Как ни странно, на разработку этого устройства меня подтолкнула лень и дискомфорт. Каждый раз, когда я в темноте загонял машину в гараж, мне постоянно приходилось искать заветный выключатель света, чтобы найти выход. В результате я начал думать о способах устранения этой проблемы.
Первое, что пришло в голову, это готовый датчик движения, который используется для уличного освещения.
Но мне не хотелось легких путей, поэтому я решил сделать это сам.
Я начал прокручивать в голове различные решения, такие как полевой измеритель на полевом транзисторе и антенне, ИК-трансиверы в шлюзе, и в итоге тернистый путь привел меня к небезызвестному PIR-датчику HC-SR50. 
Он не дорогой, имеет свой стабилизатор питания (можно подать от 5 до 20В), регулировку чувствительности, радиус обнаружения (от 3 до 7 метров), угол обнаружения (120-140, в зависимости от конкретного объектива и типа объектива).
датчик), регулировка времени спуска и т. д. Есть два режима работы: 1. Одиночный захват – в этом режиме при срабатывании датчика несколько раз подряд его выходной сигнал остается на высоком логическом уровне.
2. Захват импульса – в этом режиме на выходе при каждом срабатывании датчика появляется отдельный импульс.
Оснастив такой датчик источником постоянного тока и небольшой платой с транзисторным ключом, парой резисторов, диодом и реле, мы получаем готовое устройство, способное включать и выключать нашу нагрузку при нахождении объекта в сенсорное поле.
Подумав дальше, я наконец решил использовать простой микроконтроллер Attiny13 и соединить все в один взаимосвязанный жгут: ключевой переключатель, PIR-датчик, а также добавил датчик уровня освещенности (о котором речь пойдет ниже).
Логика работы устройства:
- Приоритет переключения всегда отдается ключевому выключателю, независимо от уровня освещенности и расположения объекта в поле действия PIR-датчика.
- Примерно через 5 часов при включенном замке зажигания свет автоматически выключится.
Иногда домочадцы, а иногда и я сам забываем выключить свет.
- Если ключевой выключатель выключен, объект находится в поле действия PIR-датчика и на улице темно (здесь на помощь приходит фотодатчик), свет включается и горит до тех пор, пока объект не выйдет из поля зрения ПИР-датчик.
- Если ключ зажигания выключен, предмет находится в поле действия PIR-датчика и на улице темно, свет включается и загорается, если предмет выходит из поля зрения PIR-датчика, освещение продолжает работать в период времени, задаваемый потенциометром регулировки на PIR-датчике, от 5 до 300 секунд.
- Если ключевой выключатель выключен, объект находится в поле действия PIR-датчика и на улице светло, то свет не включится до тех пор, пока уровень освещенности не упадет до заданного порога или не включится ключевой переключатель.
Для питания схемы используется трансформатор с двумя выходными обмотками по 9В (ТПГ-2), первая обмотка служит для питания микропроцессорной части устройства и внешнего датчика уровня освещенности.
Вторая обмотка предназначена для питания PIR-датчика и катушки реле.
Для 12В используется полуволновой выпрямитель и интегральный стабилизатор напряжения; в данном случае я считаю такая схема оправданной, поскольку у PIR-датчика есть собственный стабилизатор напряжения.
Транзистор Q3 используется для согласования уровней между PIR-датчиком и микроконтроллером, выход PIR — это датчик LVTTL с максимальным порогом 3,3 В.
Транзистор Q2 служит для индикации состояния, транзистор Q1 управляет обмоткой силового реле, к которому подключена наша лампа освещения.
Переменный резистор нужен для регулировки чувствительности датчика освещенности.
Цепочка R2, D3, D6, C2 необходима для захвата сетевого напряжения с ключевого выключателя.
Отскок пульсации обрабатывается программным обеспечением.
Для разработки датчика освещенности я использовал импортный фототранзистор из своих старых залежей, даже маркировку не знаю, но думаю что-то вроде этого BPW96C подойдёт. Так как устройство расположено далеко от улицы или какого-либо проема, просто припаять фототранзистор к плате в моем случае не получится, а прокладывать линию длиной около 10 метров до фототранзистора я не рискнул, поэтому сделал повторитель с помощью Операционный усилитель Rail-to-Rail. Но тут у меня возникли проблемы с калибровкой; в целом сигнал фототранзистора был очень мал для нормальной работы, и я переделал повторитель в неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 2: 
Если вы повторяете конструкцию и фототранзистор выдает подходящий уровень, вместо резистора R2 установите перемычку 1206 номиналом 0, а резистор R4 исключите из схемы.
У меня был фототранзистор NPN, коллектор подключил к выводу J1-1, а эмиттер к выводу J1-2. Собрав датчик уровня освещенности, я залил плату компаундом Vixint PK-68 и поместил ее в термоусадочную трубку, оставив на поверхности только крышку фототранзистора с окном.
Платы контроллера: 
датчик уровня освещенности: 
Фото готового устройства на этапе отладки: 
Схема подключения всех устройств: 
Дополнительно был разработан второй вариант печатной платы для корпуса типа D3MG с установкой на DIN-рейку и разъемом для программирования микроконтроллера AVRISP (в первом варианте я припаял провода с разъемом к плате для программирования) .
Прошивка микроконтроллера написана на языке C в среде Atmel Studio. Исходный код, две версии печатных плат и электрические схемы со списками компонентов (использовалась CAD Dip Trace 3.0.0.1), а также файл моделирования для Proteus 8 можно найти в репозитории — Световой контроллер .
ПС: Перед установкой я вскрыл плату контроллера и PIR-сенсора двумя слоями цапонового лака, на всякий случай.
Прибор подключается к сети через автоматический выключатель (номинал зависит от потребления лампы), в моем случае автомат подключается через автоматический выключатель на 2 А.
Теги: #DIY или Сделай сам #diy #C++ #mcu #attiny13 #pcb
-
Матричная Печать, Литье
19 Oct, 24 -
Зачем Лирикам Робот?
19 Oct, 24 -
Новая Порция Фотографий Iphone 3G
19 Oct, 24 -
Свяжитесь С Дизайнером
19 Oct, 24
