Включение и отключение нагрузки по расписанию
Предлагаю к сборке ещё одно электронное устройство, призванное автоматизировать жизнь человека. Работу его можно описать так – в заданное время оно включает нагрузку, и в заданное выключает, а на следующие сутки цикл повторяется. Т.е. если есть необходимость, например, включать свет каждый день в 10:00 и выключать в 21:00, этот прибор отлично справится с такой задачей. Использовать его, кроме включения света, можно, например, для полива растений раз в сутки.
Схема устройства
Несколько слов о схеме. Она содержит в себе две микросхемы, часовую DS1307 и микроконтроллер Attiny13. Две кнопки «1» и «2» позволяют устанавливать время включения и выключения нагрузки.
Транзистор SS8050 на схеме управляет реле, вместо него можно ставить любой маломощный NPN транзистор, например, BC547, КТ315. Вместо реле можно использовать транзисторный ключ, если нагрузка питается постоянным током. Между ножками 3 и 4 микросхемы DS3107 подключается резервный источник питания 3 вольта, т.е. обычная часовая батарейка. В случае отключения основного питания часы схемы будут продолжать идти и устанавливать временной интервал заново не придётся. Однако схема может работать и без резервного источника питания. Мигающий светодиод L1 указывает на то, что схема работает. Напряжение питания – 12 вольт.
Изготовление
Плата выполняется методом ЛУТ по кусочке текстолита размером 55 х 30 мм. Фото платы без впаянных деталей:
Микросхемы для удобства и возможности повторного использования стоит установить в панельки. Перед установкой на плату микроконтроллера его нужно прошить, прошивка прилагается к статье. При использовании нового микроконтроллера менять его заводские фьюзы не нужно (он должен тактироваться от внутреннего генератора 9.6 МГц, делитель на 8 включён).
Установка временных интервалов
Процесс установки времени включения и выключения лучше всего пояснить на примере. Допустим, нужно включать лампочку в 14:00 и выключать в 16:30. Для этого, дожидаемся 14:00 и кратковременно жмём кнопку «1», после этого дожидаемся 16:30 и жмём кнопку «2», на этом процесс установки времени закончен. Теперь лампочка будет каждый день включаться в 14:00 и выключаться в 16:30. Успешной сборки!
Файлы прошивки и платы
Включение и выключение нагрузки одной кнопкой своими руками
Многие бытовые электроприборы, будь то музыкальные центры, телевизоры, различные светильники, включаются и выключаются путём нажатия одной и той же кнопки. Нажал один раз – прибор включился, нажал ещё раз – выключился. В радиолюбительской практике часто возникает необходимость реализовать этот же принцип. Такие кнопки часто используют при построении самодельных усилителей в изящных корпусах, устройство с этим принципом включения и выключения выглядит уже куда более совершенным, напоминая заводской прибор.
Схема устройства
Схема включения и выключения нагрузки одной кнопкой представлена ниже. Она проста как валенок, не содержит дефицитных компонентов и запускается сразу. Итак, схема:
Её ключевое звено – популярная микросхема таймер NE555. Именно она регистрирует нажатие клавиши и устанавливает на выходе либо логическую 1, либо 0. Кнопка S1 – любая кнопка на замыкание без фиксации, т.к. через неё практически не протекает ток, требований к кнопке нет практически никаких. Я взял первую попавшуюся, советскую 60-х годов.
Конденсатор С1 и резистор R3 подавляют дребезг контактов кнопки, С1 лучше всего применить неполярный керамический или плёночный. Светодиод LED1 индицирует о состоянии нагрузки – светодиод горит, нагрузка включена, погашен – выключена. Транзистор Т1 коммутирует обмотку реле, здесь можно применить любой маломощный транзистор структуры NPN, например, BC547, КТ3102, КТ315, BC184, 2N4123. Диод, стоящий параллельно обмотке реле, служит для подавления импульсов самоиндукции, возникающих в обмотке. Можно применять любой маломощный диод, например, КД521, 1N4148. Если нагрузка потребляет небольшой ток, можно подключать её непосредственно к схеме вместо обмотки реле. В таком случае стоит поставить транзистор помощней, например, КТ817, а диод можно исключить.
Материалы
Для сборки схемы понадобится:
- Микросхема NE555 – 1 шт.
- Транзистор BC547 – 1 шт.
- Конденсатор 1 мкФ -1 шт.
- Резистор 10 кОм – 2 шт.
- Резистор 100 кОм – 1 шт.
- Резистор 1 кОм – 2 шт.
- Кнопка без фиксации – 1 шт.
- Диод КД521 – 1 шт.
- Светодиод на 3 в. – 1 шт.
- Реле – 1 шт.
Кроме того, необходим паяльник, флюс, припой и умение собирать электронные схемы. Электронные компоненты стоят почти копейки и продаются в любом магазине радиодеталей.
Сборка устройства
В первую очередь, необходимо изготовить печатную плату. Она выполняется методом ЛУТ, файл к статье прилагается. Отзеркаливать перед печатью не нужно. Метод ЛУТ неоднократно описывался в интернете, научиться ему не так уж и трудно. Несколько фотографий процесса:
Скачать плату:
Если под рукой нет принтера, нарисовать печатную плату можно маркером или лаком, ведь она достаточно небольшая. После сверления отверстий плату нужно залудить, чтобы предотвратить окисление медных дорожек.
После изготовления платы можно приступать к запаиванию в неё деталей. Сначала запаиваются мелкие компоненты – резисторы, диоды. После этого конденсаторы, микросхемы и всё остальное. Провода можно как впаять напрямую в плату, так и соединить их с платой с помощью клеммников. Контакты питания и контакты OUT для подключения реле я вывел через клеммники, а кнопку впаял непосредственно в плату на паре проводков.
Таким образом, эту плату можно встроить в какой-нибудь прибор, будь то усилитель, самодельный светильник, или что-либо иное, требующего включения и выключения одной кнопкой без фиксации. В сети есть множество других подобных схем, построенных на советских микросхемах, транзисторах, однако именно эта схема с использованием микросхемы NE555 зарекомендовала себя как самая простая и одновременно с этим надёжная.
Смотрите видео
Принцип работы наглядно показан на видео.
Схемы плавного включения ламп накаливания
Сегодня лампы накаливания остаются востребованными благодаря низкой стоимости. Они применяются как в бытовых, так и промышленных целях. Но если не правильно ими пользоваться, то они будут постоянно выходить из строя.
Чтобы обычная лампочка долго служила, используют устройства плавного включения ламп. Такой прибор продается в специальных магазинах или изготавливается собственноручно.
Краткое содержимое статьи:
Как это работает
Если лампа накаливания подключена напрямую к источнику тока, то когда возникает подача электроэнергии, это может привести к тому, что лампа перегорает. Чтобы не происходило таких резких скачков тока, устанавливают блок питания. На фото показан принцип как работает устройство плавного включения ламп.
Но осталось выяснить, как же работает плавное включение ламп? На самом деле очень просто. Спираль быстро достигает приемлемой температуры, и сила тока постепенно растет до нужной отметки. С этим устройством лампа будет светить еще много лет.
Единственный недостаток который возникает при использовании блока питания, это то, что яркость лампочки, будет намного меньше. Поэтому, если выставить отметку 176 В, то свет будет гореть на 2/3, от потенциальной мощности. Но по этой же причине лучше всего применять более мощные лампы.
На сегодняшний день, в специальных магазинах есть блоки плавной подачи электроэнергии. Они бывают разные по своим техническим особенностям. Из этого следует, что перед покупкой такого устройства, лучше проверить насколько оно приспособлено к резкой подачи тока.
Нужно учесть и тот факт — чем больше входное напряжение, тем нужно больше места для того куда ставить данный агрегат. Потому что размеры его могут быть не очень скромные.
Типы блоков и их характеристики
Сегодня есть большой выбор устройств. Но пользуются спросом в основном следующие:
- УПВС — это очень востребованная система, доступная из-за низкой стоимости.
- Гранит — у данного аппарата очень хорошие технические характеристики, которые позволят ему хорошо и долго работать. Он также простой в обслуживание и в установке.
- Навигатор — Это многофункциональный девайс, его используют для множества целей.
Автомат плавного включения и отключения освещения
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Просматривая статью о регуляторе мощности паяльника, я сразу вспомнил о давно собранной и хорошо отрекомендовавшей себя схеме плавного включения и выключения освещения, которая была опубликована в журнале Радио №10 1981г., стр.54.
В приведённой конструкции при включении свет за 1,5 – 2 секунды плавно загорается до максимума, а при выключении гаснет так же плавно (как в кинотеатре) за 1,5 – 2 минуты. Эта конструкция очень здорово подходит применительно к ночнику, бра или люстре, правда применяться в светильниках должны только лампы накаливания. Очень важно, что использование предлагаемой схемы намного увеличивает срок службы ламп накаливания, поскольку у них есть характерная особенность очень часто перегорать в момент обычного включения.
Я повторил эту схему с теми же номиналами резисторов, но вместо германиевых транзисторов и диодов использовал кремниевые.
В качестве регулирующего элемента применил тиристор VD5 PCR406J от китайской ёлочной гирлянды, поэтому размеры печатной платы получились 40х30мм, что идеально подходит к размерам коробочки от управления гирляндой.
Чтобы схема работала во всём диапазоне напряжений от 0 до 220 В применён диодный мост VD6 – VD9, составленный из отечественных выпрямительных диодов КД105В. Диоды в развязках VD1 – VD3 я использовал КД522В, но можно использовать и импортный аналог 1N4148. Мощность гасящего резистора R7 уменьшена до 0,5Вт, а номинал увеличен до 68 кОм, все остальные резисторы МЛТ 0,125.
Увеличение номинала гасящего резистора R7 обеспечивает ток стабилизации стабилитрона VD4, основного нагрузочного элемента схемы, в пределах 10–15мА, что является его номинальным током стабилизации. В данном случае схема работает в нормальном режиме без какого-либо нагрева резистора R7.
Напряжение питания после гасящего резистора соответствует напряжению стабилизации стабилитрона VD4 (можно применить стабилитроны Д814 с буквенными индексами А – Д и напряжением стабилизации 7 — 12 В). У меня применён стабистор КС210Б – двуханодный стабилитрон, при использовании которого соблюдать полярность включения не требуется, а вот при применении обычного стабилитрона соблюдать полярность очень важно, так как если ошибиться, то стабилизации напряжения не будет.
При повторении схемы ставилась задача применения транзисторов на кремниевой основе, а так же хотелось максимально уменьшить габаритные размеры печатной платы. В приведенном варианте схема завелась с пол оборота, то есть хочу отметить, что при правильном монтаже и исправности применённых радиоэлементов всё должно заработать сразу.
Настройка минимальная и заключается только в подборке номиналов конденсаторов
Собранную и проверенную в работе конструкцию прилагаю на фото, но это чисто проверочный вариант, так как при создании собственной конструкции Вам, возможно, придётся применить свою смекалку и адаптировать схему под свой светильник. Если плата упакована в коробочке от ёлочной гирлянды, то её можно расположить около выключателя или спрятать где-нибудь поблизости. Из коробки выходят четыре провода – два на новый выключатель и два к уже установленному.
При мощности нагрузки до 60 Вт предложенный тиристор и диоды себя вполне удовлетворяют, а вот для мощности от 200 Вт и более необходимо применять выпрямительный мост и тиристор, рассчитанные на бóльший ток в соответствии с мощностью светильника. В моём первом варианте нагрузкой схемы была люстра суммарной мощностью 360 Вт и применены диоды Д245 и тиристор КУ202Н, и при этом никаких радиаторов не потребовалось. Сейчас в продаже имеется много мощных диодов, а так же диодных мостов, например KBL406.
Чтобы задействовать установку для работы к уже подключённой люстре необходимо два контакта диодного моста, идущие на переменку (у диодного моста эти выводы обозначены значком «~»), подключить к клеммам выключателя, который должен находиться в разомкнутом состоянии, а так же установить рядом дополнительный выключатель, управляющий работой схемы.
Хочу немного сказать о применяемых транзисторах. В схеме могут работать практически любые транзисторы. Из отечественных вариантов хорошо подойдут КТ502, КТ503, КТ3102, КТ3107 с любым буквенным индексом. У меня для экономии места задействованы VT1, VT4 — КТ315 и VT3 КТ361. Величина коэффициента усиления транзисторов не имеет особого значения, хотя транзистор VT2 КТ3107, управляющий работой генератора импульсов, применён с немного бóльшим коэффициентом усиления h31э. Он поставлен скорее для перестраховки, но КТ502 или КТ361 то же должны работать надёжно.
При создании принципиальной электрической схемы применялась программа «sPlan 6.0», а разводка печати производилась в программе «Layout40». Файл печатной платы можно скачать по этой ссылке.
ВАЖНО! Данная конструкция имеет бестрансформаторное питание, поэтому все операции необходимо проводить при отключённой сети во избежание поражения электрическим током!
Желаю успеха в создании конструкции!
Алексей Жевлаков, г. Москва.
Плавное включение ламп накаливания на 220В
В век энергосберегающих и светодиодных ламп многие подзабыли уже, как пользовались простейшими лампами накаливания для освещения жилья. Но есть еще те, кто не отказался от такого вида световых приборов. Конечно, они не столь высокотехнологичны и экономичны как КЛЛ или LED, однако добиться увеличения их долговечности и уменьшения энергопотребления все же можно. Возможен вариант включения в схему устройства плавного включения ламп накаливания (УПВЛ) или установка диммера.
Проблема в том, что при щелчке выключателя (резкой подаче напряжения) нить накаливания сильно изнашивается, т. к. сопротивление остывшей спирали значительно ниже, а значит и ток, поступающий на нее в момент нагрева, будет высоким (до 8 ампер). Попробуем разобраться, каков принцип работы таких устройств, помогающих прибавить жизни лампе накаливания, и как они устроены.
Принцип работы
Блок питания
Для меньшего износа нити накаливания необходимо сгладить скачок, т. е. обеспечить плавное включение и выключение ламп накаливания. Значит, нужно оптимальное соотношение температуры спирали и напряжения, что приведет к нормализации режима и, как следствие, сохранению работоспособности светового прибора на более долгий срок. Помочь может схема плавного включения ламп накаливания, если конкретно – нужно использовать специальный блок питания. В течение короткого времени нить накала разогреется до необходимого предела как температуры, так и напряжения, установленного человеком.
Блок питания для плавного запускаЕсли выставить уровень питания на 180 В, то, естественно, сила светового потока уменьшится на две трети, но при установке более мощных потребителей возможно добиться нужного уровня освещенности, обеспечивая плавный пуск ламп накаливания, при этом будет и экономия энергии, и продление срока эксплуатации самого светового прибора.
При приобретении такого блока плавного включения лампочек с нитью накаливания нужно уточнить, устойчиво ли устройство к высоким скачкам напряжения в сети. В идеале предельный запас по этому параметру должен превышать 25–30 %. И чем выше уровень этого показателя, тем больших размеров будет устройство. Необходимо учитывать этот факт, ведь блок плавного включения нужно где-то расположить.
Устройство плавного включения
Алгоритм работы устройства плавного включения лампы накаливания 220 В тот же, что и у блока питания, но УПВЛ имеет значительно меньшие размеры, благодаря чему его можно поместить и под колпак потолочного светильника, и непосредственно за выключатель (в тот же подрозетник), а также в соединительную коробку.
Подключать это устройство к сети 220 В нужно последовательно, соединив на фазный провод. А при условии, что напряжение на лампу подается в 12 В или 24 В, УПВЛ требуется его последовательное включение в схему до понижающего трансформатора.
Схема и внешний вид устройства плавного запуска лампыДиммирование
Широко распространено использование в быту светорегуляторов или диммеров. Эти устройства также монтируются в схемы включения ламп накаливания и управляют уровнем подачи напряжения на светильник либо механическим (посредством вращения ручки), либо автоматическим способом. В цепь они чаще всего введены на место штатного выключателя (хотя есть более сложные модели, устанавливающиеся и на ввод напряжения в квартиру).
Самые простейшие диммеры – с поворотным механизмом регулировки. В таком устройстве возможна регулировка подачи от нуля до максимального напряжения в сети. Существуют такие приборы с дистанционным, сенсорным, звуковым и автоматическим (при помощи таймера) управлением.
Собственноручное изготовление УПВЛ
Конечно, все подобные устройства для плавного включения ламп накаливания легко приобрести в любом магазине электротехники, но для кого-то будет интереснее и познавательнее собрать его своими руками. Это вполне возможно и не потребует огромных знаний физики и электроники. Наиболее простая схема включения УПВЛ – на основе симметричных триодных тиристоров (симисторов). Также несложны в изготовлении устройства на основе специализированной микросхемы.
Схема на основе симистора
Схема УПВЛ с применением симистораТакая схема прибора для плавного включения ламп накаливания содержит мало элементов благодаря тому, что силовым ключом в ней выступает симистор (к примеру, КУ208Г). В ней хотя и желательно, но не принципиально присутствие дросселя (в отличие от более сложной схемы на основе простого тиристора). Резистором R1 (на схеме выше) обеспечивается ограничение тока на симистор. Время накала задается цепочкой из резистора R2 и конденсатора в 500 мкФ, питание на которые идет от диода.
Когда напряжение в конденсаторе достигает уровня открытия симистора, ток проходит через него, производя запуск потребителя (источника света). Таким образом, создаются условия для постепенного розжига нити накаливания, т. е. плавное включение света. В момент отключения питания происходит медленный разряд конденсатора, в результате чего плавно выключается лампа.
На основе микросхемы
Разработанная для изготовления различных регуляторов микросхема КР1182ПМ1 как нельзя лучше подходит для сборки своими руками устройства плавного включения и выключения ламп накаливания. В случае использования такой схемы практически никаких усилий прилагать не придется, т. к. КР1182ПМ1 будет сама регулировать плавную подачу напряжения на осветительный прибор до 150 Вт. Если же мощность потребителей выше, в схему включается симистор. Неплохо подойдет для этой цели ВТА 16-600.
УПВЛ с использованием микросхемы КР1182ПМ1Имеет смысл использование подобных устройств не только с лампочками накаливания, но и с галогенными лампами на 220 В. Допускается также подключение к электроинструменту для более плавного раскручивания ротора. А вот с лампами дневного света, как и с энергосберегающими (КЛЛ), использование УПВЛ не допускается. В их схеме подключения подобное устройство присутствует. Также не нужно устройство плавного включения и при монтаже светодиодов – потребность в нем у LED-ламп отсутствует по причине того, что нити накала в них нет, независимо от того, 24-вольтовый светильник, на 220 или 12 вольт.
Устанавливать или нет?
Кто-то скажет, что раньше жили без подобных устройств и даже не думали о подобном, и все было в порядке. Но ведь раньше и об экономии как-то не задумывались.
Конечно, возникает много вопросов по поводу УПВЛ. Стоит или нет тратить время и деньги на установку или изготовление своими руками подобного устройства, будет ли какая-либо экономия, а если да, то через какое время прибор оправдает свою покупку? Здесь каждый решает сам. Но то, что значительно экономится электроэнергия, и к тому же срок службы ламп при использовании УПВЛ увеличивается многократно – доказанный временем факт. А потому, если есть возможность установить подобное устройство, то нужно это сделать.
