Схема электронного выключателя света

Схема электронного выключателя света

Добавить схему на сайт Добавить в избранное

Схема выключателя света в прихожей

Знакомая ситуация, — вы приходите вечером домой, и отперев дверь квартиры,начинаете на ощупь искать выключатель света в прихожей. Затем вы его включаете, и разувшись и раздевшись, перемещаетесь в комнаты, включаете в них свет, а свет в прихожей выключить забываете. В дождливую погоду ситуация из просто экономически неудобной становится опасной, -поиск наощупь выключатель мокрой рукой, да еще и с рукава одежды течет, может привести к попаданию воды внутрь выключателя, что может вызвать поражение током.

Проблему может решить несложный маломощный автомат, который будет дублировать имеющийся выключатель света. Автомат включает лампу в момент открывания двери, поскольку, при этом замыкаются контакты датчика, механически связанного с дверью. Затем, после закрывания двери контакты этого датчика размыкаются, но свет продолжает еще гореть около одной-двух минут, чего вполне достаточно.

Если требуется чтобы свет горел продолжительное время, — можно воспользоваться обычным механическим выключателем. Но тогда автоматического выключения света не будет.

Принципиальная схема показана на рисунке. Конечно, сейчас очень популярна такая современная элементная база как коммутационные высоковольтные полевые транзисторы, оптоэлектроника, но, в глубинке радиолюбитель может рассчитывать только относительно старую комплектацию, — тиристоры типа КУ201, КУ202, диоды КД209, КД105, микросхемы серии К561, высоковольтные транзисторы от .старых телевизоров «УСЦТ». Именно на такой базе и построена эта схема.

Схема автоматического выключателя представляет собой двуполюсник, который включается параллельно имеющемуся на стене помещения выключателю. Это удобно тем, что нет нужды делать какие-то дополнительные провода к лампе освещения или для подачи питания от сети. Есть только два провода, которые идут к датчику, установленному на двери.

Ключевое устройство состоит из тиристора VS1, диодов VD2-VD3 и транзистора VT1. Лампа Н1 питается пониженным напряжением, потому что на неё поступает только одна полуволна сетевого напряжения. Эквивалентно, это примерно 180 V. С одной стороны, это бережет лампу, потому что она питается пониженным напряжением, а с другой стороны, нет надобности в установке выпрямителя или замены тиристора симистором. Что касается яркости света, то вместо обычной 40 ваттной лампы можно просто поставить 60 ваттную.

Диоды VD2 и VD3 предохраняют тиристор от пробоя обратным напряжением. Управляет тиристором транзисторный ключ на VT1. S2 — это имеющийся в помещении выключатель, при его замыкании лампа горит непрерывно. S1 — контактный датчик, установленный на входной двери (датчик подкапотного освещения автомобиля ВАЗ-08). При открывании двери контакты его замыкаются и он замыкает конденсатор С1. На выходе элемента D1.1 устанавливается лог. 0, а на выходе D1.4 -единица. Ключевое устройство открывается и подает питание на лампу.

После закрывания двери контакты S1 размыкаются и С1 начинает заряжаться через R1. Спустя 40-60 секунд напряжение на нем достигает логического уровня и на выходе D1.1 устанавливается единица, а на выходе D1.4 -ноль. Ключевое устройство закрывается и лампа гаснет.

На элементах D1.2 и D1.3 выполнен триггер Шмитта, который обеспечивает более четкое срабатывание автомата и исключает его самовозбуждение. Как уже отмечалось выше, в конструкции использована самая доступная, на нынешний день, комплектация. Диапазон замены тоже широк. Диоды КД209 можно заменить любыми аналогичными выпрямительными диодами на напряжение не ниже 300 В, это могут быть КД105, КД226 или другие. Стабилитрон Д814А можно заменить на Д814А-Д, Д818 или использовать более современные КС509, КС510, КС511, КС512. Все же желательно, чтобы у стабилитрона был металлический корпус, так как он отводит излишек тепла.

Транзистор КТ940А можно заменить любым другим высоковольтным средней мощности. Емкость конденсатора С1 может быть меньше указанной на схеме, от параметров цепи C1-R1 зависит продолжительность свечения лампы после закрывания двери. Емкость С2 не должна быть меньше указанной на схеме. С1 и С2 — импортные аналоги К50-35. С1 должен быть на как можно большее напряжение (чем больше напряжение, на которое рассчитан конденсатор, тем меньше его ток утечки). Но, С1 и С2 должны быть на напряжение не менее 16 V.

Тиристор КУ201Н можно заменить на КУ201К, Л, М или КУ202 К, Л, М, Н. КУ202 предпочтительнее, — он совсем не будет нагреваться. Микросхему К561ЛА7 можно заменить любой другой микросхемой серии К561 или К1561, имеющей не менее четырех инверторов, таких как К561ЛЕ5, К561ЛН2, К561ТЛ1.

Все устройство собрано в небольшой пластмассовой мыльнице. Тиристор установлен на кронштейне сделанном из уголка от детского металлического конструктора. Большинство деталей закреплено в мыльнице клеем «Момент-1М». Устройство крепится под потолком над выключателем света и соединено с ним стандартным сетевым шнуром.

Схема электронного выключателя света

Обычные выключатели не подходят для установки в длинных коридорах. Здесь нужно чтобы при входе в коридор свет можно было включить одним выключателем, а при выходе — выключить уже другим, расположенным с другого конца коридора. Обычно для этого используют коридорные переключатели, включая их по схеме на рис.1. Для того чтобы изменить состояние освещения (включить или выключить) нужно любой из этих переключателей переключить в другое положение.

Если коридорных переключателей должно быть установлено два, то каждый должен быть на два положения. Если же в коридоре не два, а предположим, три или четыре выхода, то и переключатели должны быть на три или четыре положения. А если выходов десять. Как видно, чисто электротехническим способом решение проблемы получается слишком громоздким. А вот если привлечь на помощь электронику, — очень легко и просто.

На рисунке 2 показана схема коридорного выключателя, управляемого обычными замыкающими кнопками без фиксации. Причем число таких кнопок не ограничено (хоть сто). При этом ни число положений, ни число соединительных проводов не меняется. Все кнопки подключены параллельно к одному двухпроводному кабелю и работают практически как одна.

Состояние освещенности меняется на противоположное однократным нажатием любой из этих кнопок. Но и это не все прелести.

Кнопки, и соединяющий их кабель не только находятся под низким безопасным напряжением, но и гальванически развязаны от электросети. Поэтому, данный выключатель можно устанавливать в таких сырых помещениях, как подвалы и чердаки, и пользоваться им, не опасаясь поражения электрическим током.

В основе схемы D-триггер выполненный на счетчике D1. Здесь, наверное, было бы привычнее использовать К561ТМ2, но автору на момент создания схемы были более доступны микросхемы К561ИЕ10А, содержащие пару двоичных счетчиков. В данной схеме используется только один D-триггер первого счетчика микросхемы. Остальные её части оставлены без применения.

С целью гальванической развязки между кнопками управления и сетью источник питания логической схемы выполнен на маломощном силовом трансформаторе, а управление симисторным ключом осуществляется при помощи оптопары.

Нажатие и отпускание любой из кнопок S1-SN приводит к тому, что на выводе 1 D1 формируется импульс произвольной формы, который переключает счетчик на одну позицию вверх. В результате, каждое нажатие любой из кнопок приводит к изменению логического уровня на выводе 3 на противоположный тому, который был ранее.

Для того чтобы в результате прерывания питания выключатель не устанавливался произвольно во включенное состояние в схеме есть цепь C2-R2, принудительно сбрасывающая счетчик в момент включения питания.

Освещение включается при помощи симистора VS1. На схеме условно показана одна лампа Н1. На самом деле это может быть несколько включенных параллельно ламп, равномерно распределенных по длине коридора.

Управление симистором осуществляется посредством оптотиристорной пары U1 и диодного моста VD1. Большинство деталей, включая и трансформатор, расположено на одной печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Расположение печатных дорожек с одной стороны платы. Перемычек нет. За пределами платы расположен симистор.

В схеме можно использовать самые разные детали, но плата рассчитана именно на те, которые указаны на принципиальной схеме.

Трансформатор HRE3005 очень малого размера, с выводами под печатный монтаж. У него есть одна первичная обмотка на 230V и две вторичные по 7,5V / 0.04А. Используется Большинство деталей, включая и трансформатор, расположено на одной печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Расположение печатных дорожек с одной стороны платы. Перемычек нет. За пределами платы расположен симистор.

В схеме можно использовать самые разные детали, но плата рассчитана именно на те, которые указаны на принципиальной схеме.

Трансформатор HRE3005 очень малого размера, с выводами под печатный монтаж. У него есть одна первичная обмотка на 230V и две вторичные по 7,5V / 0.04А. Используется только одна из вторичных обмоток. На месте Т1 можно использовать любой другой маломощный сетевой трансформатор с вторичной обмоткой 6-9V, например, более дешевый серии ALG, но это потребует доработки платы или выноса трансформатора за её пределы.

Выпрямительные мосты типа КЦ407А можно заменить другими мостами или собрать мосты на одиночных диодах типа КД209, при соответствующем изменении в печатной плате. Оптотиристорную пару АОУ103Б тоже можно заменить другой, например, АОУ115Г или Д, либо использовать импортную аналогичную, при соответствующем изменении в плате.

Все конденсаторы нужно применять на напряжение не ниже 10V. Транзистор КТ3102 можно заменить любым n-p-n транзистором общего применения. Симистор ТС122-25-8 можно заменить на ТС112-10-8, ТС106-10-8 или КУ208Г. Возможно применение и импортных симисторов, либо мощных оптосимисторов. В этом случае оптопара U1 и мост VD1 не нужны, а светодиод оптосимистора подключают в коллекторную цепь VT1.

Наиболее удобны кнопки типа квартирных звонковых кнопок. Они отличаются достаточной надежностью, и приспособлены для установки на стену. Провод, соединяющий кнопки между собой и со схемой может быть любым, даже телефонной лапшой.

Схема электронного выключателя освещения коридора (К561ТМ2)

Выключатель предназначен для автоматического управления осветительным прибором, расположенным в узком и темном коридоре, тамбуре или входной группе.

Он автоматически включает свет при открывании одной из двух дверей, имеющихся в данном коридоре, и автоматически выключает свет так же при открывании одной из двух дверей.

То есть, человек открывает дверь, чтобы войти в коридор, при этом свет включается. Затем человек открывает другую дверь или ту же самую (значения не имеет) чтобы выйти из коридора, и свет выключается.

Данное устройство можно установить и на помещение с одной дверью, но при условии что дверь эта будет каждый раз, после открывания и прохода в помещение человека, закрываться. Например, на ней будет пружина или «доводчик», закрывающий дверь.

Принципиальная схема

Схема устройства выполнена на основе одного из D-триггеров микросхемы К561ТМ2. Второй триггер этой микросхемы здесь не используется.

Он остается свободным, и на нем можно сделать еще что-то, либо просто оставить неиспользованным, соединив все его входы с общим минусом питания (это выводы 3, 4, 5, 6).

Органом управления выключателя служат два герконовых датчика положения двери. Такие датчики предназначены для охранных сигнализаций и продаются в соответствующих магазинах.

Датчик состоит из двух частей. В одной располагается геркон, в другой постоянный магнит. Часть с герконом устанавливают на дверной проем, а часть с магнитом — на саму дверь.

Устанавливают их так, чтобы когда дверь закрыта, обе половинки датчика совпадали с небольшим зазором, так чтобы магнит вилял на геркон. Поэтому, когда дверь закрыта контакты герконов замкнуты.

Здесь есть два геркона, — по количеству дверей. Это герконы SG1 и SG2. Они включены последовательно, и совсем не важно какой из них на какой двери установлен, важно что на разных дверях.

Когда обе двери закрыты контакты SG1 и SG2 замкнуты, и через них на общий минус замкнут вход «С» триггера D1. Открывание любой из дверей приводит к размыканию этой цепи, и увеличению напряжения на входе «С» триггера до логической единицы.

Рис. 1. Принципиальная схема электронного выключателя освещения в коридоре.

Это воспринимается триггером как поступление фронта синхроимпульса. При этом триггер устанавливается в то состояние, которое имеется на его входе «D». А вход «6» соединен с его инверсным выходом.

В результате, каждый импульс на входе «С» меняет состояние триггера на противоположное. Для того чтобы не происходило ошибок от дребезга контактов герконов, при котором на вход «С» поступает произвольное количество импульсов, каждый из которых меняет состояние триггера на противоположное, в схеме введена задержка передачи логического уровня с инверсного выхода на вход «D» при помощи RC-цепи C3-R3, а так же, задержка изменения уровня на входе «С» при помощи цепи R6-C4.

Логический уровень с инверсного выхода триггера поступает на выходной ключ на транзисторах VТ1 и VТ2. Если на выводе 12 D1 ноль, то эти транзисторы закрыты, и ток на нагрузку (осветительный прибор) не поступает. Если же на выходе D1 единица, эти транзисторы открываются и через них ток поступает на нагрузку (осветительный прибор).

Резистор R4 служит для ограничения тока на зарядку и разрядку емкости затворов полевых транзисторов VТ2 и VT3 через выход триггера D1.

Без него на выход триггера может оказать действие скачек этого тока, что может привести к перегрузке выхода микросхемы и сбою или даже выходу ее из строя. Диоды VD4 и VD5 ускоряют разряд / заряд емкостей затворов VТ1, VТ2, устраняют выбросы напряжения на этих емкостях.

Цепь C2-R2 служит для обязательной установки в единичное состояние триггера после подачи на схему питания. Это нужно чтобы в случае перебоя в электроснабжении выключатель устанавливался в выключенное положение автоматически.

Детали

Транзисторы IRFBC40 можно заменить на IRF840, BUZ90A, КП707В2. Стабилитрон Д814Д можно заменить любым стабилитроном на напряжение стабилизации 10-15V. Диоды КД103А можно заменить на КД522, КД521 или 1 N4148. Диод 1N4007 можно заменить на КД209.

Схема электронного выключателя света

В большинстве современных квартир мойка на кухне расположена таким образом, что человек, стоящий перед ней загораживает собой свет, и мойка остается в тени. Это вынуждает, при мытье посуды или продуктов наклоняться и напрягать зрение. Проще всего над мойкой установить дополнительный осветительный прибор, но здесь возникает опасность поражения электрическим током, поскольку включать и выключать его приходится мокрыми руками.

Выйти из положения поможет этот автоматический выключатель, который будет включать свет сразу же после пуска из крана воды, а выключать спустя небольшое время (около 15 секунд) после прекращения подачи воды. Автомат имеет полную развязку устройства управления от сети и ламп и обеспечивает полную электробезопасность.

Единственный его недостаток в том, что он может работать только с раковинами, имеющими пластмассовую сливную воронку.

Принципиальная схема автомата показана на рисунке выше.

Принцип работы автоматического выключателя света:

Он состоит из датчика влажности с устройством задержки времени на микросхеме D1, транзисторного ключа VT1 с электромагнитным реле на выходе, и источником питания с двумя осветительными лампами.

Провод «А» подсоединяется к датчику, расположенному внутри пластмассовой сливной воронки, а провод «Б» подсоединяется к металлической водопроводной трубе в любом удобном месте, например при помощи манжеты, надетой на зачищенный участок трубы.

В исходном состоянии, когда вода выключена, сопротивление между точками «А» и «Б» велико и на много превосходит сопротивление резистора R1. В результате на входы элемента D1.1 через этот резистор поступает высокий уровень, и на его выходе имеется низкий уровень. Конденсатор С1 в этом состоянии не заряжен, и напряжение на нем, а следовательно и на входах D1.2, равно нулю. Также нулевой уровень присутствует и на выходе D1.3. Транзисторный ключ на VT1 закрыт и через обмотку реле Р1 ток не протекает, его контакты разомкнуты и лампы Н1 и Н2 выключены.

При открывании крана начинает течь вода, она увлажняет датчик, расположенный в сливной воронке раковины и сопротивление между точками «А» и «Б» резко уменьшается, теперь это сопротивление значительно ниже чем R1 и напряжение, поступающее на входы элемента D1.1 падает до уровня логического нуля.

На выходе D1.1 появляется единичный уровень и происходит зарядка конденсатора С1 через прямое сопротивление диода VD1. Теперь на этом конденсаторе присутствует единичный уровень, следовательно и на выходе D1.3 так же единичный уровень. Напряжение с выхода D1.3 поступают на базу VT1 и тот открывается, реле Р1 срабатывает и его контакты замыкаются, включая таким образом освещение.

Если подача воды прекращается датчик, расположенный в сливной воронке обсыхает и сопротивление между точками «А» и «Б» увеличивается. На входах D1.1 снова устанавливается единица, а на его выходе — ноль. Теперь конденсатор С1 начинает медленно разряжаться через обратное сопротивление диода VD1 и резистор R2. Примерно через 15 секунд напряжение на нем достигает нулевого порога и в этом момент реле обесточивается и своими контактами выключает свет.

Задержка времени необходима для того, чтобы свет не мигал при различных манипуляциях в мойке, которые могут вызвать кратковременное прекращение поступления воды в воронку (например, набирают кастрюлю). При необходимости время, в течении которого длится эта задержка можно установить подбором номиналов R2 и С1.

Датчик представляет собой винт М3×10, хромированная головка которого располагается внутри цилиндрической части воронки. В стенке этой пластмассовой трубы сверлится небольшое отверстие, соответствующее диаметру винта. Винт вставляется изнутри, и снаружи на него навинчивается гайка.

Под эту гайку подложен контактный лепесток, к которому припаивается провод идущий от точки «А». Винт должен быть расположен так, чтобы его легко было очищать от грязи и чтобы он увлажнялся даже если вода течет тонкой струйкой. В целях герметичности при установке датчика это отверстие нужно промазать масляной краской или каким-то герметиком.

Лампы освещения смонтированы в коробчатом отражателе, согнутом из листовой жести. На одной из боковых стенок отражателя вырезанных отверстия при помощи которых отражатель можно подвесить на стену. Внутренняя поверхность отражателя отполирована и покрыта слоем бесцветного лака, предотвращающего коррозию, внешняя поверхность покрашена нитроэмалью. Выбор формы отражателя зависит от вкуса радиолюбителя, и при некоторой изобретательности осветитель может стать украшением кухни.

Осветительные лампы — малогабаритные мощностью 15 Вт (от холодильника), но можно применять и другие, мощностью до 25 Вт. Лампы желательно разнести на расстояние 30-40 см, так чтобы предотвратить образование резких теней. Не исключено использование лампы дневного света, со всей собственной обвязкой.

Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на К561ЛА7, К176ЛЕ5, К176ЛА7. Транзистор КТ603 — на КТ604, КТ801, КТ815, КТ817. Реле РЭС10 (паспорт РС4.524.308), или другое — РЭС22, РЭС9, на напряжение 12В. Трансформатор питания — готовый, ТВК110ЛМ от кадровой развертки старых ламповых телевизоров. Но возможно использование другого трансформатора, например от сетевого источника питания для переносных приемников (переменное напряжение на его выходе должно быть 8-10В).