Как сделать цепь автоматического выключателя освещения туалета?
В нынешнем столетии автоматизация рассматривается как практически все. Системы автоматизации устанавливаются в офисах, домах, магазинах, на рынках, на рабочих местах и т. Д. В этой гонке технологий человек должен выбирать самые последние системы автоматизации, чтобы сделать их жизнь проще. Обычно в наших домах мы включаем и выключаем свет физически. Как хорошо будет, если свет включится или выключится в тот момент, когда вы открываете или закрываете дверь.
В этом проекте я расскажу вам лучший способ спланировать и изготовить простую схему автоматического выключателя освещения в туалете, которая, соответственно, включит свет при входе в туалет и выключит его при выходе. Благодаря механизации этого процесса, есть множество преимуществ, таких как, человеку не нужно думать о выключении света или в какой-либо момент, когда он / она использует туалет. Схема, о которой вы узнаете через мгновение, делает это автоматически для этого человека. Цепь дополнительно предназначена для расходования меньшей мощности, поэтому ее можно использовать в любом семейном блоке или в открытых туалетах, не мучаясь из-за счета за электроэнергию.
Как автоматизировать освещение в туалете?
Мы включаем свет в нашей уборной, когда входим в нее, и выключаем, когда уходим. иногда мы забываем выключить свет после выхода из туалета. Это может вызвать потерю электроэнергии, и, кроме того, срок службы светильников может уменьшиться. Чтобы сохранить стратегическое расстояние от этих проблем, я расскажу вам лучший способ сделать простой контур, который, следовательно, включит свет, когда человек входит в туалет, и автоматически выключает его, когда он / она покидает его.
Шаг 1: Сбор Компонентов
Если вы хотите избежать каких-либо неудобств в середине любого проекта, лучший подход – составить полный список всех компонентов, которые мы собираемся использовать. Второй шаг, прежде чем приступить к созданию схемы, состоит в том, чтобы пройти краткое изучение всех этих компонентов. Список всех компонентов, которые нам нужны в этом проекте, приведен ниже.
Шаг 2: Изучение компонентов
Геркон – это электронный переключатель, который работает из-за приложенного магнитного поля. Пара ферромагнитных гибких мета-контактов используется для создания герконов. Эти мета язычковые контакты закрыты в герметично закрытой стеклянной оболочке. Контакты обычно нормально разомкнуты, когда магнитное поле приложено, контакты переходят в замкнутое состояние или это может быть другой путь. Обычно для этих контактов используется сплав никель-медь, поскольку они очень легко намагничиваются. Большинство герконов имеют два ферромагнитных контакта. У некоторых из них только один ферромагнитный контакт, а у другого нет магнита. Функция герконового выключателя такая же, как и у реле.
LM741 – операционный усилитель IC. Как правило, он может выполнять большинство аналоговых операций. Усиление напряжения этой микросхемы очень высокое, около 104, что позволяет ей работать в широких диапазонах напряжения, что делает ее наиболее предпочтительным операционным усилителем. Он предназначен для выполнения многих математических операций, таких как сложение, вычитание, умножение, деление, дифференцирование и т. Д. Путем создания цепи обратной связи с помощью резистора или конденсатора. Он также используется для усиления и сравнения. Защита от короткого замыкания и внутренняя схема частотного компенсатора также встроены в ИС. Его название 741 указывает на то, что он имеет 7 функциональных контактов, из которых 4 являются входными, а 1 – для выходных. Этот операционный усилитель поставляется с тремя форм-факторами: 8-контактный DIP-пакет, TO5-8, металлическая банка, 8-контактный SOIC.
CD4017 – ИС счетчика CMOS Decade. В местах, где необходимо выполнить подсчет низкого диапазона, используется эта микросхема. Он может работать в диапазоне от 0 до 10. При использовании этой микросхемы пространство на плате и время, необходимые для того, чтобы цепь была оба, уменьшены. Входное напряжение питания для этой микросхемы составляет от 3 до 15 В. Он совместим с транзисторно-транзисторной логикой (TTL). Тактовая частота этой микросхемы составляет 5 МГц. Эта микросхема имеет широкий спектр применения. Он используется в автомобильной промышленности, производстве медицинских электронных устройств, сигнализаций и электронных измерительных приборов.
Релейный модуль является коммутационным устройством. Он работает в двух режимах: нормально открытый (NO) и нормально закрытый (NC). В режиме NO цепь всегда разрывается, если только вы не отправите сигнал HIGH на реле через Arduino. Режим NC работает наоборот, цепь всегда завершена, если вы не включите модуль реле. Убедитесь, что вы подключили положительный провод вашего электрического прибора к релейному модулю, как показано ниже.
Veroboard – хороший выбор для создания схемы, потому что единственной головной болью является размещение компонентов на плате Vero и просто пайка их и проверка целостности с помощью цифрового мультиметра. Как только схема расположения известна, обрежьте плату до разумного размера. Для этого положите доску на коврик для резки и, используя острое лезвие (надежно), и, соблюдая все меры предосторожности, несколько раз забивайте верх и основание вдоль прямой кромки (5 или несколько раз), перебегая отверстия. После этого поместите компоненты на плату близко, чтобы сформировать компактную цепь и припаять контакты в соответствии с подключением схемы. В случае какой-либо ошибки, попробуйте де-припаять соединения и перепаять их снова. Наконец, проверьте непрерывность. Выполните следующие шаги, чтобы сделать хорошую схему на Veroboard.
Шаг 3: Работа Цепи
Прежде чем приступить к работе схемы, я сначала уточню, как устроена эта схема. Геркон прикреплен к двери на входе, а магнит на входе. Это означает, что геркон будет постоянно находиться в закрытом состоянии, так как дверь закрыта, когда умывальник не используется (что принято в качестве начальной ступени), а магнит будет находиться рядом с выключателем.
Предположим, вы открыли дверь, вошли в уборную и после этого закрыли за собой дверь. Это действие сделает выключатель открытым (когда дверь открывается первой) и закроет (когда вы закроете дверь).
Соответственно, выход операционного усилителя становится ВЫСОКИМ (когда вы открываете дверь), а затем понижается (когда вы закрываете дверцу). Таким образом, счетчик будет выдавать ВЫСОКИЙ выход на своем выводе 2. Поскольку вывод 2 CD4017 связан с реле, индикатор будет включен.
В настоящее время, когда вы закончите свое дело в туалете, вы действительно откроете дверь, выйдете из туалета и закроете дверь. Это действие действительно вызовет аналогичное действие, например, переключатель будет открываться и закрываться, и выход операционного усилителя окажется ВЫСОКИМ, а затем НИЗКИМ.
Как бы то ни было, поскольку вывод 4 CD4017 связан с выводом сброса, каждый выходной сигнал окажется НИЗКИМ, и впредь реле выключится, что, таким образом, выключит свет.
Шаг 4: Сборка компонентов
Операционный усилитель LM714 является первым наиболее важным компонентом, который используется в схеме. Он используется в режиме сравнения. Контакт 2 является инвертирующим контактом операционного усилителя, и на него подается два резистора по 10 кОм. Геркон подключен таким образом, что один его вывод подключен к источнику питания 5 В, а другой – к базе транзистора PNP. Резистор используется для опускания базы транзистора. Неинвертирующий контакт операционного усилителя подключен к эмиттеру транзистора, а коллектор подключен к 5В. Контакт 1 LM741 подключен к контакту тактовой частоты счетчика IC. Контакт 2 ИС счетчика подключен к реле, а контакт 15 подключен к контакту 4.
Теперь, когда мы знаем основные связи, а также полную схему нашего проекта, давайте двигаться вперед и приступить к созданию аппаратного обеспечения нашего проекта. Следует помнить одну вещь: схема должна быть компактной, а компоненты должны быть расположены так близко.
- Возьмите Veroboard и протрите его сторону медным покрытием скребковой бумагой.
- Теперь поместите компоненты аккуратно и достаточно близко, чтобы размер цепи не стал слишком большим
- Тщательно сделайте соединения, используя паяльник. Если при выполнении соединений была допущена какая-либо ошибка, попробуйте демонтировать соединение и снова правильно припаять соединение, но, в конце концов, соединение должно быть надежным.
- После того, как все соединения выполнены, проведите проверку целостности. В электронике проверка непрерывности – это проверка электрической цепи, чтобы проверить, протекает ли ток по желаемому пути (что это определенно полная цепь). Проверка непрерывности выполняется путем установки небольшого напряжения (проводного в сочетании со светодиодом или компонентом, создающим шум), например, пьезоэлектрическим динамиком) по выбранному пути.
- Если проверка целостности пройдена, это означает, что цепь выполнена надлежащим образом. Теперь он готов к проверке.
Схема будет выглядеть как на картинке ниже:
Шаг 5: Тестирование схемы
Выполните следующие шаги, чтобы проверить свою схему.
- Включите цепь после подключения.
- Откройте дверь уборной и войдите в нее. Теперь закройте дверь.
- Свет будет включен.
- Теперь откройте дверь снова и выходите из уборной. Закройте дверь снова.
- Свет выключится.
Источник
Автомат управления освещением в туалете и ванной комнате
В Интернете и на страницах радиолюбительских журналов было представлено множество различных схем автоматического управления освещением. Отличались они сложностью, принципом действия, имели свои достоинства и недостатки. В данной статье предлагается еще один вариант устройства управления освещением в туалете и ванной комнате. Сначала была разработана и изготовлена центральная плата, которая выполняет функции управления освещением, электромагнитными защелками дверей и вентилятором в ванной комнате.
Схема имеет некоторую избыточность по входным и выходным каналам управления, которые предполагалось применить в будущем для возможности модернизации системы. В частности, позже был добавлен датчик движения в ванной комнате, телевизор и блок датчика влажности, соответственно изменен алгоритм прошивки контроллера. В качестве источника питания использован адаптер заводского изготовления, который впаивается непосредственно на печатную плату, обеспечивает выходное напряжение 12 В при максимальном токе нагрузки 1 А, режим работы — круглосуточный.
Далее схема состоит из двух, почти одинаковых частей (для управления освещением в туалете, и отдельно — ванной комнате), отличия имеются только на входе ОУ DA и версии прошивки контроллеров. Если санузел совмещен с ванной, то схему можно сократить вдвое.
Ручки двери — мебельные, имеют вид металлических шариков. Наружная — не имеет электрической связи с устройством, и служит лишь для открытия двери снаружи. Внутренняя — имеет гальваническую связь с устройством, и служит не только для закрытия двери изнутри, но и являясь сенсорным контактом — при закрытии двери изнутри формирует сигнал управления, который является основным критерием, определяющим наличие или отсутствие человека в данной комнате.
При открытии двери снаружи, изменяется состояние геркона, что приводит к включению света. Если теперь, закрыть двери снаружи, то изменение состояния геркона на обратное — снова отключит свет. Если же войти в помещение и закрыть дверь изнутри, то одновременно с изменением состояния геркона, будет активен и сенсорный контакт (внутренняя ручка), так как человек за нее держится, а закрыть дверь иначе не представляется возможным.
Проанализировав состояние сенсора ручки в момент изменения состояния геркона, контроллер делает заключение о наличии человека в данной комнате. Если человек отсутствует, то просто выключится свет, если человек держится за ручку, то свет остается включенным и в момент отпускания ручки закроется электромагнитная защелка двери, также изменится цвет свечения двухцветного светодиода HL с зеленого на красный — «занято». При повторном прикасании к внутренней ручке, происходит открытие защелки двери и изменение цвета HL с красного на зеленый. Далее дверь открывается, свет продолжает гореть и при закрытии двери снаружи, свет отключается. При оставленной, не закрытой двери свет продолжает гореть, но при этом, запускается таймер, который отключит свет через заданное время. После, свет можно включить двумя способами – снова закрыв и открыв двери, или войдя внутрь и закрыв за собой дверь, свет включится сразу же, как только будет активен сенсорный контакт, можно просто прикоснуться к сенсорному контакту, который находится на лутке двери напротив ручки. Позже, в ванную комнату был добавлен автомобильный СВЧ датчик движения, включающий свет в ванной комнате при открытой двери. При нахождении в туалете и ванной комнате, свет можно отключить, продолжая удерживать ручку при закрытой двери в течении нескольких секунд, при отпускании последней, дверь заблокируется без света. При повторном прикосновении, свет включится, защелка откроется. Если продолжать удерживать ручку в ванной комнате – после отключения света, произойдет включение телевизора, который можно отключить вместе со светом при открытой двери прикасанием к сенсору или же он сам отключится при открытой двери по таймеру вместе с освещением. При открытой двери, светом в ванной комнате можно управлять с помощью сенсора поочередно прикасаясь к нему, при этом свет будет включаться и отключаться поочередно.
Имеется две прошивки для ванной комнаты. Первая (VAN-H) имеет таймер отключения оставленной двери примерно 30 минут, так как часто используется ванная комната с открытой дверью (макияж и т. д.), вторая прошивка (VAN-H-1) рассчитана на подключение датчика движения. В этой прошивке таймер имеет время около 5 минут, время которого постоянно сбрасывается при активировании датчика движения. (Последний – автомобильный СВЧ (PIT AMS-001 можно и любой другой, аналогичный) – установлен в оптимальном, выбранном опытным путем месте – по центру акриловой ванны, в верхней ее части за пластиковым экраном) – примерно центр комнаты. В схеме управления освещением в туалете использован фоторезистор (можно установить несколько параллельно «смотрящими» в разные стороны) для определения (светло-темно рядом с туалетом). При достаточном освещении этих резисторов свет в туалете будет включаться как было описано выше. При темноте вокруг (ночное время суток), основной свет включаться не будет, а будет лишь светить светодиодная подсветка (ночное освещение).
Модуль влажности воздуха также был добавлен позже, поэтому его схема смонтирована на отдельной печатной плате. При достижении заданной переменным резистором R5 влажности, выставляется флаг в программе микроконтроллера. При закрытой двери и нахождении внутри человека, вентилятор не включится (это вызывает шум и дискомфорт). При открытии же двери, и (или) при закрытии ее снаружи, вентилятор ванной комнаты включится. При снятии сигнала с датчика влажности, будет продолжать работать еще некоторое время по таймеру, так как первичная влажность воздуха уходит быстро, а высыхание помещения происходит с запаздыванием. Конструкция сенсорной ручки, не предусматривает наличие каких либо гибких проводников между дверной луткой и дверью. Геркон, светодиод и защелка двери, расположены на самой лутке, со стороны противоположной навесам.
В качестве фиксатора двери, а также соединительного элемента между внутренней ручкой и схемой служит заводской металлический шариковый фиксатор (рис1), у которого одна часть (которая с шариком) проводником связана с внутренней ручкой двери, а вторая (пластина), со схемой. В туалете схема управляет только основным освещением и защелкой двери, функция управления вентилятором была перенесена на блок управления смывом унитаза.
В данной схеме, управление освещением реализовано через подключение реле, которые можно установить в местах установки штатных выключателей при нежелании изменять силовую проводку. Также в схеме туалета в нынешнем варианте совсем не используются силовые выхода 220V, которые можно легко перепрограммировать под включение освещения. В ванной комнате, этот выход можно «забрать» от управления телевизором, если установка такового не предполагается. (Телевизор в данном варианте 12-ти вольтовый, источник питания которого находится в сухом помещении туалета). Защелки двери были изготовлены самостоятельно из имеющихся соленоидов. Нормально открытые «НО» (на случай обесточивания квартиры) имеются в широком ассортименте в нынешнее время. Для уменьшения потребления тока и лишнего нагрева катушки, в схеме питания защелок были использованы незадействованные выхода платы управления.
Выход LOCK-F выдает сигнал лишь несколько секунд, тогда, когда требуется большее усилие для перемещения ригеля, для удержания же защелки, требуется ток значительно меньший, поэтому есть возможность применить внешний добавочный резистор Rдоп номинал которого зависит от каждой конкретной защелки. Если данный режим использовать не предполагается, то защелку следует подключить на клеммы LOCK-U. Также читайте про автомат слива бачка.
| ||