Всем здравствуйте. Как всем известно фотоэлементы или в простонародье еще называют фотореле предназначены для автоматического включения и выключения различных приборов, освещения, рекламы и т. д., в зависимости от внешнего освещения.
Предлагаемый переключатель работает по принципу триггера Шмитта. Датчик освещенности представляет собой фоторезистор, который является частью делителя напряжения транзистора T1. В основание T1 также включен интегрирующий элемент R2, C1, который задерживает переключение на несколько секунд в случае внезапного изменения освещения. Принципиальная схема приведена на рисунке.
Транзисторы T1 и T2 образуют триггер, который контролируется изменением напряжения на T1. После наступления темноты сопротивление фоторезистора R1 увеличивается, транзистор T1 закрывается, а транзистор T2 открывается. При увеличении падения напряжения на резисторе R4, которое является общим для обоих транзисторов, весь процесс ускоряется лавинно, так что закрывание T1 происходит внезапно.
Скачок также снижает напряжение на коллекторе Т2. Это падение открывает транзистор T3 и срабатывает реле, включенное в его коллектор. При рассвете сопротивление R1 уменьшается, а на базе T1 напряжение увеличивается. Транзистор T1 открывается, T2 и T3 закрываются, реле обесточивается и отключает прибор от напряжения питания. Многие зададутся вопросом зачем все это, фотореле можно купить, да возможно соглашусь с этим, но, когда есть компоненты в наличии это можно сделать своими руками.
Диод подключен параллельно катушке реле, который ограничивает пики напряжения на транзисторе T3, они могут возникать, когда индуктивная нагрузка включается и выключается. Устройство дополнено простым стабилизатором на элементах R6, D1, который стабилизирует напряжение до примерно 8В, так что в случае изменения напряжения питания на работу устройства не влияет. Напряжение питания устройства может находиться в диапазоне примерно от 11 до 15В и должно быть хорошо отфильтровано (при питании от сети) или от батареи. Потребляемый ток составляет максимум около 50 мА.
Многие типы фоторезисторов могут использоваться вместо R1. Важно, чтобы сумма резисторов P1 + R1 была примерно такой же, как у резистора R1 в момент включения. Это зависит от того, в какой «темноте» устройство должно включится. Транзисторы T1 и T2 могут быть универсальными NPN - BC550 и т. д., T3 может быть PNP с условием, что он может выдерживать ток катушки используемого реле.
Резистор R4 может находиться в диапазоне от 68 до 220 Ом. Это влияет на чувствительность схемы к количеству падающего света, а также на гистерезис схемы (разница между уровнями включения и выключения триггера). Не рекомендуется уменьшать сопротивление R4 слишком сильно, потому что тогда цепь становится нестабильной, и реле начнет щелкать. Оптимальное сопротивление около 150 Ом.
Если при использовании стабилизированного напряжения от 9 до 12В для питания устройства, можно не устанавливать стабилитрон D1 и припаять перемычку вместо резистора R6. Все устройство выполнено на печатной плате размерами 42х37мм (рисунок).
Еще хотелось бы сказать пару слов по использованию реле, они выдерживают ток до 15А при 220В. Если мы действительно хотим включать такое устройство с током порядка 10А, необходимо будет увеличить дорожки на печатной плате, по крайней мере, хорошо отлудить и т. д. Сечение и изоляция проводов питания также должны соответствовать.
Благодаря простоте схемы и хорошей повторяемости, сборка не будет проблемой даже для начинающих радиолюбителей. После тщательной проверки печатной платы и качества пайки, подключите устройство к источнику напряжения около 12В и, при требуемом уровне освещения, установите момент закрытия реле потенциометром. Настройку лучше всего выполнять в темной комнате с регулируемым источником света. Всем спасибо.
