Главная » Автоматика в быту
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 1000 руб.
Radio-Sale
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 600 руб.
От пользователей
4. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Похожие статьи:


Автоматический выключатель света с таймером

Предлагаю рассмотреть устройство, которое помогло бы забывчивым людям немного сэкономить на электричестве. А именно, ведь, многие часто сталкивались с ситуацией, когда он или кто-то забыл выключить свет в коридоре или ванной и ушел надолго по делам, а вернувшись, обнаружил, что счетчик света накрутил немного лишнего. Так вот, суть устройства будет заключаться в том, чтобы через определенный промежуток времени выключить свет автоматически без вмешательства человеческого фактора. Единственное, что потребуется от пользователя, задать промежуток времени выключателя, а также просто установить в удобном или необходимом месте собранную схему, подключенную к выключателю на стене... или еще где, куда его ставят (в смысле выключатель).

Схема устройства автоматического выключателя с настраиваемым таймером представлена ниже:

Схема автоматического выключателя света с таймером

Разберем устройство схемы по деталям. "Сердцем" конструкции является восьми битный микроконтроллер AVR Attiny13 или Attiny13A. Данный микроконтроллер можно использовать как в корпусе DIP-8, так и в корпусе SO-8 в зависимости от того как Вы разведете плату. К выводу PB5 микроконтроллера через резистор R1 подтягивается положительное напряжение, это необходимо для того, чтобы исключить самопроизвольный рестарт в случае, если будут ловиться какие-либо случайные помехи. Номинал резистора R1 можно варьировать в некоторых разумных пределах. Для намеренного рестарта и ресета микроконтроллера предусмотрена кнопка S1 для кратковременного замыкания вывода PB5 на землю. Этой кнопкой в основном придется пользоваться очень редко - предусматривалась для сброса при настройке. Время таймера в той схеме задается установкой перемычек (джемперов) на соответствующие штыревые контакты. Или по другому замыканием выводов PB0, PB4 и PB3 на землю при помощи этих самых перемычек. Программа микроконтроллера следит за состоянием этих выводов и в зависимости от того замкнуты они на землю или нет рассчитывает время задержки выключения света. Время задержки можно задавать от 1 секунды до 351 секунда комбинированием установкой перемычек. Например, если замкнута только перемычка Jmp3, то время задержки составит 51 секунду, если замкнута Jmp3 и Jmp1, время задержки составит 251 секунду. Думаю смысл понятен. А теперь почему везде присутствует 1 секунда (1, 51, 251) - если все перемычки будут разомкнуты, то время составит ровно 1 секунду. Мне кажется, что если в этом случае сделать ноль секунд, то устройство при этом не подаст признаков жизни, случайно можно принять такую ситуацию за то, что таймер - выключатель не работает или вышел из строя, поэтому минимальное время было принято за одну секунду. Время задержки рассчитывается по следующей формуле: time=t1+t2+t3+1, где t1, t2, t3 - время замкнутых перемычек Jmp1, Jmp2, Jmp3 и соответственно время каждой из них составляет 50, 100 и 200 секунд.

Теперь рассмотрим алгоритм слежения за состоянием переключателя света. За этим следит вывод PB1 микроконтроллера, программно он настроен на внешние прерывания и прерывания по каждому изменению логического состояния на этом входе. Это значит. что по сто раз переключать в исходное состояние выключателя света не придется. Нажали кнопку, свет загорелся, таймер закончился, свет погас, пришли снова отжали кнопку, свет загорелся, таймер закончился, свет погас и так далее. Чтобы эти условия соблюдались, вывод PB1 подтянут резистором R4 к земле. Номинал этого резистора можно также менять в пределах разумного, иначе микроконтроллер не сможет отследить логические уровни при превышении определенного значения. Резистор R2 ограничивает ток и предохраняет вывод микроконтроллера. Значение номинала можно также менять с теми же последствиями, что и R4. Эти два резистора по большому счету образуют делитель напряжения, от чего и зависят сочетания их номиналов, но их главная функция не состоит в делении напряжения.

Ключевым элементом для высокого напряжения в схеме является реле. Оно подключено по самому стандартному варианту - через транзистор на катушку еле коммутируется напряжение 12 вольт. Если ток протекает, реле "щелкает" и замыкает нормально разомкнутый контакт и наоборот, когда ток не протекает через катушку. R3 ограничивает ток, протекающий через базу транзистора Т1. Номинал резистора можно варьировать, как и всегда в разумных пределах. Транзистор Т1 применен марки BC547, но его можно заменить на любой другой транзистор N-P-N структуры. Диод VD1, включенный параллельно катушке реле, гасит напряжение самоиндукции от катушки в момент выключения. Это необходимо для предохранения транзистора от выхода из строя. 

Для питания этой схемы применен самый простенький блок питания на силовом трансформаторе. Марка применяемого трансформатора BV EI 382 1189 или другие подобные. Выбор за ним, потому что имеет малые габариты и достаточные характеристики.

Он преобразует 220 вольт в 9 вольт переменного напряжения. Далее по схеме после трансформатора напряжение выпрямляется и сглаживается конденсаторами. Номинал конденсатора C2 можно увеличит до 1000 мкФ или более. После выпрямления напряжение составит примерно 12 вольт (1,41*AC), при максимальной допустимой нагрузке самого трансформатора может немного проседать, но схема таймера - выключателя потребляет значительно меньше, поэтому тут не стоит уделять особого внимания. 12 вольт постоянного тока стабилизируются микросхемой L7805 до 5 вольт, необходимых для питания микроконтроллера. Линейный стабилизатор 7805 можно заменить на отечественный аналог КР142ЕН5А или другу микросхему, работающую в импульсном режиме, немного исправив схему в соответствии с подключением такой микросхемы (например, MC34063 или LM2576).

Схема собиралась и отлаживалась на макетной плате (поэтому печатная плата устройства в статье будет отсутствовать):

Модуль реле был заменен на светодиод для простоты демонстрации и тестирования, так как отладочная плата питается от USB порта ноутбука.

Данная схема может послужить хорошим подарком для родителей или бабушек и дедушек, которые в силу возраста часто забывают выключать свет. Они обязательно очень положительно оценят вашу заботу. Тем более себестоимость этого устройства составляет порядка 5 уе.

Для программирования микроконтроллера ATtiny13A необходимо знать конфигурацию фьюз битов:

Скриншот сделан в программе AVR studuo 4. Для тех, кто прошивает микроконтроллеры в другой программе, советую воспользоваться шестнадцатиричной системой HIGH и LOW задания фьюз битов для того чтобы не напортачить с расставлением галочек. В разных программах для прошивки зачастую по разному приходится устанавливать галочки (инверсно или не инверсно, а в AVR studio еще и пары галочек нет по сравнению с sina prog, например).

К статье прилагается прошивка для микроконтроллера ATtiny13A, проект схемы в proteus, а также видео, демонстрирующее работу схемы (несколько раз переключаем кнопку при разомкнутых перемычках - светодиод горит 1 секунду и гаснет, далее замыкаем контакт PB0 на землю, изменяем положение выключателя, светодиод загорается и через 51 секунду гаснет).

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
IC1 МК AVR 8-бит
ATtiny13A
1 Поиск в FivelВ блокнот
VR1 Линейный регулятор
L7805AB
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD1-VD5 Выпрямительный диод
1N4007
5 Поиск в FivelВ блокнот
T1 Биполярный транзистор
BC547
1 или др. NPNПоиск в FivelВ блокнот
C1, C3 Конденсатор100 нФ2 Поиск в FivelВ блокнот
C2, C4 Электролитический конденсатор220 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
R1, R4 Резистор
10 кОм
2 0.25 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
100 Ом
1 0.25 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор
390 Ом
1 0.25 ВтПоиск в FivelВ блокнот
REL1 Релеhjr-3ff-s-z1 или др. 12 ВПоиск в FivelВ блокнот
La1 Лампочка220 В1 Поиск в FivelВ блокнот
Tr1 ТрансформаторBV EI 382 11891 220В - 9В ACПоиск в FivelВ блокнот
S1 Тактовая кнопкаTC-A1091 Поиск в FivelВ блокнот
S2 Выключатель1 Поиск в FivelВ блокнот
Jmp1-Jmp3 ПеремычкаДжемпер3 Поиск в FivelВ блокнот
Штыревой контакт6 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 5
Я собрал 0 6
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.9 Проголосовало: 6 чел.

Комментарии (25) | Я собрал (0) | Подписаться

0
hasl #
Данное устройство собирается на одной микросхеме счетчика и не надо городить МК, прошивать его и ..... Транс для питания подобной схемы это уже через чур
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Сделай лучше - я оценю, прошить это настолько неимоверно трудно, даа...
Это всего лишь один из вариантов решения задачи, так что не надо тут разводить
Ответить
0
Alex #
HASL прав. Разберитесь как работает,например 561ИЕ16, и бестрансформаторный БП и сами поймете,что МК для подобных устройств - это слишком ... А вообще я бы сделал простое реле времени на транзисторе+электролит.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
В чем проблема, делайте, моя задумка была такова.
Этот МК не дороже ИЕ16, выбранный трансформатор будет не больше импульсника, чуть тяжелее, и если думаете, что я не знаю как ИЕ16 работает, ну и ладно...
Ответить
0
Alloy #
О чём вы говорите!? какая ИЕ16? - Это-ж просто двоичный счётчик, и не более.
К176ИЕ12 будет самое то! Только вместо кварца в ней применить RC цепочку.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Вариантов действительно море и все любят, как выразился Zlodey, микросхемы с помойки. Ничего против, просто мысли вслух
Ответить
0
Tig #
Вот набросились! На сегодняшний день если делать на счетчике или контроллере - цена одинаковая выйдет. Мы все пользуем что кому удобно, так что автор прав, а любители счетчиков зря наезжают
Ответить
+2
CRImier #
Как вариант, использовать простой покупной USB-зарядник из фирменных для питания и 5-вольтовое реле. Ни в коем случае не критика, просто можно было обойтись и без жручей линейной L7805 и использования трансформатора
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Я просто использовал наиболее доступные детали для себя, конечно, можно и так, а можно даже конденсаторное питание замутить
Ответить
0
ming #
Если есть контроллер и умение его прошить, то тут море деятельности + электролит в 5 раз по размерам больше контроллера.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Про контроллер все безусловно так, на основе этой конструкции можно сделать море апгрейдов при желании, чего на совковых счетчиках не сделаешь, а дальше не совсем понял, что вы хотели сказать
Ответить
+1
nikolsum #
Если доработать вашу идею, то она будет даже очень актуальной. Дополните вашу идею датчиком движения (есть движение - происходит сброс счетчика).
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Вот именно то, что хочется всегда читать в комментариях. Все очень просто - можно вместо кнопки выключателя света поставить ИК датчик (китайский модуль, например). А вообще с этим модулем действительно МК лишний, потому что в этих модулях есть подстроечник для задания времени задержки, но если нужно сделаем
Ответить
0
tyomanik #
Автор, выложите скриншот фьюзов для CVAVR.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Галочки в соответствии со скриншотом расставлять
Прикрепленный файл: Снимо1к.PNG
Ответить
0
Kuzmich #
Касательно таких схем у меня всегда возникает вопрос: "А много ль корова дает молока"? Т.е. сколько схема потребляет и сколько позволяет сэкономить? Ведь не исключено, что применив "в коридоре или ванной" светодиодные лампы, проще их вообще не выключать
А что бы исключить такие вопросы, лучше пусть схема сама себя отключает, вместе с нагрузкой.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Относительно ламп накаливания (он, кстати не так вредны для здоровья как энергосберегающие) экономия большая, особенно если забывать на несколько дней выключить свет, да и на час тоже будет эффект, а вот светодиодные нужно просчитывать, схема потребляет порядка 20 мА от 5 вольт
Отредактирован 01.08.2014 14:17
Ответить
0
Zlodey #
Ага, можно запитать транс 220 после реле, и кнопкой кратковременно замыкать выводы реле. После истечения времени, транзистор закрывается, реле обесточивает и лампочку и транс. Иначе в режиме ожидания схема будет жрать тоже
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Вдумался, очень интересная идея, а главное не усложнит ничего
Ответить
0
Dr. Alex #
А можно увидеть исходник? Хотелось-бы немного поменять временные промежутки. Если можно, скиньте на почту.
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Какие промежутки нужны? Новую прошивку прикреплю к комментарию
Ответить
0
Евгений #
Автор, благодарю за проделанную работу, и мне бы тоже хотелось бы исходник программы - идея в том, что мне нужно немного поменятьтайминги - мне нужно включать лампу для засветки фотоэмульсии, а фотоэмульсии разные. И лампы тоже разные у меня. Короче, от 3-4 скекунд до 45 минут. Время подбирается опытным путем для каждого сочетания (тип эмульсии, расстояние до лампы, тип ламы и прочее) многим, возможно, пригодится такое устройство для засветки фоторезиста. Опять-же у всех исходные условия разные, и время тоже нужно разное.
Ответить
0
Tig #
Можно как в какой-то другой статье, сделать регулировку времени таймера переменным резистором еще как вариант
Ответить
0

[Автор]
Gauss #
Несколько нюансов - время будет задаваться на глазок плюс минус не понятно сколько, шкалу какую-то наносить надо что ли, переменник спрятать не так удобно как три перемычки, хотя это наверно более спорный вопрос
Ответить
0
ТОЛИК #
Да на самом деле можно сделать по разному, ну это вариант очень хороший и просто единственное я заменил реле, не так греется
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Радиореле 220В
Радиореле 220В
Печатная плата для усилителя "LM3886 + AD825" Мини гравер 125 Ватт
вверх