Pro jednu aplikaci jsem potřeboval blikač s LED, který by se aktivoval až při setmění. Požadavkem bylo napájení z baterie – tedy minimální odběr proudu. Výsledkem je velmi jednoduché zapojení, které hravě sestaví i začátečník.

 

Při hledání vhodného zapojení jsem nejprve narazil na schéma uvedené v [1]. Zapojení sice fungovalo, ale jak můžete vidět na videu níže, nemělo zcela stabilní funkci a bylo obtížné nastavit práh osvětlení při kterém začalo pracovat. Často zůstalo v neurčitém stavu, kdy LED dioda slabě „žhnula“ – to mělo pochopitelně negativní vliv na jeho spotřebu.

Toto zapojení má příliš velký odběr v klidovém stavu (osvětlený fotorezistor)

Frekvenci oscilací je možno ovlivnit změnou hodnoty kondenzátoru mezi emitory tranzistorů. Práh osvětlení, při které začne LED blikat je možno nastavit trimrem paralelně připojeným k fotorezistoru. Na místě fotorezistoru lze použít i fototranzistor. LED jsem použil modrou. Samozřejmě je možno použít libovolnou LED pokud přizpůsobíte napájecí napětí a velikost předřadného rezistoru (47R).

Vhodnější zapojení jsem nalezl v [2]. Jedná se o multivibrátor s komplementárními tranzistory – v případě deaktivace okolním osvětlením jsou oba tranzistory uzavřeny a obvodem prochází pouze malý zbytkový proud. Na místě fotorezistoru (prakticky libovolný typ) lze použít pochopitelně i fototranzistor – ten ale musí reagovat i na běžné světlo, neměl by mít IR filtr. S uvedenými součástkami jsem při osvětleném fototranzistoru (na místě R6) naměřil odběr 5,7uA.

Hodnota rezistoru R5 odpovídá střídě blikání zhruba 1:1. Snížením hodnoty R5 na 4k7 lze docílit krátkých záblesků – sníží se tím i střední hodnota odebíraného proudu při provozu. Rezistor R4 je navržen pro modrou nebo bílou LED. Pro ostatní barvy je potřeba jeho hodnotu zvýšit. Funkci obvodu můžete opět shlédnout na krátkém videu.

Multivibrátor s komplementárními tranzistory – v deaktivovaném stavu (osvětlený fotorezistor) odebírá toto zapojení pouze 6uA

Seznam součástek

R1	1k
R2	1M
R3	6k8
R4	47R
R5	100k (viz text)
R6	fotorezistor nebo fototranzistor (viz text)
C1	1uF/6,3V
T1	BC327
T2	BC337
LED	svítivá dioda (viz text)

Použitá literatura

[1] Dark-activated LED or Lamp Flasher – http://redcircuits.com/Page64.htm

[2] Blikač řízený okolním osvětlením – Hermann Schreiber – 50 praktických zapojení se světelnými diodami, strana 41-42, BEN technická literatura, Praha 1999

Univerzální zařízení, které je možno nastavit jako astabilní, monostabilní a bistabilní relé. Časy sepnutí lze nastavit v rozmezí od 2 sekund do cca 30minut. U bistabilní funkce se stav přepnutí může ukládat do paměti EEPROM mikrokontroléru a stav relé před přerušením napájení je po jeho opětovném připojení obnoven. Zařízení bylo navrženo pro přepínání stavů zabezpečovací ústředny, díky své univerzálnosti však nalezne uplatnění v jistě širším okruhu aplikací. Veškeré funkce se nastavují pomocí DIP spínače.

Technické parametry

• Napájecí napětí 12V DC (9 – 16V)
• Odběr proudu (při Ucc = 12,00V)
  • Relé sepnuto, LED indikace aktivní – 45 mA
  • Relé rozepnuto, LED indikace aktivní – 15 mA
  • Relé sepnuto, LED indikace neaktivní – 30 mA
  • Relé rozepnuto, LED indikace neaktivní – 6 mA
• Funkce (nastavitelné DIP spínačem)
  • bistabilní (stiskem zapni, stiskem vypni – relé se přepíná sepnutím vstupu a setrvává v příslušném stavu až do dalšího impulsu na vstupu)
  • bistabilní s uložením stavu do EEPROM
    (stiskem zapni, stiskem vypni – relé se přepíná sepnutím vstupu a
    setrvává v příslušném stavu až do dalšího impulsu na vstupu, stav
    výstupu (relé) je ukládán do EEPROM a při výpadku a následném obnovení
    napájení je stav pře výpadkem obnoven)
  • monostabilní (po spojení vstupu je relé sepnuto na nastavenou dobu a poté se vrátí do výchozího rozepnutého stavu)
  • astabilní (blikač – vstup spojen – povolení funkce – relé přepíná v nastavených časových intervalech, je li vstup spojen)
  • u monostabilní a bistabilní funkce možnost nastavení časů 2s, 10s, 30s, 1min, 3min, 10min, 20min, 30min.

Nákup v elektronickém obchodě

Koupit naprogramovaný mikrokontrolér , desku plošných spojů nebo kompletní stavebnici (490,- Kč).

Osazený prototyp

Popis zapojení

Schéma zapojení je na následujícím obrázku. Srdcem zařízení je mikrokontrolér PIC 16F627A s příslušným firmware (ke stažení pod článkem). Napájecí napětí 9 – 16V DC se připojuje na svorkovnici K1, za ní je zařazena polovodičová pojistka a transil, který chrání další obvody proti přepěĹĄovým špičkám. Napájecí napětí 12V pro relé je filtrováno kondenzátorem C1. Napětí 5V pro mikrokonrolér je získávano po oddělení diodou D2 a filtraci kondenzátorem C2 třísvorkovým stabilizátorem 78L05. K vlastnímu mikrokontroléru je připojena dvoubarevná LED pro indikaci stavu zařízení, výstupní relé (přes tranzistory T1 a T2) a vstupní svorka K6 s ochrannými obvody (R6, R7, D6). Dále jsou na pinovou lištu vyvedeny všechny potřebné signály pro programování osazeného mikrokontroléru metodou ICSP (In CIrcuit Serial Programming). Rozmístění kontaktů odpovídá programátoru Asix Presto a lze tedy použít přímé propojení kabelem 1:1. Pro nastavení zařízení je použit DIP spínač SW1. Spínač S1 má kontakty vyvedeny na svorkovnici K5 a slouží jako sabotážní kontakt při instalaci zařízení do krabičky (detekce otevření krytu krabičky).

Schéma zapojení (po kliknutí se obrázek zvětší v novém okně)

Plošný spoj je navržen jako jednostranný a je přizpůsoben pro montáž do běžné hluboké lištové krabice (LK 80x28R hluboká) . Rozteč upevňovacích otvorů na DPS odpovídá umístění sloupků v této krabičce.

Návrh plošného spoje (podklady pro výrobu ve formátu pdf ke stažení pod článkem)

Osazení plošného spoje

Osazení a oživení zařízení

Po osazení a vizuální kontrole DPS nastavíme na DIP spínači příslušnou funkci. Pro první ověření je vhodné nastavit astabilní klopný obvod a
čas 2s. Nyní připojíme napájecí napětí 12V se správnou polaritou na svorkovnici K1. Pokud nyní spojíme vstup se zemí (propojení svorkovnice K6) mělo by relé v intervalu 2s přepínat a LED (pokud je zapnuta na DIP spínači) blikat.

Po kontrole funkce je vhodné plošný spoj opatřit vrstvou ochranného laku (např. PLASTIK 70 – pozor aby lak nenatekl do svorkovnic a DIP spínače) a vestavět do doporučené krabičky.

Programové vybavení mikrokontroléru

Mikrokontrolér využívá interní oscilátor, program zajišĹĄuje cyklické čtení stavu DIP spínače a vstupu. Pro vyšší spolehlivost je použit watchdog. Nastavení jednotlivých funkcí zařízení pomocí DIP spínače ukazují náledující tabulky (znázorňují DIP spínač).

Firmware pro mikrokontrolér je ke stažení pod článkem (m_rele.zip). Na desce je připraven konektor pro ICSP programování osazeného mikrokontroléru. Rozmístění signálů na konektoru odpovídá programátoru Asix Presto a je uvedeno ve schematu.

Nastavení funkcí – DIP spínač

LED indikace zapnuta

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

LED indikace vypnuta

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

Monostabilní

	1	2	3	4	5	6
OFF

Astabilní (blikač, vstup spojen – povolení funkce)

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

Bistabilní (stiskem zapni, stiskem vypni)

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

Bistabilní (s ukládáním do EEPROM)

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

Nastavení časů – DIP spínač

2 sekundy

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

10 sekund

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

30 sekund

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

1 minuta

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

3 minuty (180 s)

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

10 minut (600 s)

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

20 minut (1200 s)

	1	2	3	4	5	6
ON
OFF

30 minut

	1	2	3	4	5	6
OFF

Nastavení pojistek (při načtení HEX souboru by se mělo načíst i nastavení pojistek, některé programátory však tuto funkci nepodporují)

Download a odkazy

• Firmware pro mikrokontrolér – m_rele.zip
• Podklady pro výrobu DPS – m_rele.pdf

Nákup v elektronickém obchodě

Koupit naprogramovaný mikrokontrolér , desku plošných spojů nebo kompletní stavebnici (490,- Kč).

Seznam součástek

R1	odporová síĹĄ A, 6 x 10k
R2	470R
R3, R4	2k2
R5	100k
R6	10k
R7	680R
C1	220uF/25V
C2	100uF/25V
C3, C4, C6	100n RM 5mm
C5	10uF/16V
D1, D5	1N4007
D2	1N4148
D3	transil 15KE18C
D4	LED, dvoubbarevná, společná katoda ( – ) (červená / zelená)
D6	ZD 5,1V 0,5W (BZX83V5,1)
T1	BC327
T2	BC546
IO1	78L05
IO2	PIC 16F627A (naprogramovaný)
K1, K5, K6	AK500/2 (dvoupólová svorka RM 5mm)
K3	AK500/3 (třípólová svorka RM 5mm)
K2	pinová lišta (8 pinů)
F1	polyswitch 150mA
RE1	RAS 1215 nebo OMRON G5LE (cívka 12V DC, 1x přepínací kontakt)
S1	spínač (tamper – P-DM03S2P)
SW1	DIP spínač (6x ON-OFF, ležatý – DIL 6x EDG106S)

Vyjádření autora v duchu zákona č.22/1997 o technických požadavcích na výrobky:

Výrobce stavebnice nebo modulu zaručuje správnou a bezchybnou činnost stavebnice nebo modulu po jejím/jeho odborném a bezchybném sestavení nebo připojení. Protože se však jedná o stavebnici určenou pro radioamatéry a ne o finální výrobek, nelze převzít jakoukoliv zodpovědnost za škody způsobené špatnou činností zařízení v případě neodborného sestavení a provozování za podmínek, které jsou v rozporu s tímto konstrukčním návodem. Stavebnice není, z hlediska bezpečnosti, určena k ovládání zařízení, strojů a přístrojů, které by mohly při špatné funkci této konstrukce způsobit škody na zdraví či majetku lidí! Tento návod i s tímto upozorněním je volně přístupný na stránce výrobce (www.puhy.eu), aby měl každý konstruktér možnost se seznámit s technickými daty stavebnice / modulu ještě před jejím zakoupením.