lamp pcb projectВеду разработку автоматической системы аварийного освещения дома на светодиодах. Данная система состоит из аккумулятора на 12 вольт, зарядного устройства к нему и умных осветительных модулей со светодиодами. Особенность модулей заключается в том, что в при достаточном естественном освещении они не включаются, снижают яркость диодов при падении питающего напряжения до первого порога и отключаются вовсе при падении напряжения до второго порога, тем самым не разряжая аккумулятор в ноль.

 Перенос функции контроля напряжения из зарядного устройства в модули освещения хоть и увеличивает сложность системы пропорционально количеству модулей, но позволяет гибко настраивать, при каком напряжении отключается тот или иной модуль, оставляя возможность более важным модулям работать чуть дольше за счет экономии тока.

Зарядное устройство

Зарядное устройство собрано по известной схеме на микросхеме L200C. (по клику откроется ПДФ)

bp sch

Пока есть напряжение сети, аккумулятор, подключенный к разъему P3, подзаряжается от микросхемы L200C через группы контактов реле K1: K1B, реле K2: K2B, K2C и амперметр PA1. При пропадании напряжения реле отпускают, и аккумулятор подключается к нагрузке (схема показа в режиме работы от аккумулятора). Реле К2 служит для того, чтобы ток через амперметр в обоих режимах тек в одном и том же направлении. При использовании амперметра с нулем посередине шкалы реле К2 можно исключить из схемы. Вольтметр PV1 показывает напряжение на аккумуляторе. Резистор R1 задает ток зарядки около 750 мА для использования аккумулятора на 7 Ач. Можно использовать аккумулятор любой емкости, хоть автомобильный, при этом резистор R1 нужно подобрать такой, чтобы зарядный ток составлял 1/10 от емкости аккумулятора. Потенциометром RV1 настраивается напряжение зарядки. Оно должно составлять 13.8 вольт на заряженном аккумуляторе. Трансформатор Т1 любой, на выходное напряжение от 16 до 40 вольт и ток, соответствующий вашему аккумулятору. Микросхему L200C необходимо установить на радиатор, особенно если входное напряжение большое.

Плата для зарядного устройства не разрабатывалась, оно смонтировано на макетной плате.

Светодиодный модуль

Модуль собран на микроконтроллере PIC10F220. По сравнению с компараторами это позволило сократить число резисторов в измерительных цепях и ввести регулировку яркости диодов. Схема показана на рисунке:

lamp sch

При достаточном естественном освещении напряжение на фототранзисторе Q1 мало, и микроконтроллер не включает светодиоды D2-D5. Если же естественное освещение недостаточное, то напряжение на фототранзисторе выше заданного порогового значения, и микроконтроллер включает светодиоды транзистором Q2. Потенциометром RV1 подстраивается уровень, при котором включаются светодиоды. Порог также задается в программе микроконтроллера. Эти два параметра нужно совместить при наладке. Напряжение питания модуля измеряется с помощью делителя R2-RV2. В программе заданы два порога: порог перехода на половинную яркость (реализуется 50%-ным ШИМом через транзистор Q2) и порог отключения освещения. Ориентировочно это 11 и 10.5 В соответсвенно. Средняя точка приблизительно задается потенциометром RV2.

Светодиоды ARL-7605UWC3 использованы не очень мощные, чтобы минимизировать габариты модулей, но достаточно яркие для аварийного освещения. Общий ток через диоды задан с помощью резистора R4 на уровне 245-250 мА. Регулятором тока выступает LM317 в классической схеме включения.

Модули объединены в шлейф и подключаются друг к другу проводами через зазъемы P1 и P2. Логически, они висят на шлейфе параллельно друг другу, и выход из строя одного из модулей не повлияет на работу других.

Плата модуля:

lamp pcb project

Для исключеня засветки фототранзистора собственными светодиодами он расположен за потенциометром RV1 (верхний).

Проект системы в формате KiCad и прошивку можно будет скачать по завершению работы над системой.