Sterownik oświetlenia z licznikiem osób
P R O J E K T Y
Sterownik oświetlenia
z licznikiem osób
AVT-863
W artykule przedstawiamy
opis konstrukcji sterownika
oÅ›wietlenia, ktÛry zlicza osoby
wchodzÄ…ce do
lub wychodzÄ…ce
z pomieszczenia
i automatycznie zapala lub
gasi w nim światło.
Proponujemy do wykonania
sterownik w jednej z dwÛch
wersji - w jednej na
wyświetlaczu jest wskazywana
Sterownik przedstawiony w ar- jedynymi mołliwymi do zastoso-
liczba osÛb znajdujÄ…cych siÍ
tykule pozwala zautomatyzowaĘ wania aktywnymi czujnikami
aktualnie w obsługiwanym
włączanie i wyłączanie oświetle- podczerwieni. Zamiast nich moł-
przez sterownik
nia w dowolnym pomieszczeniu, na wykorzystaĘ dowolne inne
pomieszczeniu.
co z jednej strony uÅ‚atwia i uprzy- bariery z wyjÅ›ciami przekaüniko-
jemnia jego eksploatacjÍ, a z dru- wymi lub OC.
giej - pozwala oszczÍdziĘ nieco Na gÅ‚Ûwnej pÅ‚ytce sterownika
cennej energii. znajduje siÍ mikrokontroler, syg-
Program sterujÄ…cy pracÄ… mikro- nalizator akustyczny, przekaünik
kontrolera powstał w oparciu PK1 załączający obwody oświet-
o znany naszym Czytelnikom gra- leniowe, diody LED sygnalizujÄ…ce
ficzny kompilator ST6-Realizer. jego stan pracy oraz zasilacz,
Na pÅ‚ycie CD-EP4/2000 oraz w In- ktÛry dostarcza niezbÍdnych na-
ternecie dostÍpne sÄ… ürÛdÅ‚owe piÍĘ do funkcjonowania caÅ‚ego
wersje dwÛch programÛw przygo- systemu. Sygnalizator akustyczny
towanych z myślą o prezentowa- wykonano przy ułyciu popularnej
nym sterowniku. kostki NE555 pracujÄ…cej jako ge-
nerator astabilny.
Opis układu Maksymalny prąd pobierany
Sterownik skÅ‚ada siÍ z piÍciu przez caÅ‚y ukÅ‚ad wynosi okoÅ‚o
(lub sześciu - w zalełności od 40mA. Zasilacz jest oparty na
wybranej opcji) podstawowych standardowym stabilizatorze sca-
blokÛw (rys. 1): lonym typu 7805. WartośĘ prÄ…du
- odbiornika podczerwieni, pobieranego przez układ zaleły
- nadajnika podczerwieni, w gÅ‚Ûwnej mierze od uÅ‚ytego prze-
- bloku sterowania, kaünika, nadajnika podczerwieni
- wyświetlacza (opcjonalnie), oraz wyświetlacza LED.
- zasilacza, GÅ‚Ûwnym zadaniem mikrokon-
- sygnalizatora akustycznego. trolera zastosowanego w sterowni-
ModuÅ‚y odbiornika i nadajnika ku jest liczenie osÛb wchodzÄ…cych
podczerwieni, zastosowane w eg- i wychodzących. Jednocześnie od-
zemplarzu modelowym, nie sÄ… bywa siÍ sterowanie oÅ›wietleniem
Elektronika Praktyczna 4/2000
57
Sterownik oświetlenia z licznikiem osób
Opcjonalnie
przekaünik. UÅ‚yty w modelu prze-
kaünik moÅ‚e przeÅ‚Ä…czaĘ prÄ…dy
LED D1 D2
o wartości do 8A. Jełeli układ ma
SYGNALIZATOR
PIEZO
przełączaĘ tak dułe prądy, to
AKUSTYCZNY
ściełki na płytce drukowanej po-
ODBIORNIK
+12V
winny byĘ odpowiednio szerokie
PODCZERWIENI
Mikroprocesor
LICZNIK WEJR
Ć
Opcjonalnie oraz naleły zastosowaĘ złącza
ST62T10/20
wskax
nik LED
lub
zaciskowe na odpowiedni prÄ…d.
ODBIORNIK opcjonalnie
Innym rozwiązaniem przy dułych
PODCZERWIENI ST62T15/25
LICZNIK WYJR
Ć.
prÄ…dach lub napiÍciach jest ste-
PK1
rowanie poÅ›rednie, ktÛre polega
na tym, Å‚e przekaünik na pÅ‚ytce
NADAJNIK RESET
ON
PODCZERWIENI LICZNIKA drukowanej o niewielkiej obciÄ…-
Å‚alnoÅ›ci stykÛw steruje przekaü-
nikiem ze stykami o wiÍkszej ob-
Rys. 1. Schemat blokowy włącznika.
ciąłalności.
w pomieszczeniu oraz alarmowa- wieni zrealizowano poprzez por- Przycisk P1 ON/OFF spełnia
nie, jeÅ‚eli zostanie w nim prze- ty PB0 i PB5 (wyjÅ›cia push- rolÍ programowo obsÅ‚ugiwanego
kroczona ustalona liczba osÛb. pull). UkÅ‚ad US2 generuje ciÄ…g wÅ‚Ä…cznika, ktÛry wprowadza pro-
Schematy ideowe sterownikÛw impulsÛw prostokÄ…tnych w mo- cesor w stan normalnej pracy lub
w obydwu wersjach sÄ… przedsta- mencie pojawienia siÍ stanu wy- jÄ… blokuje. Przycisk P2 odpowiada
wione na rys. 2 i 3. Na rys. 2 sokiego na wejściu reset 4 time- za zerowanie programowego licz-
przedstawiono schemat ukÅ‚adu ra US2. PracÄ… generatora steruje nika osÛb.
z wykorzystaniem mikrokontrolera procesor dla obydwu wersji po- Po włączeniu zasilania na
ST6215/25 oraz wyświetlacza sied- przez wyjście PB6 (push-pull). wyprowadzeniu RESET proceso-
miosegmentowego LED ze wspÛl- W obydwu wersjach sterowni- ra znajduje siÍ stan niski, ktÛry
nÄ… katodÄ…. Na rys. 3 przedstawio- ka wyjÅ›cia PB4 mikrokontrolerÛw umoÅ‚liwia inicjacjÍ pracy mikro-
no schemat ukÅ‚adu w wersji sterujÄ… pracÄ… tranzystora T1, ktÛry kontrolera, czyli wykonanie re-
oszczÍdniejszej, wykonanej przy wprowadzony w stan przewodze- startu. Odpowiedzialny jest za to
uÅ‚yciu mikrokontrolera ST62T10/ nia powoduje zaÅ‚Ä…czenie przekaü- obwÛd zÅ‚oÅ‚ony z rezystora R5
20. W tym przypadku sygnalizacja nika PK1. Wyjścia PB4 są skon- i kondensatora C5 podłączony do
pracy ukÅ‚adu jest moÅ‚liwa dziÍki figurowane jako wyjÅ›cie push- wejÅ›cia RESET procesora. Po
trzem diodom LED D5, D6, D7. pull. Przekaünik PK1 typu RM94P- restarcie mikrokontroler przecho-
Podstawowe rÛÅ‚nice pomiÍdzy 12-S jest elementem wykonaw- dzi w stan czuwania (w prost-
obydwoma ukÅ‚adami, poza typem czym, zaÅ‚Ä…czajÄ…cym oÅ›wietlenie szej wersji dioda D7 miga krÛt-
zastosowanego procesora oraz syg- w pomieszczeniu, do ktÛrego kimi impulsami). NaleÅ‚y wtedy
nalizacji optycznej, to połączenia wchodzimy. DośĘ wałnym para- przycisnąĘ przycisk ON/OFF, co
poszczegÛlnych blokÛw z portami metrem jest maksymalny prÄ…d, jest sygnaÅ‚em rozpoczÍcia pracy
mikrokontrolera. jaki bÍdzie przeÅ‚Ä…czany przez ukÅ‚adu.
Wyświetlacz siedmiosegmento-
wy jest dołączony do wyprowa-
dzeÒ PA0..PA6 procesora
ST62T15/25, skonfigurowanych ja-
ko wyjścia push-pull. Diody LED
D5..D7 są natomiast dołączone do
wyprowadzeÒ PA0..PA2 mikrokon-
trolera ST62T10/20 skonfigurowa-
nych takłe jako wyjścia push-
pull.
Odbiornik podczerwieni zlicza-
jąc osoby wchodzące podłączono
do wyprowadzenia 8 (PC5/PB7)
procesora. Wyprowadzenie to jest
skonfigurowane jako
wejście no pull up.
Odbiornik podczer-
wieni zliczajÄ…cy oso-
by wychodzÄ…ce pod-
Å‚Ä…czono do wypro-
wadzenia 9 (PC4/
PB6) mikrokontrole-
ra.
Sterowanie na-
dajnikiem podczer-
Rys. 2. Schemat elektryczny włącznika z licznikiem liczby osób.
Elektronika Praktyczna 4/2000
58
Sterownik oświetlenia z licznikiem osób
Rys. 3. Schemat elektryczny sterownika w prostszej wersji.
W ukÅ‚adach obydwu wersji na momencie jest on zablokowany wyÅ›wietlacz ze wspÛlnÄ… anodÄ….
wyjÅ›ciu PB2 (PB5) pojawiÄ… siÍ przez obwÛd zliczajÄ…cy osoby W tym celu podczas tworzenia
impulsy, ktÛre poprzez rezystor wchodzÄ…ce. Podobna sytuacja jest programu naleÅ‚y skonfigurowaĘ
R6 sterują tranzystorem T4. przy wyjściu z pomieszczenia, porty PA0..PA6 jako wyjścia ty-
W efekcie diody nadawcze D1 z tym, Å‚e wtedy blokowanie od- pu open-drain. NaleÅ‚y rÛwnieÅ‚
i D2 Å›wiecÄ… Å›wiatÅ‚em impulso- bywa siÍ w odwrotnym kierunku. na listwie wyprowadzeniowej do
wym. Diody są zasilane poprzez Dodatkowo na wejściach zastoso- wyświetlacza zamiast masy pod-
rezystor R8 z linii zasilajÄ…cej wano programowÄ… zwÅ‚okÍ czaso- Å‚Ä…czyĘ +5V do anody wyÅ›wiet-
+12V. Sygnał impulsowy sterujący wą przeciwdziałającą ewentual- lacza.
pracÄ… tranzystora ma niewielkÄ… nym zakÅ‚Ûceniom. Na rys. 4 znajduje siÍ schemat
czÍstotliwośĘ (ok. 50Hz). Zmienne Na wyjÅ›ciu PB0 (PB4) pojawi zasilacza, ktÛry montowany jest
natÍÅ‚enie promieniowania pod- siÍ stan wysoki wprowadzajÄ…c na gÅ‚Ûwnej pÅ‚ytce sterownika.
czerwonego oÅ›wietla dwie rÛwno- tranzystor T1 w przewodzenie
legle połączone pary diod odbior- i załączając światło w pomieszcze- Montał układu
czych (D3, D4 i D9, D10), ktÛre niu. Na wyÅ›wietlaczu LED (w wer- PÅ‚ytka drukowana sterownika
polaryzujÄ… bazy tranzystorÛw T2, sji bardziej zÅ‚oÅ‚onej) pojawi siÍ zostaÅ‚a zaprojektowana w ten
T3. RÛwnolegÅ‚e poÅ‚Ä…czenie diod cyfra informujÄ…ca o liczbie osÛb sposÛb, Å‚e przejÅ›cie miÍdzy obie-
odbiorczych ma na celu zwiÍksze- w pomieszczeniu. W podobny spo- ma wersjami ukÅ‚adu polega na
nie kÄ…ta odbioru promieniowania sÛb funkcjonuje ukÅ‚ad w prostszej wymianie procesora i odÅ‚Ä…czeniu
podczerwonego z nadajnika oraz wersji sterownika. czy teł przyłączeniu wyświetla-
zwiÍkszenie czuÅ‚oÅ›ci odbiornika. Limit osÛb przebywajÄ…cych cza lub diod LED. Dodatkowo
Gdy diody odbiorcze są oświet- w pomieszczeniu został programo- naleły zmieniĘ połołenie po-
lone, na wyjÅ›ciu odbiornika po- wo ustalony na dziesiÍĘ. Przekro- szczegÛlnych zworek (wedÅ‚ug
jawia siÍ napiÍcie - stan wysoki czenie limitu sygnalizowane jest opisu) oraz obciąĘ dwa wypro-
- ktÛre jest podawane na wejÅ›cie wÅ‚Ä…czaniem siÍ sygnaÅ‚u akustycz- wadzenia procesora ST6215/25,
mikrokontrolera. Przerwanie ob- nego. W wersji z wyÅ›wietlaczem ktÛre i tak nie sÄ… wykorzystane
wodu bariery podczerwieni powo- pojawiÄ… siÍ trzy poziome kreski, w sterowniku, tj. koÒcÛwki 6
duje pojawienie siÍ stanu niskiego w wersji prostszej zgaÅ›nie dioda (Ain/PC7) i 7 (Ain/PC7).
na wejÅ›ciu mikrokontrolera, co D7 OK i zapali siÍ dioda
odbierane jest jako informacja D6 ALARM/ZA DUZO.
o pojawieniu siÍ osoby. WyÅ›wietlacz LED jest
Jełeli najpierw zostanie prze- sterowany z PA0..PA6
rwany obwÛd zliczajÄ…cy osoby poprzez rezystory
wchodzÄ…ce, licznik zwiÍkszy swÛj R9..R15 o wartoÅ›ci 820&!.
stan o 1. W chwilÍ pÛüniej zosta- W przypadku braku wy-
nie przerwany obwÛd zliczajÄ…cy Å›wietlacza ze wspÛlnÄ…
osoby wychodzące, lecz w tym katodą mołna zastosowaĘ
Rys. 4. Schemat elektryczny zasilacza.
Elektronika Praktyczna 4/2000
59
Sterownik oświetlenia z licznikiem osób
wym) najlepiej umieściĘ w obudo-
wie plastykowej. UmieszczajÄ…c ste-
rownik w obudowie plastykowej
powinniÅ›my na obudowÍ wypro-
wadziĘ diody LED oraz przyciski
P1 i P2.
Rys. 5. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej nadajnika IR.
NaleÅ‚y pamiÍtaĘ, Å‚e ukÅ‚ad wy-
konawczy w postaci przekaünika
P1 zaÅ‚Ä…cza obwÛd bÍdÄ…cy pod
napiÍciem 220V, w zwiÄ…zku
z tym zalecam zachowanie szcze-
gÛlnej ostroÅ‚noÅ›ci.
Krzysztof Górski, SQ2GCL
[e-mail]
Oprogramowanie sterownikÛw,
Rys. 6. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej odbiornika IR.
w wersji ürÛdÅ‚owej (dla ST6-Re-
Na pÅ‚ytce drukowanej z mikro- alizera) i wynikowej, jest dostÍp-
WYKAZ ELEMENTÓW
kontrolerem znajdujÄ… siÍ cztery ne na pÅ‚ycie CD-EP4/2000 w ka-
Rezystory zworki ZW1..ZW4, ktÛre dostoso- talogu \Noty katalogowe do pro-
R1, R3, R25..R28: 1,1k&! wujÄ… ukÅ‚ad do wybranej wersji. jektÛw\Sterownik oÅ›wietlenia oraz
R2, R4, R5, R30, R31: 2,2k&! Przy wyborze układu z wyświet- w Internecie pod adresami:
R6, R7: 3,9k&! laczem zworki ZW1, ZW2, ZW3 - http://www.ep.com.pl/programy/
R8: 220&!/2W sÄ… rozwarte. Natomiast zworka programy.html - programy
*R9..R15: 820&! ZW4 zwiera ze sobÄ… wyprowadze- w postaci wynikowej,
nia 1, 2 i 3, 4 . W układzie z pro- - http://www.ep.com.pl/ftp/
R9..R11: 2,2k&!
cesorem ST62T10/20 ZW1, ZW2, ftpot.html - programy w postaci
R16: 100k&!
ZW3 sÄ… zwarte, a zwora ZW4 ürÛdÅ‚owej.
R17: 68k&!
łączy wyprowadzenia 2 i 4. Układ
R18, R20: 5,1k&!
po zmontowaniu wszystkich pły- Graficzny kompilator progra-
R19, R29: 3,3k&!
tek i wykonaniu poÅ‚Ä…czeÒ miÍdzy mÛw ST6-Realizer znajduje siÍ na
R21, R22: 300k&!
nimi powinien zacząĘ działaĘ. płycie CD-EP2.
R23, R24, R32: 15k&!
Na rys. 5 i 6 znajdujÄ… siÍ
Kondensatory
schematy montałowe płytek na- Wzory płytek drukowanych
C1, C4, C6, C9, C10, C11: 220nF
dajnika i odbiornika podczerwie- znajdujÄ… siÍ na wkÅ‚adce wewnÄ…trz
C2, C3: 30pF
ni. Rozmieszczenie elementÛw na numeru, na pÅ‚ycie CD-EP4/2000
C5: 1µF
pÅ‚ytce sterownika przedstawiono (takÅ‚e w wersji ürÛdÅ‚owej) oraz
C7: 100nF
na rys. 7. w Internecie pod adresem: http:/
C8: 10nF
Przy wlutowywaniu elementÛw /www.ep.com.pl/pcb.html.
C12: 1000µF/25V
naleÅ‚y zwrÛciĘ
C13: 470µF/16V
uwagÍ na odpo-
Półprzewodniki
wiednie umiesz-
D1, D2: diody nadawcze
czenie koÒcÛ-
podczerwieni (np. LD271)
wek podzespo-
D3, D4, D9, D10: odbiorniki
Å‚Ûw w pÅ‚ytce. Z
podczerwieni (np. BWP34)
płytki wyprowa-
D5, D6, D7: diody LED dowolne
dzone sÄ… prze-
D8: BAVP19
wodami przy-
*LED: wyświetlacz wspólna katoda
ciski P1 i P2
T1, T4: BD135
oraz przetwor-
T2, T3, T5, T7: BC548
nik piezo. Połą-
T6, T8: BC556
czenia miÍdzy
US1: ST62T10/20 lub ST62T15/25*
pÅ‚ytkÄ… gÅ‚ÛwnÄ…
(w zależności od wersji)
a poszczegÛlny-
US2: 555
mi płytkami
US3: 7805
najlepiej wyko-
Różne
naĘ przewodem
Piezo: przetwornik piezoelektryczny
wielołyłowym,
o średnicy 2cm
tzw. taśmą.
PK1: przekaz
nik RM94P-12-S
Zmontowany
P1, P2: przyciski jednobiegunowe
ukÅ‚ad (pÅ‚ytkÍ
- reset
z mikrokontro-
X: rezonator 8MHz
lerem i transfor-
Elementy oznaczone * nie Rys. 7. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej
matorem siecio-
wchodzą w skład kitu sterownika.
Elektronika Praktyczna 4/2000
60