Таймер на любое время для автоматического освежителя воздуха AIR WICK
Многие пользователи уже знают, что собой представляет автоматический освежитель воздуха. В частности, от AIR WICK. Все знают, что он не только маскирует, но и устраняет неприятные запахи. Все бы хорошо, но, столкнувшись с работой освежителя, народ жалуется на слишком частое распыление. Заверенная производительность — до 2 месяцев на одном балоне, к сожалению, редко соответствует истине. Многим хотелось бы уменьшить интервал распыления, да и, своевременность подлатать. Производитель, навряд ли, пойдет на встречу пользователям. Ничего не остается, как самим докрутить прибор и немного его модернизировать.
Работа штатной схемы
Для начала рассмотрим, насколько это возможно, предложенную производителем схему. Как раскрутить и вытащить двигатель с платой управления описывать не буду. Тут все просто. А вот вытащить плату из корпуса без повреждений не получится. Плата буквально впаяна. Впрочем, нам это и не понадобится.
Механизм двигателя давит на верхнюю часть балона, что приводит к разбрызгиванию освежителя. Что же приводит в действие двигатель? Импульсы генерируются на 4-ом выводе микросхемы RB1401. Импульс имеет всегда одну и туже протяженность – практически 0,7 сек.
И если у нас нет желания строить новый генератор, то целесообразно воспользоваться имеющимся. Вообще, микросхема RB1401 – темная лошадка. Никаких технических данных на нее нет. Приходится экспериментировать. Существующая схема приведена на рисунке ниже:
Как видно из схемы транзистор Q1 работает в ключевом режиме, открываясь под действием импульса с 4-го вывода. Транзистор – smd, с обозначением Y1. Это обозначение соответствует n-p-n транзистору SS8050 с характеристиками:
Напряжение коллектор-эмиттер, не более: 25 В
Напряжение коллектор-база, не более: 40 В
Напряжение эмиттер-база, не более: 6 V
Ток коллектора, не более: 1.5 А
Рассеиваемая мощность коллектора, не более: 0.3 Вт
Коэффициент усиления транзистора по току (hfe): от 85 до 300
Граничная частота коэффициента передачи тока: 150 МГц
Открытый транзистор включает в работу электродвигатель. Конденсатор С2 и диод D1 выполняют защитную функцию от индуктивной нагрузки, которой является электродвигатель. Здесь нет смысла ничего менять.
Обратите внимание, что питающие выводы размещены не стандартно. Некоторые изготовители отказались от традиционного «углового» расположения выводов земли/питания в пользу «центрального» расположения с более низкой индуктивностью выводов, дабы избежать динамических выбросов тока.
Под вопросом остаются выводы 8, 1, 2, 3.
Известно, что, если замкнуть вывод 1 с «землей» с помощью переключателя, включится таймер. Таймер будет генерировать импульсы на 4-том выводе каждые 9 мин. Если замкнуть вывод 8 с «землей» — каждые 18 минут. Если замкнуть вывод 1 и 8 с «землей» — каждые 36 минут. Все эти режимы задаются штатным переключателем. Причем при первом подключении через 15 секунд одноразово происходит генерация импульса.
Еще одно интересное свойство. Микросхема может генерировать импульс мгновенно если подать на 2-ой вывод низкий уровень (подключить его к «земле»). При этом обязательно 1 или 8 вывод (или оба вместе) должны быть подключены к «земле», иначе генерация не произойдет. Таким образом, на 4-том выводе генерируется нужный нам импульс по ниспадающему фронту на 2-ом выводе, при условии, что любой из выводов 1 или 8 подключен к «земле». Вывод 3 остался под вопросом.
Вышеперечисленных наблюдений достаточно, для проведения небольших доработок. Начнем с простейшего.
Ручной запуск
Самое простое, что можно добавить в схему – это кнопка ручного запуска. На алиэкспрессе полдоллара за 50 шт. Хватит на всю жизнь. Нужно подключить ее между вторым выводом и пятым (или шестым).
Цифры на переключателе — номера выводов микросхемы.
Заметьте, что штатный переключатель должен быть в любом положении кроме «ОТКЛ». Переключателем все также выбираем стандартное время срабатывания. Кнопка просто добавляет возможность распыления по желанию. Найти место для кнопки думаю будет не сложно. Благо, места хватает.
Итак, штатный режим работы не изменился. Схема все также часто распыляет, но распыляет еще и при ручном нажатии кнопки. Все также не экономично.
Другой вариант перевести переключатель в режим «ОТКЛ» и запускать распылитель только вручную. Знаю, что это звучит бессмысленно, но понимание схемы на этом этапе, поможет понять потом более сложную схему. Усложняем схему постепенно. Устанавливаем переключатель в положение «ОТКЛ». Схема ручного запуска примет вид:
Как видно из схемы, кнопка теперь не замыкает 2-ой вывод с «землей». У нее другое назначение. Задача кнопки подать ток на базу двух транзисторных ключей. Резисторы R2, R3 ограничивают ток базы. Транзистор Q2 откроется первым. Его задача подключить 1 или 8 вывод микросхемы (или оба) с «землей». Чтобы произошла генерация импульса 2-ой вывод тоже должен подключаться к «земле», но с задержкой. Эту задержку обеспечит конденсатор С3 включенный в цепь базы транзистора Q3. Резистор R4 позволит быстро разрядить конденсатор С3 после отключения кнопки, подготовив схему к следующему ее нажатию.
Цель последней схемы – заставить микросхему генерировать импульс даже при отключенном штатном переключателе, пусть пока только в ручном режиме. В дальнейшем схемы будут только с отключенным переключателем, поскольку наша окончательная цель установить свои моменты срабатывания распылителя.
Автоматизация по датчику
Вспомним первую схему с ручным запуском. Алгоритм оставался заводским, добавили только ручной запуск кнопкой. Давайте уберем эту кнопку. Заменим ее датчиком, реагирующим на определенное событие. Подобных датчиков на алиэкспрессе «пруд пруди». Важно чтобы рабочее напряжение было в пределах трех вольт. На мой взгляд самым уместным будет датчик освещенности (при условии, что освежитель размещается в ванной или туалете без окна). Лучше смотреть варианты только с цифровым выходом DO.
Аналоговый выход (AO) нам не нужен, да и стоить датчик с таким выходом будет немного дороже. Посмотреть датчики только с цифровым выходом можно, например, здесь. В основе датчика 393 компаратор. Запитывается напряжением от 3 вольт. Реально вполне работоспособен при понижении напряжения до 2,5 вольт. Датчик имеет регулировку порога срабатывания в зависимости от степени освещенности. Простыми словами можно настроить срабатывание на определенный уровень яркости лампочки. В целом отличный вариант.
Итак, у датчика три выхода: VCC – питание схемы (фактически вход), GND – земля, DO – выход, на котором будет появляться высокий или низкий уровень. У схемы 393 компаратора выход с открытым коллектором. Такие выходы нужно притягивать резистором к источнику питания. В нашем случае это вывод VCC. На модуле уже установлен такой резистор, но на 10кОм. Ток для нашего случая будет маловат.
Работать датчик будет следующим образом: при низком уровне освещенности выходной транзистор компаратора закрыт – на выходе DO высокий уровень, при включении света транзистор открывается – на выходе DO напряжение близкое к нулю.
Теперь, когда работа датчика понятна, вставим его в схему:
Согласно схеме, после отключения освещения, сразу же сработает освежитель. Потом по алгоритму сработает еще раз через 15 секунд и через 9, 18 или 36 минут (в зависимости от того какой вывод микросхемы подключить к коллектору Q2 – 1, 8 или оба). Включение света отключит работу всех таймеров, а отключение приведет к перезапуску. Резистор R2 дополнительный «притягивающий», значения подобраны оптимально для минимального энергопотребления и стабильной работоспособности.
Если убрать элементы, выделенные на схеме красным, то работа схемы будет более практичной. Просто распыление включится не сразу после отключения света, а через 15 секунд и дальше по выбору (9, 18, 36 минут).
Кстати, если вывод DO датчика подключить ко второму выводу микросхемы RB1401, а переключатель установить в любое положение отличное от «ОТКЛ», освежитель будет срабатывать при каждом включении света. Притягивающий резистор R2 при этом уже не нужен, как и все остальные добавленные элементы. Для более экономичной работы светодиоды с модуля лучше выпаять, но после настройки разумеется.
Добавляем свой таймер
Кажется, пришло время добавить свой таймер в схему и забыть о штатных 9, 18, 36 минутах. В голову приходит таймер, описанный мной в статье «Таймер на чипе С005».
Это готовый модуль, представляющий собой так называемый бистабильный мультивибратор. Вкратце его принцип действия такой. Если с помощью кратковременного входного импульса схему принудительно установить в другое состояние, то она вернется в исходное с задержкой, которая будет определяться величиной параметров схемы (питающим напряжением и т. п.). Стоимость модуля копеечная, а вариантов применения очень много.
Модуль китайский и продается, конечно же, на Алиэкспрессе, например, здесь. На поверхности модуля есть место для установки времязадающего резистора, а также две времязадающих перемычки, с помощью которых время можно увеличить в десятки и сотни раз. Не буду останавливаться и расписывать подробности, все можно найти в статье «Таймер на чипе С005».
В этой же статье расписан принцип работы циклического таймера, который я собираюсь добавить в схему автоматического освежителя. Рассмотрим схему ниже:
В схеме присутствует уже знакомый датчик освещенности. На свету он отключает работу таймера. Пока горит свет никаких «разбрызгиваний» освежителя происходить не будет. Что же произойдет при отключении света? На выходе датчика появится напряжение. Это напряжение запустит первый и второй таймер. Но благодаря конденсатору задержки C3, таймер под номером 2 всегда будет отрабатывать свою задержку первым. При этом на выходе 2 будет удерживаться напряжение. Что приведет к замыканию уже знакомых ключей на транзисторах Q4, Q5 и соответственно к генерации импульса для распыления. Работа второго таймера не должна быть больше 15 сек, иначе по штатному алгоритму произойдет очередное разбрызгивание. Оптимальное время 6 секунд при полном заряде батареек. При снижении заряда до минимума время может увеличиться вдвое. Здесь главное уложиться в интервал до 15 секунд.
Отключение второго таймера приведет к запуску первого. Для демонстрации работы первого таймера установлен светодиод VD1 и ограничительный резистор R5. Они нужны только для настройки. В процессе эксплуатации их лучше убрать для экономии заряда. Первый таймер основной. Он как раз и определяет, когда произойдет следующее распыление. Время устанавливается резистором Rз. Смотрите таблицу в статье «Таймер на чипе С005». Перемычки P1 и P2 спаиваем. Это увеличит время, согласно данным в таблице в 512 раз. Указанные в схеме номиналы запустят таймер приблизительно на 2 часа. Если установить резистор на 10 Мом и спаять две перемычки, то время таймера увеличится до 415 часов (явный перебор, больше, чем нужно). Падение напряжения на батарейках ниже 3 вольт несколько увеличит время работы таймера. Имейте это в виду.
При условии, что за два часа освещение в комнате с освежителем никто не включил, первый таймер отработает свое время и запустит второй таймер. Следовательно, произойдет очередное распыление. И через 6 секунд первый таймер снова перезапустится.
Перезапуск произойдет также при включении/выключении света, т.к. датчик прервет питание таймера.
Таким образом мы получили, то чего хотели. Таймер, работу которого можно растянуть на часы, и первое срабатывание тогда, когда это логически более нужно.
Кому сильно хочется контролировать процесс вручную, можно добавить уже известную кнопку. Свой вариант схемы с кнопкой привожу ниже:
В схеме добавлен резистор R5 для ограничения протекания тока в сторону таймера при нажатии кнопки. В остальном схема не изменилась, алгоритм тот же. Просто добавили ручной вариант срабатывания. Правда, кнопка адекватно отрабатывает только при включенном свете.
В целом считаю — цели достигнуты. Теперь прибор не будет жужжать, брызгать в самый не подходящий момент. Пока в помещении светло — прибор в режиме ожидания. Таймер можно установить по своему выбору. Пусть он не абсолютно точен, да нужно ли это кому-то. Схема не особо сложная и всем доступная. Все доработки с лёгкостью помещаются в корпусе. Вместо батареек рекомендую использовать аккумуляторы такого же размера (ток потребления схемы больше 2 мА в режиме ожидания, при срабатывании двигателя выбросы более 0,5А).
Несколько фотографий после сборки:
