Включив освещение при входе в подсобное помещение, человек его зачастую либо просто забывает выключить при выходе, либо руки уже заняты. В результате свет продолжает гореть длительное время. В подобных случаях устанавливают выключатель, меняющий своё состояние при каждом открывании и закрывании двери, таймер или датчик движения.
Предлагаемый автоматический выключатель представляет собой таймер, выключающий освещение через заданное время. Он предназначен для управления светодиодной лентой на напряжение 12 В, которую можно применять и для освещения помещений с высокой влажностью. Схема прибора изображена на рис. 1.
Рис. 1
При нажатии на кнопку SB1 на блок питания U1 (сетевой адаптер) подаётся напряжение 220 В. Постоянное напряжение 12 В с выхода блока, пониженное интегральным стабилизатором DA1 до 5 В, поступает на микроконтроллер DD1, и он начинает работать, установив согласно программе высокие логические уровни на своих выходах GP0- GP2. Включаются светодиодная лента и установленный вблизи кнопки SB1 све-тодиод HL1. На обмотку реле K1 подаётся напряжение. Замкнувшиеся контакты реле K1.1 шунтируют верхнюю (по схеме) группу контактов кнопки. Это обеспечивает свечение светодиодной ленты и после отпускания кнопки.
По истечении 30 мин с момента подачи питания микроконтроллер начинает уменьшать длительность питающих светодиодную ленту импульсов, плавно снижая её яркость до нулевой. Этот процесс занимает приблизительно 3 мин. По его окончании программа устанавливает на выводе GP2 микроконтроллера низкий логический уровень и закрывшийся транзистор VT1 разрывает цепь питания обмотки реле K1, контакты K1.1 которого отключают блок питания U1 от сети. Выключенное устройство не потребляет электроэнергии, и его не требуется дополнительно отключать при длительном отсутствии хозяев.
В случае нажатия на кнопку SB1 до истечения 30-минутного интервала дальнейший его отсчёт прекращается и немедленно начинается описанная выше процедура снижения яркости ленты и выключения устройства.
Рис. 2
Выключатель собран на макетной плате (рис. 2), все соединения выполнены гибким многожильным проводом МГТФ. К выводам микроконтроллера PIC10F206-I/OT (в шестивыводном корпусе SOT-23A для поверхностного монтажа) для их соединения с другими деталями припаяны тонкие неизолированные провода, а сам микроконтроллер закреплён на плате прозрачным герметиком.
Можно применить и микроконтроллер PIC10F206-I/P в восьмивыводном корпусе DIP. Номера выводов последнего на рис. 1 приведены в скобках. Пригодны также микроконтроллеры PIC10F200, PIC10F202, PIC10F204 с такими же индексами. Они различаются лишь объёмом памяти и наличием либо отсутствием не требующегося в данной конструкции встроенного компаратора. При необходимости программу, исходный текст которой имеется в приложении, можно перекомпилировать для PIC16F628, PIC12F629 и других микроконтроллеров семейства PIC.
Рис. 3
Автор программировал уже установленный в выключатель микроконтроллер, припаяв к его выводам согласно схеме, показанной на рис. 3, провода от разъёма XP1, к которому затем был подключён программатор. Указанные на схеме номера контактов разъёма соответствуют программаторам PICKit2 и PICKit3.
Перед загрузкой в микроконтроллер программы следует с помощью программатора прочитать содержимое его памяти программ и сохранить для последующего восстановления находящуюся в её последней ячейке индивидуальную для каждого экземпляра микроконтроллера калибровочную константу. Если она будет стёрта и правильно восстановить её не удастся, частота внутреннего тактового генератора микроконтроллера станет заметно отличаться от номинальной, что скажется на длительности формируемых программой интервалов времени.
После успешной загрузки программы в микроконтроллер и проверки работоспособности автоматического выключателя не требующийся более разъём был удалён.
В качестве K1 пригодно любое малогабаритное реле с обмоткой на 12 В и контактами, рассчитанными на коммутацию переменного напряжения 220 В. Автор применил реле MI-SS-112L.
Транзисторы КТ815А можно заменить любыми кремниевыми структуры n-p-n с допустимыми напряжением коллектор-эмиттер не менее 15 В и током коллектора, не менее чем на 20 % превышающим рабочий ток обмотки реле (для транзистора VT1) или светодиодной ленты (для транзистора VT2). При необходимости транзисторы должны быть снабжены теплоотводами.
В случае использования длинных соединительных проводов между выходом стабилизатора DA1 и выводами питания микроконтроллера DD1 желательно заменить керамический конденсатор C2 двумя такими же, установив каждый из них как можно ближе к выводам соответственно стабилизатора и микроконтроллера.
Кнопка SB1 должна быть рассчитана на переменное напряжение не менее 220 В и пусковой ток блока питания. Но она не обязательно должна быть сдвоенной. Можно применить две отдельные кнопки, нажимая на одну из них (соот-
ветствующую верхним по схеме контактам), чтобы включить освещение, а на другую (соответствующую нижним контактам), чтобы досрочно выключить его. Автор применил в качестве кнопок одинарные микропереключатели - импортные аналоги МП9-Р1. Однако практика показала, что пользоваться ими удобнее, когда они установлены рядом, а их толкатели механически соединены. Это избавляет от раздумий, на какую кнопку следует нажать, чтобы включить или выключить свет.
Блоком питания U1 послужил готовый импульсный сетевой адаптер с выходным постоянным напряжением 12 В и допустимым током нагрузки 1 А.
Светодиодная лента - любая с рабочим напряжением 12 В. Вместо неё могут быть применены отдельные све-тодиоды с ограничивающими ток резисторами или лампы накаливания на такое же напряжение. При использовании ламп транзистор VT2 следует подбирать исходя из их пускового тока, который в несколько раз превышает рабочий.
С описанным выключателем можно использовать и обычную лампу накаливания на 220 В. На схеме рис. 1 эта лампа обозначена EL1, а её подключение показано штриховыми линиями. Функция плавного снижения яркости в этом случае не действует.
Программу микроконтроллера можно скачать здесь.
Автор: С. Крушневич, г. Киев, Украина