Пропоноване пристрій - один з варіантів мікроконтролерних регуляторів яскравості ламп розжарювання, конструкції яких можна знайти у всесвітній мережі інтернет і в радіоаматорський літературі.
У подібних регуляторах зазвичай використовується один з трьох способів управління: від власного пульту; від будь-якого пульта з запам'ятовуванням коду клавіші; від будь-якого пульта при натисканні будь-якої клавіші певним чином. В даному випадку обрано перший варіант, який я вважаю найбільш вдалим, незважаючи на те, що потрібен окремий пульт управління.
Трохи поясню чому. Оскільки різні системи ІК управління мають різну несучу частоту модуляції, то вони також можуть розрізнятися у довільно використовуваної парі "пульт - регулятор", внаслідок чого дальність управління може істотно зменшитися, що викликає деякі незручності. Недоліком останнього способу є і те, що регулятор може реагувати на команди, які йому зовсім не призначені або ж регулювання ускладнено внаслідок складних маніпуляцій кнопкою пульта.
Управління пропонованим регулятором здійснюється двома кнопками будь-якого пульту ДУ, працює з широко поширеною системою команд RC-5. Пульти цієї системи досить доступні і дешеві.
Функції, виконувані регулятором:
- дистанційне включення і виключення світла, регулювання яскравості освітлення;
- місцеве включення, вимикання і регулювання яскравості освітлення за допомогою сенсора, який не має гальванічного контакту з людиною при торканні;
- плавне включення освітлення, що подовжує термін служби лампи розжарювання
- запам'ятовування попередньої установки яскравості лампи та стану регулятора. Завдяки динамічному використання EEPROM для цих функцій, ресурс кількість маніпуляцій управління регулятором становить не менше 5,4 млн. разів.
- автовимкнення через 12 годин, яке використовується для забутого включеного світла;
Управління регулятором
Ручне (сенсорне) управління здійснюється дотиком всією долонею або складеними разом чотирма пальцями сенсора без зусилля.
- Увімкнення або вимкнення освітлення - одноразове короткочасне дотик сенсору (0,5 - 1 сек.).
- Регулювання яскравості освітлення - утримання долоні на сенсорі більше 1 сек. Кожне наступне тривале дотик викликає протилежний напрямок зміни яскравості.
Дистанційне керування здійснюється пультом ДУ, спрямованим у бік вимикача. Для керування регулятором визначаються дві клавіші пульта.
- Вимкнення або ввімкнення освітлення - одноразове короткочасне натискання відповідної клавіші пульта (0,1-1 сек.).
- Регулювання яскравості освітлення - утримування натиснутою клавіші більше 1 сек.
Коди кнопок пульта ДУ, відповідні цим командам, зберігаються в ЕЕРRОМ мікроконтролера. Завдяки цьому в режимі навчання (який описаний в інструкції) можна в будь-який момент змінити набір кнопок пульта, якими здійснюється управління регулятором.
Пристрій регулятора
Регулятор побудований на недорогому і доступному мікроконтролері АТtiny2313-20SU. Принципова схема пристрою наведена нижче.
(натисніть для збільшення)
Вузол живлення складається з елементів С2, R2,VD1, VD2, C3, C4 служить для забезпечення мікроконтролера і ІК-приймача напругою живлення, близьким до 5 Ст. Елементи R3C5 є фільтром ланцюга живлення фотоприймача.
Вузол синхронізації. На R4R6 виконаний дільник вхідної напруги, який необхідний для детектування нуля і усунення помилкових спрацьовувань в моменти відкривання VS1. C6 служить для придушення імпульсних перешкод. Вихід дільника підключений до висновку PD2. Внутрішні діоди даного виводу МК обмежують вхідна напруга.
Вузли керування та індикації. На елементах R7, VT1, R8, C7 реалізований вузол сенсорного управління. Коли рука на сенсорі відсутній - VT1 закритий і на вхід PD4 мікроконтролера надходить напруга логічної одиниці. Під час торкання кришки регулятора на цей вхід надходить напруга логічного нуля і програма МК відпрацьовує команди управління.
Світлодіод HL1 служить для індикації режимів роботи.
Фотоприймач В1 бере ІК-посилки від пульта ДУ. У ньому також відбувається демодуляція несучої частоти посилок RC-5 (36 кГц). Сформований вихідний сигнал фотоприймача подається на вхід РD3 мікроконтролера. Декодування ІК посилок в МК здійснюється програмно. Аналізуючи код прийнятої команди, мікроконтролер DD1 формує сигнали управління сімістором VS1, який управляє лампою.
На елементах HA1, R11, R12, R13, VT2 зібраний генератор звукової частоти за типовою схемою, рекомендованої виробником пьезоизлучателя. R10 служить для деякого зниження живлення генератора і відповідно струму його споживання, що не позначається на якості його роботи. Звукові сигнали подаються в процесі управління регулятором.
Вузол комутації навантаження. З висновку PB0 мікроконтролера DD1 негативні імпульси через R5 відкривають симистор VS1 в різні моменти напівхвилі напруги і таким чином регулюється яскравість світіння лампи. Ланцюг R1C1 і дросель L1 служать для придушення перешкод, що йдуть від регулятора електромережа в момент комутації навантаження.
Конструкція регулятора
Регулятор зібраний на односторонній друкованій платі з фольгованого склотекстоліти, креслення і розташування деталей якій знаходяться у доданих файлах. Плата призначена для установки в настінний одноклавішний вимикач освітлення VI-KO (моделі "Yasemin" або "Сагмеп") з якого видалені непотрібні елементи і кріпиться до каркаса за допомогою гвинта d2.5mm. в центрі. Під його капелюшок необхідно покласти ізоляційну шайбу. Із зворотного боку фіксується гайкою як показано в прилаемом фото.Сенсор у вигляді вирізаного з фольги прямокутника розміром 30х45 мм встановлений на внутрішній стороні кришки (яка раніше служила клавішею) і закріплений на ній прозорим скотчем по всій площі, необхідно лише залишити контактну майданчик для пружини. По боках кришки приклеєні смужки з картону розміром 4 мм х30 мм. і товщиною 0,5 мм, щоб вона сідала на місце з деяким зусиллям. Пьезоизлучатель закріплений на кришці за допомогою двостороннього скотча. На малюнках у доданих файлах показані елементи корпусу після доопрацювання. Регулятор розміщується в наявному в стіні стандартному поглибленні для вимикача і підключається по звичайної двопровідної схеми, ніяких доробок не потрібно. Необхідно правильно підключити фазовий дріт, як показано на схемі, інакше управління від сенсора працювати не буде.
Зовнішній вигляд зібраного пристрою.
Використовувані деталі та можливі заміни.
Для керування регулятором можна використовувати будь пульт ДУ працює по протоколу RC-5. Мікроконтролер DD1 замінимо на ATtiny2313-20SI або ATtiny2313V-20SU(SI), а фотоприймач В1 на аналогічний, розрахованим на несучу частоту 36 кГц, наприклад SFH506-36, TSOP1736, TSOP1836SS3V, але слід врахувати, що розташування висновків фотоприймачів різних типів може відрізнятися. В якості L1 використаний промисловий дросель для поверхневого монтажу марки CDRH127/LDNP-101MC PBF (100 мкГн 1,7 А). Його можна замінити аналогічним або саморобним індуктивністю 30 - 200 мкГн на струм не менше споживаного лампами світильника (0,5 А на кожні 100 Вт).
Симетричний тиристор VS1 може бути з серії BT137 - BT139 на напругу не нижче 400В або аналогічним іншого виробника з малим струмом управління. Стабілітрон VD2 замінимо на 1N4734A, КС156А, КС456А. Замість світлодіоди HL1, зазначеного на схемі можна застосувати HB3B-446ARA або аналогічні сверхяркие червоного кольору світіння (при недостатній яскравості можна зменшити R14 до 4,7 ком.). Пьезоизлучатель можна замінити на безкорпусною типу FML-34,7 T-2,9В1-100 або взяти будь-який інший аналогічний трьохпровідний так званий "self-driven", наприклад викличної від старих телефонних апаратів азіатського походження.
Простіше звичайно використовувати п'єзоелектричний випромінювач з вбудованим генератором, наприклад HPA17A або HPM14A, але автор таких придбати не зміг. В цьому випадку не встановлюються елементи R10, R11, R12, R13, VT2, а звукоизлучатель під'єднується до +5В і висновку PD0 дотримуючись полярності. Замість VT1, VT2 можна застосувати транзистори типів КТ315(Б,Г,Е), 2ЅС1015У, КТ3102 або аналогічні. При цьому у VT1 120<hfe<300, а у VT2 hfe>200. Конденсатори С1, С2 типу К73-17 або аналогічний імпортний на напругу не нижче зазначених у схемі. Всі резистори - МЛТ потужності зазначеної на схемі. Співвідношення опорів R6/R4 має бути близьким до 0,8 - інакше робота детектора нуля буде неправильною.
Збирання і налагодження регулятора
Безпомилково зібраний регулятор з справних деталей в налаштуванні не нуждаеся. Необхідно лише запрограмувати мікроконтролер. Підключається програматор до роз'єму XP2 (стандартний шестиконтактний роз'єм для внутрішньосхемного програмування мікроконтролерів AVR). При цьому з програматора на регулятор має надходити напруга живлення (регулятор під час програмування обов'язково повинен бути відключений від електромережі) . У прилагемых файлах викладені дві прошивки: одна реалізує тільки сенсорне управління, а друга - обидва типи управління протягом 5 хвилин.(призначена для перевірки працездатності пристрою).
За повнофункціональної прошивкою звертайтеся до автору, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. У вас повинен бути включений JavaScript для перегляду. .
FUSE-біти мікроконтролера DD1 повинні бути запрограмовані таким чином:
• CKSEL3...0 = 0100 - синхронізація від внутрішнього RC осцилятора 8 МГц;
• CKDIV8 =0 - дільник тактової частоти на вісім включений;
• SUT1...0 =10 - Start-up time: 14CK + 65 ms;
• CKOUT = 1 - Output Clock on CKOUT заборонено;
• BODLEVEL2...0 = 101 - пороговий рівень для схеми контролю напруги 2,7 В;
• BODEN = 0 монітор живлення включений
• EESAVE = 0 - EEPROM стирання при програмуванні кристала заборонено;
• WDTON = 1 - Немає постійного включення Watchdog Timer;
Інші FUSE - біти краще не чіпати. FUSE-біт запрограмований, якщо встановлений в "0".
Потім слід прочитати калібрувальний байт для внутрішнього RC осцилятора на 8 МГц і записати його у флеш пам'ять за адресою 7FFh (остання комірка).
Інструкція з експлуатації знаходиться у доданих файлах. Регулятор має режим перевірки пульта ДУ на сумісність. Для цього необхідно його включити і встановити мінімальну яскравість, потім натиснути будь-яку кнопку на пульті і якщо він працює за системою RC-5, то пролунає звуковий сигнал тривалістю 1 сек. Допустима сумарна потужність ламп комутованих - 400 Вт. При більшій необхідно встановити симистор на тепловідвід відповідної площі.
Регулятор призначений для керування тільки активним навантаженням. Підключати до нього інші пристрої, наприклад, люмінесцентні лампи або електродвигуни, не можна. Це може вивести регулятор з ладу. Регулятор має хорошу повторюваність, всі зібрані екземпляри заробили відразу без будь-якої установки.
При збірці та налагодженні регулятора пам'ятайте, що всі його елементи знаходяться під мережевим напругою і дотик до них може призвести до ураження електричним струмом.
Завантажити файли проекту одним архівом
Автор: Олексій Баталов, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. У вас повинен бути включений JavaScript для перегляду. , ICQ#: 477022759; Публікація: www.mcuprojects.narod.ru/dimmerSIR/DimmerSIR.html, www.cxem.net