Автоматический вечерний свет с таймером отключения

Спроектировать схему для switch с включением света в сумерках и выключением на рассвете несложно, и многие такие проекты были представлены в EFY. Однако освещение, управляемое таким образом, остается включенным всю ночь, что приводит к перерасходу электроэнергии и сокращению срока службы ламп. В большинстве домов и коммерческих помещений наружное освещение включается в сумерках и выключается через несколько часов.

Видеоруководство по POC:

Описанное здесь устройство автоматизирует этот процесс, включая свет вечером и выключая его через 2–6 часов. Этот подход особенно эффективен for для обеспечения безопасности запертых домов, поскольку освещение по таймеру создает иллюзию присутствия людей и отпугивает потенциальных злоумышленников.

Схема и работа

Рис. 2 представлена ​​принципиальная схема автоматического вечернего освещения. Он построен на базе двойного операционного усилителя IC LM358. Первый операционный усилитель, построенный на микросхеме IC1A, используется в качестве компаратора. Инвертирующий вывод 2 компаратора смещен на половину напряжения питания резисторами R1 и R2. В дневное время сопротивление ЛДР, подключенного к неинвертирующему выводу 3 компаратора, низкое. Напряжение на неинвертирующем выводе 3 ниже, чем напряжение на инвертирующем выводе 2, поэтому выходной сигнал на выводе 1 компаратора низкий.

Вечером сопротивление LDR увеличивается и становится больше сопротивления R3 плюс VR1, а выход на выводе 1 компаратора становится высоким (то есть примерно на 1,5 Вольта ниже напряжения питания). Потенциометр VR1 служит для регулировки чувствительности.

Второй операционный усилитель построен на базе IC1B микросхемы LM358. Его инвертирующий входной контакт 6 подключен к суперконденсатору C1. Резистор R4 и LED1 снижают выходное напряжение компаратора IC1A на выводе 1 до прямого напряжения LED1, которое составляет около 2 В. Это напряжение используется для зарядки суперконденсатора через резистор R6. Это защищает суперконденсатор от повреждений из-за высокого напряжения и обеспечивает его зарядку с постоянной скоростью, независимо от колебаний напряжения питания.

Неинвертирующий входной контакт 5 второго компаратора IC1B подключен к прямому напряжению светодиода 2 через потенциометр VR2. LED2 также действует как индикатор включения питания. Первоначально суперконденсатор C1 разряжен, и напряжение на неинвертирующем входном выводе 5 выше, чем напряжение на инвертирующем входном выводе 6, поэтому выходной сигнал на выводе 7 второго компаратора IC1B имеет высокий уровень.

Таким образом, вечером выходные сигналы обоих компараторов IC1A и IC1B высокие. Выходы обоих компараторов подаются на транзистор Т1 через диоды D1 и D2 и подтягивающий резистор R8, которые действуют как логический элемент И. Это проводит транзистор T1 к switch на свет через контакты реле RL1.

Через несколько часов напряжение на суперконденсаторе С1 превышает напряжение, подаваемое на неинвертирующий вывод 5 второго компаратора, и выходной сигнал на выводе 7 становится низким. Это отключает транзистор Т1 и выключает свет. Выход первого компаратора остается высоким, светодиод LED1 продолжает светиться, а C1 продолжает заряжаться.

Утром выход первого компаратора также становится низким и светодиод LED1 гаснет. Суперконденсатор C1 теперь начинает разряжаться через R6 и R5. К вечеру С1 полностью разряжается, и схема снова готова for к следующему рабочему циклу. R5 необходим для обеспечения разряда C1 даже при включенном источнике питания. Устройство не нуждается в перезагрузке в дневное время и будет работать с continue по switch на свету каждый вечер for несколько часов без вмешательства человека в запертом доме.

Экспериментально было замечено, что выходной сигнал компараторов при низком уровне не равен нулю вольт. Небольшое напряжение — около 0,8 В — существует на выходе компараторов, когда выходной сигнал низкий. Благодаря диодам D1 и D2, которые входят в состав логического элемента И, напряжение на соединении анодов D1, D2 и D4 составляет около 1,3–1,4 В, даже когда выходной сигнал любого компаратора низкий. Этого достаточно, чтобы открыть транзистор Т1. Следовательно, D4 и D5 подключены к базовой цепи, чтобы поглотить это напряжение и обеспечить проводимость транзистора только тогда, когда выходной сигнал обоих компараторов высокий.

Создание и тестирование

Односторонний макет PCB for в натуральную величину показан на рис. 3, а схема его компонентов — на рис. 4. После сборки схемы на PCB поместите ее в подходящую коробку, расположив все переключатели и светодиоды в верхней части коробки. Закрепите LDR в верхней части коробки. Установите CON1 на передней стороне коробки. Установите CON2 и CON3 на задней стороне коробки. Устройство также можно собрать на плате общего назначения или Veroboard.

Держите движок VR2 в направлении анода светодиода 2, чтобы на неинвертирующий вход IC1B подавалось около 2 В. Вечером отрегулируйте VR1 так, чтобы загорелся LED1 и лампа. Через несколько часов отрегулируйте VR2 так, чтобы свет погас.

Калибровка времени отключения

В темноте выходной сигнал компаратора IC1A будет высоким. Выходной сигнал компаратора IC1B будет оставаться высоким до тех пор, пока напряжение на C1 ниже, чем напряжение на движке VR2, который подключен к выводу 5 IC1B. Суперконденсатор C1 заряжается до 63,2% напряжения LED1 (2 В), что составляет примерно 1,264 В, через 10 000 секунд (или 2 часа 47 минут) и до 86,5 % напряжения LED1 (приблизительно 1,73 В) через 20 000 секунд (или 5 часов 33 минуты).

Поэтому продолжительность for, в течение которой лампа горит, можно установить, регулируя напряжение на стеклоочистителе VR2. Например, чтобы switch свет выключался через 2 часа 47 минут после его включения вечером, установите напряжение на выводе 5 IC1B равным 1,264В с помощью VR2. Это позволяет калибровать время отключения switch от 2 до 6 часов с помощью VR2.

Прадип Васудева — сотрудник Индийской лесной службы, в настоящее время занимает должность директора Государственного научно-исследовательского института леса в Джабалпуре. Электроника была его страстью с подросткового возраста, а области его интересов включают любительское радио, радиочастотные схемы и аудиопроекты.