Акустический выключатель на микроконтроллере.
Возникла необходимость в тамбуре сделать автоматический выключатель. Рядом живут злые соседи, которые экономят электричество, постоянно выключая лампочку 25Вт и при этом постоянно ругаясь. К тому же, сам процесс ужасен: открываешь одну дверь, нащупываешь на стене выключатель, закрываешь,открываешь другую дверь, потом выключаешь свет.
Самое ценное, как Вы знаете,- это нервные клетки, которые не восстанавливаются. Поэтому было решено модифицировать сам выключатель. Нет, не изменить схему подключения лампы, а именно заменить сам выключатель на что-то умное и доброе. Умное- значит придется задействовать МК. МК должен чем-то питаться, а вот тут главная проблема- если выключатель замкнется, то на нем не останется напряжения. Вторая проблема- необходимо плавно изменять яркость освещения и постоянно следить за фазой в сети. При плохом контакте в патроне, могут "выпадать" целые периоды в сети. В данной конструкции применен блок питания с режимом отсечки и цифровая PLL, которая постоянно следит за фазой и управляет нагрузкой в не зависимости от помех. Точность определения фазы- менее 1%. В устройстве присутствует быстродействующая ( время срабатывания меньше 100мкс)токовая защита от замыкании в нагрузке.
Схема автоматического выключателя
Управление происходит от акустического датчика. Алгоритм работы устройства следующий. Постоянно происходит захват фазы. Как только рядом с устройством будет шум определенного уровня и длительности, в течении 1 секунды плавно включитться лампа. Через 40 секунд она плавно погаснет. Если звуки будут продолжаться после 10-й секунды- будет каждый раз продлеваться время горения лампы. Если произойдет замыкание в цепи нагрузки- свет мгновенно отключиться. Выключатель проверен с лампами мощностью от 40 до 150 Вт.
Диодный мост можно применить на 4А и вместо 2sk2996 можно 2sk2545
По просьбам добавлена функция включения только в темноте.
Теперь PB2 нужно притягивать к 0 (соединить с землей) для включения освещения. При появлении там "1" свет не включится.
Номинал подстроечного резистора подбирается в зависимости от номинала фоторезистора.
Проведу небольшой сравнительный анализ:
1. Простая схема не имеет защиты от КЗ в нагрузке. При замыкании в проводке, патроне или при перегорании лампы можно смело распрощаться с не дешевой частью схемы.
2. Нет плавного зажигания- погасания лампы. Что, в большинстве случаев вызывает резкое сокращение срока службы лампы накаливания. А мгновенное погасание лампы создает дискомфорт.
3. Схему нельзя применять в режиме двухпроводного включения.
4. Если звуки в зоне контроля не прекращаются лампа периодически моргает из-за того что электролитический конденсатор одновибратора не успевает разрядиться в промежутке времени от одного до другого срабатывания.
Если эти недостатки полностью устраивают, то можно собирать более простую схему, хотя количество деталей примерно одинаково, по сравнению с микропроцессорной. Стоимость деталей в микропроцессорной схеме примерно на 4$ выше, но при первом же ремонте простой схемы разница сравняется. Кроме того, для микропроцессорной схемы налицо экономия ламп накаливания.