Выключатель света с фотодатчиком

Универсальный выключатель освещения для прихожей (К561ТМ2, IRF840)

Выключатель света с фотодатчиком

Схема не сложного автоматического выключателя освещения с фотодатчиком и герконом. Этот автомат работает с двумя датчиками — датчиком света и датчиком положения двери. Если открывается дверь, и в прихожейтемно, свет включается примерно на 3-4 минуты. Затем гаснет.

Если достаточно естественного света, — свет не включается. Данный автомат можно установить и в другое помещение, где нужно при открывании двери в темное время суток автоматически включать свет на несколько минут.

Схема выключателя

Датчиком света является обычный фоторезистор. Датчиком положения двери служит типовой охранный герконовый датчик, размыкающийся при открывании двери. Время, на которое включается свет, задается RC-цепью, — подбором сопротивления и (или) емкости его можно изменить в любую сторону.

Рис. 1. Принципиальная схема автоматического выключателя освещения с фотодатчиком и герконом.

Схема показана на рисунке 1. В ней используется половина микросхемы К561ТМ2 — один из её D-триггеров. Питание бестрансформаторное, выход на основе высоковольтных ключевых полевых транзисторов, — может управлять любой мощностью от нуля до 200W, не только лампами накаливания, но и даже энергосберегающими светодиодными.

SG1 — датчик положения двери. Когда дверь закрыта он замкнут и на синхровход триггера «С» поступает логический ноль. При окрывании двери SG1 размыкается, при этом на и на синхро-вход триггера «С» поступает логическая единица через резистор R2.

Это действие записывает в триггер логический уровень, который есть в этот момент на его входе данных «D». В результате на его инверсном выходе (вывод 2) будет логический уровень, противоположный тому, который был на входе «D» в момент открывания двери. Напряжение с инверсного выхода триггера поступает на ключевую схему на транзисторах VT1 и VT2.

Если напряжение высокое (логическая единица) ключ открывается и подает напряжение на лампу Н1. Если напряжение низкое (логический ноль) ключ остается закрытым и лампа не включается.

Таким образом, состояние выхода схемы (лампы) после открывания двери зависит от уровня на выводе «D» триггера. То есть, от состояния датчика света на основе фоторезистора FR1. Фоторезистор FR1 в совокупности с резистором R1 формирует делитель напряжения, управляемый светом.

Делитель подбором сопротивления R1 настраивают так, чтобы при достаточном естественном свете на входе «D» триггера было напряжение логической единицы, а при недостаточном свете, когда требуется дополнительное освещение, — напряжение логического нуля.

При правильной настройке R1, при открывании двери, при недостаточном уровне естественного света, в триггер записывается ноль, и на его инверсном выходе устанавливается единица, которая открывает ключ на транзисторах VТ1 и VТ2, подающих напряжение на лампу Н1. В это же время, логическая единица на инверсном выходе триггера через резистор R3 начинает заряжать конденсатор С2. Времени на зарядку С2 до напряжения логической единицы при указанных на схеме номиналах С2 и R3 требуется около 3-4 минут.

Читайте также  Варианты света на натяжном потолке

Как только напряжение на С2 достигает уровня логической единицы триггер переключается в единичное состояние, так как на его установочный вход «S» поступает напряжение логической единицы. При этом на его инверсном выходе устанавливается логический ноль. Ключ на транзисторах VТ1 и VТ2 закрывается, лампа Н1 выключается.

Таким образом, время, на которое включается свет, задается цепью C2-R3, подбором сопротивления R3 и (или) емкости С2 его можно изменить в любую сторону. Логическая часть схемы питается от параметрического бестрансформаторного источника VD4-R5-C3-VD1.

В различной литературе, в схемах, где ключ на мощных ключевых транзисторах управляется выходом логического элемента КМОП применяется непосредственное соединение этого выхода с затвором или затворами полевых транзисторов. Но это далеко не лучший способ управления. Конечно, сопротивление затворов мощных ключевых полевых транзисторов очень высоко, но емкость тоже немалая. Зарядный ток этой емкости оказывает перегружающее действие на выход логического элемента.

Это не приводит к его выходу из строя, но создает сбои в работе триггеров и счетчиков. В этой схеме напряжение управления на затворы поступает через резистор R4, который ограничивает ток заряда емкости затворов и исключает перегрузку выхода КМОП-микросхемы.

Детали и печатная плата

Диоды КД522 можно заменить на 1 N4148, а диод 1N4004 на КД209 Конденсаторы на напряжение не ниже 16V. Микросхему К561ТМ2 можно заменить на К176ТМ2, К1561ТМ2 или CD4013.

Рис. 2. Печатная плата устройства для автоматического выключения света.

Тип фоторезистора не известен. На свету сопротивление его около 10 кОм, в темноте увеличивается до 150-200 кОм. Можно использовать фоторезистор и другого сопротивления. Сопротивление R1 подбирается как написано выше. В моем случае R1 оптимально было 68 кОм.

Гребнев М. А. РК-2015-10.

Источник: http://radiostorage.net/4158-universalnyj-vyklyuchatel-osveshcheniya-dlya-prihozhej-k561tm2-irf840.html

Выключатель света с фотодатчиком

Выключатель света с фотодатчиком

Фотореле для уличного освещения. Схема подключения

Фотореле — это устройство, снабженное с выносным или встроенным сумеречным датчиком, которое встроено в электрическую цепь для осветительых приборов. Датчик, реагирующий на освещения, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

Как правильно выбрать фотореле?

Для правильного выбора фотореле, нужно знать какой вид датчика будет удобней использовать в конкретных условиях, выносной или встроенный и обязательно учесть токовые характеристики фотореле. Они, как и во всяком электрическом приборе, имеют ограничение по коммутации тока в амперах.

Принцип работы фотореле

Светочувствительное устройство, постоянно подключенное к электрическому питанию, замеряет уровень естественной освещенности контролируемого пространства. Датчик, реагирующий на освещение, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

Структурная схема фотореле

В состав сумеречного выключателя могут входить:

  • светочувствительный элемент, реагирующий на колебания освещенности;
  • датчик фотоэлемента, воспринимающий изменения тока;
  • усилитель электрического тока;
  • коммутирующий прибор в виде реле.

Особенности конструкций сумеречных выключателей

Современные простые фотореле для небольших светильников выпускаются в едином пластмассовом корпусе с возможностью крепления на стену или непосредственно на фонарь тыльной стороны.

Читайте также  Неисправности датчика движения для включения света

В случае превышаемой мощности подключаемых через фотореле осветительных приборов коммутировать его в цепь следует через магнитный пускатель или контактор соответствующей нагрузки.

Сложные приборы сумеречного освещения выпускаются двумя составляющими (внешнего датчика фотоэлемента и измерительно-коммутационного устройства), расположенных в щитовой и соединяемых проводами.

Монтаж фотодатчика,  реагирующего на движение, выполняется с учетом обеспечения обзора контролируемой территории.

Подключение нескольких осветительных приборов на одну выходную группу сумеречного выключателя проводится по параллельной схеме.

Большинство фотореле, защищены системой помехозащитой (выдержка времени) от ложных срабатываний. Но, все равно, датчики устройства нужно располагать в дали от возможных попаданий посторонних источников света, чтобы исключить эффект мигания ламп.

Фотодатчик замеряет естественную освещенность по одному из принципов:

  • фоторезистора;
  • фотодиода;
  • фототранзистора;
  • фототиристора;
  • фотосимистора.

Чувствительным элементом, воспринимающим световой поток во всех этих конструкциях работает p-n переход, созданный на стыке двух различных полупроводниковых металлов с р- и n- проводимостью, который .способен вырабатывать электрический заряд при облучении светом.

Электрическое сопротивление фоторезистора зависит от интенсивности падающего светового потока.

Фотодиод формирует электрический заряд, соответствующий интенсивности света за счет фотовольтаического эффекта.

Фототранзистор устроен как оптоэлектронный полупроводник, является аналогом обычного биполярного транзистора, в котором область базы облучается светом для регулирования электрического сигнала.

Фототиристор предназначен для работы в цепях постоянного тока, сконструирован оптоэлектронным полупроводником со структурой обыкновенного тиристора, включаемого в работу током от потока света, направленного на светочувствительную матрицу,.

Фотосимистор сконструирован для работы с переменным током. Его можно представить упрощенной конструкцией из двух фототиристоров. Каждый из них реагирует на положительную или отрицательную составляющую полупериода гармоники. Синхронизацией тока для подачи на управляющий электрод занимается специальная схема.

Технические характеристики фотореле

К основным параметрам, влияющим на выбор сумеречного выключателя, относят:

  • номинальное напряжение питания.

Внимание! Электронные приборы, выпускаемые за рубежом, предназначены для работы с напряжениями, стандартизированными в чужих странах. Они могут составлять величину 127 или 110 вольт, что не обеспечит их стабильную работу в электросети 220 вольт.

  • мощность потребления электроэнергии и тепловую нагрузку светильников, которую должны надежно выдерживать выходные контакты сумеречного выключателя;
  • условия эксплуатации прибора, влияющие на конструкцию и выбор степени защиты корпуса:
    • работа при атмосферных осадках;
    • возможность засорения пылью и посторонними предметами;
    • поддержание температурного режима;
    • светочувствительность датчика и настройки порога срабатывания по освещенности;
    • типы коммутируемых светильников. Простые сумеречные выключатели предназначены для работы с активными нагрузками, создаваемыми разогревом нити накаливания обычных ламп Ильича и галогенных конструкций. Все остальные виды, включая люминесцентные и энергосберегающие, создают реактивную составляющую нагрузки.

У метало-галогенных, натриевых и ртутных ламп при запуске создается бросок пускового тока, который может выжечь контакты.

Конструкция фотореле

Элементная база

Первые фотоэлементы создавались исключительно на аналоговых элементах с электромеханическими реле. Такие устройства успешно работают со 2-й половины 20-го века до настоящего времени.

По мере развития науки, послужившей бурному производству робототехники, стали массово выпускаться полупроводниковые устройства, на базе которых создавались конструкции статических фотореле.

Читайте также  Автоматическое включение света в аквариуме

Освоение микропроцессорной техники позволило управлять сложными осветительными установками посредством контроллеров, учитывающих специфические условия местности, включать датчики, реагирующие на движение или другие факторы.

Фотореле с выносным датчиком

Источник: http://www.kwatt-oz.ru/info/informatsiya-dlya-pokupatelya/poleznaya-elektrotekhnicheskaya-informatsiya/fotorele-dlya-ulichnogo-osveshcheniya-skhema-podklyucheniya.html

Сумеречный выключатель

Включение освещения является обязательным действием при наступлении темного времени суток. В первую очередь свет требуется на крыльце и прилегающей территории частного дома, у входов в подъезды многоэтажных домов и в других местах, где это необходимо. Своевременное выполнение данной процедуры обеспечивает сумеречный выключатель, известный еще как фотореле и под многими другими названиями.

Существует много видов этих устройств, широко используемых в быту и на производстве. Основным достоинством фотореле, помимо основной функции, является существенная экономия электроэнергии, которая достигается за счет своевременных включений и отключений освещения.

Устройство и принцип работы

В целом, сумеречные выключатели с датчиком освещенности имеют достаточно простую конструкцию. Условно она состоит из трех основных компонентов – фотоэлемента, компаратора или порогового устройства и выходного устройства. Фотоэлементы могут быть разными и представлены фотодиодами, фототранзисторами и фоторезисторами, а в качестве выходного устройства используются симисторы или обычное реле.

Днем, при нормальном освещении, фоторезистор или переключатель обладает незначительным сопротивлением. В связи с этим, его напряжение тоже невелико – не более, чем порог срабатывания компаратора. Таким образом, цепь находится в выключенном состоянии и свет в этот период отключен.

В вечернее время, когда наступают сумерки, а освещенность начинает снижаться, в реле с датчиком происходит постепенное увеличение сопротивления и соответствующий рост напряжения. Наступает момент, когда значение напряжения фоторезистора становится равным порогу срабатывания компаратора. От него поступает сигнал на выходное реле, после чего освещение включается.

Данный рабочий режим отличается простотой и легко реализуется на практике. Однако существуют и довольно сложные схемы, особенно, если в них отсутствуют микросхемы, а используются лишь транзисторы. Такие варианты могут содержать большое количество деталей, а сама конструкция получается чересчур громоздкой.

Использование современной элементной базы дает возможность полностью решить эту проблему и сделать все схемы простыми и функциональными. Одни элементы встраиваются в другие, создавая тем самым интегрированные конструкции.

Типичным примером служат симисторы, применяемые в качестве пороговых устройств, устанавливаемые в том числе и в сумеречные выключатели фирмы legrand. Принцип работы у них тот же самый, как и в простых схемах. То есть, в зависимости от степени освещенности, изменяется сопротивление фотоэлемента, и его напряжение.

В соответствии с этим происходит открытие или закрытие управляющего электрода симистора.

Эксплуатационные и технические характеристики

Фотореле с датчиком освещённости следует выбирать, исходя из условий его будущей эксплуатации. При использовании в уличном освещении датчик света может быть выносным и устанавливаться отдельно, или встроенным в конструкцию светильника. В первом случае фотоэлемент, обладающий небольшими размерами, легче установить в нужное место, защищенное от подсветки. Такие устройства подходят для установки внутри дома и свободно монтируются в электрическом щитке на дин-рейке.

Сумеречный выключатель освещения со встроенным датчиком света обычно располагается возле светильника. Главное, чтобы световой поток не попадал на сенсор.

Источник: https://1000eletric.com/vyklyuchatel-sveta-s-fotodatchikom/