Устройство для дистанционного включения электричества. Дистанционное управление бытовыми электроприборами

Нередко возникает необходимость в дистанционном управлении удалённым объектом, например управление отоплением, сигнализацией загородного дома и т.п. Традицтонные методы управления тут не помогут. В этом случае на помощь придёт сотовая связь. Но просто взяв сотовый телефон делу не поможет, требуется декодер DTMF кода, который при нажатии той или иной цифры на сотовом телефоне будет переключать тот или иной канал на декодере. Именно этот декодер и представлен вашему вниманию.

Основные параметры декодера:

• имеет 10 независимых каналов управления;
• доступ по паролю;
• сохранение состоянии при отключении питания;
• звуковое подтверждение событий;
• автоматическая запись состояния выходов, если включено;
• автоматическая блокировка устройства, если включен доступ по паролю.

Схема декодера довольно проста и не нуждается в наладке. Весь функционал реализован на микроконтроллере PIC16F883 .

В качестве декодера DTMF сигнала применена специализированная микросхема марки MT8870 . На выходе установлены буфферные каскады на ULN2003 , что позволяет непоследственно подключать обмотки реле.

Пробный вариант устройства я собрал на макетной плате

В схеме предусмотрена установка трёх перемычек, их назначение:

• S1 - Включение сохранения состояния выходов;
• S2 - Сброс пароля;
• S3 - Включение доступа по паролю.

Алгоритм работы устройства очень прост:

Звоним на телефон и нажимая кнопки на телефоне управляем устройством. Если установлена перемычка S3, перед переключением состояния выходов необходимо ввести пароль (по умолчанию 0000). Далее, для включения необходимого канала жмём номер канала и цифру 1. Для выключения - номер выбранного канала и цифру 0. Например включим и выключим канал номер 5. Нажимаем 51, а затем 50. Если требуется включить все каналы разом, жмём две звёздочки (**). Что бы выключить все каналы разом - две решётки ().

Для смены кода вводим такую комбинацию: *#*# и следом четыри цифры нового кода. Если вы забыли введённый код, его легко сбросить на стандартный 0000, установив кратковременно перемычку S2.

Как правило, в загородных домах нередки случаи отключения электроэнергии, а так же возможны кратковременные пропадания во время сильных ветров. Для сохранения состояния выходов предусмотрена возможность записи состояния в энергонезависимую память микроконтроллера и при восстановлении электроснабжения восстановить это состояние. Для этого служит перемычка S1.

Чочу обратить особое внимание на распайку разъёма для подключения устройства к сотовому телефону. Разные производители по разному распаивают этот разъём в телефоне! Если устройство не реагирует, меняйте местами выводы, либо ищите распайку именно под ваш телефон. Функция автоподнятия есть практически в любом телефоне!

Небольшой видеообзор по работе с устройством

Система дистанционного управления телевизорами типа 3-УСЦТ не совместима по кодам с большинством современных импортных и отечественных телевизоров и другой аппаратуры. Поэтому, сигналы, посылаемые старыми пультами типа RC-3, RC-4 никак не воспринимаются более современными системами RC-5, RC-6 и выше. Аналогично, и система ДУ для старых телевизоров не реагирует на сигналы современных пультов.

Это обстоятельство очень удобно, так как позволяет пользоваться обеими системами в одном помещении, не вызывая ошибок. И на базе комплекта кодер-декодер микросхем КР1506ХЛ1 (SAA1250) и КР1506ХЛ2 (SAA1251) можно сделать универсальную систему управления бытовыми электроприборами, - освещением, вентиляцией, и др.

В литературе уже предлагались системы ДУ электроприборами на такой элементной базе, но многим из них свойственны специфические недостатки. Например, в Л.1 предлагается схема, в которой уровни двоичного кода переключения программ непосредственно с выхода микросхемы КР1506ХЛ2 подаются на коммутирующие ключи. Конечно, это удобно с точки зрения экономии деталей, но только не с точки зрения пользователя. Получается, что есть 16 кнопок пульта, каждой из которых соответствует определенная комбинация включенных и выключенных нагрузок. Например, если вы хотите чтобы был включен торшер и вентилятор, а люстра и нагреватель были выключены, - нажмите кнопку 11, а если нужно чтобы работала только люстра, а все остальное было выключено, - нажмите кнопку 3. Выходит, к пульту нужно привязать на веревочке увесистую инструкцию пользования. Хорошо, если вы знаете двоичный код, и то, каким его разрядам соответствуют ваши нагрузки, - тогда, с переменным успехом, вы сможете пользоваться такой системой. Но как быть, например, вашей бабушке? А ведь, по определению, такая система дистанционного управления в первую очередь должна быть рассчитана на пожилых людей, ограниченных в перемещении.

Значительно проще будет, если четыре нагрузки переключать пультом с пятью кнопками, - четыре из которых будут служить для переключения нагрузок, а одна для изменения статуса нагрузки. Такой системой сможет пользоваться не только бабушка, но даже ребенок дошкольного возраста. Схема дешифратора показана на рисунке 1.

Дешифратор выполнен в виде законченного самостоятельного модуля, включаемого в электросеть. Для управления четырьмя нагрузками используются электромагнитные реле, допускающие ток через контакты до 5А при напряжении в цепи до 250 V.

Коммутатор на реле, в отличие от тиристорного, не искажает форму напряжения электросети и позволяет управлять практически любым оборудованием. К разъему Х1 подключается стандартный фотоприемник для систем ДУ телевизоров 3-УСЦТ (рис. 2).

Микросхема D1 КР1506ХЛ2 включена по упрощенной типовой схеме, в которой нет цепей регулировок и выключения, -оставлены только цепи переключения программ. Причем, используются все четыре разряда (выводы 8, 9, 10, 11). Поскольку, уровни на этих выходах изменяются согласно закону двоичного кода, то единица на выводе 8 (на других выходах нули) будет при включении 2-программы, единица на выводе 9 (на других, -нули) при включении 3 программ, единица на выводе 10 (на других, - нули), - 5 программа, и единица на выводе 11 (на других, - нули), -при включении 9 программы.

Схема на микросхеме D1 служит источником управляющих сигналов, а исполнительные устройства выполнены на триггерах D2 и D3. Триггеры включены по схеме делителей на два, но в цепь входа приема данных вводятся задержки на RC-цепях C5-R15, C7-R13, C9-R11 и C11-R9. Эти задержки нужны для того, чтобы исключить многократные переключения триггеров в случае прерывания подачи сигнала или от помех. Таким образом, каждый триггер, например, D2.1, может быть переключен в противоположное положение только после зарядки конденсатора С5 через резистор R15 до уровня логической единицы.

При подаче любой и четырех вышеупомянутых команд, на соответствующем выходе микросхемы D1 возникает единица, а при подаче пятой команды «статус» - на всех выходах D1 устанавливаются нули. Появление логической единицы на одном из выходов D1 приводит к формированию управляющего импульса при помощи одной из RC-цепей - C3-R2, C6-R3, C8-R4 или C10-R5. Этот импульс поступает на снихровход соответствующего триггера и этот триггер меняет свое положение на противоположное.

Пятая команда «статус» нужна для того, чтобы можно было включать и выключать одну из нагрузок самостоятельно, не прибегая к предварительному включению или выключению других нагрузок. Предположим, нам нужно включить, а затем выключить реле К1, и при этом, мы не желаем изменять состояния других реле. Сначала мы нажимаем кнопку S1 (рис. 3).

Пульт посылает команду и на выводе 8 D1 (рис. 1) возникает единица. Цепь C3-R2 формирует импульс и триггер D2.1 принимает нулевое состояние. Единица с его инверсного выхода поступает на ключ на транзисторе VT1 и включает реле К1. После того как это произойдет и мы отпустим кнопку S1 пульта, логическая единица останется на выводе 8 D1 (рис. 1) и будет там до тех пор, пока мы не изменим состояние выходов, дав другую команду. Если мы снова нажмем S1 ничего не меняется и репе К1 останется включенным. Для того чтобы выключить это реле мы должны сначала установить на выводе 8 D1 ноль. Это можно сделать подав другую команду, а можно обнулить все выходы микросхемы D1 (рис. 1) нажатием кнопки S5 (рис. 3). При котором формируется код включения первой телепрограммы, - 0000, и все выходы D1 (рис. 1) устанавливаются в нулевое состояние.

Поэтому, чтобы выключить К1 мы должны сначала нажать кнопку S5, а потом отпустить её и нажать снова S1. При нажатии S5 единица на выв. 8 D1 сменится на нуль и произойдет разрядка конденсатора СЗ через резисторы R2 и R18, а так же, через внутренний диод микросхемы D2.1 (на входах микросхем К561 есть обратно включенные диоды, ограничивающие выбросы отрицательного напряжения).

Затем, нажмем S1 и на выводе 8 D1 снова появится единица, цепь C3-R2 сформирует импульс, который переключит триггер. Для того чтобы после прерывания питания, например, вызванного отключением электроснабжения, все реле устанавливались в выключенное состояние есть цепи C4-R6 и C1-R1, первая из которых принудительно устанавливает все триггеры в единичное состояние (ноль на инверсном выходе), а вторая, - устанавливает в нулевое положение все выходы микросхемы D1.

Источник питания нестабилизированный, -его выходное напряжение около 14V. Этим напряжением питается вся схема дешифратора, включая реле и микросхему D1. По паспортным данным, напряжение питания ИМС КР1506ХЛ2 должно быть 18V, но как показывает практика, данная микросхема хорошо работает и на пониженном напряжении.
Схема пульта управления показана на рисунке 3. Это упрощенная типовая схема включения микросхемы КР1506ХЛ1, в которой используются только пять команд.

Микросхему КР1506ХЛ1 можно заменить любой типа «...1506ХЛ1» (К1506ХЛ1, КМ1506ХЛ1, КС1506ХЛ1, ЭКР1506ХЛ1) или импортной SAA1250. Микросхему КР1506ХЛ2 можно также заменить любой типа «...1506ХЛ2» или импортной SAA1251. Микросхемы К561ТМ2 можно заменить аналогами других серий, -К1561ТМ2, КМ561ТМ2, ЭКР561ТМ2. А вот,
микросхему К176ТМ2 использовать не желательно, поскольку её напряжение питания не может быть более 12V. Либо, нужно питать её пониженным напряжением и делать схемы согласования уровней с D1 на резистивных делителях.

Трансформатор питания - китайский малогабаритный с напряжением на вторичной обмотке 12 V. Его можно заменить другим аналогичным. В любом случае, напряжение на выходе выпрямителя (на С13) не должно быть больше 15,5V (максимальное паспортное напряжение питания для К561).

Электромагнитные реле можно заменить другими с обмотками на напряжение 12V и контактами, допускающими коммутацию сетевой нагрузки, например, реле КУЦ-1 от систем ДУ телевизоров УСЦТ. Кварцевый резонатор, - от телевизоров или видеомагнитофонов. Инфракрасный светодиод АЛ 156 можно заменить любым ИК-светодиодом, применяемым в пультах дистанционного управления.

Схема фотоприемника (рис. 1) скопирована со схемы системы ДУ 3-УСЦТ. Можно сделать фотоприемник на другой элементной базе, например, на микросхеме К1056УП1. Кабель, соединяющий фотоприемник с узлом дешифратора должен быть экранированным и не должен быть длиннее 1 метра. -Монтаж узла дешифратора выполнен
частично печатным, частично объемным сопособом на печатной плате модуля дистанционного управления 3-УСЦТ. От этой же системы используется и готовый фотоприемник. Пульт дистанционного управления собран объемным способом в небольшом школьном пенале. Для управления используются импортные приборные кнопки без фиксации (с креплением гайкой). Можно использовать и готовый пульт типа RC-3, RC-4, переделав клавиатуру согласно схеме на рисунке 3. Лишние кнопки можно удалить или заглубить, вырезав резиновые контакты.

Одним из наиболее простых и в то же время эффективных способов управления работой электроприборов на расстоянии является использование такого устройства, как розетка с дистанционным управлением (ДУ).

Классификация

На сегодняшний день выбор той или иной модели розетки с дистанционным управлением должен быть продиктован соответствием ее технических характеристик условиям эксплуатации. Прежде всего, речь идет о мощности устройства и максимальной дальности, на которой может осуществляться управление его работой.

Наиболее популярными типами таких устройств являются:

1. Беспроводная розетка, управляемая по радиоканалу. Наиболее дешевый и практичный тип. Для обеспечения ее работы необходим пульт дистанционного управления, позволяющий включать и выключать отдельные потребители или их группы с расстояния до 30 метров.
2. GSM розетка. Управляется с помощью мобильного телефона, благодаря чему расстояние, с которого могут подаваться команды на ее включение или отключение, практически не ограничено. Это устройство не требует наличия специального пульта, однако оно не может быть применено в местностях, где сигнал мобильной связи слаб или заглушен. Кроме того, такие изделия на сегодняшний день достаточно дорогие, что является едва ли не главным их недостатком.
3. WiFi розетки. Эти устройства управляются при помощи смартфона или ноутбука через интернет. Подключение розетки к управляющему устройству происходит с использованием WiFi роутера. К недостаткам этих моделей относится достаточно высокая цена при не слишком широком перечне дополнительных функций.

Конструкция дистанционно управляемых устройств

Следует сразу оговориться, что рассматриваемые устройства нельзя в полной мере считать классическими силовыми розетками, которые оснащены дополнительным блоком дистанционного управления.

Представленные в настоящее время на рынке дистанционно управляемые модели представляют собой изделия, которые по внешнему виду больше всего напоминают переходник или розетку с таймером. То есть они оснащены стандартной электрической «вилкой», которая предназначена для включения дистанционно управляемого модуля в обыкновенную штепсельную розетку.

Главным назначением этого устройства является размыкание или замыкание силовой цепи, к которой подключен электроприбор. Это позволяет управлять работой потребителя на расстоянии, не внося при этом никаких изменений в его конструкцию или в устройство питающей сети. Фактически ту же самую функцию выполняют выключатели с ДУ, которых на рынке представлено достаточно большое количество. Основное различие между этими устройствами состоит в том, что подключение розетки является гораздо более простым и не требует вмешательства в конструкцию электропроводки. Это позволяет легко перемещать ее с места на место, что чрезвычайно удобно при работе с некоторыми потребителями.

Таким образом, дистанционно управляемая розетка является по своей сути коммутационным аппаратом, который по команде от пульта управления размыкает или замыкает электрическую цепь.

Устройство, управляемое по радиоканалу

Наиболее распространенным вариантом дистанционно управляемых устройств, входящих в состав домашней электросети, на сегодняшний день является розетка с пультом.

С целью обеспечения надежной передачи управляющих сигналов в ней применяются радиоволновые передатчики, которые позволяют транслировать сигнал на расстояние 30-40 метров и являются малочувствительными к помехам. В отличие от инфракрасных пультов ДУ, их радиоволновые аналоги обеспечивают надежный прием управляющего сигнала в пределах заявленного радиуса действия даже при наличии между источником и приемником бетонных стен.

Для питания пульта дистанционного управления, как правило, используются батарейки напряжением 9 или 12 В. Одного такого источника питания хватает примерно на год.

Большинство моделей радиоуправляемых розеток поставляется в комплекте, в который входит от 3 до 5 отдельных устройств, управляемых с одного пульта. Соответственно, такой пульт оснащается кнопками, количество которых зависит от максимально возможного числа подключаемых к нему устройств.

Таким образом, радиоуправляемая розетка представляет собой наиболее дешевое и в то же время достаточно эффективное устройство, предназначенное для включения и отключения потребителей электроэнергии на расстоянии.

Подключение

Перед началом работы беспроводная розетка совмещается с пультом ДУ, для чего необходимо нажать соответствующие кнопки на ее корпусе и на самом пульте. В этот момент оба устройства сопрягаются друг с другом по одному из доступных пульту радиоканалов, об успешном завершении этого процесса сигнализирует световой индикатор на корпусе розетки.

Следует заметить, что по одному и тому же радиоканалу может управляться теоретически неограниченное число устройств, единственным сдерживающим фактором в этом плане является функциональность и удобство использования такой системы.

Поскольку назначением этих устройств является обеспечение дистанционного включения и отключения любых потребителей электроэнергии, то сфера применения таких розеток представляется чрезвычайно обширной. Примером их использования может служить:

1. Управление осветительными системами квартир, домов, а также обширных внешних территорий.
2. Включение и отключение насосов и вентиляторов.
3. Управление работой гаражных ворот и электрическими замками входных дверей.
4. Открытие и закрытие окон или заслонок в системах вентиляции.
5. Дистанционное управление телекоммуникационными системами.

Такая розетка позволяет подать команду на перезагрузку оборудования в случае возникновения программных сбоев.

Преимущества использования дистанционно управляемых розеток:

1. Значительно повышают удобство управления удаленными потребителями электрической энергии. Особенно это качество ценно для людей с ограниченными возможностями.
2. Простота подключения и эксплуатации устройства. Возможность его перемещения в любое место, где установлена стандартная электрическая розетка.
3. Отсутствие необходимости внесения изменений в структуру электрической проводки при установке такого устройства.

Недостатки:

1. Использование радиоволн в ряде случаев может создать помехи в работе таких устройств, как кардиостимуляторы или слуховые аппараты. Поэтому перед установкой розеток с ДУ следует проверить их на электромагнитную совместимость с вышеупомянутыми устройствами.
2. Дополнительные элементы в конструкции любой электрической сети неизбежно снижают ее надежность. Подключение подобных коммутационных аппаратов может стать причиной непреднамеренных срабатываний и неожиданного включения потребителей. Следует в обязательном порядке предусмотреть такую возможность и принять меры к предотвращению негативных последствий самопроизвольных срабатываний.
3. Управление большинством моделей розеток с ДУ не рекомендуется осуществлять с расстояния меньше 1 метра.
4. Установка радиоуправляемых розеток в стенах, которые покрыты листовым металлом, значительно уменьшает радиус действия этих устройств.

При выборе розеток с дистанционным управлением следует обращать внимание на их характеристики, определяющие допустимые условия эксплуатации и мощность подключаемой нагрузки. Так, большинство моделей таких устройств позволяют подключать к ним электроприборы мощностью от 1 до 1,5 кВт, в некоторых случаях этого оказывается недостаточно, поэтому стоит обратить внимание на более дорогие розетки, рассчитанные на мощность до 5 кВт.

Что касается условий эксплуатации, то розетки с ДУ классифицируются по IP (степени защиты оболочки) так же, как и остальные электроприборы такого типа. Например, розетка RCS 1044 N, имеющая показатель IP44, защищена от попадания внутрь ее корпуса предметов размером более 1 мм, а также брызг, падающих в любом направлении. Такие характеристики вполне позволяют использовать это устройство на улице.

Эти устройства представляют собой чрезвычайно удобную разновидность дистанционно управляемых розеток. Как это следует из их названия, управлять работой таких устройств можно с помощью мобильного телефона. Для этого в корпусе GSM розетки предусмотрен слот для установки сим карты.

Подходит карта, предоставляемая любым из операторов мобильной связи. Управление может осуществляться при помощи звонка или отправки сообщения (пустого или с определенным текстом). Нужно заметить, что передача управляющих команд на такую розетку возможна не с любого мобильного телефона, а только с того, номер сим карты которого был предварительно зарегистрирован в памяти устройства. Максимальное количество таких номеров, как правило, не превышает 5 единиц.

Главным преимуществом, которыми обладает беспроводная розетка, является возможность управления ее работой из любого места, где присутствует мобильная связь. Другой положительный момент – это отсутствие необходимости использования пульта ДУ, который требует питания от отдельной батареи и, кроме того, может быть элементарно утерян.

Для управления электропитанием компьютеров применяются специальные модули GSM розеток, в которые входит до 6 отдельных разъемов. Каждому из них присваивается порядковый номер, что позволяет с помощью телефона управлять любым устройством в отдельности или всеми одновременно.

К недостаткам GSM розеток следует отнести их сравнительно высокую цену и необходимость приобретения сим карты. Кроме того, при помощи телефона часто бывает невозможно определить текущее состояние, то есть непонятно, включен или выключен прибор в данный момент.

WiFi розетки

Работой многих современных устройств можно управлять при помощи беспроводной связи WiFi. Не составляет исключение в этом плане и электрическая розетка.

Главным достоинством, которым обладают WiFi розетки, является возможность управления их работой при помощи компьютера или планшета через интернет. Кроме того, такие устройства часто оснащаются функциями таймера, которые очень удобно настраивать в специальном мобильном приложении.

Для подключения и настройки этого изделия необходимо использовать пакет драйверов, которые можно совершенно свободно скачать из интернета или загрузить с установочного диска, входящего в комплект поставки. После установки приложения на смартфон или планшет и подключения розетки к домашней WiFi сети розетку необходимо найти в меню смартфона. После чего устанавливается связь между этими устройствами.

Управлять работой такой розетки можно как через интернет, так и непосредственно через WiFi соединение. Однако для этого смартфон и розетка должны находиться в пределах действия роутера.

Основным недостатком, который существенно ограничивает популярность розеток такого типа, является их высокая цена при достаточно скромных функциональных возможностях.

Несмотря на возможность подключения к компьютеру, такое устройство не может считаться элементом системы «умный дом», поскольку не предусматривает полноценной интеграции в интеллектуальную систему управления. Кроме того, почти все модели WiFi розеток, выпускаемые на сегодняшний день, не способны получать и передавать информацию о подключенной нагрузке, токе и напряжении, а также температуре окружающей среды и прочих данных, влияющих на работу системы электроснабжения. Соответственно, установленная программа не может принимать никаких решений в случае отклонения этих параметров от нормы.

1. Контроль температуры воздуха в помещении. При достижении определенного ее значения возможно самостоятельное включение или отключение розетки.
2. Функции таймера.
3. Возможность управлять розеткой с нескольких отдельных устройств (как правило, не менее 5 пользователей).
4. Наличие автономного источника питания, позволяющего сохранять настройки устройства в случае пропадания напряжения в сети.
5. Информирование пользователя о возникновении аварийных ситуаций, таких как резкое повышение температуры или пропадание (включение) напряжения в сети. Таким образом может быть осуществлено дополнительное дублирование пожарной сигнализации.