Диммер с сенсорным управлением

Представляю схему сенсорного выключателя- диммера, позволяющего включать нагрузку на необходимой мощности, и выключать ее легким прикосновением к сенсору. Устройство можно применить как для управления лампой накаливания, так и для светодиодного освещения. Ступенчатое переключение обеспечивает заполнение 60/70/80/100%, и выбрано в первую очередь для достижения экономии электроэнергии, когда слишком яркое освещение не нужно. Управление производится 2-мя сенсорами: первый в зависимости от количества прикосновений включает нагрузку, регулирует ее мощность, второй- сбрасывает счет первого, и тем самым отключает нагрузку.

На схеме выше на микросхеме U1 собраны 2 одновибратора. Не используемые выводы D и CLK посажены на общий. При поступлении импульса на вход S происходит переход триггера в состояние логической единицы, которая через R1(R2) поступает на вывод R, замедляясь им в паре с конденсатором C1(C2). В результате в не зависимости от длины входного импульса- выходной имеет фиксированную длительность, зависящую от RC цепочки. В данном случае это необходимо для предотвращения множественных срабатываний из-за излишних наводок.

Далее первый одновибратор управляет тактирующим входов счетчика Джонсона U2. Каждое последующее воздействие на сенсор переводит выход счетчика на один такт вперед. На 5 такте цикл сбрасывается в начало благодаря соединению 5 выхода со входом сброса R. Второй мультивибратор так-же подключен к входу R микросхемы U2. Т.к. выход как одновибратора, так и 5 выход счетчика имеют логический ноль на выходе по умолчанию, то чтобы не создавать конфликт их асинхронной работы- они развязаны диодами D1 и D2.

Первоначально на выходе счетчика единица на 0 выводе, при помощи инвертора он используется для управления включением генератора на NE555. Далее с 1 по 3 нажатие на сенсор логическая единица подается через развязывающий диод и резистор нужного номинала на генератор. Таким образом образован немного «неправильный ШИМ». В нем заполнение меняется вместе с частотой, но данном случае это не критично. Генератор собран по стандартной схеме из даташита. Выход генератора и 4 выход счетчика через диоды поступают на выход. На 4 нажатии выход счетчика соединяется напрямую на выход и обеспечивает 100% заполнение.

Ниже можно видеть сигнал на выходе после одного нажатия:

Второе нажатие:

Третье нажатие:

Можно заметить что с каждым нажатием отношение единицы к нулю увеличивается. После 4 нажатия на выходе образуется постоянное напряжение:

Что соответствует 100% заполнению. Следующее нажатие переводит схему в первоначальное состояние. В то-же состояние можно перевести схему нажатием на второй сенсор в любое время.

Печатная плата

Печатная плата получена при помощи автотрассировки в Proteus с ручным размещением компонентов и имеет следующий вид:

К статье прилагается печатная плата и проект в Proteus, при помощи которого вы сможете подробнее изучить работу схемы. 

Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот

U1
ТриггерCD4013B1
U2
Специальная логикаCD4017B1
U3
Программируемый таймер и осцилляторNE5551
U4
ИС буфера, драйвераCD4009UB1
D1-D7
Выпрямительный диодFR1077
C1, C2
Конденсатор10 мкФ2
C3, C4
Конденсатор10 нФ2
R1, R2, R4
Резистор10 кОм3
R3
Резистор1 кОм1
R5, R7
Резистор1 МОм2
R6, R8
Резистор22 кОм2
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.