Схема:


Прошло время маленьких «хрущевских» кухонек, когда, не сдвигаясь с места можно дотянуться до любого угла кухни. Однако, у «хрущевской» кухни есть и свой плюс, - она имеет квадратную форму и так мала, что практически равномерно освещена как из окна, так и от единственного плафона на потолке. Размерам же кухни в новом доме может позавидовать «хрущевский» зал. Но, создавая неоспоримые удобства увеличением размеров кухни, современные проектировщики почему-то мало уделяют внимания ее освещенности, - в новостройках встречаются кухни площадью метров 12-15м2, вытянутой формы, в которых роль окна выполняет узенькая дверь на лоджию. Мойка в такой кухне обычно расположена в самом дальнем от окна углу, поэтому при мытье посуды приходится пользоваться дополнительным светильником, расположенным над мойкой. И этот светильник горит практически сутками, потому что его просто забывают выключать. Здесь предлагается описание схемы несложного автомата, который автоматически включает и выключает свет над мойкой, реагируя на расположение человека в кухне и на внешнюю освещенность.

Устройство:
У автомата есть два оптических датчика, один работает на инфракрасных волнах и служит для определения, находится человек возле мойки или нет. Второй датчик тоже оптический, но он реагирует на видимый свет из окна и блокирует включение светильника, если внешняя освещенность достаточна. Этот датчик можно отключить, тогда свет будет включаться только по сигналу инфракрасного. После того как вы отходите от мойки свет гаснет не сразу, а спустя 30-50 секунд. Это исключает мигания света, которые могут быть вызваны вашими непродолжительными перемещениями по кухне. Рассмотрим схему автомата. Инфракрасный датчик присутствия возле мойки человека сделан на основе оптической пары, - ИК-светодиода HL1 (для пультов дистанционного управления) и интегрального фотоприемника F2 (для систем управления телевизоров). Фотоприемник и светодиод направлены друг на друга и расположены так, что подходя к мойке человек, пересекает воображаемую линию между светодиодом и фотоприемником и преграждает прохождение ИК-света от светодиода к фотоприемнику. ИК-излучение светодиода модулировано частотой около 36-38 кГц, которая вырабатывается мультивибратором на микросхеме D1. Внутренний усилитель фотоприемника F2 настроен на эту частоту, и при приеме ИК-света с такой модуляцией на его выходе устанавливается низкий логический уровень. Поэтому, транзистор VT2 закрыт, а конденсатор C5 заряжен, на выводе 12 D3 высокий логический уровень. Если ИК-свет, поступающий на F2 перекрыть, то на его выходе устанавливается высокий логический уровень. Транзистор VT2 открывается и через прямое сопротивление диода VD1 разряжает конденсатор С5. На выводе 12 D3 теперь низкий логический уровень. Если на второй вход D3 (выв. 13) так же подан низкий логический уровень, то на его выходе возникает высокий уровень. Это приводит к гашению светодиода транзисторной оптопары А1. Транзистор оптопары закрывается и сопротивление между выводами 3 и в микросхемы - регулятора мощности A3 увеличивается. Лампа Н1 включается. В том случае, когда человек отходит от мойки оптическая связь между HL1 и F2 возобновляется и на выходе F2 возникает низкий логический уровень. Транзистор VT2 закрывается, но напряжение на выводе 12 D3 не сразу увеличивается до высокого логического уровня, а нарастает постепенно, так как происходит медленная зарядка конденсатора С5 через резисторы R9 и R8. Напряжение на С5 достигает высокого логического уровня только спустя 30-50 секунд. Только после этого зажигается светодиод оптопары А1 и происходит выключение лампы Н1. Контроль за внешней освещенностью производится при помощи оптического датчика света F1, роль которого выполняет фототранзистор от шариковой компьютерной мыши. В схеме включен только один из двух имеющихся в датчике фототранзисторов, поэтому, один из его крайних выводов оставлен неподключенным. Переменный резистор R6 служит для установки чувствительности датчика, так, чтобы триггер Шмитта D5-D6 оказывался в единичном состоянии, когда освещенность достаточна, и в нулевом, когда уровень внешней освещенности мал. Триггер Шмитта и конденсатор С2 нужны, чтобы исключить самовозбуждение автомата или мигания света при кратковременных изменениях уровня внешней освещенности. И так, вечером или в пасмурную погоду уровень внешней освещенности недостаточен, поэтому сопротивление F1 велико и напряжение на резисторе R6 ниже порога низкого логического уровня. Триггер Шмитта переключен в нулевое положение и низкий уровень с выхода D5 поступает на вывод 13 D7. Если при этом, человек находится рядом с мойкой, то на вывод 12 D7 так же поступает низкий логический уровень. А это приведет к включению лампы светильника (H1). Если же, яркий солнечный день, то сопротивление F1 мало и триггер Шмитта в единичном состоянии. На выводе 13 D7 высокий логический уровень и на выходе этого элемента будет низкий уровень независимо от того, какой уровень на его втором входе (от того, в каком состоянии инфракрасный датчик). Составляющие оптического инфракрасного датчика (светодиод и фотоприемник), чтобы датчик работал эффективно, должны быть расположены относительно низко (на уровне пояса). Но, при мытье посуды именно эта область оказывается наиболее подверженной брызгам воды, поэтому, чтобы снизить вероятность поражения электрическим током, составляющие датчика не должны иметь гальванической связи с электросетью. С этой целью низковольтная часть схемы питается от электросети через маломощный понижающий силовой трансформатор Т1, а для управления освещением используется оптопара А1.

Детали:
Трансформатор Т1, - малогабаритный китайский трансформатор типа «ALG», с вторичной обмоткой на 6 или 9 V. Напряжение выпрямляется мостом VD2 и стабилизируется стабилизатором А1 на уровне 5V. Конденсатор С8 должен быть на напряжение не ниже 16V, все остальные оксидные, - не ниже 10V. Регулятор мощности КР1182ПМ1 в этой схеме служит выключателем лампы с плавным нарастанием яркости (постоянная времени цепи С8 R13). Мощность лампы не может быть больше 150W. Вместо схемы на КР1182ПМ1 можно выходной каскад выполнить на оптосимисторе, но для этого уровень, поступающий на светодиод оптосимистора нужно инвертировать, например, используя четвертый элемент D2 или транзисторный ключ (в зависимости от номинального тока через светодиод).

Настройка:
Сначала нужно настроить ИК-датчик (для этого датчик света можно отключить, замкнув S2). Подбирая сопротивление R2 нужно обеспечить сопряжение ИК-канала по частотам, так, чтобы при попадании света от HL1 на F2 на выходе последнего был четкий логический ноль (а не импульсы или единица). Затем настраивают датчик света (разомкнув S2), подстраивая резистор R6. При возникновении пульсаций на выходе D6 нужно увеличить сопротивление R5 и (или) емкость С2. Датчик F1 нужно расположить так, чтобы на него попадал свет от окна, но не попадал прямой свет от светильников.



Радиоконструктор №6 2006г стр. 22