Назначение
Сенсорный выключатель с таймером, описание которого предлагается в этой статье, собран на основе модуля С005. С помощью этой схемы можно включать маломощный сетевой источник освещения, например, светильник в подсобном помещении, с последующим автоматическим выключением через определённый промежуток времени.
Схема электрическая и принцип работы
На диодах VD1…VD4 собран выпрямитель, который питает лампу освещения HL1. Подача напряжения на лампу осуществляется с помощью маломощного тиристора VS1, которым управляет транзистор VT1.
Модуль DA1 С005 питается от параметрического стабилизатора напряжения (около 3 В), собранного на элементах R5, R6, С2 и VD5. Светодиод VD5 выполняет функции стабилитрона и светового индикатора, который сигнализирует о наличии сетевого напряжения, а в тёмное время ещё и подсвечивает месторасположение выключателя.
Конденсатор С1 подавляет высокочастотные и импульсные наводки на входе Start модуля DА1. Аналогичную функцию выполняет конденсатор С3 в цепи управляющего электрода тиристора VS1.
В исходном состоянии на выходе DA1 высокий логический уровень, транзистор VT1 закрыт, поэтому тиристор VS1 также закрыт, и лампа обесточена.
Для запуска таймера и включения лампы на вход Start DA1 надо кратковременно подать низкий логический уровень. Для этого достаточно прикоснуться к сенсорному элементу Е1, который представляет собой отрезок медной фольги площадью 1...2 см2.
В этом случае через резисторы R1, R2 потечёт ток, и на входе Start появится переменное напряжение, которое будет ограничено встроенными в кристалл диодами.
Минусовая полуволна переменного напряжения будет ограничена на уровне около -0,6 В, что будет воспринято DA1 как низкий логический уровень, поэтому произойдёт запуск таймера.
На выходе OUT DA1 появится низкий уровень, транзистор VT1 откроется, вслед за ним при каждой полуволне сетевого напряжения будет открываться тиристор VS1, на лампу поступит сетевое напряжение.
По окончании времени выдержки на выходе OUT появится высокий уровень напряжения, транзистор VT1 и тиристор VS1 закроются, лампа будет обесточена.
Время выдержки можно установить подборкой резистора R3 и установкой перемычек на плате модуля С005 между выводами 7, 8 и плюсовой линией питания. Для этого можно использовать нижеприведённую общую методику настройки для таймера C005.
Выбор выдержки времени для таймера C005
Для увеличения выдержки служат два входа Р1 и Р2. Подача высокого уровня на вход Р1 увеличивает время выдержки в восемь раз, подача этого уровня на вход Р2 – в 64 раза, а одновременная подача на эти два входа в 512 раз. Так можно получить значительную по длительности выдержку.
Зависимости частоты генератора и время выдержки от сопротивления частотозадающего резистора при Р1 = Р2 = 0 приведены в табл. 1.
Видно, что при малых сопротивлениях резистора частота генератора (а значит, и выдержка времени) сильно зависит от напряжения питания.
Обусловлено это тем, что на эти параметры влияет выходное сопротивление элементов RC-генератора. С ростом сопротивления резистора влияние питающего напряжения на эти параметры уменьшается.
Зависимость частоты RC-генератора и длительность выдержки от сопротивления резистора и различных уровней на входах Р1 и Р2 для напряжения питания 4,5 В приведены в табл. 2.
Надо обратить внимание, что частота генератора, а значит, и выдержка зависят от напряжения питания модуля и температуры, поэтому выдержка времени не очень стабильная.
Следует также отметить, что этот модуль во многом схож с отечественными микросхемами таймеров серии КР512ПС, где также присутствуют встроенный RC-генератор и программируемый делитель частоты.
Максимальная мощность нагрузки для приведённой схемы – 100 Вт. Это может быть лампа накаливания или светодиодная лампа. Для этих устройств не важно, каким будет питающее напряжение, переменным или пульсирующим.
Потребляемый модулем С005 ток не превышает 100 мкА, тиристор также экономичен и для его включения достаточно тока управляющего электрода 100...200 мкА. Поэтому и само устройство получилось экономичным, собственный потребляемый от сети ток – около 1 мА.
