Домашняя электроника

 Устройства, изготовленные мной

Микроконтроллерное устройство управления светом в прихожей и туалете, управление вентилятором в туалете, имеющее функции охраны на PIC16F84 или PIC16F628.

   Заинтересовавшись идеей «умного дома» захотелось начать воплощать эти идеи в своей квартире с чего-нибудь несложного, но полезного всем домочадцам, а так же, чтобы это была относительно недорогая реализация (бюджетная).

   Вспомнил, что в начале 90-х готов я уже делал в туалете автомат управления светом по схеме из журнала «Радио» (не помню в каком номере именно). Этот автомат плавно включал свет при открытии двери (в течение секунды) и плавно выключал свет при закрытии двери (в течение 30 секунд). При закрытии же двери изнутри на задвижку свет не гас. Это устройство было очень удобным, особенно в ночное время. Единственный минус – находясь в гостях забываешь выключать свет в туалете. Если серьезно – были и другие минусы. Первое – необходимость установки датчиков на открытие двери и в задвижку, второе – устройство не было гальванически развязано от сети 220V. Кстати, меня здорово «тряхануло», когда, заливая воду в стиральную машинку «Эврика» забыл про это дело. Вода залила ванную, коридор, туалет. Опомнившись, бросился перекрывать воду и тут получил «незабываемое удовольствие». Контактный датчик на двери туалета располагался в самом низу, до него добралась вода и … Неприятные ощущения.

   Захотелось повторить это устройство, но на новой элементной базе. Вдоволь поискав в Интернете, нашел схему неизвестного автора.

   Вот эта страничка -  http://ccuba.narod.ru/door_light.htm

   В этой схеме при открытии двери в туалет свет загорается, при закрытии – не гаснет (вошли в туалет), при следующем открытии двери свет гаснет (вышли из туалета). Понравилось, что для реализации идеи не надо тянуть много проводов - коробочка, в которой располагаются сама схема и герконовый датчик крепится  на дверную коробку, магнит крепится на двери. Плюс к тому, управление лампой накаливания ведется при помощи специализированной микросхемы КР1182ПМ1. Устройство включается в разрыв провода питания лампы. Достоинством схемы является ее простота и то, что она включается двухполюсником и не требует дополнительного (отдельного) питания. Относительным же недостатком является необходимость «передергивать» дверь при несоблюдении вышеописанного алгоритма. Например, если понадобилось что-либо взять с полки или выбросить что-нибудь в унитаз. Также нет  возможности управлять включением/выключением вентилятора.

   Далее, найдя у себя стандартный датчик движения от сигнализации, решил на его основе сделать устройство управления светом в прихожей. Не мудрствуя лукаво, использовал уже проверенную в деле микросхему КР1182ПМ1, а также 2 микросхемы простой КМОП логики 561 серии. Плюс датчик движения, плюс датчик освещенности, плюс герконовый датчик на входную дверь. Получилось, что, когда  проходишь через прихожую при условии недостаточной освещенности, свет включается на 30 секунд. Причем устройство подключено параллельно выключателю освещения, так что при необходимости можно просто включить свет выключателем.

   Но жизнь идет вперед, и у меня созрела мысль объединить эти устройства в одно и добавить в него дополнительные функции. Решил использовать для этого микроконтроллер PIC16F84A. Микроконтроллер простой, но его вполне достаточно для задуманного мной. Итак, что же может описываемое устройство.

1.  Управление светом в прихожей.


2.  Управление светом и вентилятором в туалете.


3.  Постановка квартиры на охрану и снятие с охраны (датчик на входной двери) «секретной» кнопкой с выводом сигнала на автономную сирену (автомобильная). Вместо сирены или дополнительно к ней можно с помощью вспомогательного устройства обеспечить звонки на определенные номера телефонов с голосовым или иным оповещением о тревоге и/или отсылку SMS на заранее запрограммированные номера телефонов. Но это уже не будет «бюджетной» реализацией.


4. Световая и звуковая сигнализация перед срабатыванием сирены – для хозяина, чтобы не забыл снять квартиру с охраны.

   Управление светом в прихожей.

   Свет в прихожей загорается на 1 минуту при открытии входной двери. Обычно этого достаточно, чтобы снять верхнюю одежду и обувь. При необходимости можно включить свет обычным выключателем.
Также, при условии недостаточной освещенности свет включается вполнакала:

• при открытии двери, ведущей из комнаты в прихожую;
• при выходе из туалета (чтобы в ночное время не наткнуться на полуоткрытую дверь в комнату).

   И еще следует отметить, что все временные задержки в процессе эксплуатации можно изменить перепрограммированием микроконтроллера. Вариант с введением в устройство индикатора и кнопок управления для изменения временных задержек весьма реален, но опять же это приведет к удорожанию устройства.

   Управление светом и вентилятором в туалете

   Свет включается при входе в туалет, выключается при выходе из него. Если дверь в туалет не была закрыта более 5 секунд, то при закрытии двери свет погаснет - это необходимо, если заходишь в туалет, чтобы взять что-нибудь с расположенной в нем полки, чтобы выбросить что-нибудь в унитаз, для уборки и т.д. Задержка 5 секунд подобрана экспериментально и устраивает всех членов семьи. Если дверь в туалет открыта и в нем горит свет, то он погаснет через 10 минут. Это сделано для экономии электроэнергии, если кто-нибудь забыл закрыть дверь или, если дверь открыло какое-нибудь домашнее животное.

   Вентилятор в туалете включается через 30 секунд после входа в туалет и выключается через 30 секунд после выхода из него.

   Охранные функции.

   Пока не реализованы. Планируется постановка/снятие на охрану с помощью скрытой кнопки. Светодиодная и звуковая сигнализация, напоминающая хозяину о необходимости поставить/снять квартиру под охрану. Срабатывание сирены с автономным питанием через заданный промежуток времени.

         Схема устройства.

Рис.1

Рис.2

Рис. 3

   Конструктивно устройство выполнено на нескольких платах: блок управления, панель коммутации и несколько устройств управления нагрузкой (далее - УУН).

   Датчики на дверях типа ИО-102-2 (СМК-1) - стандартные герконовые датчики для охранной сигнализации. Можно использовать и другие герконовые датчики открытого или скрытого типа.

   Панель коммутации и блок управления располагаются в удобном месте в прихожей. У меня это - антрессоль. Она примерно равноудалена от всех датчиков, устройство в ней не видно и оно никому не мешает.

   Кабели от датчиков и кабели к устройствам управления нагрузкой подсоединяются к панели коммутации пайкой или посредством клеммников. Панель коммутации соединяется с блоком управления 14-жильным кабелем (я использовал провод МГТФ в кембрике диаметром 10 мм) с разьемом D-SUB 15(F). Кабель длиной не более 15 см. Таким образом, блок управления легко отсоединяется от всей системы для проведения настройки, доработки схемы, замены прошивки микроконтроллера.

   Устройства управления нагрузкой выполнено, памятуя мой "печальный" опыт, с гальванической развязкой от сети 220 В. Гальваническая развязка осуществляется с помощью оптрона ОС1. Управление нагрузкой осуществляется с помощью микросхемы К1182ПМ1Р, предназначенной для плавного включения и выключения электрических ламп накаливания и регулировки их яркости свечения. УУН можно размещать в настенном выключателе, а также в плафоне лампы. В выключателе у меня так расположено УУН для лампы в прихожей. Таким образом, свет в прихожей управляется как автоматикой, так и вручную. УУН лампы туалета располагается в плафоне лампы. В выключателе света в туалете провода закорочены, так как необходимость в этом выключателе совершенно отпадает. Говорю это после бессбойной полугодовой эксплуатации данного устройства. Освободившийся же выключатель света в туалете можно использовать для других нужд - например, для постановки/снятия под охрану (но это уже "большой секрет").
Особенность схемы УУН - при отключении питания устройства лампа, которой управляет УУН загорается. Это сделано как раз из-за того, что я не пользуюсь выключателем света в туалете и на момент отсоединения устройства пришлось бы "делать дела" без света.
   И еще одна важная особенность УУН - так как микросхема К1182ПМ1 включает свет плавно, то можно считать, что лампочка, которой управляет УУН, становится практически "вечной".

   В качестве датчика освещенности используется фоторезистор номиналом 100 кОм. Можно использовать и другой номинал, но в этом случае придется подбирать номиналы резисторов делителя R1, R3, R4 на Рис. 1. Так как антресоль в моей квартире выходит еще и на кухню, то фотосопротивление я вывел как раз на кухню - именно она является источником света для прихожей. Если Вы захотите направить фоторезистор в прихожую, то Вам придется подбирать номиналы резисторов делителя R7, R9, R10 на Рис. 1 или поменять местами плечи делителя в базе VT2 на Рис.1.

    В блоке управления имеется разъем XT1 (ICSP), предназначенный для внутрисхемного программирования микроконтроллера. Это удобно для обновления программного обеспечения микроконтроллера. Для перехода в режим программирования в режим ICSP необходимо перевести переключатель S1 в положение для программирования. Переключатель применен типа B1561(SS10) перекл.движк(125В, 0.3А). Вот так он выглядит:

   В Панели коммутации необходимости установки нагрузочных сопротивлений в коллекторы транзисторов VT1-VT4 нет, так как в микроконтроллере имеются подтягивающие резисторы на соответствующих входах, включенные программно.

   Сам микроконтроллер устанавливается в панельку DIP-18. Кварцевый резонатор типа HC-49S 4.000 МГц. Конденсаторы C1, C2 - типа КМ5(6). Транзисторы VT1, VT2 - КТ3102Б. Транзисторы в панели коммутации - КТ315Б. Диодный мост Br1 - КЦ407А.

   Варианты печатных плат в формате .lay, принципиальные схемы в формате .spl, прошивка в формате .hex находятся в файле mps.rar 50 kb

В начало