старым журналам «Радио» и «Юный Техник» тогда в эффективности никто не сомневался. Да и сейчас, в моем туалете одна лампочка, подключенная через диод, служит уже не помню, сколько лет (подключил ее, как переехал в эту квартиру, а было это лет двадцать назад, не меньше). Электроника питается через параметрический стабилизатор R8-VD3, а пульсации сглаживает конденсатор СЗ. Схема автомата смонтирована на печатной плате с односторонним расположением проводников.

Перемычек нет. Резисторы R1 и R2 расположены за пределами платы. Кнопки и переключатель миниатюрные, распаяны прямо на плате (конечно, возможна установка их и за пределами) платы, с соединением с платой монтажными проводниками). Фотодатчики могут быть расположены как на плате, так и за её пределами. Во втором случае соединение желательно выполнить экранированными проводниками. Фотодатчики - от старой компьютерной мыши (с шариком). Они черного цвета с тремя выводами, по форме корпуса похожи на транзисторы КТ315. Выступ на корпусе со стороны нечувствительной к свету. При монтаже на плату этот выступ обращен к деталям, а поверхность без выступа - к краю платы. Третий вывод оставлен свободным.

Радиоконструктор №9 2012г стр. 28