Домашним волшебникам — автомат включения освещения

Оборудовав таким автоматом, например, ванную комнату, можете быть спокойны— оставить бесцельно горящим свет в ней вряд ли удастся. Да и выключателем теперь пользоваться не нужно — автомат полностью заменит его и будет сам включать освещение тогда, когда оно действительно нужно.

Схема одного из вариантов подобного автоматического включателя освещения приведена на рисунке 1. Он срабатывает, как только открывают дверь. Если дверь после этого закрывают изнутри на запор, лампа освещения продолжает гореть. При закрывании двери снаружи (или изнутри, но не на запор) следует выдержка времени 8… 10 секунд, после чего свет гаснет. Яркость света в этом автомате нарастает плавно (за две секунды), что значительно продляет срок службы лампы.

Устройство датчика, следящего за положением двери и ее запора, показано на рисунке 2. В дверной раме закреплен геркон (герметизированный контакт), а напротив не. о в дверь врезан постоянный магнит. Кон. акты геркона разомкнуты, когда дверь открыта, а значит, магнит удален, и замыкаются при закрывании двери— благодаря действию магнитного поля постоянного магнита. Если же дверь закрывают изнутри на запор, его стальной язычок (или железная пластина, связанная с ним) экранирует геркон от магнитного поля и контакты геркона оказываются разомкнутыми.

Геркон (SF1 не схеме) включен в цепь зарядки конденсатора С1 Если дверь открыта (или закрыла изнутри на запор, контакта геркона находятся в показанном на схеме состоянии Конденсатop С1 начинает заряжаться через цепочку V01, С2, VD3 Поскольку зарядная цепь питается не постоянным током, а трапецеидальными импульсами положительной полярности (очи образуются из-за ограничения стабилитроном VD4 импульсов напряжения частотой 100 Гц, поступающих на него через резистор R7 с двухполупериодного выпрямителя на диода!. VD5—VD8), конденсатор С1 заряжается «порциями» от каждого импульса. Обеспечивается такой режим еще и тем, что к моменту начала следующего импульса конденсатор С2 разряжается Это происходит в момент окончания предыдущего импульса—тогда напряжение конденсатора С2 оказывается приложенным через диод VD2 и резисторы R3, R4 к эмиттерному переходу транзистора VT1. Транзистор открывается и разряжав. конденсатор

По мере зарядки конденсатора С1 начинает открываться транзистор VT2, коллекторный ток его возрастает При определенном значении этого тока начинает работать генератор импульсов, собранный на транзисторном аналоге тринистора (транзисторы VT3 и V»i4) и конденсатope СЗ. Как только напряжение на конденсаторе СЗ (oнo появляется в результате зарядки конденсатора коллекторным током транзистора VT2) достигает порогового, аналог тринистора «срабатывает» и конденсатор разряжается через управляющий электрод тринистора VS1 и резистор R5. Тринистор открывается (и остается открытым до конца полупериода сетевого напряжения), замыкает диагональ моста VD5 — VD8 и лампа EL1 зажигается. Ее яркость зависит от продолжительности зарядки конденсатора СЗ до напряжения «срабатывания» аналога тринистора. Продолжительность зарядки, в свою очередь определяется током коллектора транзистора VT2, а значит, зарядкой конденсатора С1 до напряжения полного открывания транзистора VT2. Происходит это примерно через одну — две секунды за такое время яркость лампы будет нарастать до максимальной.

Стоит закрыть дверь (или при закрытой двери не задвинуть запор — и замкнувшиеся контакты геркона зашунтируют цепь зарядки конденсатора С1 Он начнет разряжаться через резисторы R1. R6 и эмиттерный переход транзистора VT2. Спустя 8.. 10 секунд напряжение на конденсатope упадет настолько, что транзистор VT2 начнет закрываться. Яркость лампы будет плавно уменьшаться, а затем лампа погаснет.

Кроме указанного на схеме, можно использовать тринистор КУ201 Л, КУ202К— КУ202Н. Транзисторы КТ201Г заменимы на транзисторы той же серии или на любые транзисторы серии КТ315; П416Б — на П416, П401 — П403, ГТ308; МП114— на МП115, МП116, КТ203. Вместо диодов Д220 подойдут Д223, КД102, КД103. Конденсатор С1 — К50-6, С2, СЗ — МБМ, КМ-4, КМ-5. Резистор R7 — МЛТ-2, остальные— МЛТ-0, 5. Вместо стабилитрона Д814Д подойдет Д813, а вместо диодов VD5 — VD8 — любые выпрямительные диоды, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300 В и выпрямленный ток не менее 300 мА. Геркон — любой другой, например, серии КЭМ, с нормально разомкнутыми контактами и «срабатывающий» от данного постоянного магнита на заданном расстоянии.

Детали автомата можно смонтировать на печатной плате (рис. 3) из фольгированного материала (либо на обычной плате из изоляционного материала, если монтаж будет навесной, а не печатный) и укрепить плату в любом подходящем корпусе из изоляционного материала. Корпус желательно расположить вблизи выключателя, чтобы короче были соединительные проводники от диодов выпрямителя — их подключают к контактам сетевого выключателя, а ручку выключателя ставят в положение «Выключено». Выводы геркона соединяют с автоматом многожильными монтажными проводниками в изоляции.

Как правило, автомат не требует налаживания и начинает работать сразу. Изменить продолжительность плавного нарастания яркости света можно подбором конденсатора С2 (при уменьшении его емкости продолжительность нарастания яркости увеличивается). Для изменения задержки выключения света следует подобрать конденсатор С1 (задержка увеличивается при увеличении его емкости).

Автомат способен управлять лампой мощностью 60 Вт. Если применена лампа большей мощности, нужно установить тринистор на теплоотводящую металлическую пластину толщиной 1, 5… 2, 5 мм и площадью поверхности не менее 10 см2, а также собрать выпрямитель на диодах с большим выпрямленным током.

А вот другой автомат (рис. 4) подобного назначения, в котором используется всего один транзистор. Автомат также можно подключать параллельно контактам выключателя Q1 подсобного помещения.

Органами управления автомата являются выключатель SA1, контакты которого образуют наружные задвижка и скоба на дверной раме, и геркон SF1, установленный на двери аналогично предыдущему варианту, но в верхнем углу дверной рамы. Когда дверь закрыта, контакты SA1 могут быть как замкнуты, так и разомкнуты (если помещение используется и задвижка открыта), а контакты SF1 —только разомкнуты. При открывании двери контакты выключателя оказываются разомкнутыми, а контакты геркона — замкнутыми. Через резистор R2 и геркон на управляющий электрод тринистора VS1 подается напряжение. Тринистор открывается, лампа освещения EL1 зажигается.

В этот момент на резисторе R1 появляется пульсирующее напряжение (амплитудой около 1 В при мощности осветительной лампы 100 Вт). Оно сглаживается цепочкой VD2, С1. С конденсатора С1 постоянное напряжение поступает на генератор, собранный на транзисторе VT1. Частота следования импульсов генератора составляет 3 кГц. С обмотки III трансформатора Т1 импульсы подаются на управляющий электрод тринистора, поэтому тринистор остается открытым после закрывания двери изнутри помещения и размыкания контактов геркона.

По окончании пользования помещением дверь закрывают на наружную задвижку, контакты SA1 замыкаются и шунтируют обмотку II трансформатора. Колебания генератора срываются, тринистор закрывается, лампа освещения гаснет.

В генераторе может работать любой маломощный германиевый транзистор структуры р-п-р со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50. Вместо диодного моста VD1 можно установить четыре диода КД105Б — КД105Г или аналогичные по выпрямленному току и обратному напряжению. Тринистор— серии КУ201 с буквенными индексами К—Н. Конденсатор CI—К50-12 (подойдет и К50-6); С2 — МБМ; резисторы — MJ1T-2.

Трансформатор Т1 — самодельный, он выполнен на кольце типоразмера К10Х6Х4 из феррита М2000НМ. Обмотка I содержит 2ХЮ0 витков провода ПЭЛШО 0, 1, обмотка II — 6… 10 витков тонкого монтажного провода в поливинилхлоридной изоляции, обмотка ill—40 витков ПЭЛШО 0, 1.

Под эти детали рассчитана печатная плата (рис. 5) из фольгированного стеклотекстолита. Печатные проводники выполнены не травлением в растворе, как это делают обычно при изготовлении печатных плат, а прорезанием в фольге изолирующих канавок специальным резаком или острым ножом. Плату с деталями укрепляют в корпусе, который размещают в удобном месте помещения. Как и в предыдущем случае, геркон (он может быть любой, но обязательно с нормально замкнутыми или переключающими контактами) соединяют с автоматом многожильными монтажными проводниками.

Если автомат смонтирован без ошибок, никакого налаживания не понадобится. Может случиться, что генератор не возбуждается с данной осветительной лампой (ведь от ее мощности зависит напряжение питания генератора). Тогда придется либо поставить резистор R1 с большим сопротивлением, либо другой транзистор — с большим коэффициентом передачи. В случае нормальной работы генератора и неоткрывающемся тринисторе (свет гаснет при закрывании двери, но незамкнутых контактах SA1) нужно изменить полярность подключения выводов обмотки III.

\