Данное устройство было сконструировано с целью обеспечить дополнительное автоматическое освещение раковины для мытья посуды, т.к. в большинстве случаев основного освещения кухни недостаточно, или стоящий возле раковины человек создает тень на рабочую поверхность. Устройство также может применяться и для освещения других объектов или помещений.
Особенностью данного автоматического светильника является применение в качестве источников света светодиодов, для определения момента включения/выключения - PIR сенсора, а также реализация режимов плавного включения/выключения светодиодов.
Светодиоды и схема управления размещаются в корпусе светильника, который пользователи могут изготовить самостоятельно.
В основе конструкции – AVR микроконтроллер компании Atmel ATtiny84. Автор конструкции применил данный микроконтроллер, так как другого микроконтроллера (например, из серии ATtiny25) не оказалось под рукой.
Принципиальная схема устройства для автоматического включения/выключения освещения
Пользователи могут заметить, что в данном случае можно было использовать интегральный таймер LM555 (КР1006ВИ1) вместо микроконтроллера. Однако в этом случае мы не сможем реализовать плавное включение/выключение светодиодов на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ). А также, при использовании таймера потребуется применять времязадающий конденсатор с достаточно большим значением емкости. Поэтому и был выбран микроконтроллер.
Для сборки схемы нам потребуется:
- PIR-датчик.
- Микроконтроллер ATtiny84.
- 16 светодиодов белого цвета свечения с рабочим током 100 мА (количество светодиодов можно уменьшить).
- Регулятор напряжения LM340T-5.0.
- Транзистор IRF612 (не идеальный вариант, возможна замена).
- Конденсатор 10 мкФ.
- Конденсатор 0.1 мкФ.
- 4 резистора номиналом 39 Ом.
- Источник постоянного напряжения 15 В.
- Макетная плата
PIR – это аббревиатура от слов «passive infrared» или «пассивные инфракрасные» датчики. Пассивные – потому что датчики сами не излучают, а только воспринимают излучение с длиной волны от 7 до 14 мкм.
Человек излучает тепло. Его тепловое изображение в инфракрасных лучах показывает распределение температуры по поверхности тела. Более нагретые предметы выглядят светлее, более холодные – темнее, т.к. излучают меньше тепла.
PIR-датчик содержит чувствительный элемент, который реагирует на изменение теплового излучения. Если оно остается постоянным, электрический сигнал не генерируется.
В нашем устройстве применен миниатюрный PIR-модуль SEN116A2B, однако возможно приминение аналогичных модулей.
Основные параметры PIR датчика:
- входное напряжение: 4.5 В - 20 В;
- ток потребления в статическом режиме: 50 мкА;
- выходной сигнал: 0 В, 3 В (высокий логический уровень, когда определяется движение);
- рабочий угол: 110°;
- максимальное расстояние оределения движения: 7 м.
Транзистор IRF612 не является транзистором с управлением логическими уровнями (logic level FET), но в данном случае это не стало большой проблемой. При проверке работоспособности схемы транзистор при работе с 16 светодиодами не нагревался.
Программное обеспечение микроконтроллера написано в среде AVR Studio 5 и является очень простым для понимания. В программе отслеживается состояние входа PA2 микроконтроллера от PIR сенсора, также в программе содержится несколько счетчиков и обеспечивается плавное изменение длительности импульсов ШИМ. Таким образом, освещение включено до тех пор, пока сенсор активизирован и остается включенным еще 60 секунд после деактивации сенсора.
В нашей конструкции особой точности не требуется, поэтому в качестве источника тактовой частоты микроконтроллера выбран, при помощи конфигурации Fuse-битов, внутренний осциллятор 8 МГц.
Вариант конструкции светильника
Загрузки
Исходный код (AVR Studio 5) - скачать
