Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
IGE-XAOIGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Powielacz czasu automatu schodowego

koczis_ws 18 Lut 2017 17:56 10056 38
  • Powielacz czasu automatu schodowego

    Witam,
    Jest to moja pierwsza konstrukcja prezentowana na forum.
    Pomysł powstał na schodach gdy nagle w połowie drogi zgasło światło i trzeba było po omacku dotrzeć do przycisku załączania światła. Myślę, że nie jestem jedynym, którego spotkała taka "przyjemność". Po którymś z kolei takim zdarzeniu postanowiłem coś z tym zrobić. Wymiana automatu schodowego nie wchodzi tu w rachubę. Przedłużenie czasu świecenia nic nie da, bo przecież wchodząc na klatkę schodową nie wiemy kiedy zaczęło się światło świecić i kiedy zgaśnie.
    Wymyśliłem więc, że trzeba mieć możliwość zapewnienia sobie czasu świecenia do własnych potrzeb. Czyli coś takiego, co po wciśnięciu przycisku zapewni nam czas świecenia przynajmniej taki jaki jest zaprogramowany w automacie schodowym.
    Zabrałem się więc do projektowania układu.

    Założenia są takie:
    - Układ musi być wpięty do przycisku oświetlenia,
    - Musi być zasilany z instalacji oświetleniowej,
    - Nie może wymagać przeróbek okablowania instalacji oświetleniowej.

    Schemat się rozrastał, przybywało elementów a układ nawet na papierze nie działał poprawnie. W tym momencie nastąpił przełom. To jest ten czas żeby wejść w świat mikrokontrolerów.
    Wybrałem AVR. Zakupiłem co trzeba, poczytałem o programowaniu i innych rzeczach z tym związanych i tak powstało to "dzieło" :D.
    Układ jest prosty, nie wymaga wielu elementów. Oprogramowanie też nie jest jakieś wielkie.
    Układ jest zasilany tzw. zasilaczem beztransformatorowym z kondensatorem C3, mostkiem B1 , kondensatorami C7 i C8. Stabilizację napięcia, a raczej zabezpieczenie przed przekroczeniem 5 V zapewnia dioda Zenera D4. Zasilacz jest podpięty równolegle do styków przycisku schodowego. Również równolegle jest podpięty triak inicjujący oświetlenie,sterowany optotriakiem MOC 3020.

    Tutaj OSTRZEŻENIE !
    Ponieważ układ jest zasilany bezpośrednio z sieci, bez separacji należy zachować szczególną ostrożność przy wszelkich pracach z tym układem podczas uruchamiania. Potencjał sieci może wystąpić na każdym elemencie nawet na "masie". Nie jest on szkodliwy dla układu ale dla uziemionego człowieka tak.

    Takie podłączenie zasilania powoduje w spoczynku przepływ niewielkiego (ok.5 mA) prądu przez żarówki. Nie jest to problem przy zwykłych żarówkach, ale przy lampach LED powoduje ich słabe świecenie. Problemem tym zajmowałem się w tym temacie: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3298223.html i rozwiązanie jego jest tam opisane.
    Działanie układu jest następujące: jak wciśniemy przycisk JP1 gdy światło nie świeci to nastąpi zainicjowanie zapalenia światła i uruchomienie automatu schodowego. Powoduje to odcięcie zasilania układu przez zwarte styki automatu schodowego. Jeśli wciśniemy na chwilę ten przycisk w trakcie świecenia światła, to po zgaszeniu światła przez automat schodowy nastąpi powtórne zainicjowanie go na następny jeden cykl.
    "Sercem" jest pamięć, która może być skasowana bez zasilania układu. Tą rolę spełnia kondensator C6. Jeśli układ jest zasilany to ten kondensator jest ciągle doładowywany, natomiast bez zasilania może być rozładowany przyciskiem JP1. Gdy po zgaszeniu światła przez automat schodowy zostaje przywrócone zasilanie układu (rozwarcie styków automatu schodowego), to pierwsze co robi procesor po przebudzeniu, to sprawdzenie napięcia na tym kondensatorze. Gdy jest mniejsze od progowego to inicjuje zapalanie światła, jeśli nie to zaczyna doładowywać kondensator C6 i czeka na wciśnięcie przycisku.
    Najpierw eksperymenty na płytce stykowej:
    Powielacz czasu automatu schodowego
    Schemat układu i PCB opracowałem w EAGLE.
    Powielacz czasu automatu schodowego
    Powielacz czasu automatu schodowego Powielacz czasu automatu schodowego
    Rysunek płytki w PDF jest w załączniku. Płytka jest okrągła i ma taką średnicę , że mieści się w puszce przycisku podtynkowego. Jako obudowę wykorzystałem zakrętkę od jakiegoś kremu.
    Wadą tego rozwiązania jest dla zapewnienia komfortu konieczność instalowania go we wszystkich przyciskach oświetlenia. Ale przy małym koszcie nie jest to może wielkim problemem. Koszt elementów w przybliżeniu nie przekracza 10 zł.
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    koczis_ws
    Poziom 27  
    Offline 
    Specjalizuje się w: urządzenia technologiczne, automatyka
    koczis_ws napisał 1445 postów o ocenie 248, pomógł 38 razy. Mieszka w mieście Kraków. Jest z nami od 2009 roku.
  • IGE-XAOIGE-XAO
  • #2
    kokapetyl
    Poziom 43  
    koczis_ws napisał:
    Koszt elementów w przybliżeniu nie przekracza 10 zł.

    Jaki jest koszt wykonania jednego modułu ?
    Trzeba to oczywiście pomnożyć przez ilość pięter.
    Są przecież automaty schodowe, które odpowiednio wcześniej informują o zbliżającym się czasie wyłączenia się oświetlenia (jest sporo czasu na reakcję)
  • #3
    koczis_ws
    Poziom 27  
    Wiem, że są ale napisałem przecież, że wymiana automatu nie wchodzi w rachubę.
    Przy dużej ilości pięter oczywiście nie jest to może opłacalne, ale przy dwóch, trzech już tak.
    Trzeba też wziąć pod uwagę osoby starsze. Co z tego, że zostaną na półpiętrze poinformowani o zbliżającym się gaszeniu jak i tak nie doczłapią w tym czasie do przycisku.
  • #4
    kokapetyl
    Poziom 43  
    koczis_ws napisał:
    Co z tego, że zostaną na półpiętrze poinformowani o zbliżającym się gaszeniu jak i tak nie doczłapią w tym czasie do przycisku.

    Zdążą, ten czas nie jest tak krótki. Nie podam dokładnego czasu, ale przekracza jedną minutę (wystarczy na pokonanie jednego półpiętra)

    Dodano po 7 [minuty]:

    koczis_ws napisał:
    ale napisałem przecież, że wymiana automatu nie wchodzi w rachubę.

    Brak zezwolenia, czy inne problemy ?
    Przy pierwszym wariancie, ingerencja w przyciski raczej też nie wchodzi w rachubę.
    Za inwencję twórczą masz dwa punkty, za "powielanie" pomysłów minus jeden
  • #5
    koczis_ws
    Poziom 27  
    Jeden zdąży drugi nie. Trzeba też pamiętać o psychice starszych ludzi i o stresie jaki może wywołać fakt, że zaraz zgaśnie światło. Nie każdy przeleci pół piętra w 1 minutę, ale jak ktoś nie przejdzie 1 piętra w 5 minut to raczej się na spacery nie wybiera.
  • #6
    kokapetyl
    Poziom 43  
    koczis_ws napisał:
    Trzeba też pamiętać o psychice starszych ludzi

    I nie każdy pomyśli (bo to nie logiczne) aby naciskać przycisk światła, skoro jest ono włączone.
    Zastosować czujniki ruchu, lub załączać oświetlenie na stałe (po zapadnięciu zmroku) oczywiście oświetlenie oszczędne (LED)
  • #7
    md5crypt
    Poziom 9  
    Hmm, a może dorzucić mikrofonik za parędziesiąt groszy i klaskacza zrobić? Praktycznie nic nie trzeba zmieniać tylko trochę kodu dopisać. Zgaśnie światło to starsza osoba sobie zaklaszcze i problem z głowy.
  • #8
    koczis_ws
    Poziom 27  
    kokapetyl napisał:
    koczis_ws napisał:
    Trzeba też pamiętać o psychice starszych ludzi

    I nie każdy pomyśli (bo to nie logiczne) aby naciskać przycisk światła, skoro jest ono włączone.
    ...


    Ale jak się ich o tym poinformuje to może zajarzą.
  • IGE-XAOIGE-XAO
  • #9
    M. S.
    Poziom 34  
    Domyślam się, że zasilanie uC i diody optotriaka utrzymują kondensatory C7 i C8 w czasie gdy triak jest włączony, a zasilanie zwarte przez niego. Ile to czasu wytrzymuje? I czy nie jest to w rzeczywistości właśnie ten element, który odmierza czas?
    Moim zdaniem, na pierwszy rzut oka, wystarczyłby nieśmiertelny 555 zamiast uC.
    Próbowałbym też usunąć ten optotriak poprzez zastosowanie prostownika jednopołówkowego.
  • #10
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #11
    satanistik
    Poziom 27  
    Problemem jest tu teoretycznie brak zasilania bo układ zasila się z linii przycisku czyli gdy świeci się światło to układ nie ma zasilania i nie ma jak wykryć kolejnych wciśnięć na już zwartej linii. Kiedy zauważyłem że takie polskie automaty schodowe w białych obudowach ( nie pamiętam niestety firmy), po dłuższym zwarciu przycisku miały problem z ponownym załączeniem. Wynikało to z tego że kondensator od stałej czasowej ładował się stopniowo do zbyt wysokiego napięcia.
  • #12
    koczis_ws
    Poziom 27  
    M.S.
    Kondensator C7 podtrzymuje zasilanie optotriaka, ale nie tylko. Zastosowałem MOC 3020 a nie MOC 3043, który załącza w zerze. Dzięki temu na załączonym triaku otrzymuje się napięcie kilku woltów. MOC 3043 powodował migotanie światła zanim automat schodowy przejął załączenie. Wynikało to z tego, że zasilanie układu spadało do zera co spowodowało wyłączenia zasilania optotriaka a to z kolei załączało zasilanie układu. Procesor nadal sterował optotriak ale prąd był zbyt mały i zapalenie następowało dopiero po pewnym czasie. 555 się nie nadaje bo potrzebne jest zapamiętanie stanu "pamięci" C6 i podjęcie odpowiedniej akcji w zależności od jego stanu naładowania. Nie za bardzo rozumiem co masz na myśli z tym prostownikiem jednopołówkowym.
    Kraniec_Internetów
    Owszem , przyciski są połączone równolegle, ale zwarte styki automatu schodowego sprowadzają napięcia na nich do zera i wciśnięcie któregokolwiek z nich nie zmienia tego stanu. Konieczne jest pozostawienie szczątkowego napięcia na wyjściu automatu schodowego i wtedy wciśnięcie któregoś przycisku może być odczytane.
    Zresztą myślę teraz nad projektem "inteligentnego" automatu schodowego bazując na doświadczeniach zebranych przy tym urządzonku.

    Dodano po 15 [minuty]:

    md5crypt napisał:
    Hmm, a może dorzucić mikrofonik za parędziesiąt groszy i klaskacza zrobić? Praktycznie nic nie trzeba zmieniać tylko trochę kodu dopisać. Zgaśnie światło to starsza osoba sobie zaklaszcze i problem z głowy.

    Pomysł niezły, wart przemyślenia. Trzeba tylko zabezpieczyć cię przed innymi hałasami, żeby światło nie zapalało się na korytarzu przy głośnej kłótni u któryś z sąsiadów :D, albo tak jak na jednym z filmów z Belmondo gdzie światło sterowane klaśnięciem zapalało się i gasło gdy dawał komuś w pysk :D.
  • #13
    md5crypt
    Poziom 9  
    koczis_ws napisał:
    Pomysł niezły, wart przemyślenia. Trzeba tylko zabezpieczyć cię przed innymi hałasami, żeby światło nie zapalało się na korytarzu przy głośnej kłótni u któryś z sąsiadów :D, albo tak jak na jednym z filmów z Belmondo gdzie światło sterowane klaśnięciem zapalało się i gasło gdy dawał komuś w pysk :D.

    Proste, limit czasu. Przykładowo - klaskacz jest aktywny tylko przez 4 minuty po zgaszeniu się światła + limit włączeń do np. czterech by jakaś budowa nie trzymała światła wiecznie włączonego.
  • #14
    kokapetyl
    Poziom 43  
    md5crypt napisał:
    klaskacz jest aktywny

    Problem ze starszymi osobami, a co z inwalidą np. bez ręki, czym będzie klaskał ?
  • #15
    Użytkownik usunął konto
    Poziom 1  
  • #16
    koczis_ws
    Poziom 27  
    Najlepiej czujniki ruchu na każdym piętrze, ale to trochę drogie, albo tzw. wyłączniki hotelowe, tylko tu trzeba pamiętać o wyłączeniu światła i wymaga dostosowania instalacji. Można też zastosować system rozpoznawania mowy reagujący na hasło"Zapal światło". A mi chodziło o proste przystosowanie tego co jest.
  • #17
    kokapetyl
    Poziom 43  
    koczis_ws napisał:
    albo tzw. wyłączniki hotelowe, tylko tu trzeba pamiętać o wyłączeniu światła i wymaga dostosowania instalacji.

    Nie konieczna zmiana instalacji. Zamiast automatu schodowego trzeba zastosować przekaźnik.
  • #18
    koczis_ws
    Poziom 27  
    kokapetyl napisał:
    koczis_ws napisał:
    albo tzw. wyłączniki hotelowe, tylko tu trzeba pamiętać o wyłączeniu światła i wymaga dostosowania instalacji.

    Nie konieczna zmiana instalacji. Zamiast automatu schodowego trzeba zastosować przekaźnik.

    Zgadza się, widziałem gdzieś takie rozwiązanie. Pierwsze wciśnięcie załączało światło a kolejne wyłączało, i tak na przemian. Ale to wymaga automatu inaczej podłączonego do instalacji, choć nadal pozostają 3 przewody w pionie.
  • #19
    Marek17M
    Poziom 2  
    Witam,
    Pomysł przydatny i ciekawy. Mam podobny problem na klatce schodowej. Budynek jest czteropiętrowy. Gasnące niespodziewanie światło jest irytujące i niebezpieczne. Jedna osoba złamała przez to nogę, gdy w połowie zbiegania ze schodów zgasło światło. Pewnie nikt wtedy tego zgłosił bo nadal mamy tak samo. Osobiście mam latarkę przy kluczach z której korzystam w razie zgaśnięcia światła na półpiętrze.
    Co do układu, to oczywiście można by to wykonać inaczej, na innych elementach. Liczy się pomysł.
    Co wg mnie wymaga poprawy.
    Trzeba by popracować nad rozmieszczeniem elementów na płytce np. nie podoba mi się gięcie wyprowadzeń triaka przy samej obudowie , odcięcie rogu optotriaka czy montaż kondensatora na przewodach tuż obok triaka.
    Rezystor przy triaku chyba się przegrzewa.
    Montaż mostka smd na drutach wynikł może z braku właściwego elementu, ale tak być nie powinno.
    Odnoszę wrażenie, że na schemacie wartości elementów, a dokładniej rezystorów są inne niż na zdjęciu zmontowanej płytki np. rezystor 22om a na płytce 47om? Jeśli tak, to podważa to wiarygodność schematu.
    Zmontowany układ wygląda trochę jak złożony z tego co było w szufladzie.
    Reasumując pomysł dobry i przydatny, ale nad wykonaniem trzeba popracować by układ działał bezawaryjnie.
  • #20
    waleryfw
    Poziom 13  
    Fajny układzik. A czy kolega podzieli się oprogramowaniem, bo nic nie było opisane nawet w jakim języku został stworzony.
  • #21
    koczis_ws
    Poziom 27  
    Marek17M , masz rację, zmontowane było z tego co miałem, ale tu wartości elementów nie są krytyczne. Kondensator na drutach pojawił się gdy usiłowałem wepchnąć płytkę do obudowy (niestety jest to najwyższy element). Krytyka schematu jak najbardziej na miejscu i jest dla mnie cenna , ale są to moje pierwsze kroki w EAGLE.
    Mam już zaprojektowany układ na elementach SMD i wtedy nie będzie problemów z miejscem. Na razie go jeszcze nie robię bo czekam na przesyłki z częściami. Tu jeszcze uwaga. Nic w tym układzie się nie grzeje bo w spoczynku płyną bardzo małe prądy a aktywność triaka jest ograniczona do maksymalnie kilku sekund (w programie do 3 sek.), więc nie zdąży się nic rozgrzać.
    Program napisałem w BASCOM. Jest prosty jak konstrukcja gwoździa :) ale załączam.
  • #22
    Marek17M
    Poziom 2  
    Odnośnie przegrzewającego rezystora, to swoje stwierdzenie oparłem na widocznym przebarwieniu lakieru. Chociaż, skoro układ zmontowałeś z zapasów szufladowych, to może ten rezystor już tak miał przed zamontowaniem.
    Układ w wersji SMD będzie zapewne bardziej kompaktowy. Przy projektowaniu płytki zwróć jednak uwagę na zachowanie odstępów izolacyjnych od części 230V. Jest to ważne mimo iż układ nie jest galwanicznie odseparowany od sieci. Ważne są odpowiednie moce rezystorów SMD oraz dopuszczalne napięcia elementów w tym także rezystorów. Szczególnie dotyczy to elementów zasilacza i połączonych z triakiem. Jeśli jeszcze nie masz, to zachęcam do poszukania not katalogowych elementów SMD.
    Sugestia montażowa. Jeżeli będziesz kładł kondensator elektrolityczny i zaginasz wyprowadzenia pod kątem prostym, to niezależnie od napięcia, na wyprowadzenia nałóż koszulki. Mimo iż obudowa kondensatora jest w koszulce (cienkiej) to bez dodatkowej izolacji wyprowadzeń mogą się one zewrzeć.
    Jeśli już o zwarciach. Od strony 230V konieczny jest bezpiecznik topikowy. Bez niego, w razie wystąpienia zwarcia rolę bezpiecznika przejmą ścieżki bądź któryś element, ale będzie to niekontrolowane i może spowodować pożar lub eksplozję, która może wywalić układ z puszki.
    Dla zapewnienia długiej pracy, zmontowany i uruchomiony układ warto będzie zaizolować lakierem elektroizolacyjnym do PCB.
    Odnośnie schematu to sugeruję kilka zmian.
    Popraw jednostki przy kondensatorach np. mk, powinno być uF.
    Przy kondensatorach podaj napięcia np. 100uF/16V, a przy rezystorach moce np. 100om/0.125W.
    Cieszy, że po wykonaniu prototypu podejmujesz się rozwoju układu i budowę ulepszonej wersji. Jest pole do nauki.
  • #23
    koczis_ws
    Poziom 27  
    Ten rezystor rzeczywiście jest po przejściach :) ale został sprawdzony i jest OK.
    Dziękuję za rady i sugestie, większość z nich już mi była znana ale dobrze, że ktoś na to zwraca uwagę. Bezpiecznik nie jest tak do końca krytyczny bo ewentualne zwarcie spowoduje co najwyżej zapalenie się światła na stałe (w puszce są tylko przewody zwierane przyciskiem, nie ma "N").

    PS.
    Ten bezpiecznik to raczej bez sensu bo do jego zadziałania potrzebny jest tzw. prąd zwarciowy a tu prąd maksymalny jest równy znamionowemu. Można ewentualnie zabezpieczyć obwód za mostkiem bezpiecznikiem 50 mA.

    PS.PS.
    Przypomniałem sobie jeszcze o dwóch rzeczach. Wiele automatów schodowych wymaga długiego trzymania przycisku dla zapalenia światła. To urządzenie eliminuje to , wystarczy króciutkie naciśnięcie a układ podtrzymuje połączenie (tu 3 sek. ale można w programie to zmienić). Druga sprawa. Jeśli przy zgaszonym świetle wciśniemy i przytrzymamy przycisk dłużej niż 3 sek. to światło zapali się na 2 kolejne cykle.
  • #24
    Szyszkownik Kilkujadek
    Poziom 36  
    Jest inne, proste rozwiązanie. Wywalić automat schodowy i wymienić oprawy na oprawy LED z mikrofalowym czujnikiem ruchu. Inwestycja w typowej 4-piętrowej klatce daje średnio 100 zł miesięcznie oszczędności. Inwestycja szybko się zwraca. Oprawy na czujnik eliminują wszystkie przytoczone w tym temacie problemy. Dodatkowym plusem jest, że nie trzeba wymieniać żarówek, a światło jest zapalone tylko tam, gdzie trzeba.
  • #25
    deksta84
    Poziom 24  
    Mikrofalowe czujki nadają się tylko na ogrzewanych klatkach (niech zgadnę RoHS). Tej zimy miałem piękny pokaz świetlny na osiedlu. Zamontowali w lato, w zimę wymieniali... żarówki, co oczywiście nie miało nic wspólnego z defektem (wymiana w dzień). Jak na swój wiek i ja miałem problemy z nadążeniem za czasem wyłączania światła na niższym piętrze. Traf wieczorem/nocą kluczem do zamka.
  • #27
    koczis_ws
    Poziom 27  
    Póki co administracja nie zamontuje nam czujników ruchu więc, może trochę egoistycznie, zainstalowałem moje urządzonko na swoim piętrze i przygotowuję drugie do przycisku przy bramie. Będą testowane.
    A tak z innej beczki. Zainteresował mnie mikrokontroler Attiny 10. Z powodzeniem powinien tu wystarczyć a jest 2x tańszy od Attiny 13. Tylko jest problem. BASCOM nie obsługuje go. Atmel Studio tak ale musiał bym się nauczyć C++. Ja uważam, że C stworzono dla masochistów :). Programowanie w nim to gehenna. Wystarczy proste porównanie sposobu ustawiania jednego wyjścia, w jednym i drugim języku. No ale jak będzie trzeba to się musi lubić to czego się nie lubi.
    Druga sprawa. Mam programator ISP. W danych jest napisane, że można nim programować Attiny 10, ale nie mogę znaleźć sposobu połączenia, która linia na który pin, no, może z wyjątkiem GND i VCC. Czy ktoś ma jakieś doświadczenia w tym temacie.
  • #28
    deksta84
    Poziom 24  
    Tak, mam mikrofalowe. Osobiście poleciłbym układ logiczny typu 74HCT123, ponieważ przystawka nic więcej nie robi jak podtrzymanie stanu świecenia.
  • #29
    koczis_ws
    Poziom 27  
    deksta84 napisał:
    Tak, mam mikrofalowe. Osobiście poleciłbym układ logiczny typu 74HCT123, ponieważ przystawka nic więcej nie robi jak podtrzymanie stanu świecenia.


    No nie do końca. Musi podtrzymać świecenie ale tylko na jeden cykl i na żądanie. Zwykłe wyzwolenie układu czasowego po zgaszeniu światła, czy to 74123 czy "555", powodowało by ciągłe świecenie. Trzeba jeszcze wziąć pod uwagę, że w czasie świecenia światła układ traci zasilanie.
  • #30
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto