Какую кнопку выбрать при сборке лампы подсветки на столе или выключателя света? Конечно же никакую, то есть электронный датчик! Это конструкция бесконтактной лампы с отражающим оптическим датчиком. Основа – микроконтроллер Digispark Attiny85.

Настройка и схема устройства

На рисунке изображена полная принципиальная схема этого устройства. Схема питается от компактного импульсного источника питания, а отражающий датчик используется для управления внешней лампой постоянного напряжения, подключенной к выходу схемы. Действие переключения можно вызвать, поднеся палец к глазку датчика.

Отражающий датчик TCRT5000 (SENS-1) подключается непосредственно ко входу P0 платы микроконтроллера Attiny85 (DIGISPARK) с резистором 56 кОм (R2) и конденсатором 2,2 мкФ (C1) для установки чувствительности и подавления шума. Первый резистор 220 Ом (R1) ограничивает рабочий ток инфракрасного излучателя (950 нм) внутри отражающего датчика. Модуль питания HLK 5M-05 (HLK1) обеспечивает стабильное напряжение питания 5 В для всей электроники. Два красных светодиода, припаянных к плате Digispark, используются для индикации состояния источника питания и тумблера. Глазок датчика реагирует на жесты рук в пределах 30 мм, чего вполне достаточно.

Здесь требуется небольшой силовой МОП-транзистор. Обычный IRLZ44 (T1) например. Кстати, есть одна важная вещь, на которую надо обратить внимание, если вы замените МОП-транзистор другим. Стандартный силовой МОП не подходит напрямую для переключения нагрузок с микроконтроллером – нужно выбрать транзистор с логическим уровнем в качестве замены. Выход P1 платы Digispark направлен на затвор полевого транзистора через резисторы R3 и R4.

Конструкция предназначена в первую очередь для управления внешними светодиодными лампами с питанием 5 В. Типичный пример – подключение LED ламп или лент USB.

Предлагаемая компоновка печатной платы позволяет вставлять плату Digispark в разъемы. Несмотря на компактные размеры, импульсный блок питания HLK 5M-05 удовлетворяет всем требованиям в отношении изоляционных расстояний и зазоров для использования с сетевым напряжением переменного тока.

Хотя силовой МОП-транзистор IRLZ44 может коммутировать большие токи, фактический ток должен быть ограничен из-за ширины дорожек на печатной плате.

Код, загруженный в Digispark, определяет функцию тумблера. Код можно легко адаптировать для добавления или изменения функций.

int pin_LAMP = 1; // P1

int pin_SENS = 0; // P0

boolean oldSwitchState = LOW;

boolean newSwitchState1 = LOW;

boolean newSwitchState2 = LOW;

boolean newSwitchState3 = LOW;

boolean LampState = LOW;

void setup()

{

pinMode(pin_LAMP, OUTPUT);

digitalWrite(pin_LAMP,LOW);

pinMode(pin_SENS, INPUT);

}

void loop()

{

newSwitchState1 = digitalRead(pin_SENS);

delay(1);

newSwitchState2 = digitalRead(pin_SENS);

delay(1);

newSwitchState3 = digitalRead(pin_SENS);

if ( (newSwitchState1==newSwitchState2) && (newSwitchState1==newSwitchState3) )

{

if ( newSwitchState1 != oldSwitchState )

{

if ( newSwitchState1 == HIGH )

{

if ( LampState == LOW ) { digitalWrite(pin_LAMP, HIGH); LampState = HIGH; }

else { digitalWrite(pin_LAMP, LOW); LampState = LOW; }

}

oldSwitchState = newSwitchState1;

}}}

Испытания бесконтактного выключателя

Из-за определенных ограничений использовался белый светодиод мощностью 1 Вт (плюс последовательный резистор 5,1 Ом) в качестве лампы. Все тесты проводились с использованием регулируемого блока питания 5 В 1 А.

Электроника должна быть размещена в прочном пластиковом корпусе, чтобы ее можно было аккуратно и надежно закрепить на стене. Хотя изначально вся схема была быстро собрана в качестве экспериментальной, она использовалась довольно долгое время как есть. Конечно по правилам лучше сконструировать схему более безопасным способом и в защищенном от доступа корпусе.

Есть много решений для включения и выключения электрических ламп на 220 В переменного тока с помощью этого бесконтактного выключателя света, не затрагивая его основную электронику. Основная идея состоит в том, чтобы использовать твердотельное реле вместе с кабелем лампы. В некоторых случаях можно использовать обычное механическое реле, но только твердотельный переключатель может обеспечить полную безопасность, чтобы полностью изолировать логику от электрических помех и искр, вызванных большими нагрузками.

Вот принципиальная схема высоковольтного твердотельного переключателя (до 100 ватт проблем нет). Будьте осторожны, из соображений безопасности следует использовать изолированный корпус.

Еще одна интересная идея – использование надежного твердотельного переключателя переменного тока PS2401, со схемой перехода через нуль. Тогда коммутации чистые, а электромагнитные помехи отсутствуют.