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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Controllo automatico luci scale con sensore di movimento. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / illuminazione I dispositivi che controllano l'illuminazione delle scale di una casa non sono una novità e sono stati descritti più volte in letteratura e su Internet. L'autore offre la propria versione basata su un modulo HC-SR501 già pronto con un sensore di movimento piroelettrico. Internet contiene abbastanza informazioni sulle sue caratteristiche, spesso piuttosto contraddittorie. In considerazione di ciò, per ottenere informazioni plausibili sulle capacità del modulo, è stato necessario ricontrollarne le caratteristiche in parte sperimentalmente, in parte analizzando il circuito. Di conseguenza, l'autore è arrivato a quanto segue i valori (tuttavia, possono essere attribuiti con sicurezza a una sola istanza del modulo testato):
Il modulo ha una modalità operativa "notturna", ma per questo è necessario installare una fotoresistenza al suo interno. Su Internet è possibile trovare informazioni sulle prestazioni del modulo HC-SR501 con una tensione di alimentazione di 20...30 V. Questo non è vero, poiché all'ingresso di alimentazione è installato un condensatore all'ossido con una tensione nominale di 16 V. È quindi opportuno alimentarlo con una tensione non superiore a 12 V. Il microcircuito utilizzato nel modulo genera un segnale di allarme alla sua uscita a livelli logici a tre volt. Ma una resistenza da 1,5 kOhm è collegata tra la sua uscita e il pin di uscita OUT del modulo, quindi la capacità di carico del modulo è molto piccola. Nella modalità di funzionamento singolo, dopo il primo rilevamento di un oggetto in movimento nella zona sensibile, il livello di tensione logica all'uscita del modulo diventa alto e rimane tale per 5...250 s (il tempo di mantenimento viene impostato durante la configurazione), altri eventuali rilevamenti durante questo periodo vengono ignorati. Una volta scaduto il tempo di attesa, il livello del segnale di uscita ritorna basso, ma il rilevamento successivo diventa possibile solo dopo che le proprietà del sensore vengono ripristinate (questo tempo è chiamato “tempo morto”). Nella modalità di attivazione ciclica, dopo il primo rilevamento del movimento, anche l'uscita del modulo viene impostata su un livello alto per il tempo di mantenimento, ma ulteriori attivazioni che si verificano prima della scadenza di questo tempo iniziano a conteggiarlo nuovamente. Di conseguenza, il livello di uscita rimane alto finché il tempo di pausa tra i rilevamenti di movimento successivi non supera il tempo di attesa. Nelle fotografie del modulo, che possono essere trovate su Internet, è visibile il ponticello "MD", che riorganizza le modalità operative. Tuttavia, nel modulo in possesso dell'autore, è indicato solo il luogo per la sua installazione e i conduttori stampati sono disposti in modo tale che il modulo funzioni sempre in modalità di funzionamento ciclico.
La modalità operativa “Notte” significa bloccare il funzionamento del modulo durante le ore diurne. Questa utile funzionalità consente di risparmiare sia energia che risorse di fonti luminose. Per realizzarlo è necessario saldare una fotoresistenza nei fori contrassegnati sulla scheda del modulo come “RL” (Fig. 2). L'autore non è riuscito a trovare dati sulle sue caratteristiche e modalità, ma l'installazione di una fotoresistenza GL5516 con una resistenza al buio di circa 500 kOhm ha dato un risultato completamente soddisfacente. Il modulo ha smesso di funzionare durante le ore diurne, quindi non sono state effettuate ulteriori ricerche in questa direzione.
Il modulo HC-SR501 ha facilitato notevolmente la realizzazione di un sistema di controllo automatico per l'illuminazione delle scale. Abbiamo dovuto solo aggiungere un interruttore per la sorgente luminosa e un alimentatore. Si è deciso di realizzare l'interruttore su triac, il che ha reso il dispositivo più compatto, affidabile e silenzioso rispetto ad un relè elettromagnetico. Considerando che il consumo di corrente interno di un tale dispositivo è ridotto, per l'alimentatore è stato scelto un circuito senza trasformatore. Ciò ha permesso di ridurre le dimensioni complessive del dispositivo, il cui schema schematico è mostrato in Fig. 3. È alimentato da una rete a 230 V, 50 Hz, consuma principalmente potenza reattiva, non presa in considerazione dai contatori domestici, circa 5 VA, ed è in grado di commutare lampade con una potenza totale fino a 200 W.
L'alimentatore senza trasformatore (C2, VD1, VD2, c1) genera una tensione costante di 5 V. L'interruttore della lampada di illuminazione è costruito su un triac VS1, controllato da un fotoaccoppiatore triac Ul. Il fotoaccoppiatore, a sua volta, è controllato dal segnale di uscita del modulo HC-SR501. Ma il modulo non può controllare direttamente l'accoppiatore ottico, poiché la corrente minima del diodo emettitore dell'accoppiatore ottico alla quale si apre il suo fototriac è 5 mA e la capacità di carico dell'uscita del modulo è significativamente inferiore. Pertanto, il diodo emettitore è collegato al modulo tramite un inseguitore di emettitore sul transistor VT1, che fornisce l'amplificazione di corrente necessaria. Il triac BTA1-08 utilizzato come VS800 può commutare un circuito molto più potente di quello sopra indicato. Ma per fare ciò dovrebbe essere installato su un dissipatore di calore, un posto che non è previsto nella versione del progetto dell'autore a causa delle dimensioni limitate del case. Tutte le parti della macchina, ad eccezione del modulo HC-SR501, sono posizionate su un circuito stampato di 58x28 mm (Fig. 4), al quale il modulo è collegato tramite tre fili. La scheda è progettata per l'installazione di resistori a montaggio superficiale di dimensione 1206. Le restanti parti hanno il design consueto. Il condensatore di ossido C1 è “adagiato” sulla scheda e incollato ad essa. Condensatore C2 - K73-17 con tensione costante nominale di 630 V o simile importato. Blocco a vite tripolare X11 per il collegamento dell'alimentatore e della lampada EL1 - DG301 -5.0-03P-12. L'intero dispositivo, il cui aspetto è mostrato in Fig. 5, alloggiato in un case standard G515B con dimensioni di 66x66x30 mm.
Per implementare la "modalità notturna" (se necessario), rimuovere la lente di Fresnel dalla scheda del modulo (questo è molto semplice da fare), inserire i cavi della fotoresistenza nei fori "RL" e saldarli, quindi installare nuovamente la lente di Fresnel. Ma la fotoresistenza va saldata solo dopo aver completato l'installazione e la regolazione del dispositivo, altrimenti queste operazioni dovranno essere eseguite al buio, il che è molto scomodo. Poiché tutti gli elementi del dispositivo descritto sono sotto tensione di rete, quando si lavora con esso con la custodia aperta è necessario osservare le norme di sicurezza elettrica. Si consiglia di accendere il dispositivo per la prima volta senza il modulo HC-SR501, che proteggerà questo modulo da eventuali danni in caso di funzionamento improprio dell'alimentatore. Dopo aver collegato il dispositivo alla rete, controllare innanzitutto la tensione sul condensatore C1, che deve essere compreso tra 5,1 ± 0,3 V. Dopo 20...30 s, scollegare il dispositivo dalla rete e valutare la temperatura del diodo zener VD2 alloggiamento. Potrebbe essere un po' caldo. Un forte riscaldamento dell'alloggiamento del diodo zener indica una scelta errata della capacità o un malfunzionamento del condensatore C2. Successivamente, collegare una lampada a incandescenza da 1 V ai pin 3 e 1 del blocco XT230. Accendere il dispositivo e attendere 20...40 s per il completamento dei processi transitori nel modulo (in questo momento la lampada potrebbe talvolta accendersi). . Quindi porta un oggetto in movimento nella zona di sensibilità del modulo, ad esempio, agita semplicemente la mano vicino ad esso: la lampada dovrebbe accendersi. Se ciò accade, tutto funziona correttamente. In caso contrario, i motivi potrebbero essere: - la corrente del suo diodo emettitore è insufficiente per aprire il fototriac del fotoaccoppiatore U1. Deve essere almeno 7...8 mA e può essere impostato selezionando la resistenza R1;
Dopo aver completato il test, utilizzare i resistori di regolazione del modulo HC-SR501 per impostare il campo di rilevamento richiesto (a destra, secondo la Fig. 2) e il tempo di mantenimento dell'allarme (a sinistra, secondo la Fig. 2). Si consiglia di regolare il raggio di rilevamento installando il dispositivo nella sua posizione permanente per tenere conto della possibile influenza degli oggetti circostanti sul suo funzionamento. Dopo aver completato la regolazione, se necessario, installare una fotoresistenza nel modulo HC-SR501 per garantirne il funzionamento in modalità “notturna”. File PCB in formato Sprint Layout 5.0: ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/stairs.zip. Autore: A. Savchenko
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