цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Автор: Mike(admin) от 20-06-2014, 07:15

В некоторых случаях бывает полезно иметь нагрузку, коммутируемую при приближении человека. Например, так можно автоматизировать включение и выключение гирлянды рождественской елки, что позволит не лазить под нее для поиска выключателя, или этим способом можно коммутировать свет в подъезде.


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Для таких целей энтузиаст под ником brmarcum предлагает создать довольно простой прибор на основе микросхемы-таймера 555, реле и инфракрасного датчика движения.


Шаг 1: Безопасность и список инструментов и компонентов


В первую очередь – безопасность! Мы будем работать с сетевым напряжением, поэтому при тестах устройства на рабочем месте не должно быть ничего лишнего и все должны быть предупреждены об опасности. Также не обожгитесь при работе с паяльником.


Все компоненты можно достать без особых проблем, некоторые можно заменить. Например, вместо 2N3904 можно задействовать 2N2222.


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Список компонентов:


- Один силовой трансформатор. Любой понижающий трансформатор, с коэффициентом трансформации, позволяющим нам получить на выходе 12-15 В переменного тока.


- Одна розетка для печатного монтажа. Такие можно найти, например, в DVD-проигрывателях.


- Одна резиновая втулка. Рекомендуется для для крепления кабеля к корпусу.


- Один силовой кабель. Можно взять двухпроводный без заземления.


- Контакты для монтажа на печатную плату для последующего соединения кабеля. Можно кабель напаять непосредственно к плате, но это будет не безопасно.


- Один держатель для предохранителя. В данном случае используется предохранитель 5x20 мм.


- Один предохранитель, рассчитанный на несколько меньший ток, чем ток реле. В данном случае 250 В 4 А с задержкой срабатывания.


- Один таймер 555 с 8-выводной кроваткой


- Один регулятор напряжения 7809 +9 В. Можно использовать любой 9-вольтный регулятор, микросхема 7809 является даже излишней, поскольку дает еще -9 В, а это напряжение в данном случае не нужно.


- Один ИК-датчик, например, HC-SR501.


- Один биполярный транзистор 2N3904. Впрочем, любой NPN-транзистор должен подойти.


- Четыре выпрямительных диода 1N4001. Можно взять готовый выпрямитель в корпусе.


- Три конденсатора: один 0.01 мкФ, один 470 мкФ электролит, один большой электролит, можно взять на 1000 мкФ. Он будет использоваться для таймера, чем больше емкость, тем больше задержка.


- Четыре резистора: два 1 КОм, один 4.7 КОм, один 10 КОм.


- Один потенциометр, например, на 4 МОм. Он позволит настраивать таймер. С конденсатором емкостью 1000 мкФ время работы составит 2.5 часа.


- Одно реле с катушкой на 9 В и способностью коммутировать сигнал переменного напряжения 250 В 5 А.


- Болты, провода, термоусадка, клей.


- Пластиковый корпус


- Печатная плата


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Список инструментов:


- Осциллограф


- Припой и паяльник


- Кусачки, плоскогубцы, канцелярский нож, отвертка


- Макетка для тестирования


- Цифровой мультиметр


Шаг 2: Схема


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Основная идея заключается в том, что нам надо понизить наше сетевое напряжение с помощью трансформатора. Далее мы выпрямляем и сглаживаем полученный сигнал. В итоге после стабилизатора имеем нужные нам 9 В. Но датчик использует 4.5 В, поэтому добавляем еще и делитель напряжения.


Шаг 3: Тестирование


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Возьмите макетную плату и несколько проводов, чтобы протестировать каждую часть цепи в отдельности. Благодаря этому проверка пойдет быстрее, и будет меньше вероятности того, что схема не заработает после того, как все будет спаяно.


Шаг 4: преобразование переменного напряжения в постоянное


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Здесь подробнее рассмотрим метод получения необходимого нам напряжения. Мы ставим трансформатор, позволяющий нам понизить напряжение. Четыре диода соединены по мостовой схеме и выпрямляют напряжение. Здесь главное соединить эти диоды правильно. Конденсатор на 470 мкФ сглаживает напряжение и поддерживает его на достаточно высоком уровне, необходимом для регулятора. Важно иметь на входе регулятора большее напряжение чем то, которое мы хотим получить на выходе, иначе наш выход будет нестабильным. Для тестирования этой подсистемы, чтобы не подсоединять ее к силовой части, можно взять батарейку 9 В.


Шаг 5: Цепь таймера


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Оригинал такой схемы можно найти в книге Basic Electronics: Transistors and Integrated Circuits (стр. 91). В оригинале присутствовала кнопка, переключающая между выводом trigger (вывод 2) и землей для активации. В данном же случае используется выход ИК-датчика, но таймеру 555 для переключения требуется низкий уровень сигнала, а выход датчика имеет высокий уровень. Эта проблема решается использованием NPN-транзистора. Подробнее об этом ниже. Пока стоит знать, что данная схема для переключения требует низкий уровень сигнала. Резисторы 4.7 КОм выступают в роли подтягивающих резисторов для того, чтобы сигнал оставался высоким при отсутствии напряжения с выхода инфракрасного датчика движения.


Шаг 6: ИК-датчик


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Эта схема подключения датчика довольно простая. Здесь мы используем транзистор для инверсии сигнала. Поскольку датчик спроектирован для совместной работы с микроконтроллерами, то его выходное напряжение составляет от 3 до 6 В. Поэтому мы используем два резистора номиналом 1 КОм для формирования делителя напряжения, чтобы из 9 вольт получить 4.5.


Шаг 7: реле и подвод переменного тока


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Здесь также имеем достаточно простую схему. Контакты розетки и предохранителя на 4 А заводим на коммутационные контакты реле. Катушка в свою очередь подключается к выходу таймера (вывод 3) и земле.


Шаг 8: сборка и завершение


Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Выключатель сетевого напряжения с датчиком движения

Учтите, что место в корпусе не бесконечно, поэтому размещать и паять детали нужно как можно ближе друг к другу. При этом необходимо стараться ничего лишнего не закоротить. Особенно обращайте внимание на оголенные выводы, когда помещаете плату в корпус. Розетка желательно должна иметь отверстия для болтов для того, чтобы можно было надежно прикрепить ее к корпусу.




Перевод © digitrode.ru


<Источник>




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий