Самый безопасный выключатель

выполнил Беломытцев Алексей, 9 кл,
2009-2010 учебный год

Аннотация

Изготовленный прибор безопасности, получивший название “Самый безопасный выключатель” подтверждает своё название.

Может найти применение в помещениях с повышенной влажностью и ограниченном пространстве.

Изготовленный прибор малогабаритен. Вся схема легко помещается в обыкновенный бытовой выключатель освещения.

Кроме того предлагаемый прибор может работать и в направлении экономии электроэнергии установив его в подъездах взамен существующих выключателей освещения.

Описание

Предлагаемое устройство представляет собой электронный выключатель света. Включение и выключение света может производиться как от пульта (причём пульт можно использовать любой телевизионный) так и от акустического сигнала (реагирует на хлопки в ладони), а так же и от руки не соприкасаясь с выключателем. Поднести один раз – свет включится, поднести второй свет выключится.
Важное достоинство схемы- она подключается в место обычного светового выключателя, при этом не нужны дополнительные провода для подачи питания на электронику.

Предлагаемое устройство было задумано как самый безопасный выключатель, которое найдёт своё применение в помещениях с повышенной влажностью и ограниченном пространстве. Вся схема собрана в обычном стандартном корпусе выключателя оставив за собой свои функции.

Рассмотрим работу электрического выключателя на принципиальной схеме (см. приложения). Акустический сигнал поступает на микрофон M1. Его чувствительность можно регулировать подстрочным резистором R2. Когда раздаётся звук на выходе микрофона возникают электрические колебания. Они усиливаются каскадом на VT1 и ограничиваются до придания им размаха сопоставимого с логическим уровнем. Фактически, это импульсы произвольной формы.

Количество импульсов от одного хлопка в ладони может быть самым случайным. Но для корректного переключения счётчика нужно чтобы от каждого хлопка был только один импульс.

Формирователь одиночного импульса выполнен на микросхемах D2. типа K561TM2. Импульсы с коллектора транзистора VT1 поступают на выход с треггура D2. Этот D-тригер включен по схеме делиться на два (его вход D соединён с инверсным выходом), поэтому, каждый импульс меняет состояние триггера на обратное. А цепь С9-R12 не много замедляет процесс из-за своего образного "дребезга контактов", вызванного большим количеством импульсов от одного хлопка.

На вход с этого треггера также приходит сигнал от оптического сенсора, который состоит из передатчика инфракрасных лучей и приёмника.

Рассмотрим работу схемы передатчика . На микросхеме D1 собран генератор пачек импульсов. Пачки следуют с периодом в 0,2 секунды. Длительность каждой пачки около 0,002 секунды а заполнение, - импульсы частотой 33 кГц.

Импульсы частотой 33 кГц вырабатывает мультивибратор на элементах D1.1 - D1.2. в промежутках между пачками мультивибратор заблокирован логическим нулём, поступающим на вывод 6 D1.2 через R6. Поэтому VT2 закрыт и тока через ИК-светодиод HL1 нет.

На элементах D1.3-D1.4 собран мультивибратор, вырабатывающий импульсы, следующие с периодом 0,2 секунды. А конденсатор С5 с резистором R6 образует формирователь коротких положительных импульсов длительностью 0,002 секунды.

По фронту каждого импульса мультивибратора D1.3-D1.4 на выходе 6 D1.2 формируется импульс 0,002 секунды, который запускает мультивибратор D1.1-D1.2. В результате светодиод HL1 измучает вспышки ИК-света продолжительностью 0,002 секунды, модулированные частотой 33 кГц, и повторяющиеся с периодом 0,2 секунды.

Схема приёмника довольно проста из фотоприёмника, - А1, стандартный фотоприёмник для телевизоров. Его резонансная частота 33кГц. Поэтому, в передающем блоке установлена именно такая модулирующая частота (частота заполнения пачек импульсов).

Когда он принимает импульсы Ик-света частотой 33 кГц, на его выходе открывается ключ и на выходе 3 возникает логический ноль. Если ИК-сигнал не поступает, - на этом выводе единица.

Импульс на выходе фотоприёмника возникает в двух случаях. Первый это когда проведём рукой перед оптическим парой А1 и HL1 и второй когда посылать инфракрасное излучение будем от любого пульта дистанционного управления.

Полученный импульс через С3 приходит на формирователь одиночного импульса.

Собственно выключатель нагрузки выполнен на микросхеме A1 - KP1182ПМ1, представляющий собой интегральный регулятор мощности. Максимальная мощность лампы с этой микросхемой, - 150W. При выключении на базе транзистора VT3 - магический ноль, и он закрыт, а значит сопротивление меду выводами 6 и 3 А1 Падает и А1 выключает нагрузку.

Источником питания схемы являются диоды VD1 и VD2, которые выпрямляют переменное напряжение и оно через гасящий резистор R11 поступает на стабилизатор VD3.

Тема: Электричество