При сильном освещении сопротивление светового барьера (LDR) мало, поэтому напряжение на LDR почти равно напряжению питания. По этой причине p-n-p транзистор BC558 закрыт, так что второй n-p-n транзистор BC548 также закрыт. В этом случае реле не активно.
Фотореле своими руками для уличного освещения
Лучшим решением для управления освещением является световой барьер. Он регулирует работу осветительного оборудования и экономит электроэнергию. В этом учебнике я покажу вам, как собрать фотоэлемент и как работает завод.
Вкратце, фотоэлемент — это устройство, которое реагирует на изменение освещенности. Если вы подключите его к лампе, вы сможете управлять включением и выключением ламп. Фотоэлектрическое реле — самый распространенный тип реле. При дневном свете его сопротивление уменьшается, реле размыкается, и лампа остается выключенной. В сумерках сопротивление фотоэлектрического реле увеличивается, и (в зависимости от настройки, выполненной с помощью триммера) реле замыкается, включая лампу.
Создание фотореле:
На плате я решил разместить только стабилизатор напряжения 7805 (его использование не обязательно и может быть заменено другими 78xx) и сам датчик, который включает в себя микросхему lm358 (функциональный усилитель режима компаратора), фоторезистор, подстроечный резистор и проводку для него. Блок питания, реле и транзистор я спаял отдельно по модульному принципу. В конце статьи находится файл с платой и электрической схемой.
Печатная плата была собрана по методу LUT. Она была вытравлена в растворе перекиси с лимонной кислотой и солью.
Фоторезистор был закреплен на проводах в скобках, а сам датчик — на вот таком держателе для проводов (см. фото), название держателя я не знаю.
Питание осуществляется от корпусного трансформатора с выходным напряжением 11 вольт, диодного моста в корпусе и конденсатора.
Распределительную коробку я купил в Леруа. На дне были полочки, которые мешали разместить компоненты. Поэтому я взял кусок гетинакса и прикрепил его к дну коробки.
Я прикрепил плату датчика к одному винту, а блок питания с реле — к стяжкам. Для удобства подключения блока питания и управляемой нагрузки я купил разъемы Wago.
Устройство охранной сигнализации с самоблокировкой
Простую и надежную самоблокирующуюся сигнализацию можно увидеть на схеме (рис. 1).
Рис. 1: Самоблокирующаяся система сигнализации.
Устройство используется в качестве детектора света: Светодиод HL1 загорается, когда фоторезистор PR1 не освещен естественным или электрическим светом. На практике этот электронный узел помогает контролировать охранную зону дома или сада.
Пока фоторезистор PR1 освещен, его сопротивление постоянному току мало, и падение напряжения на нем недостаточно для открытия тиристора VS1.
Если световой ток на фотодетектор прерывается, сопротивление PR1 увеличивается до 1,5 МОм, и конденсатор C1 начинает заряжаться от источника питания.
Это приводит к открытию тиристора VS1 и загоранию светодиода HL1. Для сброса устройства используется клавиша S1.
Небольшое электромагнитное реле RPS 10 (проход 302, 303), RPS 15 (проход 003) или аналогичное с рабочим током 15. 30 мА. При увеличении напряжения питания ток потребления реле увеличивается.
Тиристор КУ101А может быть заменен любым тиристором серии КУ101. Фотодатчик ПР1 состоит из двух фоторезисторов СФЗ-1, соединенных параллельно (для повышения чувствительности дополнительный усилитель сигнала не требуется). Конденсатор С1 типа МБМ, КМ или аналогичный.
Светодиод любого типа. Все постоянные резисторы типа МЛТ-0/25. Кнопка S1 может быть любой. В авторском варианте используется микровыключатель МПЗ-1.
Датчик освещенности на ОУ
На рисунке 2 приведена принципиальная схема датчика яркости с усилителем на основе операционного усилителя К140УД6.
Рисунок 2. Принципиальная схема датчика яркости с операционным усилителем.
Резистор положительной обратной связи R4 вводит в схему петлю гистерезиса для предотвращения паразитных колебаний. Без положительной обратной связи, если использовать узел с напряжением питания более 11 В в такой схеме, возникнут паразитные колебания (усилитель возбудится и вызовет ложное срабатывание реле).
Значение резистора R4 установлено для напряжения питания 12 В. При увеличении Uн резистор R4 необходимо установить более точно. Чувствительность устройства регулируется переменным резистором R3.
Операционный усилитель DA1 включен по классической схеме с коэффициентом усиления 1. Диод VD1 защищает транзистор VT1 от обратных скачков напряжения при срабатывании реле.
Операционные усилители того же типа, К140УД608, К140УД7, могут быть использованы вместо К140УД6 без изменения схемы. Конденсатор С1 используется в схеме для фильтрации высокочастотных помех от напряжения. Транзистор VT1 можно заменить на КТ315А-КТ315Б или КТ312А-КТ312Б. Переменный резистор R3 — типа СПЗ-1ВБ.
Повторяемый промышленный вариант
В качестве своеобразного эталона рассмотрим схему фотоэлемента FR-602 фирмы EIK. Большинство аналогичных устройств, представленных на рынке, конструктивно схожи и отличаются лишь мелкими деталями.
Принципиальная схема фотоэлемента вместе с печатной платой:
Как видите, конструкция проста и может быть выполнена в домашних условиях. Как видите, конструкция проста и может быть выполнена в домашних условиях:
| Маркировка на принципиальной схеме | Модель/тип | Характеристики | Аналогии |
|---|---|---|---|
| С2 | Конденсатор | 0.7мкф, 400 В | |
| C4 | Электролитический конденсатор | 100 мкф, 50 В | |
| C5 | 47 мкф 25 В | ||
| R2 | Резистор | 1.5 МОм, 0.125 Вт | |
| R3 | 220 Ом, 2 Вт | ||
| R4 | 1 МОм, 0.125 Вт | ||
| R5 | 560 кОм, 0.125 Вт | ||
| R6 | 200 кОм, 0.125 Вт | ||
| R7 | 100 кОм, 0.125 Вт | ||
| R8 | 75 кОм, 0.125 Вт | ||
| R9 | 33 кОм, 0.125 Вт | ||
| WL | Построечный резистор | 2.2 мОм | |
| ZD1 | Стабилитрон 1N4749 | 24 В | 3 последовательно соединенных Д814А, или 2 Д814Д |
| D1-D5 | Выпрямительный диод 1N4007 | ||
| VD1 | Выпрямительный диод 1N4148 | ||
| Q1, Q2 | Биполярный транзистор BC857A | КТ3107Б | |
| PH | Фотоэлемент (фоторезистор) | До 110 кОм | |
| Rel | Реле SHA-24VDC-S-A (Rel1) |
Схема подключения классических фотореле к линии потребления
Все типы промышленно изготовленных или самодельных реле требуют отдельного источника питания. Соответственно, два контакта устройства предназначены для вышеуказанных целей. Реле также выпускаются без встроенного трансформатора напряжения, т.е. питаются не через 220 В, а через отдельное понижающее коммутационное устройство. В зависимости от количества внутренних электромагнитных переключателей, к нагрузкам может быть подведено несколько линий. Ввод может быть отдельным для каждого контакта — в комбинации с другими — или даже встроенным в блок питания самого Fotomaster.
Датчик освещенности в большинстве моделей встроен в корпус самого прибора, но есть и отдельные версии, позволяющие вынести его из самого прибора. Последнее необходимо для исключения облучения датчика освещенности управляемыми лампами, чтобы система не превратилась в стробоскоп. Другими словами: Когда темно, устройство включает лампы. Когда светло, он их выключает. Когда темнеет, снова выключает. И так далее по циклу.
Одинарная
Описанный выше FR-602 и аналогичные модели подключаются к линии следующим образом:
На большое количество потребителей энергии
Для управления большой нагрузкой, например, при подключении прожектора или нескольких ламп, предпочтительно использовать промежуточные реле. В качестве последних выбирают подходящие устройства, выдерживающие прохождение большого тока, достаточного для питания. Примерами являются РК-1п/2п (Un), MRP-2, IEK ORM-41F-1, DEKraft PR-102 и тому подобное. Следует отметить, что некоторые реле подобного типа предназначены для управления переменным током (AC), в то время как другие работают на постоянном токе (DC). Кроме того, напряжения переключения могут находиться в нижнем диапазоне выходной мощности. Последние два фактора необходимо учитывать при составлении электрической схемы. Если промежуточное реле питается постоянным током, фотокондуктор должен управлять подачей питания на блок коммутации. Как только он включается, срабатывает электромагнитный контактор, который включает основную линию питания потребительского оборудования.
Использование иных моделей фотореле
Вот схема подключения другой версии автоматического концевого выключателя, с удаленным датчиком обнаружения света и отдельными контактными проводами. Изначально она была создана для FR-7E, но подходит и для аналогичных моделей других производителей.
Следует отметить, что представленный здесь фотоэлемент и фотоэлемент, упомянутый выше, отличаются в отношении корпуса и особенно в отношении защиты устройства от внешних воздействий. FR-601/602 можно безопасно устанавливать на открытом воздухе, в то время как FR-7E требует для этого дополнительного корпуса. Однако устройства этого типа поставляются со всеми необходимыми креплениями для стандартной панели, включая подготовленные монтажные места для DIN-рейки.
Схема подключения к фотореле лампы на 220 вольт
Желающие подключить светодиодную ленту должны использовать вспомогательные контакты, расположенные рядом с релейными выходами, как показано на рисунке ниже.
Для нормальной работы схемы можно использовать напряжение питания от 9 до 15 вольт, необходимо только выбрать реле для соответствующего напряжения.
Печатная плата транзисторного фотореле
Эта схема может быть адаптирована в качестве светового барьера. Просто осветите наш фотоэлемент лучом света: светодиодом, лампой, лазером и т.д.. Это означает, что с одной стороны находится фотодатчик, а с другой — источник света.
Когда человек или животное пересекает этот «барьер», луч света прерывается, активируя реле. Во избежание ложных срабатываний рекомендуется поместить датчик света в небольшую темную пробирку.
