Схема выключателя показана на рис. 1. В его состав входит микросхема ТТР223-ВА6 (DA1), которая управляет тринистором VS1. ИК-сигналы принимает модуль В1 и преобразует их в импульсный сигнал.
С помощью этих сигналов происходит управление полевым транзистором VT1. На гасящем резисторе R6. диоде VD7, стабилитроне VD2 и конденсаторе С5 собран узел питания стабилизированным напряжением 5 В ИК-модуля В1 и микросхемы DA1. Питающее напряжение микросхемы дополнительно отфильтровано с помощью элементов R4 и С4. Диодный мост VD3—VD6 обеспечивает пульсирующим напряжением тринистор VS1, последовательно с мостом включена нагрузка, например лампа накаливания ELI.
Чувствительным элементом Е1 служит площадка на печатной плате. Этот элемент подключён к входу (вывод 3) микросхемы DA1 через ФВЧ C2R3C3, который подавляет низкочастотные наводки. После подачи сетевого напряжения микросхема калибруется, и на её выходе (вывод 1) устанавливается напряжение. равное питающему. Поэтому тринистор VS1 открывается, и на нагрузку (в данном случае на лампу накаливания EL1) поступает питающее напряжение.
Поскольку на выводы 4 и 6 микросхемы подано напряжение питания, она работает в режиме “кнопка с фиксацией”. Поэтому при каждом “нажатии” (приближении к сенсорному элементу Е1, а фактически, прикосновению к корпусу светодиода) происходит переключение выходного напряжения микросхемы, в соответствии с которым лампа накаливания ELI включается или выключается.
В обычном состоянии на выходе ИК- приёмника присутствует напряжение около 5 В, поэтому конденсатор С1 через резисторы R1 и R2 заряжается практически до этого напряжения. Поскольку оно закрывающее для полевого транзистора VT1, сопротивление его канала велико, и транзистор не влияет на работу микросхемы DA1. Если на ИК-приемник В1 начнут поступать импульсы с ИК-пульта, на выходе модуля В1 появятся импульсы, поэтому конденсатор С1 будет разряжаться через диод VD1 и резистор R2.
Когда напряжение на конденсаторе С1 станет меньше напряжения отсечки транзистора VT1 (типовое значение напряжения отсечки для транзистора КП 103В — около 2 В), сопротивление канала уменьшится. Поскольку канал транзистора включён последовательно с конденсатором СЗ, эквивалентная ёмкость этой цепи, подключённой к входу микросхемы DA1, увеличится и микросхема воспримет это как “прикосновение” к сенсорному элементу, поэтому её выходной сигнал сменится на противоположный.
Для повышения помехозащищённости, в частности от ИК-пультов другой аппаратуры, время разрядки конденсатора С1 выбрано относительно большим — несколько секунд, т. е. для включения или выключения лампы следует ИК-пульт включать на это время. Это можно считать неудобством, но включают или выключают освещение нечасто. Конечно же, такой выключатель лучше использовать в помещении, где нет другой аппаратуры с ИК-управлением. Тогда ёмкость конденсатора С1 можно уменьшить в несколько раз.
Все элементы выключателя смонтированы на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1.5 мм. Чертёж платы показан на рис. 2. В устройстве применены резисторы С2-23, МЯТ. оксидные конденсаторы — импортные, остальные конденсаторы — керамические К10-17 или импортные. Диод 1N4148 можно заменить любым из серий КД521. К522. КД102, КД102, остальные диоды — любые выпрямительные с допустимым обратным напряжением не менее 400 В и прямым током не менее 100 мА.
Стабилитрон — любой маломощный на номинальное напряжение 4,7 В или 5,1 В. Светодиод может быть повышенной яркости любого цвета свечения в корпусе диаметром 3 мм. Следует отметить, что у разных производителей цоколёвка тринисторов серии CR02AM, в частности, нумерация выводов, да и само название, отличается (у кого-то — тринистор, а у кого-то — симистор), поэтому на это необходимо обратить внимание.
Клеммник Х1 — однорядный винтовой серии DG126-03R, но можно обойтись и без него, припаяв провода к площадкам на плате. Микросхема установлена со стороны печатных проводников. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3. Плату можно разместить в корпусе от сетевого блока питания подходящих размеров (рис. 4). В верхней части корпуса делают отверстие для светодиода, а в боковой — для ИК-приёмника, и в этом случае можно обойтись без клеммника. Следует обратить внимание на то, чтобы не было гальванического контакта между сенсорной площадкой и пальцем.
Это может быть опасно для жизни и привести к выходу из строя элементов устройства. ИК-приёмник можно развернуть параллельно печатной плате, в этом случае такой выключатель можно разместить в корпусе стандартного выключателя. Для управления выключателем можно применить ИК-пульт от вышедшей из строя или старой аппаратуры, которая уже не используется. В этом случае он не будет влиять на другие приборы с ИК-управлением, которые эксплуатируются в настоящее время. Но можно изготовить и самодельный пульт.
Его целесообразно сделать, если нужен “дальнобойный” пульт с дальностью действия 10… 15 м. Для изготовления такого ИК-пульта можно применить корпус от малогабаритного карманного фонаря, в котором есть или в него можно поместить батарейный отсек для двух или трёх элементов питания типоразмера ААА. В авторском варианте подходящим оказался недорогой карманный светодиодный фонарь (рис. 5).
Его “вскрытие” показало (рис. 6), что в нем применен светодиод с диаметром корпуса 8 мм и большим углом излучения, поэтому для фокусировки луча применена прозрачная пластмассовая линза-насадка, которая дополнительно скрепляет две половины корпуса фонаря. В штатном батарейном отсеке размещены три элемента LR1130 (аналоги — LR54. V10GA, AG10) с суммарным напряжением 4,5 В. Держатель этой батареи объединён с держателем светодиода и подвижным контактом выключателя SA1 в один модуль, который занимает в корпусе мало места. Неподвижным контактом выключателя служит вывод анода светодиода. Невыпадающий движок выключателя размещён на корпусе фонаря. Токоограничивающий резистор, который часто включают последовательно со светодиодом, отсутствует.
Ток, потребляемый светодиодом, — около 60 мА и ограничен, по-видимому, только внутренним сопротивлением элементов питания. Поскольку емкость гальванического элемента LR1130 около 75 мА ч, продолжительность работы фонаря (да и ИК-пульта) от этих элементов невелика. Поэтому желательно применить более ёмкие, а значит, и большие по размерам элементы питания. К счастью, корпус выбранного фонаря оказался таким, что в него без проблем поместился цилиндрический держатель-кассета для трёх элементов типоразмера ААА (на рис. 6 он чёрного цвета).
Поэтому было решено оставить основную функцию фонаря, добавив возможности простейшего ИК-пульта. Схема фонаря и его доработка до ИК-пульта показана на рис. 7 Вновь вводимые элементы и доработки выделены цветом. Во-первых, удалены элементы штатной батареи GB1 фонаря. Чтобы при этом подвижный контакт выключателя SA1 не выпадал, взамен них вставлена диэлектрическая прямоугольная или цилиндрическая вставка соответствующего размера. Поскольку внутреннее сопротивление элементов типоразмера ААА меньше, чем LR1130, введён токоограничивающий резистор R1.
Его подборкой можно изменить яркость фонаря, но не следует делать ток светодиода больше, чем он был (60 мА). На микросхеме таймера DA1 собран генератор импульсов со скважностью два (меандр), работающий на частоте около 36 кГц, которую задаёт RC-цепь R2C2. Эти импульсы поступают на затвор полевого транзистора VT1, который, открываясь. подаёт напряжение на излучающие ИК-диоды VD1-VD3. Резистор R4 — токоограничивающий, он задаёт максимальный ток через эти диоды. Чем больше ток, тем больше дальность действия ИК-пульта, но следует учесть, что он не должен превышать максимально допустимого для излучающих диодов. Для АЛ107Б— это 100 мА.
Для включения фонаря в режим ИК ПДУ нажимают на кнопку SB1, при этом начинает работать генератор импульсов. Поскольку время срабатывания выключателя при управлении с помощью ИК-пульта выбрано достаточно большим, о чём сказано выше, чтобы быть убеждённым, что пульт включился, через резистор R3 на светодиод ELI фонаря поступает небольшой ток. поэтому он будет светить неярко, т. е. будет работать как индикатор включения пульта.
Подборкой этого резистора можно установить желаемую яркость в этом режиме. Поскольку импульсы ИК-из- лучения у самодельного пульта следуют непрерывно, а не пачками, как в штатных ИК-пультах, время срабатывания выключателя уменьшится. В ИК-пульте применены резисторы типоразмера 1206, конденсаторы — типоразмера 0805, кнопка — любая малогабаритная тактовая (с самовозвратом). В устройстве применен КМОП- таймер КР14418И1, поскольку он экономичен и сохраняет работоспособность при снижении питающего напряжения до 2…3 В.
В случае применения таймера NE555 (минимальное напряжение питания с 4,5 В) сначала необходимо проверить его работоспособность при напряжении 3,5…4В. Если он работает, тогда его можно использовать как замену. Можно применить другие приемные ИК-модули и излучающие ИК-диоды, однако не лишним будет проверить, во- первых, совпадают ли по длине волны максимумы излучения ИК-диода и чувствительность приёмного ИК-модуля. Во-вторых, частота импульсов, поступающих на излучающий ИК-диод. должна быть равна частоте, на которую рассчитан ИК-модуль.
От этих двух факторов существенно зависит “дальнобойность” фонаря в режиме ИК-пульта. Максимум излучения диода А/1107Б — на длине волны 950 нм. Обычно на этой же длине волны нормируют параметры большинства приёмных ИК-модулей. Частоту генератора в ИК-пульте можно изменить подборкой резистора R2 и конденсатора С2. Чем больше сопротивление или ёмкость, тем меньше частота. Большинство элементов самодельного ИК-пульта смонтированы на печатной плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1 мм. её чертёж показан на рис. 8.
Плату размещают под штатным светодиодом фонаря, рядом делают отверстие для толкателя кнопки (рис. 9). Саму кнопку закрепляют в корпусе с помощью термоклея. Все соединения проводят гибким изолированным монтажным проводом. Как работает в ИК-диапазоне пластмассовая линза фонаря с точки зрения фокусировки, исследование не проводилось. Поэтому излучающие ИК-диоды VD1—VD3 установлены непосредственно на краях линзы- насадки, для чего в ней просверлены отверстия соответствующего диаметра (рис. 9).
Иногда требуется, чтобы при подаче сетевого напряжения питание на нагрузку не поступало. Это может быть важно при перерывах в подаче сетевого напряжения. В этом случае надо отсоединить вход AHL (вывод 4) от плюсовой линии питания, например, отпаять и приподнять его над печатной платой. Не следует забывать, что при подключении к сети 230В все элементы выключателя находятся под этим напряжением, к ним ни в коем случае не следует прикасаться!
