Этот автомат сам зажигает свет, когда в тёмное помещение открывают дверь, и сам же гасит его через заданное время. Схема обходится одной логической микросхемой, фотодиодом и готовым герконовым датчиком двери.
Как работает автомат
Решение о включении света автомат принимает по двум датчикам: оптическому, который оценивает освещённость, и контактному, который следит за положением двери. Свет загорается, только если одновременно темно и дверь открывали. Горит он примерно одну минуту, после чего гаснет сам. Для ручного включения предусмотрена кнопка.
Одновибратор и управление лампой
Основа схемы — одновибратор на элементах D1.2 и D1.3. Он собран как RS-триггер с RC-цепью задержанного самовозврата. Чтобы свет загорелся, триггер нужно перевести в единичное состояние, то есть получить логическую единицу на выходе D1.3. Эта единица открывает мощный высоковольтный МДП-транзистор VT1, и через него на лампу H1 идёт пульсирующий постоянный ток.
Кнопка S1 — без фиксации. При нажатии она подаёт высокий логический уровень на вывод 3 D1.2, триггер переключается в единицу на выходе D1.3, и лампа включается.
Отсчёт времени начинается сразу после включения: единица с выхода D1.3 через резистор R4 заряжает конденсатор C2. Напряжение с C2 подано на соединённые вместе выводы 1 и 2 элемента D1.3. Как только оно дорастёт до высокого логического уровня, триггер вернётся в исходное состояние и свет погаснет. После этого C2 ускоренно разряжается через цепь VD2-R5.
Датчики освещённости и двери
Фотодатчик построен на фотодиоде FD1 из систем дистанционного управления старых советских телевизоров. Максимум его чувствительности лежит в инфракрасном диапазоне, но на видимый свет он тоже реагирует хорошо.
Фотодиод работает как фоторезистор: он включён в обратном направлении по току. Вместе с переменным резистором R1 он образует делитель напряжения, выход которого подан на вывод 12 D1.1. Напряжение на этом выводе прямо пропорционально освещённости. R1 выставляют так, чтобы свет включался только при недостаточном освещении:
- когда светло, сопротивление FD1 настолько меньше R1, что на выводе 12 D1.1 получается логическая единица. В этом состоянии элемент заблокирован: никакие изменения на других его входах не меняют выход;
- когда темно, сопротивление FD1 настолько больше R1, что на выводе 12 оказывается логический ноль. Тогда элемент не заблокирован: если на выводах 11 и 12 нули, его выход переключится, как только ноль появится на выводе 13. Это запустит одновибратор D1.2-D1.3 и включит свет.
Датчик двери SD1 — готовый герконовый «извещатель» из двух частей: в одной геркон, в другой постоянный магнит. Одну часть крепят на дверной проём, другую на дверь так, чтобы при закрытой двери они совмещались и магнит замыкал контакты геркона. Пока дверь закрыта, через SD1 на вывод 13 D1.1 приходит логическая единица. Когда дверь открывают, там появляется логический ноль.
Если при этом темно (ноль на выводе 12 D1.1), на выходе D1.1 появляется логическая единица. Это может быть и импульс, который длится столько, сколько дверь остаётся открытой. Сигнал приходит на вывод 4 D1.2 и переводит одновибратор в единичное состояние на выходе D1.3, и светильник включается.
Питание и силовая часть
Микросхема и датчики питаются от простого источника постоянного тока — параметрического стабилизатора на резисторе R7 и стабилитроне VD1. Конденсатор C3 сглаживает пульсации питающего напряжения.
Сетевое напряжение поступает на схему через мостовой выпрямитель на диодах VD2-VD5. На его выходе получается пульсирующий постоянный ток. Частота пульсаций вдвое выше частоты сети, то есть 100 Гц. Этим током и питается лампа H1.
В авторском варианте H1 — лампа накаливания. Но схема работает и с КЛЛ, и со светодиодными лампами с драйвером, у которых на входе стоит свой мостовой выпрямитель. Если пульсирующий ток с одного моста подать на второй мост, на выходе второго получится то же самое, что и на выходе первого.
Детали, их замена и конструкция
- VT1 — 4N65, недорогой китайский транзистор. По параметрам он близок к IRF840, но дешевле и чаще встречается в продаже. На его место подойдут также IRF840, BUZ90A, КП707В2 и подобные транзисторы.
- Микросхему К561ЛЕ10 можно заменить на К176ЛЕ10 или на импортный аналог, например CD4025.
- Вместо стабилитрона Д814Д подойдёт практически любой стабилитрон на напряжение 8-14 В.
- Фотодиод ФД320 можно заменить на ФД263, а также на импортный фотодиод, фототранзистор или фоторезистор. В этом случае может понадобиться резистор R1 другого сопротивления.
Устройство собрано на макетной плате типа «решето». Плата продавалась в комплекте с пластмассовым корпусом с крепёжными отливами размером 160x80x35 мм, поэтому отдельную печатную плату не разрабатывали. Есть и вторая причина: автор занимается хобби на кухне, а держать ядовитые химические реактивы рядом с продуктами, по его мнению, опасно.
Налаживание
Налаживание сводится к двум операциям. Порог фотодатчика выставляют резистором R1, как описано выше. Желаемое время, в течение которого горит лампа, задают подбором сопротивления R4.
Здесь многое зависит от качества конденсатора C2. У конденсатора со значительным током утечки сопротивление утечки может оказаться заметно меньше R4. Тогда он просто не сможет зарядиться через R4, и автоматическое выключение света может вообще не сработать. Поэтому C2 лучше брать новый, а не выпаянный из какого-нибудь устройства. Можно поступить и иначе: увеличить ёмкость C2 и соответственно уменьшить сопротивление R4, тогда утечка будет меньше влиять на работу.
Похожие материалы на сайте
