Таймер для вентилятора в туалет своими руками

Таймер для вентилятора в туалет своими руками

Таймер задержки отключения вентиляции на NE556

Автор: mattheus, mattheus2010@mail.ru
Опубликовано 08.04.2014
Создано при помощи КотоРед.

Опыт эксплуатации принудительной вентиляции в ванной и туалете показывает, что очень неудобно включать и выключать ее обычным выключателем. Включать вентиляцию с освещением не всегда разумно (можно ведь и рука в ванную зайти помыть — зачем же включать вентиляцию?), во время купания она тоже создает ненужное движение воздуха (сквозняк). А если включать ее выключателем выходя из ванной/туалета, то потом нужно возвращаться для ее выключения.

Поэтому решил применить у себя малую автоматизацию и собрать автомат отключения вентиляции после некоторой задержки по времени. Чтобы включить вентиляцию достаточно выходя из ванной/туалета кратковременно включить/выключить вентиляцию с помощью выключателя на стене и после включения вентиляция будет сама работать еще некоторое время (в моем случае около 7 минут). Преимущества очевидны — не нужно помнить о том, что ты включил вентиляцию и возвращаться ее выключить.

Сама схема основана на широко известном таймере NE555 работающем в режиме моностабильного генератора (т.е. после подачи низкого уровня на вход на выходе устанавливается логическая 1 в течение некоторого времени определяемого внешними компонентами резистором и конденсатором):

Время определяется как:

Поскольку требуется два канала управления (для вытяжки в туалете и в ванной), то вместо NE555 используется микросхема NE556, которая является просто объединением двух NE555 в одном корпусе.

Поскольку схема потребляет очень малый ток, то питание схемы организовано по принципу "конденсаторного питания" и не содержит гальванической развязки от сети.

Управление нагрузкой осуществляется с помощью симисторов BT-136 (ток до 4А), управление которыми реализовано с помощью MOC3021 (хоть в схеме и нет гальванической развязки от сети и по этому критерию опторазвязка не нужна, но использование драйвера симисторов позволяет управлять ими малым током и снизить потребление схемы в режиме ожидания).

Получилась такая схема:

Для схемы развел плату:

Размеры платы 60х62.5 мм и предполагается ее размещение в распределительной коробке диаметром 100 мм (так что она в нее не только помещается сама, но и оставляет достаточно места для соединения остальных проводов).

Замеры на собранной схеме показали, что по 5В она потребляет максимум 30 мА, так что конденсатор C5 можно заменить на 470-680мкФ, что немного уменьшит потребление схемы от сети. Поскольку схема постоянно включена в сеть, то резистор R6, ограничивающий ток заряда конденсатора C5 можно заменить перемычкой. Резистор R5 нужен только для разряда конденсатора C5 и по той же причине его можно не ставить. Цепочки R7-C7 и C8-R10 тоже опциональные. Если ток потребления ваших вентиляторов меньше 100 мА (до 20 Ватт), то можно даже не ставить внешний симистор вообще, т.к. MOC3021 может сам коммутировать до 100 мА. Но если собирать схему "для себя", то просто так отказывать от установки дополнительных компонентов не стоит, т.к. все они работают на надежность схемы.

С приведенными на схеме номиналами RV1-C1 и RV2-C3 время отключения вентиляции регулируется от 0 до примерно 10 минут (на практике получилось до 7 минут).

Вот что получилось в результате:

В прилагаемом архиве схема и плата в формате Proteus 7.7 и схема и маски дорожек и надписей на плату в формате .PDF для изготовления с помощью ЛУТ.

Весенней свежести вашему санузлу! Пусть он благоухает валерьянкой! Помните, что хоть у кота и 9 жизней не стоит их тратить раньше времени (схема не имеет гальванической развязки от сети и требует аккуратности при работе с ней)! Берегите лапы и хвосты! Мяу!

Естественная вентиляция в санузлах многоэтажных домов, особенно старой постройки, зачастую не обспечивает приемлемого уровня влажности и (чего уж там скрывать!) отсутствие неприятных запахов. Причин тому может быть множество: от банального засорения вентиляционных каналов мусором и пылью до столь же банальных просчетов архитекторов и строителей. А вот метод решения один — использование принудительной вентиляции, которая обеспечивается вытяжными бытовыми электровентиляторами, стоимостью от 150 рублей и более.

Некоторые модели вентиляторов имеют собственный отдельный выключатель-цепочку, что следует считать скорее недостатком, чем достоинством, т.к. приходится вручную включать вытяжку перед использованием санузла и выключать после завершения проветривания. Более продвинутые (и, соответственно, более дорогие) модели имеют встроенный таймер, который включает вентилятор одновременно с включением освещения, а выключает через некоторое время после выключения освещения.

Такие таймеры можно купить отдельно и установить самостоятельно, однако, использование отдельных таймеров или вентиляторов со встроенными таймерами имеет ряд недостатков:

  1. Таймер требует установки в отдельной распределительной коробке или электрощитке.
  2. Таймер подключается к квартирной электропроводке минимум 4-я проводами: 2 к питающей сети и 2 к выключателю освещения, это же относится и к вентилятору со встроенным таймером. Если нужные провода не заложены в стену на этапе монтажа проводки, то их прокладка — удовольствие ниже среднего.
  3. Таймер, будучи единожды настроен, отрабатывает один и тот же интервал работы вентилятора после выключения света, что может привести к напрасному расходу электроэнергии и повышенному уровню шума без необходимости.
  4. Таймер стоит не менее 250 рублей (вентилятор со встроенным таймером — более 400).

Предлагается конструкция таймера для самостоятельной сборки, свободная от этих недостатков и обладающая дополнительными удобствами:

  1. Устанавливается внутри крышки самого дешевого вытяжного вентилятора (не требует отдельной коробки и т.п).
  2. Подключается только двумя проводами к бытовой сети 220В (не требуется подключение к выключателю освещения).
  3. Присутствует световой индикатор работоспособности таймера.
  4. Таймер реализует гибкий алгоритм работы, уменьшающий время непроизводительной работы.
  5. Стоимость компонентов для сборки таймера чуть более 100 рублей.
Читайте также:  Для чего предназначена программа gimp

Назначение: автоматическое включение вытяжного вентилятора санузла при включении освещения и отключение вентилятора через оптимальное время после выключения освещения.

Принципиальная схема.

Описание принципиальной схемы.

220В) подается на клеммы XP1ВХР2А. Используется схема однополупериодного выпрямителя с реактивным балластом, роль которого выполняет С2. R1 служит для разряда конденсатора С2 и служит для повышения электробезопасности обслуживания (в принципе, его можно не устанавливать). Стабилитрон VD1 ограничивает напряжение, до которого заряжается конденсатор фильтра С1. VD2 препятствует разряду С1 в моменты, когда стабилитрон VD1 открыт прямым током (при соответствующем отрицательном полупериоде сетевого напряжения). Симистор VS1 служит для коммутации питания мотора вытяжного вентилятора, подключаемого к клеммам ХР1АXP2В. Симистор без охладителя в состоянии управлять мотором с мощностью до 100 Вт, чего с большим запасом достаточно для любых бытовых вытяжных вентиляторов. Управляется симистор импульсами отрицательной (относительно цепи VCC) полярности, поступающими с микроконтроллера DD1. Программа, зашитая в микроконтроллере, реализует весь алгоритм работы устройства. Для синхронизации управляющих импульсов с полупериодами сетевого напряжения на микроконтроллер подается через резисторы R3 и R4 сетевое напряжение. Номиналы этих резисторов обеспечивают ток через защитные цепи порта микроконтроллера на безопасном уровне (не более 1 мА). Светодиод HL1 выполняет двоякую функцию: он используется для индикации рабочего состояния устройства и одновременно является датчиком освещенности.

Конструкция.

Устройство представляет собой одностороннюю печатную плату, на которой монтируются все компоненты, причем DD1 устанавливается со стороны проводников, а остальные компоненты — с другой стороны. К клеммам ХР1ХР2 подключаются питающие проводники бытовой проводки с сечением не менее 0,35 мм 2 . Печатная плата разработана конкретно под вентилятор Colibri, купленный в Leroy Merlin за жалкие 150 рублей. В этом вентиляторе плата крепится саморезом, а в других вентиляторах ее можно закрепить при помощи термоклея внутри декоративной крышки вентилятора, в которой по центру предварительно просверливается отверстие под светодиод HL1. После всех подключений крышка с платой устанавливается на штатное место.

Для защиты от влаги печатную плату рекомендуется покрыть влагостойким лаком.

На макете проверена работа таймера со светодиодами различных типов, размеров и цвета (красный, зеленый, синий). Наилучшая чувствительность обеспечивалась при использовании светодиода с прозрачной линзой красного свечения повышенной (2000 мКд) светоотдачи. Однако и с другими вариантами все работало достаточно надежно. Следует отметить, что синий светодиод более чувствителен к белому и сине-белому освещению, а красный — к желто-красному.

Стабилитрон VD1 может быть любым на напряжение 5,6В, например, КС156А. Симистор серии BTA с максимльным током от 6 до 12 ампер, т.е. BTA6. BTA12, с рабочим напряжением не менее 400 вольт (лучше — 600). Рабочее напряжение конденсатора C2 — не менее 350 вольт, тип — любой пленочный, например, К73-11, К73-17 и т.п. Рабочее напряжение конденсатора С1 — не менее 10 вольт, емкость можно довести до 1000 мкФ.

Светодиод рекомендуется не впаивать в плату, а установить в разъем, как на фото, иначе будет сложно подобрать нужную длину выводов, чтобы он выглядывал из крышки и в то же время не мешал ее установке. Кстати, если полярность светодиода перепутана, с разъемом значительно проще ее поменять. Экспериментировать с разными светодиодами так же проще именно в этом случае.

К остальным компонентам особых требований не предъявляется.

Условия эксплуатации.

Все компоненты таймера находятся под напряжением сети, поэтому при проверке и монтаже устройства следует соблюдать повышенную осторожность, так как опасность усугубляется тем, что устройство монтируется в ванной комнате — помещении с особой опасностью поражения электрическим током!

Обычно вытяжной вентилятор устанавливается в одной из стен санузла под потолком, т.е. при включении освещения в санузле вентилятор оказывается достаточно ярко освещен. Непременное условие нормальной работы таймера — наличие заметной разницы в освещенности при отключенном и включенном освещении санузла. Если в санузле и без освещения светло настолько, что вентилятор оказывается постоянно включенным, следует уменьшить количество света, попадающего на светодиод HL1 путем закраски его красным лаком (или лаком иного цвета — под цвет свечения светодиода), заглубления его внутрь крышки вентилятора и т.п. мерами.

Если таймер устанавливается в вентилятор, уже подключенный параллельно лампе освещения санузла, следует предварительно изменить в распределительной коробке его подключение так, чтобы питание 220В поступало на него постоянно независимо от освещения.

Описание работы устройства.

Все время, пока на таймер подано питание, светодиод HL1 кратковременно вспыхивает каждую секунду, сигнализируя об исправности устройства и его готовности к работе.

Пока свет не включен, вытяжной вентилятор выключен. В этом режиме устройство потребляет очень малый ток, носящий преимущественно реактивный (емкостный) характер — порядка 15 мАР (реактивных миллиамер). Такой ток не фиксируется приборами учета электроэнергии, так что находиться в таком состоянии изделие может неограниченно долго — это дежурный режим.

Когда в санузле включается свет, начинается отсчет защитного интервала времени перед включением вытяжки. Этот интервал составляет около 15 секунд (приведенные здесь и далее значения интервалов времени могут отличаться от фактических на 1-2 секунды). Если свет будет погашен до истечения этого интервала, вентилятор не будет включен вообще. То есть если человек вошел в санузел только для того, чтобы, например, повесить на крючок полотенце — нужды в вытяжке нет. Если же свет в санузле горел больше 15 секунд, устройство включает вентилятор, и продолжает удерживать его включенным все время, пока горит свет, и еще 5 минут после выключения света плюс по 1 минуте на каждые полные 120 секунд, в течение которых свет был включен, но не более 30 минут всего. Таким образом, если человек принимал душ 15 минут, то вытяжка будет продолжать работать еще 5+15/2=13 минут после того, как свет в санузле будет погашен. Принятие ванны в течение получаса заставит вытяжку поработать дополнительно 5+30/2=20 минут.

Читайте также:  Коллекционка red dead redemption 2

Предусматривается вариант программы таймера, при котором время работы вентилятора после выключения света будет равно времени его работы при включенном освещении. Этот вариант выбирается путем установки перемычки S1 (см. принципиальную схему).

Если свет в санузле включается повторно при работающем вентиляторе, то к остатку незавершенного интервала работы вентилятора после выключения света будет прибавлен новый интервал по ранее описанному алгоритму.

Примечание, не имеющее прямого отношения к устройству.

Эффективность вытяжной вентиляции определяется не столько мощностью вентилятора или какими-то электронными приспособлениями для него, сколько наличием притока свежего воздуха. Если дверь в санузел закрывается плотно и нет иных отверстий, через которые мог бы поступать внешний воздух, эффективность любой вытяжки будет близкой к нулю.

Файлы проекта

В настоящее время в файлохранилище можно скачать принципиальную схему, печатную плату устройства и прошивку микроконтроллера для единственного (первого) варианта алгоритма работы (т.е. состояние перемычки S1 роли не играет). При прошивке необходимо выбрать фьюзами встроенный RC-генератор 9,6 МГц (CKSEL=10) и обязательно отключить делитель тактовой на 8 (CKDIV8=1), все прочие фьюзы особой роли не играют, надо оставить их в "заводском" состоянии. По мере разработки можифицированных версий прошивок они будут добавлены в архив — следите за новостями.

Добавить в любимые (5) | Просмотров: 230872

1 Написал(а) Toledo, в 10:43 13.07.2010
блин, а у нас в новых домах придётся делать светодиод-датчик выносным.
2 Написал(а) Toledo, в 10:45 13.07.2010
Жаль у нас в новых домах для этого проекта придётся выносить светодиод на проводе длиной более 50см. не скажутся ли на работе МК наводки в проводах ?
3 Написал(а) Эдик, в 19:22 10.10.2010
Отчаивавшийся подобрать светодиод намеренно поменял полярность, через 15 секунд включился вентилятор, прикрыв его коробкой и подождав 5 минут вентилятор отключился, но спустя 15 секунд включился вновь.
Выводы у светодиодов (испытуемых было 5 штук) укоротил до минимума. Ни один при правильной полярности вентилятор не включал. В чем может быть причина?
4 Написал(а) Leo, в 18:20 15.10.2013
А можно модифицыровать прошивку чтоб вентилятор включался после выключения света?
5 Написал(а) Maks, в 19:58 20.03.2014
ТС, если Вы запустили проект, то выложите исходники прошивки, чтоб народ мог дальше сам менять её под себя.
6 Написал(а) Алексей, в 21:43 28.05.2014
Доброго Дня! Таймер впечатляет простотой и габаритами! Небольшой вопрос: Можно ли разработать плату управления вентиляторами аналогичных габаритов, переключающую два вентилятора с периодичностью 1- 2 мин? И сколько она будет ориентировочно стоить?

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии.
Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.

22.03.2016
Пока идет перманентный (тысяча отмазок есть, но главная — природная лень) ремонт. Для вытяжки из туалета и ванной решено поставить канальный вентилятор, но им надо управлять, тупо запитав от выключателя будет неправильно. Так что нужно реле времени.
Т.к. в продаже как всегда сплошной трэш, да еще и за непонятные деньги. Решено. Делаю сам.

По схеме:
Питание без гальванической развязки от сети с гасящим кондером (как-нибудь попробую сделать без оного, по ключевой схеме, но не здесь)
MOCD223M поставил только из-за того что smd, а так бы воткнул пару PC817…
На оптронах этих собран детектор сети 220В (включенного света, вход подключается параллельно лампочке), и на выходе получается меандр, с частотой 50Гц.
MOC3063 и симистор включены по типовой схеме из даташита.
Когда нагрузка включена загорается светодиод LED1.
Примитив! )))

Прошивка тоже ничего особенного, учитывая пожелания всех (что довольно таки тяжело, т.к. пожелания весьма противоречивые бывают). В общем:
а. включили свет (ванная, туалет) ждем 10 сек (ну может на секунду заглянули, или ошиблись дверью xD), после запускаем вытяжку.
б. для туалета:
если свет горел меньше минуты, то вытяжка работает после выключения еще 1.5 мин.
если же свет больше минуты светил, то — 5мин.
если же 5 и более минут свет включен, то вытяжка будет работать после выключения света еще 10мин.
в. для ванной:
если свет горел до 3х минут, вытяжка работает после выключения 3мин.
если свет горит дольше 3х минут, вытяжка выключается, и ждет когда выключится свет.
после отключения света, вытяжка запускается:
— если свет горел до 10 минут — на 5 минут
— если свет горел от 10 до 20 минут — на 10 минут
— если больше 20 минут — на 15 мин.

Никаких режимов программирования, чтобы изменить что-то, придется подключать программатор.

Как всегда не обошлось без недоработок, электролит смд не давал закрыться крышке, пришлось сверлиться и ставить выводной кондей на обратную сторону (да и электролит на 100мкФ больше по размерам оказался, не рассчитал). И накосячил с подключением диодов D6 и D7: подключил их на минус питания (GND вместо N).

зато после изменений все отлично заработало, вместо вентилятора подключил лампу 100Вт, симистор даже не думал нагреваться.

upd. 13.04.2018
Прошло 2 года. Наконец то дошли руки до вытяжки. (И то из-за подозрения что тянет куревом через нее, — как бросил курить, так чую запах сильно…)
Электроника работает отлично, как и задумал!
Единственное, взял кулер канальный Домовент и пожалел об этом: появляется рокот небольшой после минут 5 работы.

P/s/ Когда вскрыл вентиляцию на меня столько пыли осело сорокалетней, чуть не задохнулся. Сбегал в больничку, сделал прививку от столбняка на всякий случай, ибо в таких местах вероятность его подхватить высокая, а прививку эту больше 10 лет прошло как не делал.
P/p/s Не забывайте делать прививки!

Ни гвоздя, ни железа!

18.04.2018
Обновил архив:
Исправил ошибку в исходнике: при инициализации регистр брался не из того банка (вместо GPIO TRISIO)
Добавил исходник к архиву.

Смотрите также

Комментарии 80

а если у тебя купить, какая цена?

Все оказалось очень просто, дело было в нерабочем пик контроллере, купил другой работает… причем вкладку с фьюзами даже не открывал

Спасибо вам что помогаете, завтра все варианты проверю

вы не могли бы скинуть прошивки из новой версии?, не могу скачать

странно. сейчас залью архив

вы не могли бы скинуть прошивки из новой версии?, не могу скачать

Видимо случайно удали файлы, залил заново и обновил ссылки. Смотрите новую тему.

с новой версии скачать ничего не могу, ссылки не работают, верификацию проходит, прошивка считывается и конфигурация фьюзов та что выставляешь

вообще по идее из hex файла все должно подхватываться.
втч и конфигурационное слово (фьюзы — всетаки из AVR название)))

нашел на форуме…, т е если я правильно понимаю все это не нужно, или точнее должно работать и так

не должно, в прошивке wdt задействован

bandgap — ставьте default (не помню что за хрень)
WDT — сторожевой таймер (если не знаете, то не используйте)
PWRT — задержка для стабилизации генератора при вкючении питания
MCLR — использовать вход внешнего сброса микроконтроллера (reset)
BODEN — задейств-ть сброс при снижении напр. питания
CP — защитить код программы от считывания
CPD — защитить содержимое EEPROM от считывания

а тяжело взять даташит и почитать внимательно?

__CONFIG b’11111111001100′ ;3FCC: 11-bandgap*|111-Unimpl|1-CPD Dis|1-CP Dis|1 — BOD En|0 — GP3, MCLR int|0 — PWRT En|1 — WDT En|100 — IntOSC+I/O
;BG1 BG0 — — — CPD CP BODEN MCLRE PWRTE WDTE F0SC2 F0SC1 F0SC0

хотя тут вроде бы понятно, но распишу

config word 14 bit
бит13 = 1 — bg1
бит12 = 1 — bg 0
бит11-бит9 = 111 — неиспользуются
бит8 = 1 — CPD
бит7 = 1- CP
бит6 = 1 — boden
бит5 = 0 — GP3/MCLR
бит4 = 0 — PWRT
бит3 = 1 — WDT
бит2,1,0 = 100 — FOSC 2-0

Я не знаю в ваше программе выставленные галочки означают 0 соответствующего бита, или 1

bandgap — ставьте default (не помню что за хрень)
WDT — сторожевой таймер (если не знаете, то не используйте)
PWRT — задержка для стабилизации генератора при вкючении питания
MCLR — использовать вход внешнего сброса микроконтроллера (reset)
BODEN — задейств-ть сброс при снижении напр. питания
CP — защитить код программы от считывания
CPD — защитить содержимое EEPROM от считывания

вот кусок даташита

REGISTER 9-1: CONFIG — CONFIGURATION WORD (ADDRESS: 2007h)

R/P-1 R/P-1 U-0 U-0 U-0 R/P-1 R/P-1 R/P-1 R/P-1 R/P-1 R/P-1 R/P-1 R/P-1 R/P-1
BG1 BG0 — — — CPD CP BODEN MCLRE PWRTE WDTE F0SC2 F0SC1 F0SC0

bit 13-12 BG1:BG0: Bandgap Calibration bits for BOD and POR voltage(1)
00 = Lowest bandgap voltage
11 = Highest bandgap voltage
bit 11-9 Unimplemented: Read as ‘0’
bit 8 CPD: Data Code Protection bit(2)
1 = Data memory code protection is disabled
0 = Data memory code protection is enabled
bit 7 CP: Code Protection bit(3)
1 = Program Memory code protection is disabled
0 = Program Memory code protection is enabled
bit 6 BODEN: Brown-out Detect Enable bit(4)
1 = BOD enabled
0 = BOD disabled
bit 5 MCLRE: GP3/MCLR pin function select(5)
1 = GP3/MCLR pin function is MCLR
0 = GP3/MCLR pin function is digital I/O, MCLR internally tied to VDD
bit 4 PWRTE: Power-up Timer Enable bit
1 = PWRT disabled
0 = PWRT enabled
bit 3 WDTE: Watchdog Timer Enable bit
1 = WDT enabled
0 = WDT disabled
bit 2-0 FOSC2:FOSC0: Oscillator Selection bits
111 = RC oscillator: CLKOUT function on GP4/OSC2/CLKOUT pin, RC on GP5/OSC1/CLKIN
110 = RC oscillator: I/O function on GP4/OSC2/CLKOUT pin, RC on GP5/OSC1/CLKIN
101 = INTOSC oscillator: CLKOUT function on GP4/OSC2/CLKOUT pin, I/O function on GP5/OSC1/CLKIN
100 = INTOSC oscillator: I/O function on GP4/OSC2/CLKOUT pin, I/O function on GP5/OSC1/CLKIN
011 = EC: I/O function on GP4/OSC2/CLKOUT pin, CLKIN on GP5/OSC1/CLKIN
010 = HS oscillator: High speed crystal/resonator on GP4/OSC2/CLKOUT and GP5/OSC1/CLKIN
001 = XT oscillator: Crystal/resonator on GP4/OSC2/CLKOUT and GP5/OSC1/CLKIN
000 = LP oscillator: Low power crystal on GP4/OSC2/CLKOUT and GP5/OSC1/CLKIN

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector