Фоторелейни схеми за управление на осветлението

Една от задачите, изпълнени от фотодатчицитее управление на осветлението, Такива схеми се наричат фото реле, най-често това е просто включване на осветлението в тъмното. За тази цел бяха разработени доста схеми от радиооператорите на хама, ето някои от тях.

Вероятно най-простата схема е показана на фигура 1. Броят на частите в нея е малък, няма да работи по-малко, а ефективността, прочетете чувствителността, е доста висока.

Това се постига чрез факта, че транзистори VT1 и VT2 са свързани чрез композитна транзисторна верига, наричана още верига на Дарлингтън. При това включване печалбата е равна на произведението на усилването на компонентите на транзисторите. В допълнение, такава схема осигурява висок входен импеданс, което позволява свързването на източници на сигнал с високо съпротивление, като PR1 резистор, показан във веригата.

Фигура 1. Схема на обикновено фото реле

Работата на веригата е доста проста. Съпротивлението на фоторезистора PR1 с увеличаване на осветеността намалява до няколко KOhms (тъмното съпротивление е няколко MOhms), което ще доведе до отваряне на транзистора VT1. Колекторният му ток ще отвори транзистора VT2, който ще включи релето K1, което със своя контакт ще включи товара.

Диод VD1 предпазва веригата от самоиндуциращия ЕРС, който възниква при изключване на релето K1. По този начин много ниска мощност на фоторезистора се преобразува в сигнал, достатъчен за включване на релейната бобина.

Чувствителността на тази проста схема е доста висока, понякога просто прекомерна. За да го намалите и коригирате до необходимите граници, можете да добавите променлив резистор R1 към веригата, показан в пунктирана форма на веригата.

Захранващото напрежение е посочено в рамките на 5 ... 15V, - зависи от работното напрежение на релето. За напрежение 6V са подходящи релета RES9, RES47, а за напрежение 12V, RES49, RES15. При транзисторите, посочени на схемата, токът на намотката на релето не трябва да надвишава 50 mA.

Ако вместо транзистор VT2 поставим например KT815, тогава изходният ток може да е по-голям, което ще позволи използването на по-мощни релета. Като цяло, колкото по-високо е захранващото напрежение, толкова по-висока е чувствителността на фоторелето.

Фоторелейна схема с фотодиод

Схемата на това фото реле е показана на фигура 2.

Фигура 2. Фоторелейна верига

Подобно на предишната, тя също съдържа минимален брой части, благодарение на приложението операционен усилвател (Оп усилвател). В тази схема оптичният усилвател е включен според схемата сравнител (сравнител), Лесно е да се види, че фотодиодът LED1 е включен в режим на фотодиод - захранването се подава така, че фотодиодът да се отклонява в обратна посока.

Следователно, с намаляване на нивото на осветеност, съпротивлението на светодиода Led1 се увеличава, което води до намаляване на спада на напрежението през резистора R1, и следователно на инвертиращия вход на компаратора OP1.

Напрежението на неинвертиращия вход на оптичния усилвател се задава с променлив резистор R2 и е праг - задава прага на отговор. Веднага щом напрежението на инвертиращия вход стане по-малко от праговото напрежение, на изхода на компаратора ще се появи високо напрежение, което ще отвори транзистора Т1, който ще включи релето К1.

Релето и транзисторът в тази верига могат да бъдат избрани, като се ръководят от препоръките за схемата, показана на фигура 6. Като компаратор можете да използвате оптичния усилвател тип K140UD6, K140UD7 или други подобни. Източникът на захранване за веригата е подходящ за всеки, дори без трансформатор, без галванична изолация от мрежата. В този случай, когато настройвате, трябва да внимавате да спазвате правилата за безопасност. Идеалният вариант е да използвате изолационен трансформатор за конфигуриране на веригата или, както понякога се нарича предпазен трансформатор.

Настройката на устройството се свежда до настройване на праговото напрежение по такъв начин, че включването да става дори при здрач. За да не се чака този естествен момент, е възможно в затъмненото помещение да се освети фотодиода с лампа с нажежаема жичка, включена през тиристорен регулатор на мощността. Същата техника е подходяща за настройка на други фоторелейни схеми.

Възможно е, когато фоторелето се задейства, релето ще зазвъни. Можете да се отървете от това явление, като свържете паралелно с бобината електролитен кондензатор няколкостотин микрофарада.

Фото реле на чипа

специализиран микрочип KR1182PM1 представлява фазов регулатор на мощността, същият като конвенционалния тиристор. Много важно и ценно свойство на такъв регулатор на мощността е, че той е включен във веригата като двутерминално устройство, без да изисква допълнителен захранващ кабел: той просто се включва паралелно с превключвателя и всичко вече работи! На снимката 4 Показано е как може да бъде изградено обикновено фото реле на тази микросхема.

Фиг. 3. Чипът KR1182PM1

снимка 4, Фоторелейна верига на чипа KR1182PM1

Контролните щифтове на микросхемата 3 и 6. Ако просто свържете обикновен еднополюсен превключвател между тях, тогава, когато той е затворен, товарът ще се изключи! Ако го отворите, товарът ще се свърже. Между другото, без допълнителни външни тиристори или триаци и дори без радиатор, микросхемата може да издържи натоварвания до 150W. Такъв е случаят, когато няма включен ток при включване на товара, като лампи с нажежаема жичка. Лампа с нажежаема жичка в това изпълнение може да бъде включена с мощност не по-голяма от 75W.

Просто свържете превключвателя към тези щифтове, независимо как, макар и само в комбинация с други части. Ако не обърнете внимание на фототранзистора и електролитичния кондензатор, мислено оставете само променливия резистор R1, тогава просто получавате фазов регулатор на мощността: когато движите двигателя си нагоре във веригата, клемите 3 и 6 се късо съединяват, като по този начин изключват натоварването, както бе споменато по-горе. Когато движите двигателя надолу според схемата, мощността в товара се променя от 0 ... 100%. Тук всичко е ясно и просто.

Ако към тези заключения свържем електролитен кондензатор (смятаме, че все още няма фототранзистор във веригата), тогава получаваме просто плавно включване на товара. Как?

Съпротивлението на разрядения кондензатор е малко, така че в началото контролните клеми на микросхемата 3 и 6 са на практика късо съединение и натоварването е изключено. С увеличаването на заряда съпротивлението на кондензатора се увеличава (само припомнете проверката на кондензаторите с омметър), напрежението върху него също нараства, а мощността в товара постепенно се увеличава. Оказва се устройство за плавно включване на товара. Освен това натоварването ще бъде снабдено с мощност толкова, колкото е въведен двигателят на променливия резистор R1. Когато устройството е изключено от мрежата, кондензаторът се разтоварва през резистора R1, подготвяйки устройството за следващото включване. Ако кондензаторът няма време да се разреди, тогава той няма да се включи гладко.

Сега стигнахме до най-важното, към фоторелето. Ако сега свържете фототранзистор за управление на щифтове 3 и 6, получавате фотореле. Работи по следния начин. При силна дневна светлина фототранзисторът е отворен, така че съпротивлението на неговата секция колектор-емитер е малко, щифтове 3 и 6 са затворени един към друг, а товарът е изключен.

При плавно намаляване на осветеността във вечерните часове фототранзисторът постепенно ще се отвори, като постепенно увеличава мощността в товара, тоест в лампата. В тази схема няма прагови елементи, така че лампата ще светне и изгасва постепенно.

За да не работи фоторелето в момента, в който се включи собствената му лампа, е желателно фототранзисторът да бъде защитен от такава подсветка. Най-лесният начин да направите това е с пластмасова тръба.

Прочетете също по тази тема: Най-лесният суматорен превключвател направи сам

Борис Аладишкин