Spkb-optics.ru

СПКБ Оптик
70 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выключатель бесконтактный оптический вбо

Бесконтактный, оптический выключатель освещения со звуковым эффектом на Arduino

Сегодня статья про бесконтактный выключатель со звуковым эффектом, который был сделан мной 9 лет назад, а если быть точным, то в январе 2012 года.

С тех пор выключатель трудится у меня круглыми сутками на протяжении 9 лет. Что самое интересное, за все это время, он не вышел из строя и даже ни разу не подвис, а также у него никогда не было ложных срабатываний. В общем он хорошо себя зарекомендовал и я с уверенностью могу его Вам рекомендовать для самостоятельной сборки.
Если Вам интересны подробности, то прошу под кат.

У меня в коридоре смонтировано 7 светильников.

И для достижения красивого визуального эффекта, я использовал последовательное включение ламп, для этого мне нужно было протянуть к плате контроллера отдельный провод от каждой точки освещения.

Саму плату я спрятал в пространстве между гипсокартоном и потолком, благо места там больше чем достаточно.

ИК приемник и светодиод я разместил в подрозетнике. Во избежание ложных срабатываний их нужно изолировать между собой, для этого я использовал термоусадочный кембрик. Чтобы подключить этот оптический датчик к плате контроллера, я использовать заложенные в стену провода.

Для того чтобы дизайн выключателя не отличался от других установленных декоративных накладок в интерьере, я использовал из этой же серии телевизионную розетку, из которой выкинул все внутренности, а в отверстие вклеил круглое окошко, вырезанное из фиолетового акрила.

Все компоненты были размещены на одной плате, на которой так же установлены винтовые коннекторы для подключения проводов от светильников.

Запитал я эту плату обычным зарядным устройством от телефона.

Основой всего устройства является контроллер Arduino Nano V.3, но можно так же использовать любые другие платы, с микроконтроллером ATmega328.

ИК светодиод с фототранзистором можно взять от датчика препятствий, но не обязательно их выпаивать, достаточно перерезать лишние дорожки и припаять к ним 3 провода. Если у вас уже есть где-то ранее выпаянные детали, то перед использованием, лучше сначала проверить их на работоспособность. Инфракрасный светодиод нужно подключить к напряжению 5 В через токоограничивающий резистор 120 Ом и посмотреть на него через камеру телефона, он должен светиться фиолетовым светом. Для проверки фототранзистора понадобится любой тестер с функцией прозвонки проводников. Переводим тестер в режим прозвонки, а выводы фототранзистора подключаем к щупам тестера. После чего нужно к нему вплотную поднести любой пульт от бытовой техники и нажать любую кнопку. В ответ раздастся прерывистый пищащий звук.

9 лет назад я не нашел подходящих твердотельных реле и мне пришлось их собирать самому из радио-комплектующих. Но на данный момент проще купить 8-канальный модуль твердотельных реле как на изображении, чем заниматься тратой времени на поиск этих компонентов.

Работает выключатель следующим образом

Arduino с выхода D5 постоянно выдает ШИМ сигнал с частотой примерно 977 Гц. К этому выходу через токоограничивающий резистор 82 Ом подключен светодиод, излучающий сигнал в инфракрасном диапазоне. Фототранзистор, подключенный к входу D2 детектирует отраженный от руки ИК сигнал и проверяет его на достоверность. Если сигнал из 20-ти или больше идущих подряд периодов соответствует частоте 977 Гц, то тогда контроллер включает по очереди все 7 светильников и начинает воспроизводить звуковой эффект через ШИМ выход D11. Все то же самое происходит и при выключении.

Читать еще:  Выключатель t4n 250 sac 1sda0

Воспроизведение звуков

Для воспроизведения звуковых эффектов используется формат WAVE без сжатия, с частотой 16000 Гц и глубиной 8 бит, но при воспроизведении данного формата с использованием ШИМ, в аудио тракте наблюдается неприятный свист и шипение. Поэтому для улучшения качества воспроизведения, я в коде использовал линейную интерполяцию. При которой, выборка семплов происходит на частоте 62.5 кГц и между оригинальными выборками вставляются еще 3 дополнительных семпла, рассчитанных методом линейной интерполяции. Таким образом на выходе снижается шум квантования, пропадает свист, улучшается качество звука и для воспроизведения не обязательно использовать дополнительные RC фильтры.

Вместо динамика я использовал старую, маленькую компьютерную колонку без встроенного усилителя.

Для конвертирования Wave файлов в Си код, можно воспользоваться онлайн конвертером.

Схема

На схеме серыми прямоугольниками отметил твердотельные реле, а тем кто хочет заморочиться, то может собрать схему полностью, так же как сделал я в далеком прошлом.

Компоненты для сборки

1 — Arduino Nano V.3
2 — Датчик препятствий
3 — 8-канальный модуль реле
4 — Резисторы 82 Ом и 1 кОм
5 — Динамик 0,5-3 Вт
6 — Любой N-P-N транзистор с допустимым током не менее 500 мА

Код для Arduino

Скачать все файлы одним архивом
В этот раз я решил добавить все используемые библиотеки в папку со скетчем, а в самом скетче прописал их локальное использование. Теперь надеюсь у новичков будет меньше ко мне вопросов по поводу ошибок, возникающих у них при компилировании.

В коде вынесены несколько констант, которые можно изменить перед прошивкой.

Константа power_ir — отвечает за дистанцию срабатывания выключателя, может принимать значения от минимума 20 и до максимума 200. Требуемое Вам значение можно определить экспериментальным путем.

lamp_num — определяет количество используемых Вами ламп. Минимальное число лампочек не может быть меньше 1, а максимальное не более 7. Если подправить код, то можно увеличить до 15.
lamp_delay — это задержка между последовательными включениями ламп, которая выражена в миллисекундах и может начинаться от 0 и до 4 294 967 295 мс. Хотя я не думаю, что такие огромные задержки кому то понадобятся.

Видео

Для просмотра видеоролика кликните по изображению.

Заключение

В заключении хотелось бы добавить, что я очень удивлен, что микроконтроллер без WDT за 9 лет ни разу не подвис. По этой же причине я не стал править код и добавлять в него WDT, так как Arduino со старыми bootloader не умеют работать с ним.

Спасибо, что дочитали до конца!

Если Вам понравилась моя статья — то поддержите ее лайком и подпиской.

Если у Вас есть вопросы, то можете их задать в комментариях.

Конверторы среды и сетевые коммутаторы

Основными технологиями высокопроизводительных информационных систем являются стандарты Fibre Channel и Gigabit Ethernet. Fibre Channel завоевывает все большую популярность у разработчиков военных систем и используется для модернизации авиационных систем. Fibre Channel успешно используется там, где необходима высокая пропускная способность связи периферийного оборудования с процессором обработки, например, для передачи видеоданных.

За базовую скорость передачи взято значение 1,0625 Гбит/с. Недостатком технологии Fibre Channel является сложность в реализации аппаратных и программных средств из–за наличия в стандартах множества дополнительных функций, вызванных необходимостью обеспечить канальную связь для различных видов оборудования.

Читать еще:  Выключатель размеры от проема

Для обеспечения работы в системе Fibre Channel (FC) ЗАО «Центр ВОСПИ» разработаны и серийно выпускаются модуль конвертора и модуль коммутатора.

Модуль конвертера среды передачи FC (МК-1 КЕФС.469135.050 ТУ) предназначен для эксплуатации в составе цифровых высокоскоростных волоконно-оптических каналов обмена информацией.
Модуль осуществляет преобразование среды передачи сигнала с витой пары на оптику и последующее обратное преобразование.

Модуль может использоваться для увеличения расстояния соединения между двумя устройствами с выходами Fibre Channel на витую пару посредством оптического кабеля без снижения производительности, а также для передачи информации через области воздействия электромагнитных помех. Скорость передачи данных 1 Гбит/с. Способ передачи пакетов – «на лету». Содержит индикатор «связь» для каждого порта, индикатор питания.

Модуль коммутатора FC (МКС-8/1000 КЕФС.469135.052 ТУ) предназначен для эксплуатации в составе цифровых высокоскоростных волоконно-оптических каналов обмена информацией. Модуль коммутатора обеспечивает организацию полнодуплексной связи восьми с восьмью абонентами.

Скорость передачи данных 1 Гбит/с. Используется технология коммутации с промежуточным хранением. Содержит индикатор «связь» для каждого порта, индикатор питания.

Gigabit Ethernet (GE) является одной из высокоскоростных существующих технологий для организации сетевого взаимодействия. Она опирается на все те же компоненты Ethernet, с которыми проектировщики и сетевые администраторы хорошо знакомы, и уже сейчас имеет шансы в течение следующих нескольких лет стать самой быстрой связующей технологией для локальных сетей наземного, авиационного и морского применений.

Технология Gigabit Ethernet масштабируема и способна обеспечить весьма эффективную структуру от узла к узлу. Кроме того, миграция от существующих сетей к Gigabit Ethernet относительно проста. Стандарт 1000Base-T поддерживает технологию автосогласования между устройствами, работающими на разных скоростях — 100 или 1000 Мбит/с, что дает возможность поэтапного перехода к новым возможностям нового оборудования. Пользователи могут продолжать пользоваться Fast Ethernet, а при возникновении необходимости перейти к гигабитным скоростям. Благодаря этому Gigabit Ethernet обеспечивает безболезненный способ развития сети. Для обеспечения работы в сети Gigabit Ethernet (GE) ЗАО «Центр ВОСПИ» разработаны и серийно выпускаются модуль конвертора и модуль коммутатора.

Модуль конвертера среды передачи GE (МК-2 КЕФС.469135.051 ТУ) предназначен для эксплуатации в составе цифровых высокоскоростных волоконно-оптических каналов обмена информацией.

Модуль осуществляет преобразование среды передачи сигнала с витой пары на оптику и последующее обратное преобразование. Модуль может использоваться для увеличения расстояния соединения между двумя устройствами с выходами Gigabit Ethernet на витую пару посредством оптического кабеля без снижения производительности, а также для передачи информации через области воздействия электромагнитных помех. Скорость передачи данных 1 Гбит/с. Способ передачи пакетов – «на лету» (максимальная задержка 0,4 мкс). Поддерживает полу- или полнодуплексное соединения, по порту 1000Base-T автоматическое определение режима передачи. Поддерживает автоматическое кроссирование при подключении MDI-X кабеля. Содержит индикатор «связь/активность» для порта 1000Base-T, индикатор «связь» для порта 1000Base-LX, индикатор питания.

Модуль коммутатора GE (МКС-10/1000 КЕФС.469135.053 ТУ) предназначен для эксплуатации в составе цифровых высокоскоростных волоконно-оптических каналов обмена информацией.

Модуль коммутатора Gigabit Ethernet содержит 8 портов 10/100/1000Base-T и 2 порта 1000Base-LX и обеспечивает организацию полнодуплексной связи десяти абонентов по топологии «Звезда».Скорость передачи данных по каждому электрическому порту 10, 100 или 1000 Мбит/с, по оптическим портам – 1000 Мбит/с. Девятый порт может работать по выбору в режиме 10/100/1000Base-Т или 1000Base-LX. Используется технология коммутации с промежуточным хранением. Управление потоком данных в полнодуплексном и полудуплексном режимах (при скорости передачи 1 Гбит/с порты работают только в полнодуплексном режиме). Поддерживает протокол автосогласования скорости работы (Auto–Negotiation) портов. Поддерживает автоматическое кроссирование при подключении MDI-X кабеля. Содержит индикаторы «связь/активность», «связь 1000» для каждого порта, питания. На всех портах имеется защита от импульсных выбросов напряжения и токов.

Читать еще:  Сломался выключатель у фена

Все изделия предназначены для работы в жестких условиях эксплуатации для наземного, авиационного и морского применений:

  • диапазон рабочих температур от -60 до +60ºC;
  • повышенная влажность — до 100%;
  • пониженное давление — 15мм рт. ст.;
  • соляной туман;
  • стойкость к ударам (15g), вибрации (17g);
  • ускорению (10g), акустическому шуму 160 дБ.

FBT разветвитель (Fused Biconical Tapering)

Технология Fused Biconical Tapering заключается в связывании двух или более оптических волокон вместе, затем их плавлении и растяжении на конической машине, а также отслеживании изменения коэффициента разделения в режиме реального времени. После того, как коэффициент разделения достигает требуемого, плавление и растяжение заканчиваются. Один конец сохраняет (остальное отрезано) в качестве входа, а другой конец используется как множественный выход. Максимальный коэффициент разделения 1х32, но при этом он настраиваемый (1х3, 1х11). Соотношение деления можно контролировать в реальном времени по мере необходимости. Также в отличие от PLC, возможно неравномерное разделение мощности (например 1х4 — 30%, 10%, 30%, 30%).

Основными недостатками оптического разветвителя FBT являются потери, чувствительные к длине волны света, и устройство обычно выбирается в соответствии с длиной волны. Это фатальный дефект при использовании тройного зазора, потому что оптические сигналы, передаваемые в тройном зазоре, имеют длину волны 1310 нм, 1490 нм, 1550 нм. Световая однородность разделителя FBT плохая, номинальная максимальная разница 1х4 составляет около 1,5 дБ, а разница больше, чем 1×8, не может гарантировать равномерное разделение света и может повлиять на общую дальность передачи. Вносимые потери сильно зависят от температуры. Разветвитель FBT (например, 1×16, 1×32) имеет большие размеры, а надежность будет снижена, при этом пространство для установки ограничено.

Эти два устройства — сплиттеры PLC и FBT — имеют свои преимущества с точки зрения производительности и цены, и обе технологии процесса постоянно обновляются, для исправления их недостатков. Делитель FBT решает проблемы небольшого количества одноразовых конусов и плохой однородности. Разветвители PLC также прилагают неустанные усилия для снижения затрат. Есть как неоконцованные варианты, так и варианты с установленными разъемами, в основном SC/APC . В настоящее время стоимость двух устройств выше 1х8 практически одинакова.

Заключение

Выбор одного из этих двух устройств зависит от приложения и требований пользователя. В некоторых приложениях, где объем и длина световой волны не очень чувствительны, особенно при небольшом количестве ответвлений, более экономично выбрать разветвитель FBT. Для независимой передачи данных используется разветвитель FBT 1310 нм. Телевизионная видео сеть может выбрать разветвитель FBT 1550 нм. В случае трех-в-одном, FTTH и т. д., которые требуют нескольких длин волн оптической передачи и большого количества пользователей, следует выбрать разветвитель PLC.

Если стоит выбор, где купить оптические разветвители, выбирайте надёжного поставщика. Компания « АнЛан » занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты