На мысль, спроектировать это устройство, навела меня ситуация, когда очередной раз, заходя вечером в свой подъезд, я задумался, а почему свет в подъезде горит всю ночь? Утром идёшь на работу, свет не выключен и горел всю ночь. Для кого? Тем более, что тема экономии электроэнергии так актуальна в наше время. А что, если поставить такое устройство автоматики, которое бы включало освещение при входе в подъезд или прихожую автоматически, или инициировал запуск этого устройства сам человеком, посредством кнопки, или размыканием контактов геркона, установленного в качестве датчика на входной двери.

 

При входе человека в тёмный коридор, подвальное помещение, в квартиру в прихожую, при подходе к калитке дома, гаража и т.д. а потом само выключало бы его, по прошествии определённого времени.

Алгоритм программы и работа устройства

Для реализации этой задачи я выбрал недорогой, порядка 30 рублей, микроконтроллер фирмы Atmel - ATTiny13 с восьминожечным корпусом. Сразу после подключения питания схемы происходит задержка, блокирующая работу устройства на 30 секунд, делающая вход устройства не чувствительным к изменению состояния контактов датчика, о чём будет свидетельствовать постоянно горящий индикатор на протяжение всего этого времени. Это произойдёт 1 раз, только после подключения питания. Сделано это для пережидания переходных процессов и вхождения в рабочий режим пассивных инфракрасных датчиков движения заводского изготовления, которые могут быть использованы, как датчики, срабатывающие на присутствие человека в подъезде.
 
Они имеют Нормально Замкнутые контакты, именуемые далее по тексту Н.З., которые должны разомкнуться, реагируя на присутствие человека попавшего в зону охвата их пространства. Например, пассивный инфракрасный извещатель «Рапид» отечественного производства, по моим наблюдениям, входит в рабочий режим примерно за 20 сек. когда его контакты принимают Н.З. рабочее состояние.
 
Датчик, инициирующий запуск таймера, размыканием или замыканием своих контактов, в зависимости от того, какой датчик нам нужен (сделаны два проекта для датчиков на размыкание и на замыкание) включает освещение в подъезде на время, продолжительностью 1 минута, если по прошествии этого времени, состояние датчика не вернулось в исходное положение, к этому времени будет суммироваться ещё 1 минута и так до тех пор, пока контакты датчика не примут изначальное рабочее состояние. Этого времени вполне должно хватить, чтобы пройти по лестничной площадке до двери своей квартиры, достать ключи, отпереть замок и войти в помещение... Через минуту свет в подъезде автоматически погаснет, после чего устройство перейдёт в дежурный режим ожидания, что визуально будет видно по режиму индикации светодиодного индикатора, который будет мерцать длительностью 0,2 сек 1 раз в 2 секунды.
 
Приведены два варианта схемы:
 
1. С питанием схемы через разделительный трансформатор, что даёт такие преимущества, как
Гальваническая развязка от напряжения сети (с точки зрения техники безопасности эксплуатации устройства это предпочтительно), возможность подключения дополнительных внешних устройств (пассивных инфракрасных датчиков), для питания их от источника питания схемы. Хотя конструктивно устройство по габаритам будет чуть больше второго варианта.
Схема с трансформаторным питанием.
 
 
2. Схема с бестрансформаторным питанием устройства, которая так же приведена, как возможный вариант схемы с применением твёрдотельного реле для управления нагрузкой.
Но при изготовлении и эксплуатации такого устройства надо быть очень внимательным и острожным, существует риск поражения электрическим током, если не уделить тщательное внимание вопросу изоляции, особенно в помещениях с влажной средой. Лично я бы рекомендовал первый вариант схемы.
Схема с питанием без гальванической развязки

Детали и конструкция

Схема не имеет дорогостоящих дефицитных деталей, за исключением варианта с твёрдотельным реле, стоимость которого в пределах 300р. для тактирования микроконтроллера выбран режим использования внутреннего RC-генератора с тактовой частой 128кГц/8 (16 кГц), что вносит некоторые особенности при программировании. Как выставить галочки в программе программирования для выбора этого режима, показано на картинке ниже.

Запрограммировать вы сможете микроконтроллер программатором посредством ISP режима. Только один раз! Осуществлять последующие программирования этого микроконтроллера можно будет после этого, только при помощи, высоковольтного параллельного программирования H/V-режима (таковы особенности использования низкой тактовой частоты). Поэтому, прежде чем собирать конструкцию окончательно, определитесь наверняка на моделях в Протеусе.

Прошивки и исходники программ на ассемблере даны для двух вариантов: с использованием датчиков с Нормально Замкнутыми (N.C) и Нормально Разомкнутыми (N.O) контактами. В качестве датчика с Н.Р. контактами можно применить кнопку, как для дверного звонка или использовать контакты геркона на входной двери.
 

Прошивка микроконтроллера

В схемы приведённых устройств можно будет «заливать» прошивку любого из вариантов, и в зависимости от этого, оно будет реагировать либо на размыкание контактов датчиков, либо на замыкание. Имеется возможность экспериментировать с программой, меняя в ней интервалы времени по своему усмотрению, подставляя свои значения и после компиляции, поменяв HEX. файл сразу же посмотреть работу устройства не собирая его, а в виртуальном виде на моделях в Протеусе. Реальное устройство будет работать один в один с моделью в Протеусе.
 
Сразу хочу сказать, что публикация этой статьи рассчитана больше на новичков, людей, пытающихся заняться освоением и пониманием работы устройств на AVR микроконтроллерах. Поэтому приведённые здесь проекты в AVR Studio с текстами исходников написаны с подробными комментариями.
 
Прошивка микроконтроллера AVR. Установка fuse-битов.

Мне хотелось на примере реального простого устройства, которое может найти конкретное применение в быту, привести пример реализации несложной программы.
 
Скачать файлы проекта : исходники на ассемблере, прошивки, модели Proteus.
 
Вопросы задаём на форуме.
 
Владимир Науменко, г. Калининград
Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить