Очень многие забывают выключить свет в туалете. А если не забывают, то выключатель быстро выходит из строя от чрезмерной механической нагрузки. Все говорит о необходимости установки автоматического выключателя, например, такого как описан в этой статье.
Предлагаемый выключатель автоматически управляет освещением, а органом управления является входная дверь. В схеме практически нет механических контактов, кроме герметичных контактов герконового датчика. Схема содержит герконовый датчик SG1, формирователь импульсов D1.1-D1.2, счетчик D2, ключ на полевом транзисторе, и источник питания схемы.
Геркон устанавливается несколько необычно. Его необходимо установить так, что бы как в открытом, так и в закрытом состоянии двери его контакты были разомкнуты, но замыкались только при открывании двери где-то на 10-15 градусов.
То есть, работать датчик должен так, — дверь закрыта установленный на неё магнит не воздействует на геркон, дверь открывается и в контактной близости от геркона проходит закрепленный на ней магнит.
Таким образом, в процессе движения двери в любую сторону, как на открывание, так и на закрывание, происходит формирование одного импульса. Формирователь на элементах D1.1-D1.2 служит для подавления дребезга контактов
геркона.
При подаче напряжения питания конденсатор С2 формирует перепад напряжения низкого логического уровня на одном из входов элемента D1.3. На выходе D1.3 формируется положительный импульс длительность которого равна постоянной времени цепи R2-C2.
Этот импульс приходит на вход «R» счетчика D2 и предустанавливает его в нулевое положение. На выходах 1-4 счетчика логические нули, поэтому диоды VD2-VD4 закрыты и напряжение на затворе полевого транзистора VT1 нулевое. Транзистор закрыт, а лампа Н1 выключена. Это исходное состояние схемы.
Для того чтобы войти в помещение необходимо открыть дверь. При этом контакты геркона SG1 замыкаются кратковременно и формируют первый импульс, проходящий через схему на D1.1-D1.2 на счетный вход счетчика D2.
Счетчик увеличивает состояние на единицу и на его выводе 2 появляется логическая единица. Диод VD2 открывается и через него проходит открывающее напряжение на затвор VT1. Транзистор открывается и включает лампу H1.
Далее, войдя в помещение дверь необходимо закрыть. Дверь движется в обратном направлении и в какой-то момент магнит, закрепленный на двери, опять проходит в контактной близости от геркона. Геркон формирует второй импульс. Этот импульс через формирователь D1.1-D1.2 поступает на счетный вход счетчика D2, и счетчик меняет состояние на следующую позицию.
Теперь на выводе 2 счетчика ноль, а на выводе 4 — единица. Диод VD2 закрывается, но открывается диод VD3, и теперь через него на затвор полевого транзистора поступает открывающее напряжение. Это никак не влияет на лампу, так как транзистор остается открытым.
При выходе из помещения дверь снова открывается.
Снова магнит закрепленный на двери проходит возле геркона и геркон кратковременно замыкает контакты. Формирователь D1.1-D1.2 формирует уже третий импульс, поступающий на счетный вход счетчика. Счетчик принимает состояние «3», на его выводе 7 — единица, на остальных выходах нули. Диод VD3 закрывается, но открывается диод VD4 и через него на затвор полевого транзистора поступает открывающее напряжение. Лампа по прежнему горит.
И последний этап цикла работы схемы, — выйдя из помещения, дверь закрываем. Магнит снова проходит вблизи геркона. Контакты геркона кратковременно замыкаются и формирователь D1.1-D1.2 формирует импульс, поступающий на счетный вход счетчика.
Счетчик переходит в состояние «4». Теперь на его выводах 2, 4, 7 — нули. Все диоды VD2-VD4 закрыты, поэтому напряжение на затворе полевого транзистора нулевое. Транзистор закрывается и гасит лампу Н1. В то же время, Логическая единица с вывода 10 счетчика D2 поступает на вход инвертирующего элемента D1.4.
На его выходе появляется логический ноль, который поступает на вывод 9 D1.3. На выходе D1.3 возникает высокий логический уровень и счетчик обнуляется, так же, как после подачи питания. Цикл работы завершен, лампа выключена, а схема вернулась в исходное состояние.
Теперь подробнее от некоторых моментах. Цепь R2-C2 служит для сброса схемы в исходное состояние после подачи питания. Параметры цепи не критичны и могут отличаться от указанных на схеме в несколько раз. Цепь R1-C1 работает в формирователе импульса. Её параметры тоже могут существенно отличаться от указанных на схеме.
Резисторы R3, R5 и диоды VD5 и VD6 образуют схему зарядки-разрядки емкости затвора полевого транзистора. Резистор R3 снижает нагрузку выхода счетчика на зарядный ток затвора транзистора. Без него импульс тока затвора может сбивать счетчик в непредсказуемое состояние.
Резистор R5 служит для разряда емкости затвора. Диоды VD5 и VD6 ограничивают выбросы тока на затворе транзистора при его коммутации. Лампа питается пульсирующим напряжением от выпрямительного моста VD7-VD10. Напряжение питания логической схемы м затворной цепи транзистора формируется параметрическим стабилизатором R4-VD1 и сглаживающим пульсации конденсатором СЗ.
Диоды 1N4007 можно заменить на КД209, КД105 или другие выпрямительные на соответствующее напряжение. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 12V. Стабилитрон можно заменить другим на напряжение 10V.
Высоковольтный коммутаторный полевой транзистор BUZ90A можно заменить на более популярный IRF840 или КП707В2. Микросхемы серии К561 можно заменить аналогами серий К176 или CD40.
