Освещение тщеславия, активируемое детектором движения: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Я купил инфракрасный датчик движения на eBay за 1,50 доллара и решил найти ему хорошее применение. Я мог бы сделать свою собственную плату детектора движения, но за 1,50 доллара (включая 2 подстроечных потенциометра для регулировки чувствительности и таймера отключения) она даже не окупила бы время, которое потребовалось бы, чтобы спаять домашнюю сборку вместе. Я живу в очень маленькой однокомнатной квартире (1 кухня / ванная + 1 гостиная / спальня). Я вхожу в свою квартиру через кухню. Есть несколько лампочек, но, кажется, больше всего горит туалетный столик над раковиной. Я замечаю, что он горит без всякой причины, пока я нахожусь в гостиной, и в конечном итоге выключаю его, просто чтобы снова включить через несколько минут, когда я вернусь на кухню. Это довольно эффективно, используя светодиодную лампу мощностью 3 Вт, но за ней много свободного места для гаджетов, так что пришло время для модификации;-) Это должно работать для любого света, в котором достаточно места для деталей.

Шаг 1. Найдите нужные детали

Детектор движения работает от различных напряжений постоянного тока, и у меня оказался очень старый NiMH аккумулятор для ноутбука, который я собирался выбросить. Ноутбука давно нет, он не держал заряд, да и технология все равно устарела. Я открыл корпус и нашел элементы на 10, 3800 мАч, 1,2 В. Я построил зарядное устройство для никель-металлгидридных аккумуляторов, показанное в начале схемы, чтобы посмотреть, смогу ли я извлечь что-нибудь из старых аккумуляторов. После 24 часов и некоторых тестов мне удалось спасти 6 из них. Разрезав соединения и перепаяв, я получил аккумуляторную батарею на 7,2 В (будьте осторожны, если вы это сделаете - тепло иногда заставляет их взорваться). Я скрепил корпус скотчем и припаял к нему провод с вилкой, которую я спас от старого лазерного принтера. Я мог бы запустить датчик движения только на этой батарее (она потребляет всего 50 микроампер), но никель-металлгидридные батареи печально известны тем, что они разряжаются примерно на 1% в день только при хранении. После 2 месяцев бездействия они бесполезны. Поскольку мне не хотелось разбирать лампу для зарядки аккумуляторов, я встроил зарядное устройство в свою сборку. Поскольку идея заключалась в том, чтобы использовать детектор для включения лампы, я решил, что могу использовать сеть для зарядки батарей, когда свет горит.

Шаг 2: Список деталей

Запчасти

ИК-датчик движения (eBay) $ 1,50

9 В постоянного тока, 240 В переменного тока, реле 7 А $ 0,74

Регулятор напряжения LM317T $ 0,23

2n7000 N-канальный Mosfet $ 0,10

Алюминиевый радиатор $ 0,30

Резистор 10 Ом 5 Вт $ 0,25

Стекло-эпоксидная печатная плата для прототипирования 7x5см $ 0.49

Клеммная колодка с винтовыми зажимами DG350 (опция) $ 0,20

Электролитический конденсатор 330 мкФ, 35 В (из барахла) 0,00 $

Трансформатор (старая настенная бородавка) 0.00 р.

Батареи (старый аккумулятор для портативного компьютера) 0,00 $

2 - 1n4148 диоды (извлечены из старого принтера) 0,00 $

1n4007 Диод (от принтера) 0,00 $

Кабели, разъемы, разъемы (от принтера) 0,00 $

Итого 3,81 $

Я покупаю большую часть своих запчастей в Tayda Electronics (настоятельно рекомендуется).

Шаг 3: Схема

В цепи зарядки LM317 используется постоянный ток низкой силы тока для непрерывной зарядки аккумуляторов. Дополнительная информация здесь: https://www.talkingelectronics.com/projects/ChargingNiMH/ChargingNiMH.html Пока я буду заряжать аккумуляторы, опасность их перезарядки быть не должна. Если бы я работал только с зарядным устройством, оно выдавало бы 120 миллиампер при 8,4 В (это 7,2 В от батарей, обнаруженных регулировочным штифтом LM317, плюс минимальное выходное напряжение на выходе регулятора 1,2 В). Теоретически я мог бы зарядить аккумулятор с помощью этой схемы за 32 часа. В моем случае при включенном реле также потребляется около 45 мА, поэтому у меня остается только 75 мА для зарядки батарей, когда горит индикатор. Поскольку я хочу, чтобы они пополнялись, этого должно быть достаточно, если я не уезжаю в двухмесячный отпуск. Вот небольшая математика на эту тему:

Разрядите батареи, когда свет не горит: 50 микроампер в час (1,2 миллиампер в день - режим ожидания детектора движения) + 1% от 3,8 ампер аккумуляторной батареи в день хранения (38 миллиампер). Это означает, что я теряю в общей сложности 39,2 мА от аккумуляторной батареи за каждый день, когда она подключена и не заряжается. Когда свет (и цепь зарядки) включен, батареи будут заряжаться непрерывным током со скоростью 75 миллиампер в час, поэтому теоретически я должен восполнить день неиспользования, если свет будет гореть около 32 минут в день. Я опубликую обновление, если это не сработает в реальном мире, но пока все работает по плану. После всего этого вы можете спросить, почему я просто не использовал трансформатор для питания детектора движения без батареи. Что ж, я хотел, чтобы он был энергоэффективным, и при круглосуточной работе трансформатора потреблялось бы больше энергии, чем на сам свет. В таком случае почему бы не использовать более эффективный импульсный источник питания? У меня просто не было под рукой того, что соответствовало моим требованиям к проекту.

Шаг 4: прорежьте отверстие в вашем устройстве

Поскольку детектор движения имеет круглую пластиковую линзу Френеля с квадратным основанием, у меня был выбор размера отверстия. Я решил сделать квадратное отверстие с помощью мотоинструмента. Я мог бы проделать круглое отверстие, но пластиковый корпус моего светильника довольно толстый, так что только часть линзы будет торчать из отверстия. Как выяснилось, толщина корпуса умывальника примерно такая же, как у основания линзы Френеля, так что он почти прилегает к корпусу. На плате датчика движения есть два отверстия для винтов, но без резьбы. Поскольку я не смог найти машинные болты подходящего размера с гайками, я просто использовал два крошечных шурупа для дерева и вкрутил их изнутри лампы. Корпус лампы удерживает винты на месте без гаек, но это означает, что вы можете видеть концы винтов снаружи лампы для умывальника. Думаю, все еще выглядит нормально.

Шаг 5: Детали принципиальной схемы

D1 и D2 могут не понадобиться. D1 был включен в одну из схем зарядки аккумулятора, которую я нашел в сети - возможно, для защиты от обратной полярности. Я включил D2, чтобы гарантировать, что резистор 10 Ом не будет разряжать мои батареи, но я не уверен, что это было бы возможно с помощью электроники в данном случае. Поскольку 1n4148 были для меня бесплатными, я не особо беспокоился о логистике. Кстати, я использую резистор 5 Вт, потому что у меня нет резистора 1 Вт, 10 Ом. Через резистор моей схемы должен рассеиваться 1 Вт, хотя это будет зависеть от напряжения батареи. Значение C1 не критично; просто убедитесь, что напряжение, с которым он может работать, выше ожидаемого в вашей цепи. В моем случае я могу ожидать максимум около 17 В, так что конденсатора на 35 В, 330 мкФ, который я нашел в своем ящике для мусора, вполне достаточно. Все, что превышает 100 мкФ, будет нормально, и вся схема, вероятно, все равно будет работать без крышки, но напряжения будут немного нестабильными. D3 абсолютно необходим, чтобы предотвратить сгорание транзистора обратным напряжением от катушки реле, но мой выпрямительный диод 1n4007, 1000 В - это перебор. Есть много других, которые отлично справятся со своей работой. Если батареи довольно низкие, LM317 сильно нагревается, поэтому я бы посоветовал использовать радиатор. В моем случае LM317 рассеивает около 8,6 В x 0,12 А (или 1,032 Вт). Когда батарея разряжена, LM317 нагревается сильнее, потому что блокирует больший ток и напряжение от трансформатора. Я измерил свою температуру около 50 ° C с радиатором (извините, уроды по Фаренгейту:-), когда он работал только как зарядное устройство. В полном световом контуре он просто теплый на ощупь (с радиатором). Я не хотел ничего плавить. Я вытащил свой трансформатор из старого зарядного устройства для сотового телефона от бородавок. Первоначально он был разработан для подключения к подставке для зарядки, включая электронику для зарядки телефона. Внутри моей стенной бородавки были только трансформатор и мостовой выпрямитель, поэтому я добавил C1 для стабилизации напряжения. Если вы используете стабилизированный источник напряжения, вы можете не обращать внимания на трансформатор, мостовой выпрямитель и конденсатор в моей схеме. Я использую 2N7000 в качестве переключателя для активации реле. Немного удивлен, что сигнала 3,3 В от детектора было достаточно, но он работает нормально. Обязательно заземляйте источник при использовании N-канальных полевых МОП-транзисторов. Я выбрал реле на 9 В, потому что схема обеспечивает 8,4 В при включенном свете. Этого достаточно, чтобы катушка реле оставалась активированной. На удивление, 7 вольт тоже хватило, так что мне и там повезло.

Шаг 6: Установка электроники

Этот шаг будет иметь смысл только в том случае, если у вас есть лампа для умывальника, похожая на мою, поэтому я не буду тратить слишком много времени на объяснения здесь. По сути, я просто подключил компоненты, приклеил тяжелые части к корпусу горячим способом, чтобы они не дребезжали, и прикрутил датчик движения. Если что-то пойдет не так, я могу легко снять аккумулятор, трансформатор или печатную плату для устранения неполадок. Лампа на туалетном столике подключается к электросети, как и любая другая лампа. Полагаю, вы знаете, как это работает в вашей стране. Я нахожусь в Европе, поэтому использую 230 В переменного тока. сеть. Освещение туалетного столика включает в себя заземленную розетку для фенов, а также выключатель, который я все еще мог бы использовать для выключения света и обхода датчика.

Вот и все!

Я включил свет детектора движения в течение нескольких дней, и мне больше не нужно возиться с выключателем, когда я возвращаюсь домой посреди ночи. Надеюсь, вам понравилась сборка. Если вам интересно, почему у моего светильника для туалетного столика расплавленное пятно, то я тоже. Вот почему предыдущий владелец подарил его мне. Так было задолго до того, как я его получил, и не имеет ничего общего с добавленной мной электроникой. Смотреть видео;-)