Всем здравствуйте. Предлагается простая схема светочувствительного устройства, в народе его называют как фотоэлементом или фотореле. Устройство можно с успехом использовать для управления освещением рекламы, домашнего уличным освещением, а также других подобных объектов. Конечно, сразу вижу реакцию на статью, как всегда, будет много предложений идти и купить или заказать на али. Хорошо, вот кто советует проходим мимо сразу покупаем все что нужно и не надо навязывать свою точку зрения, к примеру мне или кому-либо.
Принципиальная схема устройства показана на рисунке.
На схеме показано, что нагрузка представляет собой лампочку. На самом деле нагрузка также может быть другим устройством, питаемым от сети 220В. В схеме установлен симистор с рабочим током 6А, который позволяет управлять лампами мощностью в несколько сотен ватт. Симистор управляется через оптосимистор U1. Предложенный оптосимистор MOC3040, обеспечивает включение симистора сразу после того, как сетевое напряжение проходит через ноль.
Устройство питается от бестрансформаторного источника питания, собранного на компонентах R1 - R3, C1 - C3, D1 - D5. Резистор R3 защищает диоды от выхода из строя из-за большого импульса тока, который может появиться при подключении к сети. Резисторы R1 и R2 предназначены для разрядки конденсаторов С1, С2 после отключения от сети.
Стабилитрон D5 необходим для предотвращения от чрезмерного напряжения на конденсаторе C3 и, следовательно, от повреждения микросхемы. Сама схема реализована на основе микросхемы 4093. Схема, которая должна реагировать на очень медленные изменения, должна содержать цепь, обеспечивающую, по крайней мере, небольшой гистерезис.
Без гистерезиса при пороге переключения могут появиться помехи, в результате чего лампочка начнет мигать. Схема коммутации содержит два генератора, выполненные на U2A и U2C. Все это работает следующим образом, в состоянии покоя напряжение на выводе 1 U2A ниже порога переключения, генераторы не работают, а выход U1D остается низким. Таким образом, оптосимистор и симистор выключены — лампочка выключена. Оба генератора начинают работать, когда напряжение на выводе 1 U2A поднимается выше верхнего порога переключения.
Как видно из сравнения значений элементов R6C4 и R7C5, генератор на U2A имеет гораздо более длительный период (более низкая частота). Продолжительность высокого уровня на выходе составляет несколько секунд. В течение этих нескольких секунд генератор U2C работает, и его выход переключается поочередно несколько раз, более чем на секунду, затем переходит на высокий уровень и снова на низкий уровень и т. д. Таким образом, во время работы лампочка не будет гореть постоянно, только каждые несколько секунд (определяется цепочкой R6C4) будут включены и выключены в такт генератора U2C.
Кроме того, вы можете изменить коэффициент заполнения обоих генераторов, используя диоды D6, D7 (любые, например, 1N4148) и резисторы R7, R9 (10 к ... 3,3М). Этот импульсный способ работы лампочки хорош для рекламы, но не для управления внешним освещением дома.
Когда лампа должна гореть постоянно, не устанавливайте элементы R6, C4, R8, C5 и установите перемычки между точками A-A1 и B-B1. Описанная схема также может использовать только один генератор, например, для управления сигнальной лампой. На печатной плате, предназначенной для описанной схемы, есть место для двух потенциометров PR1 и PR2. Один из них будет заменен на светочувствительный элемент.
В основном речь идет об обеспечении максимальной универсальности устройства. В подавляющем большинстве лампочка начинает светиться после наступления сумерек. При этом потенциометр PR1 заменяем на фотоэлемент — тогда уменьшение освещенности приведет к увеличению напряжения на выводе 1 U2A и включит генераторы. В редких случаях потребуется обратное для включения схемы после того, как датчик будет освещен. Эта ситуация может иметь место в световой рекламе или в контрольной лампе, которая должна зажигаться, например, при освещении фарами автомобиля, это просто пример и не более.
Тут вместо потенциометра PR1 следует установить светочувствительный элемент. Что можно использовать в качестве фоточувствительного элемента? Вместо фоторезистора можно использовать любой фототранзистор или даже фотодиод. На рисунке показано несколько вариантов.
В зависимости от используемого фотоэлемента, а также требуемой чувствительности для включения и выключения, потребуется подобрать значение сопротивления, установленное потенциометром PR1. В устройстве используется потенциометр величиной 47к, но в некоторых случаях вам, вероятно, понадобится потенциометр с другим (большим) значением. Именно в этом случае дополнительно входит второй подстроечный потенциометр со значением 470к.
Схема собрана на печатной плате, показанной на рисунке.
Настройка осуществляется установкой потенциометром требуемой чувствительности. Схема не имеет гальванической развязки от сети, и на ее элементах может находится полное сетевое напряжение.
Печатная плата имеет такие размеры, что ее можно легко установить в электромонтажную коробку. Затем фотоэлемент может быть выставлен наружу через один из резиновых кабельных вводов. Во всех случаях необходимо обеспечить герметичность. Всем спасибо.