Замечания:

Для управления этим универсальным выключателем можно использовать любую кнопку на любом пульте ДУ. Кнопку нужно удерживать нажатой примерно полторы секунды (определяется цепочкой R3 и C2), после чего сработает реле. Схема будет находиться во включенном состоянии до получения сигнала сброса. Сбрасывается схема кратковременным нажатием любой кнопки на пульте ДУ.

Например, чтобы воспользоваться этим выключателем во время просмотра телепередачи, вы можете нажать и удерживать кнопку на пульте ДУ. Чтобы на телевизоре не переключились от этого каналы или режимы работы, пользуйтесь кнопкой выбора того же канала, который смотрите сейчас. К контактам можно подключать любую нагрузку допустимую по напряжению и силе тока для данного реле.

Работа схемы:

Модулированные импульсы инфракрасного излучения принимаются и буферизуются модулем ИК приемника IC1, который можно заменить микросхемой TSOP1738. Выходные сигналы IC1 имеют стандартный ТТЛ уровень. Резистор R1 поддерживает высокий уровень на выходе микросхемы в отсутствие сигнала. С выхода IC1 сигнал поступает на два КМОП инвертора. Один из них управляет светодиодом LED1, который индицирует работу выключателя. Вторая микросхема выполняет роль буфера, к выходу которой подключена времязадающая цепочка R3, C2, R4 и D1. Конденсатор C2 заряжается через резистор R3, а разряжается через R4. Диод D1 защищает от быстрого разряда через низкое выходное сопротивление инвертора. Если в схеме используется TSOP1738, то сопротивление резистора R4 следует увеличить до 470 кОм.

Время, требуемое на заряд конденсатора, определяется произведением величины сопротивления на емкость конденсатора, которое принято называть постоянной времени цепи (RC). За время, равное единице RC, конденсатор заряжается только до 63% напряжения питания. Для заряда до 99% требуется время 5.RC. В данной схеме напряжение заряда конденсатора должно достигнуть порога переключения КМОП инвертора. При напряжении питания 5 В, уровень переключения КМОП микросхемы равен 3.6 В. Этого уровня напряжение на конденсаторе достигает за время 3.RC, что составляет примерно полторы секунды. Когда переключится инвертор, он запустит генератор импульсов на таймере 555.

Результаты spice-моделирования показывают форму принимаемых импульсов, напряжений на интегрирующей цепочке и выходных импульсов на следующей диаграмме:

Обратите внимание, что на диаграмме показан всего лишь результат моделирования, который не совсем точно отражает форму напряжений в реальной схеме.

Как видно на диаграмме, после буфера импульсы имеют зубчатые выбросы. Для удаления этих выбросов, обусловленных модуляцией ИК несущей передаваемым сигналом, на таймере 555 собран одновибратор, длительность импульса которого определяют компоненты R5 и C4. Очищенный от выбросов выходной сигнал таймера поступает на D-триггер IC4, выполненный на ТТЛ микросхеме 7474. Можно использовать любые разновидности триггера, например, из серии Шоттки 74LS74, быстродействующую 74HCT74 и т.п. Входной сигнал поступает на тактовый вход триггера, а обратная связь с инверсного выхода подается на вход данных, выводы «сброс» и «установка» должны быть заземлены. Каждый приходящий от таймера 555 импульс перебрасывает D-триггер в противоположное состояние, и соответственно, включает/выключает исполнительное реле. Обратите внимание, что быстрое переключение реле в данной схеме невозможно. Выходной импульс таймера длится около 2.4 с, а задержка входного импульса цепочкой R3, C2 порядка 1.5 с.

Перечень компонентов:

220 кОм или 470 кОм
при использованииTSOP1738

ИК приемник TSOP1838 или аналогичный

SN74HCT74 или SN74LS74

Обмотка 12 В, переключающие контакты

Предлагаемое устройство предназначено для включения и выключения (в том числе дистанционного) ламп накаливания, нагревателей и других приборов, питающихся от бытовой сети 220 В и представляющих собой чисто активную нагрузку мощностью до 500 Вт. Схема выключателя изображена на рис.1.

Переменное напряжение 220 В через предохранитель FU1 поступает на узел питания, собранный из элементов VD3, VD4, СЗ, С5, С7, R7 и R9. Стабилизированное напряжение 5 В с конденсатора С5 питает микроконтроллер DD1 и фотоприемник В1. Микроконтроллер, работающий по записанной в него программе, анализирует сигналы, поступающие от фотоприемника на вход RB5 и от кнопки SB1 на вход RB1, а также с датчика нулевой фазы сетевого напряжения (резистор R6, диоды VD1, VD2) на вход RA1. Сигналами, формируемыми на выходах RB0 и RB4, микроконтроллер управляет соответственно симистором VS1 и светодиодом HL1. Выключатель изменяет свое состояние на противоположное при каждом нажатии на кнопку SB1 или на кнопку пульта ДУ. Предлагаются два варианта программы. Работая по первой из них (файл irs_v110.hex), микроконтроллер запоминает текущее состояние выключателя и в случае временного отключения сетевого напряжения при возобновлении его подачи восстанавливает это состояние. При использовании второго варианта программы (файл irs_v111.hex) восстановление напряжения в сети всегда переводит выключатель в выключенное состояние. Светодиод HL1 светит, когда цепь нагрузки разомкнута. Это удобно при управлении осветительными приборами. Схема пульта дистанционного управления выключателем приведена на рис.2.

Он питается от двух гальванических элементов типоразмера AAA. При нажатии на кнопку SB1 начинает работать генератор импульсов длительностью около 18 мс, собранный на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Эти импульсы управляют генератором импульсов частотой 36 кГц на элементах DD1.3, DD1.4. Пачки импульсов с выхода этого генератора поступают на затвор транзистора VT1, в цепь стока которого включен ИК излучающий диод VD1. Налаживание пульта сводится к настройке генератора на элементах DD1.3, DD1.4 на частоту 36 кГц (резонансную частоту фотоприемника В1 в выключателе) подборкой резистора R4. При правильной настройке достигается максимальная дальность действия дистанционного управления выключателем. Печатная плата выключателя изображена на рис. 3.

Симистор ВТ137-600 устанавливают на теплоотвод из алюминиевой пластины размерами 65x15x1 мм. Замену этому симистору можно подобрать из числа аналогичных приборов серий ВТ136, ВТ138. Стабилитрон BZV85C5V6 заменяется другим малогабаритным с напряжением стабилизации 5,6 В, например КС156Г. Вместо фотоприемника TSOP1736 подойдет и другой из применяемых в системах ДУ телевизоров и прочих бытовых электронных приборов. Центральная частота полосы пропускания такого фотоприемника может лежать в интервале 30...56 кГц, поэтому пульт ДУ придется настроить на эту частоту. Если необходимо расширить зону чувствительности выключателя в горизонтальной плоскости, вместо одного фотоприемника можно установить два, направив их в разные стороны. При этом выводы 1 и 2 двух фотоприемников соединяют параллельно непосредственно, а вывод 3 - через резисторы номиналом 1 кОм. Общую точку резисторов соединяют с контактом 3 колодки Х1, а резистор R3 в выключателе заменяют перемычкой. Печатную плату пульта ДУ изготавливают по чертежу, показанному на рис. 4.

Здесь в качестве VD1 можно использовать любой ИК излучающий диод от пульта ДУ бытового электроприбора. Микросхему HEF4011 заменять аналогичной отечественной К561ЛА7 нежелательно. При пониженном напряжении питания она работает неустойчиво. На рис. 5 показан внешний вид плат выключателя и пульта ДУ.

Радио №5, 2009г.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Схема выключателя
DD1 МК PIC 8-бит

PIC16F628A

1 В блокнот
VD1, VD2 Диод

КД522Б

2 В блокнот
VD3 Выпрямительный диод

1N4007

1 В блокнот
VD4 Стабилитрон

BZV85-C5V6

1 КС156Г В блокнот
VS1 Симистор

BT137-600

1 В блокнот
С1 47 мкФ 10 В 1 В блокнот
С2 Конденсатор 0.022 мкФ 1 В блокнот
С3 Конденсатор 0.1 мкФ 1 В блокнот
С4, С6 Конденсатор 22 пФ 2 В блокнот
С5 Электролитический конденсатор 470 мкФ 16 В 1 В блокнот
С7 Конденсатор 0.47 мкФ 630 В 1 В блокнот
R1, R5 Резистор

10 кОм

2 В блокнот
R2 Резистор

220 Ом

1 В блокнот
R3 Резистор

1 кОм

1 В блокнот
R4, R8 Резистор

100 Ом

2 В блокнот
R6 Резистор

4.7 МОм

1 0.5 Вт В блокнот
R7 Резистор

47 Ом

1 1 Вт В блокнот
R9 Резистор

300 кОм

1 0.5 Вт В блокнот
В1 Фотоприемник TSOP1736 1 В блокнот
HL1 Светодиод

АЛ307БМ

1 В блокнот
ZQ1 Кварц 4 МГц 1 В блокнот
FU1 Предохранитель 5 А 1 В блокнот
SB1 Кнопка 1 В блокнот
X1 Разъем 1 В блокнот
X2 Разъем 1 В блокнот
Схема пульта дистанционного управления выключателем
DD1 Микросхема HEF4011 1 В блокнот
VT1 Полевой транзистор КП505А 1 В блокнот
С1 Электролитический конденсатор 100 мкФ 6.3 В 1 В блокнот
С2 Конденсатор 0.047 мкФ 1 В блокнот
С3 Конденсатор 47 пФ 1

Краткий конспект.

Ардуино+Бп+Реле+фотоприемник = управление светом в комнате с любого пульта, что окажется под рукой с минимальными трудо_и_деньгозатратами.

Глава 1. В качестве введения.
То, о чем речь пойдет ниже, задумано год назад, сделано полгода назад и не доведено до логического конца до сих пор по причине элементарной лени:
ожидания ремонта в комнате,
всякая вещь должна вылежаться перед использованием,
кто понял жизнь, тот не спешит.

Итак, после осмысления задуманного год назад были заказаны на али собственно необходимые компоненты и паяльник. Когда все пришло, я, чтобы с чистой совестью оттянуть начало работ основательно подготовиться, заказал еще олово и флюс. Получив их, я понял, что мне просто-напросто необходима “третья рука” с лупой для комфортной реализации великой задумки. Когда же я получил и это, то вовремя вспомнил, что мне понадобится подтягивающий резистор и был заказан набор резисторов на все случаи жизни. После получения и резисторов совесть жестко приперла меня к стенке – пора, брат, дело делать, полгода уже прошло.

Все готово к началу работ


Мне понадобились:



Тут я хотел бы предостреречь. Не покупайте каку типа , схема будет неработоспособна. Из-за некачественного питания коды распознаваться не будут, проверено. Ищите рекомендуемый БП, этот работает отлично.

Это что касается расходного материала. А я еще купил:
(Нагревается быстро, есть регулятор, керамический нагреватель и не скользит в руке и с подставок из-за резиновой проставки, надетой на среднюю часть)
(Облуженные, работают хорошо. Жаль нет жала с канавкой внутри)
(Очень понравился при пайке)
(Хорошо работает и, наконец-то, почти тот самый запах канифоли из детства)
(Проверил выборочно пару десятков - отклонение от номинала не более 2%)
(Отличная помощь при пайке!)
P.S. Я покупал все это, кроме правильного БП, именно у этих продавцов, но год назад и по совсем другим ценам.


Глава 2. Реализация.
В основу предлагаемого мной материала положены два могучих философских принципа: Лень – двигатель прогресса и “Бритва Оккама”, что расшифровывается примерно как “не множь сущности сверх необходимого” или в переводе на народный “чем проще – тем лучше”. Подведя такой мощный научный фундамент, я и начну свое повествование.

Рассматривая различные поделки типа “Умный дом”, я с удивлением обнаружил, что самого архинужного (да просто необходимейшего!) решения для меня, истинного лентяя сподвижника прогресса, нет. Все предлагаемые решения, увы, противоречат одному из вышеприведенных принципов или обоим сразу.

Итак, речь пойдет о включении-выключении света в комнате с помощью пульта. Погодите поднимать крик - “Мол, таких решений сколько хочешь”. Сейчас объясню, почему меня не устроило ни одно из них.

Решение с покупкой выключателя с радиоканалом и специальным пультиком просто смешно. Тут нормальный-то пульт порой не могу найти, а уж этот, милипездрический, потеряется мгновенно. Монтирование на стену дублирующего выключателя с радиоканалом для основного не прошло по причинам наличия ковра на стене и второго философского принципа.

Поэтому первая задача у меня будет звучать так – управление светом должно происходить с ЛЮБОГО имеющегося пульта, который окажется под рукой (от телевизора, ресивера, кондея и т.д.). Пульты всегда есть и ХОТЬ ОДИН ИЗ НИХ да под рукой.

Задача вторая - обычный выключатель должен остаться на месте и выполнять свои функции точно так же, как и раньше, поскольку, заходя в темную комнату, пульта в руках мы еще не имеем. Не хочу ставить емкостные и прочие приблуды, пусть выключатель останется каким был, я привык к такому. В конце концов, это выполнение обоих основополагающих принципов и элементарная экономия.

Задачи поставлены. Решаем.
Для тех, кто не открывал первый спойлер, повторю.
Нам понадобятся:
1. IRDA приемник;
2. Мозг (Ардуино Nano);
3. Исполнительный механизм (Реле);
4. Блок питания для всего вышеперечисленного.

Благодаря своим размерам все модули разместятся в коробке выключателя (если не хватит места, выдолбим в стене сколько нужно еще, подрихтовав коробку). Здесь случилась одна засада – в коробке выключателя у меня не оказалось “нулевого” провода для питания БП (бывает же такое:)). Но, поскольку в комнате все равно ожидается ремонт - не беда, нужный провод в свое время будет подведен (железобетонный аргумент для совести!). Отверстие для фототранзистора в выключателе я делать не стал, поскольку выключатель я выбрал правильный, у которого «внутре неонка». Соответственно, присутствует окошко с оранжевым стеклышком. Вот напротив этого окна я и приклеил изнутри фототранзистор. Туда же можно вывести светодиод от реле, который полностью заменит функционал неонки, которую я за ненадобностью выкинул.

Логика работы будет такой: щелчок выключателя будет приводить к инверсии состояния лампы в люстре. Т.е. если лампа была выключена, то она включится и наоборот. Нажатие запрограммированной кнопки на одном из имеющихся пультов будет также инвертировать состояние лампы. То, что теперь положение клавиши выключателя не зависит от состояния освещения, меня не волнует, я эти положения все равно никогда не помню. Что важно – если произойдет внезапное отключение электричества, то при его возобновлении выключатель будет в гарантированно выключенном состоянии, т.к. произойдет сброс и инициализация Ардуины при подаче питания.

Начинаем собирать схему. Теперь выключатель будет подавать только единицу или ноль на цифровой вход Ардуины, а собственное силовую коммутацию фазы будет производить реле. На другой вход Ардуины заведем платку с фототранзистором.
Пишем промежуточный скетч для определения кодов нужных кнопок пультов, нажимаем на каждом пульте выбранную кнопку, получаем коды и записываем эти коды в окончательный скетч.

Собрав схему, убеждаемся в ее работоспособности, изолируем все компоненты (термоусадка, эпоксидка, синяя изолента… (нужное подчеркнуть)) и размещаем все это в коробку выключателя.

Фото, скетчи, схема, видео

Соберем времянку на макетной плате для считывания кодов с пультов и отладки окончательного скетча. Схему подключения компа к Ардуине нет смысла рисовать из-за огромного разнообразия переходников USB_то_СОМ, каждый найдет свой вариант в инете. А подключение фотоприемника на те-же ноги, что и на схеме ниже.


В этой схеме пока нет выключателя, но он сейчас и не нужен. Пишем скетч, заливаем и ловим коды кнопок с разных пультов. Я везде выбрал неиспользуемую мной кнопку RECORD. Именно она и будет у меня управлять светом с каждого из пультов.

Результат ловим в свой виртуальный Com порт.


Так, коды есть. Теперь напишем конечный скетч, зальем его в Ардуину, уберем уже ненужный переходник USB_to_COM и добавим в схему выключатель. Здесь следует пояснить, что в одном из своих положений выключатель будет подавать 5в на ногу №2 Ардуины. Но чтобы не словить ложный сигнал необходимо использовать подтягивающий резистор. Теория нам говорит, что таковой реализован в самой Ардуине и в скетче я даю команду на его включение, однако я перестраховался и добавил реальный резистор на 10к, хуже не будет, а мне спокойней. И еще я выпаял фототранзистор из его платки и удлиннил ему ноги проводками, так как платка на место выдранной неонки не влезала, а вот один фототранзистор встал отлично. Я его прихватил суперклеем.


А вот схема этого хозяйства, где Grd - земля:

А это конечный скетч на 4 моих пульта:


А вот так выглядит выключатель с окошком для неонки.

Как видно, окошко встроено в подвижную часть выключателя, а именно в клавишу, а фототранзистор закреплен на раме неподвижно. Однако, это нисколько не влияет на устойчивость схемы в работе.
И, наконец, видео работы схемы:


На видео работу схемы можно определить по включению светодиода на реле. Лампу к реле подключать не стал, т.к. раньше проверил, что и 300 ватт эти релюхи держат прекрасно. Я ими пользуюсь много лет и зарекомендовали они себя отлично.
В заключение хочу отметить, что пульты уверенно работают с любых расстояний в комнате. Наглухо запаивать Ардуину нет смысла, т.к. начинка будет находиться неподвижно в стене - т.е. никаких вибраций. А вот пульты не вечны. Какие-то могут меняться, добавляться новые. Потому я оставляю возможность поправить код скетча, подключить к Ардуине ноут и залить код по-новой. И еще, на видео светодиодик с реле не выпаян, а вообще его можно выпаять, удлиннить ноги и вклеить вместе фототранзистором, чтобы иммитировать неонку. Но я пока не уверен, что мне хочется свечения ночью еще одного индикатора, а луч пульта найдет выключатель и без подсветки.

Глава 3. Готово!
Теперь, перед сном, выключив телевизор, мне не нужно вылезать из-под одеяла и идти выключать свет, а достаточно нажать волшебную кнопку на том же самом пульте. Утром на работу вставать гораздо приятнее, включив свет с пульта, а не брести в темноте к выключателю, рискуя наступить на что-нибудь.

Так должно было закончиться мое повествование, но все до сих пор лежит на полке. Потому, что теперь я жду ремонта. С абсолютно чистой совестью.

P.S. У меня все это может лежать неизвестно сколько, но я не стал дожидаться ремонта, а решил опубликовать материал сейчас. Вдруг кому-то станет интересно…

Планирую купить +89 Добавить в избранное Обзор понравился +72 +162

Дистанционное управление на ИК лучах вторглось в повседневную жизнь и значительно экономит наше время. К сожалению, оборудованы ДУ далеко не все электроприборы, в частности и выключатели освещения. Предлагаемое устройство поможет сделать управление ими более удобным.

Выключателем управляют с помощью передатчика ИК импульсов (пульта), по команде которого выключенная в момент ее подачи осветительная лампа будет включена, и наоборот. В прибор встроен дополнительный ИК передатчик, что избавляет от необходимости постоянно носить пульт с собой или тратить время на его поиски. Достаточно поднести к выключателю руку на расстояние приблизительно десять сантиметров и он сработает.

Выключатель реагирует на импульсное ИК излучение, не расшифровывая содержащийся в нем код. Поэтому подойдет любой пульт ДУ от импортного или отечественного электронного прибора(например,телевизора), причем нажимать можно на кнопку любой команды. Можно сделать и самодельный пульт, например, по схеме, приведенной в статье Ю. Виноградова "ИК датчик в охранной сигнализации" ("Радио", 1996, № 7, с. 42, рис. 2). Там же можно найти чертеж печатной платы и рекомендации по изготовлению устройства.

Схема самого простого варианта пульта управления показана на рис. 1. Это - генератор импульсов на транзисторах разной структуры, нагрузкой которого служит излучающий диод И К диапазона АЛ147А. Генератор питают от трех-четырех гальванических элементов, команду подают кратковременным нажатием на кнопку SB 1.

Схема выключателя показана на рис. 2. Приемник ИК импульсов собран по схеме подобной применяемой в блоках управления телевизоров "Рубин" и "Темп". На транзисторах VT1 - VT4 собран усилитель импульсов, в которые преобразует принятое ИК излучение фотодиод VD1 - ФД265 или любой другой, чувствительный к ИК лучам. Далее принятый сигнал проходит через активный фильтр с двойным Т-мостом, собранный на транзисторе VT5. Фильтр устраняет помехи от осветительных ламп, излучение которых захватывает ИК область спектра и промодулировано удвоенной частотой сети переменного тока. Возможное иногда самовозбуждение этого фильтра устраняют заменой транзистора другим, с меньшим значением h21Э.

(нажмите для увеличения)

Отфильтрованный сигнал, пройдя через усилитель-ограничитель на транзисторе VT6 и элементе DD1.1, поступает на накопитель (диод VD4 и цепь R19C12). Параметры элементов накопителя выбраны таким образом, что конденсатор С12 успевает зарядиться до уровня срабатывания элемента DD1.2 только за три-шесть принятых импульсов. Это предотвращает срабатывание выключателя от одиночных световых импульсов: фотографических ламп-вспышек, грозовых разрядов. Разрядка конденсатора С12 занимает 1...2 с.

Узел на логических элементах DD1.2, DD1.3, DD1.6, благодаря обратной связи через конденсатор С13, формирует импульсы с крутыми перепадами уровня, поступающие на счетный вход триггера DD2. С каждым из них триггер изменяет состояние. При лог. 1 на выводе 1 триггера открыты транзисторы VT9, VT10 и тринистор VS1. Цепь лампы EL1 замкнута, освещение включено. Свечение двуцветного светодиода HL1 - зеленое. В противном случае (лог. 1 на выводе 2 триггера) освещение выключено, свечение светодиода HL1 - красное. В это же состояние приводит триггер импульс, формируемый цепью C19R24. Таким образом устраняют самопроизвольное включение освещения после перебоя в подаче электроэнергии.

Встроенный ИК передатчик - собранный на элементах DD1.4, DD1.5 генератор импульсов частотой 30...35 Гц - позволяет пользоваться выключателем, не имея в руках пульта ДУ. Излучающий диод ВI1 установлен рядом с фотодиодом VD1, но отделен от него светонепроницаемой перегородкой. Излучение диода ВI1 направлено в ту сторону, откуда фотодиод его принимает. Выключатель должен срабатывать от ИК импульсов встроенного передатчика, отраженных от ладони, поднесенной на расстояние 5...20 см. Необходимую для этого мощность излучаемых импульсов устанавливают, изменяя номинал резистора R20.

(нажмите для увеличения)