Счётчик людей в помещении, управляющий освещением

Когда люди в течение дня приходят в помещение и уходят из него, свет, который забыл выключить ушедший последним, нередко остаётся гореть на всю ночь. Предлагаемый прибор, постоянно подсчитывая входящих и выходящих, всегда "знает”, сколько человек находится внутри. Устройство автоматически включает освещение, как только в помещение кто-нибудь входит, и выключает его, когда все вышли.

Построен прибор на микроконтроллере PIC12F629, обрабатывающем сигналы двух оптических бесконтактных датчиков положения объекта Opto-Bero 3RG7010-0CC00 фирмы Siemens, установленных на косяке двери так, что каждый входящий пересекает чувствительную зону сначала первого, а затем второго датчика, а выходящий пересекает их в обратном порядке.

Возможные варианты установки датчиков показаны на рис. 1. Вариант А используют, если косяк достаточно широк и имеется возможность разместить в вырезанных в нём углублениях два датчика, расположив их чувствительные поверхности в одной плоскости. В противном случае используют вариант Б. Опасаться затенения одного из датчиков закрытой дверью не следует, эта ситуация учтена в программе микроконтроллера и к ошибкам не приводит.

Устанавливать датчики следует на высоте около 900 мм. Если они находятся ниже, может возникнуть нежелательная реакция на обе ноги человека, пересекающие чувствительные зоны датчиков по очереди, в результате чего будет допущена ошибка счёта. При использовании прибора в помещении с несколькими дверями датчики необходимо установить в проёмах каждой из них. Подключают их параллельно датчикам первой пары.

Вместо сравнительно дорогих фирменных оптических датчиков можно использовать самодельные, например, построенные по описанию в статье Ю. Виноградова "Лазерная указка в охранной сигнализации" ("Радио", 2002, № 7, с. 43, 44). При этом источник излучения каждого такого датчика должен быть установлен точно напротив своего приёмника, который нужно поместить на противоположной стороне дверного проёма.

Схема счётчика показана на рис. 2. К колодке XT 1 в соответствии с номерами контактов подключают выводы датчика, который при входе человека в помещение срабатывает первым, а к колодке ХТ2 — выводы того, который срабатывает вторым. Через контакты 1 и 3 колодок на датчики поступает питающее напряжение 12 В. Когда в чувствительной зоне датчика нет отражающего предмета, открыт находящийся в этом датчике p-n-p транзистор, эмиттер которого соединён с выводом 1, а коллектор — с выводом 2. При наличии такого предмета датчик срабатывает и его внутренний транзистор закрывается.

Пока ни один датчик не сработал, транзисторы VT1 и VT2 открыты, поэтому логические уровни напряжения на входах GP1 и GP2 микроконтроллера DD1 низкие. При срабатывании какого-либо датчика соединённый с его выводом 2 транзистор VT1 или VT2 закрывается. Уровень на входе GP1 (если сработал первый датчик) или на входе GP2 (если сработал второй) становится высоким.

Колодку ХТ4 включают последовательно в разрыв цепи осветительной лампы вместо обычного выключателя или параллельно ему. Выключателем SA1, подключённым к колодке ХТ3, можно разорвать цепь обмотки исполнительного реле К1, выключив этим автоматическое управление освещением. Если в этом выключателе нет необходимости, контакты колодки ХТ3 следует замкнуть перемычкой.

В начале своей работы (при подаче питания) программа микроконтроллера обнуляет организованный в ней счётчик срабатываний датчиков, а на выходах GP0 и GP4 устанавливает низкие уровни. Светодиод HL1 в этом состоянии выключен, транзистор VT3 закрыт. Ток через обмотку реле К1 не течёт, поэтому освещение выключено его разомкнутыми контактами.

Когда человек проходит мимо датчиков, программа определяет порядок их срабатывания. Если первым сработал датчик № 1, а за ним датчик № 2, значит, человек вошёл в помещение. Значение счётчика увеличивается на 1. Обратный порядок их срабатывания показывает, что человек вышел, и значение счётчика уменьшается на 1. Таким образом, число, накопленное в счётчике, всегда равно числу находящихся в помещении людей. Если оно больше нуля (максимально возможное значение — 255), на выходе GP0 высокий уровень и освещение включено. Если равно нулю (меньше оно стать не может, это предусмотрено в программе), то людей в помещении нет и освещение выключено. Учёт каждого входящего подтверждается серией вспышек светодиода HL1. Их число в серии равно числу людей, находящихся в данный момент в помещении. Человек, остановившийся в дверном проёме, не изменяет значение в счётчике. Оно изменится только при продолжении им движения в прежнем направлении.

Питается прибор от любого источника постоянного напряжения 12 В, потребляя в дежурном режиме ток не более 20 мА, к которому при включении освещения добавляется ток, текущий через обмотку реле К1. На микросхеме DA1 выполнен стабилизатор напряжения 5 В для питания микроконтроллера.

Печатная плата прибора изображена на рис. 3. Микроконтроллер PIC12F629-I/P допускается заменить на PIC12F675-I/P. Вместо интегрального стабилизатора 78L05 можно установить другой на +5 В, в том числе более мощный — 7805 (КР142ЕН5А), с учётом разницы в назначении его выводов. Транзисторы 2N2222 заменяются, например, на КТ315А, а замену транзистору 2N2926 следует подбирать с учётом рабочего тока обмотки реле К1. Контакты реле должны выдерживать переменное напряжение 220 В и ток (в том числе пусковой) ламп, которыми они управляют. Подойдёт, например, реле TRIL- 1 2VDC-FB-2CM.

Исходный код программы на языке ассемблера и прошивка микроконтроллера PIC12F629 доступны по этой ссылке.

Автор: В. Юшин, г. Электросталь Московской обл.
Источник: Журнал Радио 2013 №11

C этой схемой также часто просматривают:

Датчик присутствия людей
Акустический автомат управления освещением по двум хлопкам в ладоши
Регулятор скорости вентилятора автомобильной печки на PIC контроллере
Плата для программатора PICkit3
Прибор для поиска скрытой проводки на PIC12F629
Фотореле-таймер на микроконтроллере