Място за идеи и желания за проектиране и изработка на готови проекти.
sashot - специалист
Автоматичното включване на осветление на помещение или пространство, при влизане в него, заслужено набира популярност. Цените на обемните датчици за такива цели намаляват, предлагат се осветителни тела и даже и LED крушки с вградени датчици на движение. За съжаление, поне според мен, предлаганите на пазара изделия от такъв тип, не са с добре издържан и разнообразен дизайн и не съвсем не могат да се нарекат "украса за интериора". Обемните датчици на алармените системи също не блестят кой-знае колко естетически, но така или иначе, там където са или предстои да бъдат монтирани, те са "необходимо/неизбежно зло". Наличието им поражда идеята, те да бъдат използвани освен за основното си предназначение и за включване на осветелние в помещение, при регистриране на присъствие в него, с използване на обикновени осветителни тела.

Директно включване на електромеханично реле, което да включва осветлението, към контактите на обемния датчик е лошо решение по две причини. Първо релето, като относително нискомен товар, може да причини смущения в работата на датчика в качеството му на съставна част от алармената система. Второ, такова решение няма да осигури достатъчна времезадръжка на светенето на управляваната лампа, която, по мое мнение, трябва да е около 10 секунди. Справянето с проблема е възможно с добавяне на малко електронно устройство, като показаното на схемата.
Прикачен файл:
PIR с двойно приложение.PNG
PIR с двойно приложение.PNG (10.98 KиБ) Видяна 2356 пъти
В дежурен режим НЗ контактът на обемния датчик е затворен, транзисторът Т1 е запушен, кондензаторът - разреден, Т2 запушен и релето е прекъснало веригата на захранване на лампата и тя не свети. При необходимост, тя може да бъде включена принудително с ключа SW. При регистриране на движение, НЗ контактът на обемния датчик се отваря и протичащият през веригата EOL - D2 - R1 - B-E(T1) отпушва Т1. Кондензаторът бързо се зарежда, Т2 се отпушва от протичащият през веригата R2 - B-E(T2) и релето сработва, затваряйки с НО си контакт веригата на захранване на лампата, която светва. Процесът продължава и след спиране на движението в помещението и затварянето на НЗ контакта на обемния датчик до разреждането на кондензатора. При показаните на схемата номинали и използване на 12 Волтово реле, със съпротивление на намотката около 400 Ом тип NRP-07, времето на сработване е около 10 секунди. Промяната на капацитета на кондензатора, правопропорционално променя времеконстантата на RC веригата, а от там и времезадръжката.
В схемата е предвиден и втори вход ( през диода D1), който може да бъде включен към някой от програмируемите изходи на алармената система или друг контакт, чрез който осветлението да бъде включвано принудително и дистанционно, например за имитация на присъствие.
Високото съпротивление на входа на устройството - над 100 КОм и използването на изправителни диоди в него, гарантират, че то няма да влияе негативно на работата на алармената система.
Естествено входния каскад може да се изпълни и с оптрон, което ще осигури допълнително галванично разделяне на веригите, но ще доведе до увеличаване на размера на платката и ще го оскъпи.
Ако обемният датчик, освен НЗ, притежава и НО контакт, който не се използва от алармената система, е възможно отпадане на първия каскад с малка преработка на втория, което ще направи схемата още по-проста и достъпна.
Освен посочените на схемата, могат да се използват произволни NPN маломощни транзистори, с достатъчен коефициент на усилване, например родните, ботевградски 2T3167(8)(9), които в момента могат да се намерят на пределно ниски цени, маломощни изправителни диоди, напр. отново родните 2Д5606. Резисторите са с мощности 0.125 или 0.25 Вт, а кондензаторът с пределно допустимо напрежение 16 В или повече.
Консумацията на ток, в дежурен режим, е практически нулева, а в активен се определя най-вече от работния ток на релето, който, при използване на посочения тип реле е около 30 мА.

Устройството е монтирано на малка платка, позволяваща вграждане в корпуса на обемния датчик. Ако управлението на осветителното тяло се осъществява от обикновен (недевиаторен) ключ, може да се използва само НО контакт на релето, който шунтира ключа, а самото реле да се вгради в конзолната кутия на ключа или в разклонителната кутия. Ако осветителното тяло се управлява с девиаторна схема, е необходимо реле с НО и НЗ контакт и е най-добре то да се вгради в самото осветително тяло, към което трябва да се подведе допълнителен захранващ проводник с фаза на него, т.е. както е показано на схемата.
Недостатък на схемата е необходимостта от двужилен проводник, за управление на релето от датчика до ключа, разклонителната кутия или осветителното тяло и евентуален допълнителен проводник към осветителното тяло, т.е. решението е предназначено най-вече за инсталации в процес на изграждане. Разбира се, то може да бъде развито с използване на радиобутон или инфрачервен интерфейс, което обаче ще го усложни.
Когато в помещението, в което чрез устройството ще се автоматизира осветлението, през светлата част на деня прониква естествена светлина, е добре захранването на схемата да се осъществи от фотореле. Така, принудителното осветяване ще се случва само, когато наистина е необходимо.

Общата цена на дребно на елементите, включително посоченото реле, при използване на българските транзистори и диоди е малко над 1 лев.

При монтажа на устройството, особено частта му свързана с мрежовото захранване, да се спазват всички изисквания за безопасност и той да се извършва от квалифициран специалист. Особено внимание да се обърне на мерките за недопускане на галваничен контакт между проводниците, свързани с мрежово захранване и тези от нисковолтовата част.
sstefanov - майстор
Идея за опростяване на схемата, ако изходът на датчика дава повече от 4V:
T1 се маха, R1 става 1к и се свързва с C1. T2 се заменя с BS170 (струва 0.13 лв с ДДС в Комет), като гейта му се свързва директно към C1.
R2 се свързва паралелно на C1.

Като се използва MOS транзистор спокойно може да се увеличи времето на включване като се увеличава стойността на R2.
sashot - специалист
sstefanov написа:
Идея за опростяване на схемата, ако изходът на датчика дава повече от 4V:
T1 се маха, R1 става 1к и се свързва с C1. T2 се заменя с BS170 (струва 0.13 лв с ДДС в Комет), като гейта му се свързва директно към C1.
R2 се свързва паралелно на C1.

Като се използва MOS транзистор спокойно може да се увеличи времето на включване като се увеличава стойността на R2.
Мислил съм за подобен вариант, но той ще намали входното съпротивление на устройството, а от там ще се увеличи натоварването върху Zx, който ще трябва да осигурява зарядния ток на кондензатора (не че няма да го зареди, но все пак), което може да повлияе негативно върху самата АС. Аналогично се увеличава и входният ток по втория вход.
Замяната на Т2 с МОС транзистор е добра идея, защото позволява да се намали капацитета на кондензатора.

2Т3168, в един от магазините, е на цена 5 ст. 2Т3169 - също, но няма наличности - изкупих ги. :))))
sstefanov - майстор
Напротив, MOS транзисторът ще увеличи входния импеданс,нищо, че имаш емитерен повторител. Eдинственият му проблем е, че се отпушва над 3V.
С тези голвми резистори T2 трябва да има доста голямо усилване.

Ето един по-добър транзистор (струва 10 ст, но имат над 15000 бр на склад само в Комет):
https://store.comet.bg/Catalogue/Product/20979/
sashot - специалист
sstefanov написа:
Напротив, MOS транзисторът ще увеличи входния импеданс,нищо, че имаш емитерен повторител. Eдинственият му проблем е, че се отпушва над 3V.
С тези голвми резистори T2 трябва да има доста голямо усилване.

Ето един по-добър транзистор (струва 10 ст, но имат над 15000 бр на склад само в Комет):
https://store.comet.bg/Catalogue/Product/20979/
Не се изразих съвсем точно... Имах предвид, че активното входно съпротивление на RC веригата ще е малко и при разреден кондензатор, т.е. в първоначалния момент (кондензаторът е окъсен), входният ток ще е голям и съизмерим с тока при затворен контакт, а преходният процес може да шашне централата, зоновите входове на която по принцип не са разчетени за комплексен товар. Ако се увеличи R1, с цел този ток и реактивната съставляваща да се намали, ще се увеличи времето на заряд на кондензатора.

При заявена по каталог бета >180 на 2Т3169, екземплярите от серията, която изкупих са с >500 (измерено с китайски мултиметър), което е напълно достатъчно в случая. А ВС 547 си е хубав транзистор от където и да го погледнеш, но пък какъв елемент на носталгия има в 2Т3169. :))))


Ето и снимки на готовото устройство:
Прикачен файл:
2016-03-22-1911.jpg
Прикачен файл:
2016-03-22-1912.jpg
2016-03-22-1912.jpg (107.24 KиБ) Видяна 2214 пъти
sashot - специалист
Както правилно отбеляза един от колегите във форума на Сектрон, посочената схема няма да работи коректно с централи Парадокс (а те са едни от най-масовите), тъй като на входа и (точката на свързване на двата EOL резистора и D2 при отворен контакт на датчика има прекалено ниско напрежение - около 1 В.
Извинявам се за допуснатата грешка.
Решението в този случай е или да не се използват EOL резистори в датчика или да се промени схемата.
Премахването на EOL резисторите не е най-доброто решение по ред причини, свързани със спецификата на алармените системи Парадокс, още повече, че дори и те да бъдат премахнати, схемата няма да покрие заявеното време на сработване на релето от около 10 сек., поради непълния заряд на кондензатора.
По правилното решение е да се промени схемата.
Може да се мисли за промяна на входния каскад с разни хитроумици за допълнително повдигане на напрежението, при отворен контакт на ОД, но според мен по-правилното решение е пълна преработка на схемата до вида:
Прикачен файл:
OD s dvoino prednaznachenie.JPG
OD s dvoino prednaznachenie.JPG (37.03 KиБ) Видяна 2156 пъти
И в този случай схемата е достатъчно проста, за да не се налага да обяснявам действието и.
Използваните полупроводникови прибори са:

D1-D3 - 2Д5606,
Т1 - 2Т3169,
Т2 - 2Т3309,

всичките производство на някогашният завод за полупроводници в Ботевград, които все още се намират на пазара.

Естествено, вместо тях може да се използват и други, със сходни параметри.

Схемата на включването на осветителното тяло остава същата.

Още веднъж се извинявам за допуснатата грешка и благодаря на колегата, който я забеляза.
sstefanov - майстор
Според мен и тази схема ще има проблеми при 1V входно напрежение, което след D2 ще е още по-малко (около 0.3V) и няма да може да отпуши T1.
Един резистор между базата и колектора на T1 би трябвало да пооправи нещата.
sashot - специалист
sstefanov написа:
Според мен и тази схема ще има проблеми при 1V входно напрежение, което след D2 ще е още по-малко (около 0.3V) и няма да може да отпуши T1.
Един резистор между базата и колектора на T1 би трябвало да пооправи нещата.
Работи си нормално и стабилно. Пробвано и на симулатор и на живо. Слава богу, стана само с презапояване на двата транзистора, диода във веригата на релето и кондензатора на оригиналната платка.



Понеже и във форума на Сектрон възникнаха съмнения относно работоспособността на схемата, а тя така или иначе работи, се чувствам длъжен да дам малко повече обяснения защо, все пак, това се случва. Още повече това обяснение има, образно и разбира се, силно преувеличено казано, "фундаментално значение" :) за разбиране на работата на устройства с полупроводникови елементи в подобен режим и считам, ще бъде полезно за всеки, решил да проектира и създава електронни устройства, с каскади, работещи с входен ток от порядъка на микроампери и напрежения под 1 В и недостатъчно запознат или пък позабравил някой подробности от теорията на полупроводниците.
Както вече писах, ключът се крие във волт-амперната характеристика на p-n прехода, какъвто представлява полупроводниковия диод и преходът база-емитер на полупроводниковия транзистор, по-специално в частта и, отнасяща се до режим на малки токове и приложени напрежения:
Прикачен файл:
diode-vac.png
diode-vac.png (9.13 KиБ) Видяна 2109 пъти
Както се вижда на графиката ВА характеристиката на p-n прехода в права посока наподобява експонента, пресичаща точката на пресичане на координатните оси. Тази експонента има два характерни участъка, които с достатъчно голяма точност могат да бъдат апроксимирани с две пресичащи се прави, показани съответно в зелен и червен цвят. Правите се пресичат в точка, проектирана върху остта на напрежението в Ux. Казано с други думи, в права посока, поведението на p-n прехода може да бъде уподобенo на два различни елемента в зависимост от приложеното напрежение. В частта под Ux относително линеен резистор с определено крайно (при това не чак толкова голямо) съпротивление, а в частта над Ux последователно свързани, отново относително линеен резистор с определено (по-малко от предния случай) съпротивление и "нещо си", осигуряващо фиксиран пад на напрежение, малко по-малък от Ux, наричано "напрежение на прехода". Напрежението на прехода е различно за различните p-n преходи, в зависимост от използвания полупроводник Ge, Si, GaAs и т.н. или технология напр. Шотки, но това в случая не е толкова важно. С други думи за проява на това напрежение на прехода, при работа на полупроводника може да става дума само, когато приложеното към прехода напрежение е по-голямо от него. Под него преходът не се държи като изолатор, а като (вид еднопосочен) резистор, при това с не особено голяма стойност - няколко стотици ома или макс. няколко килоома.

Приложено към входния каскад на дискутираното устройство, това означава, имайки предвид голямата (значително превишаваща съпротивлението на преходите в права посока) стойност на съпротивлението на R1, че изчислявайки входния ток на първия каскад е погрешно от напрежението на точката на свързване на EOL резисторите и D2 да вадим удвоеното напрежение на силициевия преход и след това разликата да делим на стойността на R1. Правилният резултат, с относително голяма точност се получава делейки цялото напрежение на стойността на R1. И тъй като входното напрежение е съизмеримо с напрежението на прехода, разликите в резултата, вследствие на допуснатата грешка, са значителни и водят до погрешния извод за неработоспособност на устройството. С други думи правилното значение на входния ток, при отворен контакт на ОД е около 10 мкА (1 В / 100 000 Ом).

Втората особеност на схемата е в използваните транзистори, в частност транзистора Т1 в първия каскад.
BC109, както и производните му, към които се отнася 2T3169, са транзистори, проектирани и създадени за работа с малки токове, вкл. в т.нар. "микроамперов" режим и се отличават с много малък (от порядъка на наноампери) обратен ток и запазване на високия коефициент на усилване и при много малки стойности на тока Б-Е.
В случая с 2Т3169 коефициентът на усилване в микроамперов режим е няколкостотин пъти, което осигурява, при ток на базата 10 мкА, колекторен ток от няколко милиампера, достатъчен за бързото зареждане на кондензатора C1.

Т.е. ако при повтарянето на схемата се използва друг тип транзистори, трябва да се внимава с техния подбор. С популярния в миналото съветски КТ315, тя няма да работи добре или изобщо няма да работи, дори и той да бъде подбран с голям типичен коеф. на усилване, предвид резкия му спад в "микротоков режим".

Тема "Обемен датчик с двойно предназначение." | Включи се в дискусията:


Сподели форума:

Бъди информиран. Следвай "Направи сам" във Facebook:

Намери изпълнител и вдъхновения за дома. Следвай MaistorPlus във Facebook: