Фотореле-таймер на микроконтроллере |
Если в темное время суток нажать на одну из установленных в подъезде и подсвеченных светодиодами кнопок, предлагаемое устройство включит в нем свет на заданное время. Однако его можно с успехом использовать и для автоматического включения и выключения ночного освещения во дворе или на улице, и даже в качестве обычного таймера, включающего на определенное время любую нагрузку.
Предлагаю вниманию читателей разработанное мной недорогое, экономичное и простое устройство управления освещением — универсальное фотореле-таймер, позволяющее экономно расходовать электроэнергию на освещение, например, подъездов жилых домов.
Схема прибора изображена на рис. 1. Его основа — недорогой микроконтроллер PIC12F675 (DD1). Он имеет встроенный десяти разрядный АЦП, в нашем случае преобразующий снимаемое с фотоэлементов напряжение в число, которое программа сравнивает с хранящимся в памяти микроконтроллера пороговым значением. Фотоэлементы 1BL1—nBL1 — обычные светодиоды красного цвета свечения АЛ307БМ.
Освещение подъезда включают нажатием на одну из соединенных параллельно кнопок 1 SB 1 — nSB1, которые подсвечены светодиодами 1HL1 — nHL1, снабженными ограничительными резисторами 1R1— nR1. Число групп фотоэлемент—кнопка—светодиод-резистор (их устанавливают в подъезде на каждом этаже) может достигать десяти. Оно ограничено в основном допустимым выходным током вывода 2 (GP5) микроконтроллера.
При нажатии на любую из кнопок 1SB1—nSB1 напряжение на входе встроенного компаратора (выводе 7) микроконтроллера становится выше 3,6 В — заданного программно порога.
После многократной проверки этого факта программа установит на выводе 3 (GP4) микроконтроллера высокий уровень напряжения, что приведет к открыванию транзистора VT1 и срабатыванию реле К1. Нормально разомкнутые контакты этого реле подключают параллельно контактам обычного ручного выключателя освещения или включают в цепь питания другой нагрузки.
Светодиодный индикатор HL2 содержит два полупроводниковых кристалла разного цвета свечения. Зеленый сигнал свидетельствует о включении реле К1.
Если перемычка S1 находится в верхнем по схеме положении и нажата кнопка SB2, "красный" кристалл индикатора HL2 мигает с частотой 1 Гц, отсчитывая задаваемое пользователем число минут, на которые будет включаться освещение. Максимальное значение этого параметра — 60. Через 3 с после отпускания кнопки красный сигнал мигнет еще раз, подтверждая, что заданное число записано в энергонезависимую память микроконтроллера.
При нижнем положении перемычки S1 нажатие на кнопку SB2 — команда программе записать в память микроконтроллера значение напряжения, поступающего с фотоэлементов 1BL1 — nBL1 (разумеется, подключенных к разъему Х3). После отпускания кнопки запись подтверждается кратковременным включением красного сигнала. Когда освещенность фотоэлементов больше зафиксированной, нажатия на кнопки 1SB1— nSB1 не приводят к срабатыванию реле К1 и включению освещения.
При первом (после сборки и установки вновь запрограммированного микроконтроллера) включении фотореле выдержка времени — 1 мин, порог освещенности таков, что освещение не включается даже при полном затемнении фотоэлементов.
Рабочее положение перемычки S1 — нижнее (по схеме). За 20 с до окончания заданной выдержки начинают мигать с частотой 1 Гц светодиоды 1HL1—nHL1, предупреждая о скором выключении освещения. Если в это время нажать на любую из кнопок 1SB1—nSB1 и удерживать ее около 2 с, выдержка будет продлена на минуту, а свечение светодиодов вновь станет непрерывным. Когда до окончания дополнительного времени останется 20 с, светодиоды вновь замигают и выдержку можно будет продлить еще на минуту. Эту процедуру можно повторять неограниченное число раз.
Если отключить от разъема Х2 светодиоды и кнопки и соединить его контакты перемычкой, устройство будет включать свет в помещении или на улице при освещенности фотоэлемента (он может быть единственным) ниже пороговой и выключать его в противном случае. Автоматического выключения освещения через заданное время в этом случае не будет.
Еще один вариант — отключить от разъема Х3 фотоэлементы, соединив его контакты перемычкой. Теперь кнопкой, подключенной к разъему Х2, можно включать осветительные лампы или другую нагрузку на заданное время. Выдержку задают так же, как и в основном режиме. Ее можно продлевать на минуту неограниченное число раз. Хотя фотоэлементы в этом режиме отсутствуют, порог срабатывания фотореле все-таки требуется установить, нажав на кнопку SB2 при установленной в рабочее положение перемычке S1.
Микроконтроллер прибора работает с внутренним тактовым RC-генерато-ром. Его частота установлена максимально близкой к номинальной (4 МГц) с помощью программной корректирующей константы. Для счета времени использованы прерывания запросы которых формирует шестнадцатиразрядный таймер TMR1 микроконтроллера. Измеренная при комнатной температуре погрешность отсчета 60-минутного интервала не превысила 1 с.
Фотореле выполнено на печатной плате из фольгированного диэлектрика толщиной 1 мм. Чертеж платы и расположения деталей на ней — на рис. 2. Свободное место в ее верхней (по чертежу) части занимает реле К1 — TRL-12VDC фирмы TTI с катушкой на напряжение 12 В (ток — около 70 мА). Каждая группа контактов этого реле, а их две, способна коммутировать цепь переменного напряжения 220 В при токе до 10 А. Кнопка SB2 — TS-A1PS-130. Разъемы — PLS-R.
Плата помещена в пластмассовый корпус, в передней панели которого предусмотрено отверстие для светодиода HL2. Если прибор предполагается использовать только как таймер, сюда же можно вывести кнопку SB2, а вместо перемычки S1 применить переключатель, также установив его на передней панели. Питание прибора производится от любого источника постоянного напряжения 12 В, способного отдавать ток 100 мА.
Вместо двухцветного светодиода L-59EGW подойдет AЛC331 AM. Если же необходимости в контроле включения реле К1 нет, то можно обойтись обычным светодиодом красного цвета свечения, к примеру, АЛ307БМ, подключив его к выводу 5 микроконтроллера.
Светодиоды подсветки КИПД05В-Ж можно заменить любыми слаботочными, подходящими по цвету свечения. Но следует помнить, что после такой замены, вероятно, потребуется подборка резисторов 1R1—nR1 и может увеличиться ток, потребляемый от линии GP5 микроконтроллера. Это приведет к ограничению числа светодиодов подсветки, одновременно подключаемых к прибору.
Исходник на ассемблере и прошивка микроконтроллера PIC12F675 доступны по этой ссылке. Источник: Журнал Радио 2009 №2
| C этой схемой также часто просматривают: |
 Генератор видеосигнала на микроконтроллере PIC16F84
Таймер на ОУ
Таймер в блоке управления стеклоочистителем
Электронный таймер
Цифровой таймер для электробытовых машин и приборов
Генератор для проверки автомобильных тахометров
Автоматический блок управления стеклоочистителем
Контроллер RGB светодиодной ленты
Зарядное устройство из компьютерного блока питания
| 
