Обычная схема управления светом в комнате имеет лишь один фотосенсор. Поэтому, когда человек входит в комнату, проходит 1 импульс и свет включается. Когда этот человек выходит – свет гаснет. Но что будет, если войдут два человека – друг за другом? Пойдет два импульса и свет останется выключенным. Схема, приведенная здесь, решает вышеописанную проблему. Данная система обладает небольшой памятью, которая позволяет автоматически включать и выключать свет по желаемой схеме.
В схеме используются два фоторезистора, помещенные друг за другом (отдаленные друг от друга на полметра), так что они могут по отдельности «чувствовать» человека, который входит или выходит из помещения. Данные с фоторезисторов, после обработки, идут на двухцветный светодиод и, когда человек входит в комнату, диод светится зеленым, а когда выходит – красным. В то же время эти данные поступают на два счетчика. Один из них ведет отсчет +1, +2, +3 и т.д., когда люди заходят в комнату, а другой - –1, -2, -3, когда люди выходят. Эти счетчики основаны на интегральных схемах десятичных счетчиков Джонсона CD4017.На следующем этапе в работу включаются две логические интегральные схемы, которые могут объединять данные с двух счетчиков и определять – остался ли кто-нибудь в помещении или нет.
Используемые в схеме фоторезисторы необходимо защитить от яркого света. По желанию вместо фоторезисторов можно использовать готовые инфракрасные модули. Датчики устанавливаются таким образом, что когда человек входит или выходит - он последовательно пересекает падающий на датчики световой поток. Когда человек входит – то сначала срабатывает фоторезистор 1 (LDR1), а затем – фоторезистор 2 (LDR2). Когда человек выходит из комнаты – то наоборот. В обычном состоянии свет падает на оба фоторезистора и поэтому их сопротивление невысоко (около 5 кОм). Поэтому на выходе 2 обоих таймеров (IC1 и IC2), которые представлены в виде одноходовых триггеров, держится примерно на уровне напряжения питания (+9 В). Когда прерывается поток света, падающий на фоторезисторы, их сопротивление значительно возрастает и напряжение на выходе 2 падает практически до нулевого потенциала, тем самым, запуская триггер. Конденсаторы между выходом 2 и землей установлены для избежания ложного срабатывания из-за электрических помех. Когда кто-нибудь входит в комнату, первым срабатывает LDR1, что приводит к включению одноходового триггера IC1. Короткий импульс немедленно заряжает конденсатор C5, подавая прямое смещение на транзисторную пару Т1-Т2. Но в этот момент коллекторы транзисторов Т1 и Т2 находятся в состоянии большого полного сопротивления, так как на выходе 3 IC2 низкий потенциал, а диод D4 закрыт. Однако когда тот же человек проходит мимо LDR2, запускается одноходовый триггер IC2. Потенциал на выходе 3 возрастает и передается на транзисторную пару Т1-Т2 через диод D4. В результате, транзисторная пара Т1-Т2 проводит напряжение, потому что конденсатор С5 некоторое время сохраняет заряд, а время его разряда контролируется резистором R5 (и R7). Поэтому моментально загорается зеленый свет двухцветного светодиода. Тот же сигнал поступает на IC3, для которого он служит таймером. С каждым новым входящим человеком сигнал IC3 повторяется. На данном этапе транзисторная пара Т3-Т4 не пропускает напряжение, потому что сигнал на ножке IC1 не положителен, так как длительность его импульса довольно коротка, и поэтому коллекторы транзисторов находятся в состоянии большого полного сопротивления. Когда кто-либо выходит из комнаты, сначала срабатывает LDR2, а затем LDR1. Так как нижняя половина схемы идентична верхней, то сразу же загорается красный свет двухцветного светодиода, а сигнал IC4 идет по типу сигнала IC3. Импульсы IC3 и IC4 (после преобразования на инверторных вентилях N1-N4) проходят через логические вентили типа «И» (А1-А4), а затем «ИЛИ» (с помощью диодов D5-D8). В сумме это дает то, что когда люди входят, то, по крайней мере, на одном из вентилей «И» будет высокий уровень выходного сигнала, поэтому транзистор Т5 пропускает напряжение и приводит в действие реле RL1. Соответственно лампочка, подключенная к питанию через контакт N/O реле RL1, остается включенной. Когда люди выходят из комнаты и до того момента пока все вошедшие в комнату не вышли, уровень выходного сигнала монтажного «ИЛИ» продолжает оставаться высоким, т.е. лампочка продолжает гореть, пока все не выйдут.
Максимальное количество людей, с которым может работать схема составляет 4 человека, так как по получении пятого импульса таймеры обнуляются. Однако, действие схемы можно легко расширить до 9 человек – для этого необходимо убрать перемычку ножки 1 от ножки обнуления (15) и использовать выходы Q1-Q9 счетчиков CD4017. Вместе с тем, потребуются дополнительные инверторы, вентили «И» и диоды.
