Sterownik wentylatora do
łazienki (WC)
Do czego to służy?
· Układ zawiera w sobie
przełącznik oraz żarówkę sieciową, umożliwiającą oświetlenie pomieszczenia.
· Po wyłączeniu przełącznika
zaświecającego żarówkę, sterownik włącza pracę wentylatora na czas ustalony od
ok. 3-5minut.
· Po przyciśnięciu pierwszego
przycisku na kontrolce wentylator wyłącza się przed zakończeniem odliczania
czasu ustalonego.
· Po przyciśnięciu drugiego
przycisku na kontrolce wentylator włącza się na czas ustalony od ok. 3-5minut.
· Stan wentylatora (włączony /
wyłączony) oraz czy układ jest w danej chwili podłączony do
sieci energetycznej, obrazują trzy diody LED.
Przyjrzyjmy
się bliżej budowy tego sterownika, czyli...
Jak to działa?
Schemat
ideowy przedstawia rysunek 1. Sercem
urządzenia jest przerzutnik monostabilny zbudowany na wiecznie popularnej
kostce NE555. Diagram blokowy tej kostki przedstawia rysunek 2. Podanie napięcia mniejszego od 1/3 napięcia zasilania na
nóżkę Trigger (pin2), powoduje włączenie wewnętrznego przerzutnika, podanie na
wyjście OUT (pin3) stanu wysokiego, zatkanie tranzystora rozładowującego
kondensator zewnętrzny C4, włączenie przekaźnika Pk2 oraz zaświecenie diody LED
D7. Kondensator C4 przestaje być zwierany do masy przez co
rozpoczyna się jego powolne ładowanie poprzez sumę rezystancji R7 i PR1.
Ładowanie to będzie trwało do tego momentu, dopóki napięcie na kondensatorze i
jednocześnie na nóżce Threshold (pin6), nie przekroczy 2/3 napięcia zasilania,
co spowoduje zablokowanie wewnętrznego przerzutnika, podanie na wyjście OUT
stanu niskiego, otwarcie tranzystora rozładowującego, który przez rezystor R6,
rozładuje kondensator C4, wyłączenie przekaźnika Pk2 oraz zaświecenie diody LED
D8. Rezystor R6 chroni wewnętrzny tranzystor przed nadmiernym przegrzaniem,
przez prąd rozładowujący kondensator. W tym momencie. przerzutnik
jest w gotowości do przyjęcia kolejnego niskiego impulsu, który spowoduje wyżej
wymieniony ciąg zdarzeń.
Czas
ładowania kondensatora, czyli jednocześnie stan wysoki na wyjściu
OUT możemy zmieniać potencjometrem PR1. Czas ten możemy ustawić w
zakresie ok. 3-5minut.
Otrzymanie
impulsu niskiego na wejściu Trigger możemy w tym układzie uzyskać na dwa
sposoby: poprzez przyciśnięcie przycisku P2, bądź poprzez wyłączenie,
włączonego wcześniej przełącznika P1, który włącza
przekaźnik Pk1 a ten z kolei włącza żarówkę oświetleniową pomieszczenia. Po
wyłączeniu przełącznika P1 pojawia się stan wysoki na tranzystorze T1, który
następnie poprzez układ R4C2 powoduje krótkie włączenie tranzystora T2 podający
niski impuls na wejście Trigger układu U2.
Stan
wysoki na wejściu T1 po wyłączeniu P1, zawdzięczamy bramce CD4093, która
zawiera w sobie cztery bramki NAND. Dwie z nich są tak „przerobione”
aby pracowały jako bramki NOT, czyli bramki odwracające stan niski na
wysoki i odwrotnie. Jedna z tych bramek pozwala właśnie na powstanie impulsu
niskiego na wejściu Trigger, zaś druga z nich odwraca sygnał z wyjścia OUT
układu U2, zaświecającego diodę czerwoną przy jego niskim stanie wyjścia.
Przekaźnik Pk2 możemy wyłączyć przed skończeniem odliczania czasu ustalonego poprzez przyciśnięcie przycisku P3, który spowoduje natychmiastowe naładowanie się kondensatora C4 i wyłączenie układu odliczającego.
Układ
zasilany jest z sieci. Napięcie z sieci podawane jest do układu przez
bezpiecznik topikowy B1, który chroni układ przed wyładowaniami atmosferycznymi
lub wzrostem napięcia. W układzie zastosowany jest miniaturowy transformator
sieciowy o napięciu na uzwojeniu wtórnym 12V. Prąd po przejściu przez
transformator prostowany jest
przez mostek prostowniczy złożony z czterech diod D1...D4, a
następnie filtrowany przez kondensator C1 o dość dużej pojemności. Włączenie
układu do sieci obrazuje nam dioda LED D5. Diody D6 i D9 chronią przekaźniki
przed przepięciami.
Montaż i uruchomienie
Schemat
montażowy sterownika pokazany jest na rysunku
Układ
powinien być umieszczony w obudowie, najlepiej z tworzyw sztucznych, ponieważ w
jego obwodach znajdują się napięcia niebezpieczne dla ludzkiego życia.
Do
układy należy dołączyć napięcie z sieci, żarówkę sieciową, przełącznik
włączający żarówkę oraz co najważniejsze wentylator. Jak to wszystko podłączyć
obrazuje nam rysunek 5.
Układ pozwala na dołączenie wentylatora sieciowego o dużej mocy. Nie
wolno nam jednak podłączać go do otworów przy przekaźniku sterującym. Tak
podłączony wentylator na pewno nie będzie działał. Wentylator podłączamy do
układu tak jak na rysunku 5. Pierwsze uzwojenie wentylatora łączymy z siecią
energetyczną, natomiast drugie z pierwszym otworem układu sterownika. Drugi
otwór łączymy w zamknięty obieg do sieci energetycznej.
Podczas
montażu do sieci MUSISZ WYŁĄCZYĆ PRĄD W MIESZKANIU, aby przez przypadek nie
przeszło przez ciebie skromne 220V! Sam na skórze odczułem skutki podobnego
przypadku i szczerze nikomu nie polecam takich wrażeń. Taki wstrząs może
skończyć się dla człowieka w najgorszym wypadku śmiercią. Dlatego zachowaj
wszelką ostrożność. Jeśli się na tym nie znasz, zostaw to dla kogoś kto się na tym po prostu zna. Nie śpiesz się bo lepiej przeżyć kilka kolejnych lat, niż kilka
kolejnych minut.
Gdy
już wszystko zostanie „poukładane” na swoje miejsce, czas na włączenie
urządzenia. Zanim z powrotem włączysz prąd w mieszkaniu, upewnij się, że
wszystko zostało poprawnie włączone. Błąd w podłączeniach może skończyć się
spaleniem sterownika, a w najgorszym wypadku, także i twojego domu. Jeszcze nie
włączaj prądu. Zanim to zrobisz włącz przełącznik zaświecający żarówkę. Tak
dobrze słyszysz. Po włączeniu prądu do mieszkania żarówka sieciowa powinna się
świecić. Dlaczego? Gdyby tak się nie stało, po włączeniu zasilania wentylator
włączyłby się. Przy zaświeconej żarówce coś takiego nie ma prawa się wydarzyć.
Ponieważ przy włączonym przełączniku P1 tranzystory T1 i T2 są zatkane i nie
spowodują powstania niskiego impulsu na nóżce Trigger układu U2. Jeśli już
włączyłeś żarówkę możesz z powrotem przywrócić prąd do mieszkania. Żarówka
powinna się oczywiście zaświecić, natomiast wentylator – nie. Teraz możesz
wyłączyć przełącznik i nacieszyć się działaniem wentylatora na ok. 3-5minut.
Sprawdzając przy okazji, czy czas ustawiony przez ciebie ci odpowiada. Jeśli
nie – zapraszam do śródtytułu „Możliwości zmian”.
Możliwości zmian
A więc co można zmienić w naszym urządzeniu? Tak jak wspomniałem - czas pracy wentylatora. Przy ustawieniu czasu na 3 minuty, suma rezystancji R7 i PR1 wynosi 150kW, co oznacza, że teoretycznie czas pracy wentylatora na 1s. wypada rezystancja 50kW. Także i ty możesz zmienić czas na taki, który ci odpowiada. Oblicz sobie tylko, jak długo chcesz aby twój wentylator pracował, mnożąc czas w minutach przez 50kW. Wynikiem będzie rezystancja, którą (odpowiednim rezystorem) zamienisz z R7. Możesz także zastąpić ten rezystor zworką. Wtedy czas pracy będziesz mógł ustawiać potencjometrem PR1 w zakresie od 0-2minut.
Poza układam możemy dowolnie zmieniać: moc żarówki sieciowej, położenie płytki kontrolnej czy jak kto chce wygląd przełącznika.
Na końcu nie zostało mi nic innego jak życzyć wiele pożytku z mojego prostego „Sterownika wentylatora do łazienki (WC)”.
Uwaga! W układzie
występują napięcia niebezpieczne dla ludzkiego zdrowia i życia. Osoby
niepełnoletnie i niewykwalifikowane powinny montować układ pod kontrolą
wykwalifikowanych osób dorosłych aby w przypadku
porażenia prądem elektrycznym udzielili poszkodowanemu pierwszej pomocy.
Dariusz Iwanoczko
ivanek_dar@wp.pl
Rezystory
R1 470W
R2,R4 1MW
R3 12kW
R5,R6 1kW
R7 150kW
R8,R9 270W
PR1 100kW
Kondensatory
C1,C4 1000uF/16V
C2 100nF
C3 10nF
Półprzewodniki
D1,D2,D3,D4,D6,D9 1N4007
D5 LED 5mm. Czerwona
D7 LED 3mm. Zielona
D8 LED 3mm. Czerwona
T1,T2 BC547
U1 CD4093
U2 NE555
Pozostałe
Transformator 230V/12V
Ż1 żarówka
sieciowa (moc dowolna)
P1 włącznik
oświetlenia
P2,P3 dowolne
przyciski miniaturowe
Pk1,Pk2 przekaźnik
12VDC