ВКЛЮЧУ-КА ЧАЙНИК ЛАЗЕРОМ!

Удобства беспроводных пультов дистанционного управления (ПДУ) неоспоримы. С их помощью можно, не вставая с места, и самый интересный канал включить, и аппаратуру на него настроить с учетом индивидуальных особенностей восприятия.

Однако далеко не вся бытовая техника столь совершенна и дистанционно послушна, как хотелось бы. Я сумел найти техническое решение, способное управлять любым объектом, который может и должен управляться.

Созданное мною устройство — это приставка, которая включается между настенной сетевой электрической розеткой и штепсельной вилкой со шнуром питания радиоаппаратуры (а равно — приборов освещения, нагревателей, вентиляторов и других объектов управления, выбранных по усмотрению хозяев). В качестве ПДУ используется миниатюрная лазерная указка (см., например, «Моделист-конструктор» № 12’01), дающая достаточно мощный и узконаправленный луч света в фотоприемник исполнительного устройства.

Но лазерная указка без переделок способна лишь на однотипные непродолжительные вспышки, а для дистанционного управления бытовыми электроприборами необходимо иметь, как минимум, две различимые команды («включить» и «выключить»). Значит, требуется специальный электронный посредник. Находясь между фотоприемником и силовым коммутатором, он-то и будет преобразовывать последовательность воспринимаемых импульсов в чередующиеся включенное и выключенное состояния нагрузки.

Нужный алгоритм действия в предлагаемой разработке выполняют логические элементы типа 2И-НЕ микросхемы DD1 (К176ЛА7). Ячейки DD1.2—DD1.4 образуют два плеча счетного триггера. Когда на его входы поступают одинаковые сигналы, на выходе чередуются высокий и низкий логические уровни напряжения (лог. 1 и лог. 0). Такое происходит, если на фотоприемник VD1 (фотодиод ФД256) попадают вспышки световой указки. Изменяющийся на выходе триггера сигнал управляет (через усилитель, выполненный на транзисторе VT1) полупроводниковым реле VS1 и присоединенной к нему нагрузкой.

В исходном состоянии, пока фотоприемник VD1 не освещен, его сопротивление постоянному току очень большое. Соответственно, велико на этом фотодиоде и падение напряжения. Поступая на входы 1 и 2 ячейки DD1.1, оно обеспечивает на выходе 3 присутствие лог. 0.

Принципиальная электрическая схема самодельного устройства управления бытовыми электроприборами с использованием лазерной указки

На входе 13 ячейки DD1.4 в это время — тоже лог. 0, образовавшийся благодаря незаряженному конденсатору С2 в момент включения напряжения, а на выходе 11, соответственно логике работы данной ячейки, устанавливается потенциал высокого уровня. Последний, совместно с источником питания, обеспечивает присутствие лог. 1 на всех входах ячеек DD1.2, DD1.3, а низкоуровневый сигнал на их выходах (4, 10) — фиксирует первоначальное состояние ячейки DD1.4.

Значит, на выходах 4 и 10 микросхемы DD1 будет лог. 0, создающий условия для удерживания транзистора VT1 в запертом состоянии. В результате ток в оптронном узле реле VS1 отсутствует, а его силовые симисторы заперты, обесточивая нагрузку, подключенную к розетке Х2 (механически управляемые выключатели бытовой техники, подсоединенной к данному устройству, должны быть заранее переведены во включенное состояние).

Однако стоит лучу лазерной указки кратковременно попасть на фотоприемник, как сопротивление VD1 и напряжение на нем значительно снизятся, что приведет к переключению ячейки DD1.1. Теперь на ее выходе 3 установится лог. 1. Этот сигнал не может изменить через диод VD2 состояние ячеек DD1.2, DD1.3 (на их входах уже имеется лог. 1). Но, попав через диод VD3 на вывод 13 микросхемы DD1, лог. 1 вызовет переключение ячейки DD1.4. Теперь низкоуровневый сигнал с выхода 11 заставит ячейки DD1.2 и DD1.3 тоже скачкообразно изменить свое прежнее состояние. Возникший на их выходах 4 и 10 высокоуровневый сигнал отопрет транзистор VT1, что оживит оптопару внутри VS1 и включит находящиеся там же силовые симисторы, а с ними — и присоединенный бытовой прибор.

Следующая световая команда повторит реакцию элементов VD1 и DD1.1. Только на этот раз лог. 1 с выхода 3 восстановит предшествующее состояние входов 5 и 9 ячеек DD1.2 и DD1.3; соответственно, упавшее на выходах 4 и 10 напряжение запрет транзистор VT1 и через реле VS1 выключит нагрузку.

Для более удобного пользования устройством в принципиальную электрическую схему введен ряд вспомогательных элементов. В частности, постоянно светящийся индикатор HL1. Объединенный с фотоприемником VD1, вынесенным на удобный для пользователя уровень от пола, он подсказывает пользователю, куда конкретно следует направить луч лазерной указки для управления бытовым электроприбором.

К вспомогательным элементам устройства относится и HL2 — индикатор пребывания нагрузки (например, электронагревателя) во включенном состоянии. Это весьма удобная подсказка-напоминание пользователю о необходимости обесточить бытовой прибор при завершении работы или перед уходом хозяев из дома.

Желательно, чтобы в качестве HL2 применялся так называемый мигающий светодиод L36-BHD (L56-BHD, L56-BGD или L56-BYD). При подаче напряжения он начинает самостоятельно вспыхивать с частотой около 2 Гц, что делает индикацию более заметной (обстоятельную публикацию о таких светоизлучателях см., например, «Моделист-конструктор» № 12’99 ). Если мигающий светодиод достать не удастся, то его можно заменить обычным АЛ307В. дающим свечение зеленого цвета (в отличие от красного у излучателя HL1). В последнем случае на месте R8 ставится резистор с сопротивлением порядка 330 Ом.

Монтажная плата с условным изображением распайки радиодеталей

Поскольку сопротивление отдельных электроприборов (к примеру, вентиляторов) имеет преимущественно индуктивный характер, постольку для защиты силовых симисторов реле VS1 от возможных при этом перенапряжений в схему вводится дополнительная цепь C3, R10.

Питание устройства рекомендуется от сетевого адаптера с напряжением 9—10 В. При желании можно в качестве источника электроэнергии использовать две последовательно соединенные гальванические батареи типа 3R12. В таком случае, ради повышения экономичности, следует отказаться от светоиндикаторов HL1, HL2 и связанных с ними резисторов R1, R8.

Для сборки устройства использованы (помимо радиодеталей уже названных типов) постоянные резисторы МЛТ-0,125 (R1, R3-R9) и МЛТ-0,5 (R10), «подстроечник» СП-0,4 (R2), конденсаторы К73-24 (С1), КЛС (С2), КП31П-4(С3), тумблер П1Т-1-1. Почти все они размещены на плате из односторонне фольгированного пластика. Корпус — типа пластмассовой «мыльницы»; в стенках предварительно просверлены несколько рядов вентиляционных отверстий диаметром 3—4 мм, а с торца, рядом с реле VS1, установлена электророзетка Х2 для подключения нагрузки. Выведенная наружу корпуса ручка переменного резистора R2 позволит регулировать порог срабатывания ячейки DD1.1.

Светодиод-указатель HL1 и фотоприемник VD1 размещены на общем выносном основании, связанном с платой электрошнуром подходящей длины. Несъемным электрошнуром, заправленным в штепсельную вилку, устройство подключено к настенной электророзетке.

Ю. ПРОКОПЦЕВ