Здравствуйте, уважаемые читатели! В этой статье мы создадим регулируемое фотореле для уличного освещения.
От обычного фотореле, оно будет отличаться тем, что мы сами сможем с помощью потенциометра настроить степень освещенности, при котором сработает наше фотореле и включит освещение. Управление включением нашего самодельного фотореле будет осуществляться с помощью микроконтроллера ATtiny13.
Принцип работы фотореле
Принцип работы нашего регулируемого фотореле следующий. Фоторезистор передает текущее значение освещенности в 3 пин ATtiny. ATtiny сравнивает это значение с установленным с помощью потенциометра значением порога освещенности на включение. И если значение больше, то микроконтроллер подает напряжение 5 В на наше твердотельное реле, тем самым включая освещение.
Сразу скажу, что в нашей схеме, чем меньше будет значение, установленное потенциометром, тем большая темнота будет нужна для срабатывания нашего самодельного фотореле. Т.е. в крайнем левом положении регулятора потенциометра, фотореле сработает только при полной темноте, а в крайнем правом, не будет выключаться даже на ярком солнце.
Для создания регулируемого фотореле нам понадобятся
1. Двухсторонняя монтажная плата 3х7 см. У меня есть ее обрезок. Здесь получается длина около 51 мм. Нам этого вполне хватит.
2. Модуль питания на 5В. Можно купить у китайцев, либо выковырять из какой-то ненужной зарядки мобильного телефона.
3. Твердотельное реле на 2А. Можно использовать и обычное, электромеханическое реле. Но далее я расскажу, почему выбор сделал именно в пользу твердотельного реле.
4. Потенциометр на 10 кОм.
5. Фоторезистор.
6. Резистор на 10 кОм, который у нас будет работать в связке с фоторезистором.
7. Микроконтроллер ATtiny13. Подробно о нем я рассказывал в одной из своих предыдущих статей "ATtiny13 и ATtiny85. Обзор и программирование с помощью Arduino".
8. Гнездо для размещения ATtiny13 на монтажной плате.
У AC-DC преобразователя 2 входа для подключения сети 220 В. И 2 выхода для снятия постоянного напряжения в 5 В (два крайних выхода).
Припаяем к входу 220 вольт и к 5-вольтовому выходу перемычки, которые являются ножками, откушенными от других радиодеталей. А сам модуль питания разместим на плате и припаяем.
Справа от модуля питания разместим реле. Ножки номер 1 и 2, где у нас будет размыкаться фаза 220 вольт, должны быть сверху.
Припаиваем ножки реле с обратной стороны платы.
Выбор в пользу твердотельного реле сделан из-за его большей компактности, по сравнению с электромеханическим реле и, большим срок службы, т.к. тут у нас нет никаких механически изнашивающихся частей. А т.к. мощные электроприборы включать с помощью данного реле не планируется, то ограничение в 2А по току, нам за глаза хватит.
Далее отступаем два ряда отверстий на монтажной плате и под модулем питания, устанавливаем гнездо ATtiny. Выемка гнезда, там, где у нас будет в дальнейшем первый и восьмой пин ATtiny13, у нас должна смотреть вниз. Справа, там, где у нас будет 4 пин ATtiny, устанавливаем резистор на 10 кОм и правее него фоторезистор. Под резистором устанавливаем потенциометр. Его ножка номер один должна быть обращена к гнезду ATtiny, а ножка номер 2 смотреть вверх.
Припаиваем все компоненты к плате.
После этого, с обратной стороны монтажной платы, соединяем все наши компоненты фотореле проводами согласно размещенной ниже схеме. Кому интересен весь процесс припаивания, можете посмотреть в видео, размещенном внизу статьи.
После того, как закончили с платой, переходим в Arduino IDE.
Пишем небольшой скетч, в котором будем считывать значение из одного аналогового порта, к которому у нас подключен фоторезистор (3-й пин ATtiny), сравнивать его со значением другого аналогового порта, к которому подключен потенциометр (2-й пин ATtiny). В случае, если первое значение меньше второго, отправлять цифровой сигнал из 5-го пина ATtiny, который будет управлять реле.
Установим задержку выполнения скетч в 5 секунд, чтобы сделать небольшую паузу срабатывания фотореле.
Загружаем скетч в ATtiny13. Вынимаем микроконтроллер и устанавливаем его в гнездо на нашу плату. 1-й и 8-й ножкой вниз.
Для того, чтобы обеспечить герметичность датчика, создадим для него корпус. В программе КОМПАС-3D рисую две части нашего будущего корпуса.
И распечатываем на 3D принтере.
Получаем 2 детали нашего корпуса. В данном случае, я распечатал корпус из PLA-пластика. Но, раз мы позиционируем датчик для улицы, то лучше конечно из ABS-пластика. Т.к. PLA-пластик довольны быстро разрушается под действием солнца и дождя.
Можно в качестве варианта корпуса, взять подходящую по размеру пластиковую баночку от каких-либо таблеток, проделать отверстие для проводов и загерметизироватье термоклеевым пистолетом.
Получаем 2 детали нашего корпуса.
И размещаем нашу плату на специально подготовленное для неё посадочное место.
Далее берем уголок и прикручиваем его к нашему устройству, тем самым плотно соединяя корпус и крышку. Вторую часть уголка можно крепить к месту размещения фотореле.
Вот такое у нас получилось самодельное фотореле. Кстати, если у Вас не под рукой ATtiny13, всё то же самое можно реализовать и на ATtiny25/45/85. Ниже размещено видео по теме статьи.
p.s. Сколько стоит самодельное фотореле?
Дополню статью примерным расчетом стоимости моего самодельного фотореле. Ниже размещу ссылки на продавцов, у которых покупал и стоимость. Естественно, где возможно, покупал наборами по несколько штук, т.к. проектов очень много, без дела валяться не будут.
1. Двухсторонняя монтажная плата 3х7 см.
Ссылка - https://aliexpress.ru/item/32863719638.html
Стоимость комплекта - 100,80 р. Цена за ед. - 20,16 руб.
2. Модуль питания на 5В.
https://aliexpress.ru/item/32475693974.html
Цена за ед. - 56,75 руб.
3. Твердотельное реле на 2А.
https://aliexpress.ru/item/32478840774.html
Стоимость комплекта - 618,23 руб. Цена за ед. - 61,8 руб.
4. Потенциометр на 10 кОм.
https://aliexpress.ru/item/32844761642.html
Стоимость комплекта - 53,02 руб. Цена за ед. - 5,3 руб.
5. Фоторезистор.
https://aliexpress.ru/item/32961682788.html
Стоимость комплекта - 43,31 руб. Цена за ед. - 2,17 руб.
6. Резистор на 10 кОм
https://aliexpress.ru/item/32577051768.html
Стоимость комплекта - 35,84 руб. Цена за ед. - 0,36 руб.
7. Микроконтроллер ATtiny13
https://aliexpress.ru/item/32751983292.html
Стоимость комплекта - 386,02 руб. Цена за ед. - 38,6 руб.
8. Гнездо для размещения ATtiny13
https://aliexpress.ru/item/32828706275.html
Стоимость комплекта - 44,80 руб. Цена за ед. - 2,24 руб.
Итого стоимость без учета проводов, припоя, флюса - 187 рублей. Т.е. не так-то и дорого, если конечно не покупать все компоненты по одному в магазине "Чип и Дип".
Если модуль питания извлечь из старой ненужной зарядки телефона, которые наверняка есть у каждого (подойдет даже на 100 мА), то стоимость компонентов составит - 130 рублей.
Корпус можно бесплатно соорудить из какой-нибудь пластиковой баночки. А у кого есть 3D-принтер, распечатать на нем. Расход ABS пластика на корпус 15 гр, а на крышку - 6 гр. В одной из следующих статей, я расскажу подробно о проектировании корпуса фотореле, а так же настройках печати на 3D-принтере и приложу уже готовые для печати файлы.
_________________________________________________________
Спасибо, что дочитали до конца! Если статья понравилась, нажмите, пожалуйста, соответствующую кнопку. Если интересна тематика электроники и различных электронных самоделок, подписывайтесь на канал. До встречи в новых статьях!
Другие публикации по теме:
- ATtiny13 и ATtiny85. Обзор и программирование с помощью Arduino.
- Что такое фоторезистор? Подключение фоторезистора к ATtiny13 и управление светодиодом.
- Создаем удобный модуль для программирования микроконтроллеров ATtiny.