Щоразу, йдучи вранці на роботу, ми намагаємося не забути вимкнути в квартирі світло і електроприлади. Між тим цю функцію з успіхом може виконувати автомат, що складається з трьох основних блоків (рис. 1): датчиків, цифрового пристрої керування і ключа. Ось як він працює.
Рис. 1. Функціональна схема автоматичного пристрою: 1 - датчики, 2 - цифрове пристрій керування, 3 - ключ
Світло від лампи Н1 висвітлює фотодіоди В1 до В2 (рис. 2), в результаті чого транзистори V1 і V2 відкриті і на входи інверторів D1.1, D1.2 надходить низький потенціал "0", який потім перетвориться в високий "1" на виході. Можливі чотири комбінації стану фотодіодів при перетині світлового потоку: 1) В1, В2 - відкриті, 2) В1 - закритий, В2 - відкритий, 3) В1, В2 - закриті, 4) В1 - відкритий, В2 - закритий. Таким чином, для кожного вхідного в квартиру послідовність комбінацій складе 1, 2, 3, 4, 1, а для вихідного - 1, 4, 3, 2, 1. Тепер необхідно "виловити" ці дві послідовності комбінацій, перетворити в мул поодинокі імпульси і подати відповідно на підсумовуючий або віднімає вхід реверсивного лічильника D6.
Рис. 2. Принципова схема автомата "Йдучи, гасіть світло!"
Цю задачу виконує цифрове пристрій управління, зібране на логічних елементах мікросхеми D1-D7). Працює вона наступним чином. Припустимо, у квартиру увійшов чоловік. Комбінація 1, яка є вихідною, сприймається логічним елементом ЗИ-НЕ (D5.3), на виході якого з'являється потенціал "0", встановлює виходи RS-трнггеров, зібраних на логічних елементах 2І-НЕ (D3.2, D3.3, D4.1, D4.2) у нульовий стан.
Комбінація 2 сприймається логічним елементом 2І-НЕ (D3.1), на виході якого з'являється нульовий потенціал, який встановлює RS-тригер, зібраний на логічних елементах 2І-НЕ (D3.2, D3.3), в стан "1". Комбінація 3 пропускається.
Комбінація 4 сприймається логічним елементом 3І-НЕ (D5.2), в результаті чого на лічильний вхід "+1" реверсивного лічильника D6 надходить потенціал "0", який збільшує вміст лічильника на 1. Але комбінація 4 сприймається також і логічним елементом 2І-НЕ (D2.4), на виході якого з'являється "0", встановлює RS-тригер (D4,1, D4.2) у стан "1".
Комбінація 1 знову сприймається логічним елементом 3І-НЕ (D5.3), нульовий потенціал з виходу якого повертає всі пристрій у вихідний стан.
Таким чином, пристрій спрацьовує лише в тому випадку, коли людина повністю увійшов у квартиру. При цьому вміст реверсивного лічильника D6 збільшується на одиницю (в квартиру увійшов ще один чоловік).
Неважко помітити, що при виході людини з квартири вміст реверсивного лічильника зменшується на 1.
Якщо ж з квартири вийшов останній чоловік, то число 7, записане в двійковому коді (0111), буде сприйнято логічним елементом 4І-НЕ (D7.1), і потенціал "0", вступивши на вхід ключа, зібраного на транзисторі V3, закриє його. При цьому транзисторний ключ V5 відкриється, реле К1 (МКУ48, паспорт РА4.500.197 П) спрацює, контакти К1.1, К1.2 розімкнуться, і надходження електроенергії в квартиру припиниться.
Транзистори КТ315Г можна замінити на будь-які інші серій КТ312, КТ315, КТ301, а КТ608Б - на КТ604, КТ605, КТ606 з будь-яким буквеним індексом.
Замість МКУ48-С можна застосувати реле іншого типу з напругою спрацьовування 24 , Контактна система якого дозволяє комутувати змінний струм напругою 220 В і силою 2-5А.
Фотодіод ФД-6Г допустимо замінити на ФД-3.
Схема блоку живлення представлена па малюнку 3.
Рис. 3. Принципова схема блоку живлення
Стабілізатор напруги 5 В зібраний на мікросхемі D8 і транзисторі V14.
Трансформатор Т1 виконаний на магнітопроводі Ш16Х32, Обмотки I і II містять відповідно 1200 та 1600 витків дроту ПЕВ-1 0,15, обмотка III - 360 витків ПЕВ-1 0,2, IV - 120 витків ПЕВ-1 0,45.
Деталі пристрою (крім реле К1, блоку живлення і кнопки S1) змонтовані на монтажній платі (рис. 4) розміром 95X75 мм, виготовленої з двостороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 мм. Вона розміщена в будь-якому відповідному пластмасовому або металевому корпусі.
Рис. 4. Монтажна плата цифрового пристрою управління зі схемою розташування деталей (М1:1).
Налагоджують пристрій наступним чином. Перевіривши правильність монтажу, від'єднують входи цифрової схеми управління від виходів інверторів (D1.1, D1.2) і підключають два ключа, зібраних на мікросхеми К155ЛАЗ (рис. 5). З їх допомогою імітують перетин світлового потоку. Потім перевіряють правильність проходження сигналу.
Рис. 5
Ключ на мікросхемі К155ЛА3.Автомат встановлюють всередині квартири поруч із вхідними дверима так, щоб фотодіоди знаходилися на висоті 65-70 см від підлоги. На тому ж рівні, але на протилежної стіни, розташовують лампу Н1 з відбивачем від кишенькового ліхтаря. Напруга 5 В надходить на неї з блоку живлення.
Надійність роботи автоматичного пристрою залежить від стабільності та потужності світлового потоку, падаючого на фотодіоди. Тому лампа з рефлектором і датчики повинні бути жорстко закріплені.
Підвищити надійність можна шляхом установки додаткових збирають лінз перед фотодиодами (рис. 6).
Рис. 6. Установка додаткових лінз: 1 - лінзи, 2 - кришка корпусу, 3 -монтажна плата.