Фотореле своими руками

Фотодатчики и реализованные на их основе электронные устройства, управляющие различными бытовыми приборами, пользуются популярностью у радиолюбителей . Казалось бы, невозможно найти новое схемотехническое решение для таких устройств… Тем не менее, рассмотрим три схемы фоточувствительных датчиков, отличающихся простотой и высокой чувствительностью.

Простое и надежное устройство охранной сигнализации с самоблокировкой представлено на принципиальной схеме (рис. 2.17).

Фотодатчик здесь применяется в качестве детектора освещения, светодиод HL1 загорается, если на фотодатчик — фоторезистор PR1 — не попадает солнечный или электрический свет. Этот узел поможет при ограждении зоны безопасности. Пока фоторезистор PR1 освещен, он оказывает малое сопротивление постоянному электрическому току, и падения напряжения на нем не достаточно для отпирания тиристора VS1.

Рис. 2.17. Электрическая схема устройства охранной сигнализации с фоточувствительным датчиком

Если поток света, воздействующий на фотодатчик, прерывается, сопротивление PR1 увеличивается до 15 МОм, и конденсатор С1 начинает заряжаться от источника питания. Это приводит к отпиранию тиристора VS1 и включению светодиода HL1. Кнопка S1 предназначена для возврата узла в исходное состояние. Вместо светодиода HL1 и включенного последовательно с ним ограничивающего ток резистора R2 можно использовать маломощное электромагнитное реле типа РЭС 10 (паспорт РС4.524.302, РС4.524.303), РЭС 15 (паспорт РС4.591.003) или аналогичное с током срабатывания 10—20 мА. При выборе реле следует иметь в виду, что повышение напряжения источника питания ведет к повышению тока срабатывания реле.

В схеме вместо тиристора КУ101А допустимо применить любые приборы серии КУ101. Фотодатчик PR1 — два параллельно соединенных (для лучшей чувствительности — нет необходимости в дополнительном усилителе сигналов) фоторезистора СФЗ-1. Конденсатор С1 — типа МБМ, КМ или аналогичный. Светодиод любой. Все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,25. Кнопка S1 может быть любой, например MTS-1, МПЗ-1.

На рис. 2.19 показана схема фотодатчика с универсальным таймером КР1006ВИ1.

Этот простой автомат для включения ночного освещения можно эффективно применять как в городских условиях, так и в сельской местности. Если на фоторезистор (два параллельно подключенных для лучшей чувствительности фоторезистора СФЗ-1) попадает хотя бы слабый дневной свет, транзистор VT1 закрывается, так как сопротивление между его базой и эмиттером значительно меньше, чем сопротивление между его базой и положительным выводом источника питания.

Рис. 2.19. Фотодатчик, совмещенный с таймером

При уменьшении освещенности рабочей поверхности фоторезисторов сопротивление между базой и эмиттером транзистора VT1 возрастает — становится больше 100 кОм. Когда сопротивление между базой VT1 и положительным выводом источника питания оказывается низким, транзистор VT1 открывается. Реле К1 срабатывает и подключает вывод анода тиристора VS1 к «+» источника питания. После этого включается универсальный таймер D1 КР1006ВИ1, и на его выходе (вывод 3) устанавливается напряжение 10,5 В.

Выход этой микросхемы достаточно мощный— позволяет управлять устройствами нагрузки, потребляющими ток до 200 мА, поэтому к выходу D1 можно подключать маломощные реле без ключевого транзисторного каскада. Реле К1 срабатывает и удерживает во включенном состоянии лампу освещения Л1. Вместо лампы Л1 возможно применение другой активной нагрузки с потребляемым током не более 0,2 А (этот параметр обусловлен характеристиками рекомендованного маломощного реле).

Таким образом, нагрузка (электрическая лампа освещения) оказывается включенной всегда, пока на фотодатчик не воздействует минимальный световой поток. Устройство выдержало испытания и работает надежно, оно применяется в авторском варианте для включения лампы освещения при наступлении ночи (фотодатчик обращен к естественному свету). Благодаря высокой чувствительности прибора лампа освещения Л1 выключается при восходе солнца.

Тиристор VS1 — КУ101 с индексами А—Г, КУ221 с любым буквенным индексом. Транзистор VT1 можно заменить на КТ312 с индексами А—В, КТ3102 с индексами А—Ж, КТ342 с индексами А—В. Коэффициент усиления этого транзистора по току h21е должен обязательно быть не менее 40. Реле — любое маломощное, с током срабатывания 10—30 мА при напряжении 12 В, Все постоянные резисторы — типа MЛT-0.125. Конденсатор С1 — типа КМ. Оксидный конденсатор С2 — типа К50-20 на рабочее напряжение от 16 В. Диоды VD1, VD2 защищают соответственно переход транзистора VT1 и выход микросхемы D1 от бросков переменного тока и препятствуют дребезгу контактов соответствующих реле К1, К2 при их срабатывании. Такие диоды можно заменить на КД522.

Все схемы не притязательны к питающему напряжению, и при использовании в качестве узлов коммутации маломощных реле стабильно работают с бестрансформаторными и трансформаторными стабилизированными источниками питания с выходным напряжением 10—18 В (способными отдать полезный ток не менее 70 мА).

Внимание! Предлагаемые схемы являются, по сути, универсальными параметрическими сигнализаторами. Поэтому в качестве датчиков, вместо фоторезисторов, можно применять другие датчики со схожими электрическими параметрами (min/max сопротивления), например терморезисторы.

Кашкаров А. П. 500 схем для радиолюбителей. Электронные датчики.

Сейчас несложно купить сумеречный выключатель и подключить к нему искусственный источник света, например, уличный светодиодный прожектор для освещения входа в частный дом или техническое здание.

Однако, настоящий домашний мастер непременно попробует досконально разобраться в принципах работы такой конструкции.

В этой статье мы знакомимся с довольно простой, но надежной схемой, которую несложно собрать, настроить и эксплуатировать своими руками. Она по силам любому человеку, который умеет держать в руках паяльник, может выполнять несложные электротехнические работы.

Автоматический выключатель для сумеречного освещения собирается из дешевых и доступных материалов. Их можно приобрести через интернет. Но, у большинства умельцев они, скорее всего, имеются в арсенале радиодеталей.

Благодаря этой самоделке вы можете доверить управление освещением автоматике, которая будет напоминать о качественно выполненной работе, поднимет ваш авторитет в глазах окружающих как способного мастера.

Принцип работы самодельного сумеречного выключателя

По внутреннему устройству электрическая схема состоит из трех частей:

  1. силовой схемы управления лампочкой светильника;
  2. блока питания;
  3. блока управления.

Они соединены проводами, запитаны от однофазной переменной сети 220 вольт.

Силовая схема

Лампочка светильника управляется выходным контактом реле точно так же, как работает обычный выключатель в квартире: фазный потенциал от защит квартирного щитка через силовой контакт реле P1. 2 поступает на удаленную контактную площадку патрона светильника и проходит через нить накала.

Рабочий ноль постоянно подключен к боковому контакту патрона. При срабатывании реле на включение лампочка загорается, а при отпадании — тухнет.

Блок питания

На его вход поступает напряжение однофазной сети, а с выхода уходит 24 вольта выпрямленного тока. Для питания схемы управления вполне достаточно всего 15 миллиампер. Поэтому конструкция обладает малой мощностью.

В схеме можно использовать готовые блоки от любой радиоаппаратуры с подходящими электрическими параметрами или изготовить самостоятельно.

Вашему вниманию предлагается использовать самостоятельно одну из двух доступных схем:

  1. трансформаторную;
  2. бестрансформаторную.

Второй вариант более компактен, быстрее собирается. Но, при его использовании отсутствует трансформаторное разделение цепей на первичную и вторичную схему. А это значит, что при пробое какой-либо токоограничивающей детали потенциал фазы может пройти в цепи управления, выжечь ее детали.


Номиналы всех обозначенных на схеме элементов приведены таблицей, расположенной в конце статьи.

Блок управления

За основу работы блока управления принята схема, использующая изменение фоторезистором своего электрического сопротивления под воздействием излучаемого на него светового потока.


Фоторезистор подключен последовательно к источнику стабилизированной ЭДС через дополнительный резистор R, в котором проходят токи, зависящие по величине от силы падающего света. На этом резисторе создается напряжение, которое называют опорным.

Величина опорного напряжения тоже зависит от светового потока и выражается линий 3 на графике работы компаратора — специального электронного устройства, реагирующего на величину входного напряжения.


Прямая линия 3 этого графика представляет опорное напряжение. Оно может изменяться, быть выше или ниже контрольного значения, представленной коричневой горизонталью 4.

Когда опорное напряжение не достигло контрольного уровня 4, то на выходе компаратора сигнала нет: он закрыт. При возрастании линии 3 компаратор откроется и пропустит в выходные цепи поступившее напряжение. Его величина будет транслироваться на обмотку реле, которое своими контактами Р1.2 включит лампочку освещения.

Таким способом обеспечивается включение света при наступлении сумерек и снятие с лампочки напряжение после рассвета.

Конструкция самодельного сумеречного выключателя

Фоторезистором в схеме блока управления используется прибор ФСК-Г7Б, представленный на принципиальной схеме элементом R9.

В качестве компаратора выбрана микросхема К554СА3 —элемент DD1. Размеры ее корпуса в миллиметрах представлены нижерасположенной картинкой.


Исполнительным органом схемы управления работает электромагнитное реле Р1 малогабаритной конструкции серии РП-21 с номинальным напряжением обмотки на 24 вольта.


При выборе мощности светильника следует учитывать, что номинальный ток контактов рассчитан на 5 ампер. Бо́льшие нагрузки следует подключать через повторители мощности.

Возможное расположение электронных компонентов схемы управления, совмещенной с блоком питания бестрансформаторной конструкции представлено на картинках двухсторонней печатной платы.

Номиналы деталей платы

Все основные электрические характеристики конденсаторов, резисторов и диодов предлагаемой схемы сумеречного выключателя сведены в таблицу.

№ п/п Обозначение Характеристики Примечание
Конденсаторы
C1 250В — 1 мкФ
C2 50В — 1000 мкФ
Резисторы
R1 0.39 кОм
R2 0,27 кОм
R3 1мОм
R4 5,1 Oм
R5 5,1 Oм
R6 0,27 кОм
R7 1 кОм
R8 1,5 кOм Для опорного напряжения
R9 Фоторезистор ФСК-Г7Б
R10 47 кОм
R11 47 кОм
Диоды
VD1—VD4 КЦ405И
VD5 Д226Б
VD6 АЛ307 МБ Зеленый светодиод
VD7 АЛ307 ВМ Красный светодиод

На основе предложенного материала вы можете собрать автоматику сумеречного выключателя своими руками, успешно эксплуатировать его в домашней проводке.

А в заключение статьи рекомендуем посмотреть видеоролик по уроку пайки. Даже если вы давно занимаетесь подобной работой, то все равно сможете пополнить свои знания по этому вопросу.

Датчик света.
Датчик света – устройство, включающее или выключающее различные исполнительные механизмы в зависимости от наличия или отсутствия освещенности окружающей среды.
Работа датчика основана на свойстве фоторезистора изменять величину своего сопротивления в зависимости от степени освещенности.
В отсутствии освещения величина сопротивления фоторезистора составляет 10 Ком.
А при освещении ярким солнечным светом или обычной лампочкой сопротивление фоторезистора уменьшиться в 10-20 раз.
Схему условно можно разделить на две части. Непосредственно датчик света – фоторезистор R1. Резистор R2 служит для установки режима работы транзистора. И исполнительная часть на транзисторе Q1.
Работа схемы. При наличии дневного или комнатного освещения сопротивление фоторезистора составляет примерно 1 кОм. Напряжение, которое создается на средней точке между фоторезистором R1 и резистором R2 способно открыть («включить») транзистор Q1. Через транзистор начинает протекать электрический ток и светодиод начинает светиться.
При отсутствии освещения сопротивление фоторезистора увеличивается до 10кОм. При этом напряжение на средней точке между фоторезистором и резистором не способно открыть («включить») транзистор. Электрический ток не протекает. Светодиод не светится.

Компоненты схемы:
Транзистор
Обозначение на схеме Внешний вид
Фоторезистор
обозначение на схеме внешний вид
Схема датчика
Резисторы R2 и R3 — 1 кОм
Сборку датчика мы рекомендуем начать с установки транзистора в макетную плату. Ножки транзистора устанавливаем в макетку так, что бы они находились в разных линиях.
Затем начинаем устанавливать другие компоненты и соединять проволочными перемычками так, как указано в схеме.
Соединяем перемычкой эмиттер транзистора (правая ножка) с минусом батареи.
К коллектору транзистора (левая ножка) подключаем светодиод и резистор R3. При этом не надо забывать о соблюдении полярности светодиода. Т.е. катод светодиода (короткая ножка) к коллектору транзистора, а анод — к резистору R3.
Теперь устанавливаем фоторезистор и резистор R2. И проволочной перемычкой соединяем резистор R2 с минусом батареи.
Заканчиваем сборку схемы соединением средней точки между фоторезистором и резистором и базы транзистора.
Схема ДАТЧИКА СВЕТА собрана.
Для проверки работоспособности датчика надо подать напряжение питания нажатием кнопки на батарейном адаптере.
При наличии освещения светодиод на макетке должен сразу начать светиться. Если закрыть фоторезистор рукой или другим предметом так, что бы исключить попадание света, то светодиод погаснет.
После того, как мы проверили работоспособность собранного устройства, нам необходимо установить необходимый порог срабатывания датчика. Т.е. настроить выключение света при определенной освещенности.
Выше уже было написано, что резистор R2 определяет режим работы транзистора Q1. Соответственно от величины сопротивления R2 зависит открывание транзистора.
Для настройки порога срабатывания заменим резистор R2 резистором с сопротивлением 360 Ом. И мы увидим, что светодиод гаснет уже при даже слабой освещённости.
Таким образом, подобрав величину сопротивления R1, мы можем настроить наш датчик на требуемый нам порог выключения светодиода.

Контроль системы освещения позволяет экономить электроэнергию и повысить уровень комфорта жизни. С такими целями широко используется датчик света квартирного типа или для уличного освещения.

Индикатор для дома

Датчик освещенности или света – это специальное автоматическое устройство, которое в зависимости от настроек и типа помогает контролировать работу осветительных систем. Существует несколько видов такого оборудования. Классифицировать их можно по принципу работы и месту установки. Бывают:

  1. Ультразвуковые;
  2. Инфракрасные;
  3. Микроволновые;
  4. Комбинированные.

Встраиваемые ультразвуковые модели работают по принципу отражения ультразвука от определенного предмета в диапазоне своего действия. Их редко используют для дома, т. к. они обладают сверхвысокой чувствительностью, поэтому такие датчики света в основном используются для улицы. Частота работы – от 20 до 60 кГц, такой диапазон необходим, чтобы исключить включение света при появлении в области действия животного.

Автоматический датчик движения инфракрасного типа использует для определения объекта в диапазоне своего действия инфракрасные лучи. Каждый ивой объект имеет собственное излучение, но датчик реагирует только на определенный их диапазон, который можно настроить по собственному усмотрению.

Фото — сенсор инфракрасного типа

Микроволновый, как и акустический датчик включения света, реагирует на движение в области своей работы. Но для определения он использует радиоволны. Такая модель может быть установлена как в бытовых условиях, так на улице: в туалете, ванной комнате, гостиной.

Комбинированные представляют собой сочетание нескольких датчиков, принцип их действия совмещает в себе несколько озвученных выше технологий.

Также в уличных датчиках дневного света часто используется чувствительный элемент. Такие модели называются фотореле и реагируют на снижение уровня солнечных лучей. С наступлением темноты они автоматически регистрируют уменьшение солнечной активности и включают свет. Эту систему очень удобно использовать для освещения улицы и промышленных объектов.

Еще любой датчик присутствия для включения света может характеризоваться двумя принципами действия:

  1. Активным;
  2. Пассивным.

Активный чаще всего представлен в настенном исполнении. Его подключение производится при помощи двух деталей – приемника и передатчика. Во время работы осуществляется постоянное сканирование пространства. Если поток звука и инфракрасного излучения нарушается, то контакты замыкаются, начинает работать освещения.

Потолочный пассивный не производит постоянную проверку помещения, он реагирует непосредственно на объект в зоне действия. Они регистрируют излучение объекта. Такой принцип считается более экономным, но при этом они подвержены ложному включению.

Фото — подключение фотореле

Каждый датчик включения света имеет свои технические характеристики, рассмотрим основные параметры для всех:

  1. Однофазная сеть 220/50, трехфазная – 380/50;
  2. Воспринимают объект, скорость движения которого не более2 км/ч;
  3. Потребляемая мощность от 0,3 Вт;
  4. Максимальная нагрузка до 1200 Вт;
  5. Защита IP20 – IP44;
  6. Диапазон распознавания ультразвука 30-90 Дб, но при этом учитывается уровень шума на улице, который может являться помехой для нормальной работы сенсора.

По типу установки еще бывают проводные и беспроводные индикаторы. Проводными моделями удобнее пользоваться в помещении, т. к. нет вероятности замыкания кабелей из-за высокого уровня влаги. Уличный датчик преимущественно выбирается беспроводной – такой сенсор света легче использовать в экстремальных условиях и установить на проблемные участки.

Фото — подключение датчиков для дома

Видео: тестирование и подключение датчика света

Индикаторы для транспортных средств

Датчики дождя и света часто используются в автомобиле для контроля работы фар без участия водителя. Это очень удобная система, которая при определенных атмосферных условиях включает фары, стеклоочиститель и некоторые другие функции, к примеру, Coming Home/Leaving Home.

Такой датчик и выключатель света работает в следующих условиях:

  1. Во время ночного движения (режим день-ночь);
  2. При въезде в темные и влажные пространства (тоннели, подземные парковки, т. д.);
  3. При движении по лесополосе и полевых трассах, с повышенным уровнем влагообразования и пыли.

Использовать прибор очень просто. Он изначально настроен на реагирование на малейшие изменения окружающей среды. Регулировка работы фар или стеклоподъемника производится по двум зонам освещенности: передней и глобальной. Глобальная – это та, которую автомобиль проехал в ближайшее время, а передняя – та, что только будет проезжаться. Исходя из сравнения их параметров, сенсор определяет потребность использования дополнительного освещения или включения системы осушения лобового стекла.

Но при этом миниатюрный датчик дождя и света работает по физическому закону преломления лучей. На стекло устанавливаются небольшие светодиоды, которые излучают свет по внешней стороне стекла. При сухой лобовой поверхности лучи будут отражаться правильно – от внешней стороны. При влажной они будут искажаться и проходить сквозь стекло. Отзывы утверждают, что система безотказная и очень выручает при резких переменах погодных условий.

Фото — индикатор освещенности в авто

Инструкция, как своими руками подключить датчик света к авто:

  1. Основной сенсор соединяется с глазком и крепится на зеркало заднего вида. Глазок обязательно направляется в салон, для возможности объективной оценки освещения. Это можно сделать, повернув держатель с фотореле;
  2. Установка соединения проводов производится строго по инструкции, при этом нужно обязательно соблюдать маркировку кабелей;
  3. Схема подключения датчик света в авто дана ниже, но учитывайте, что у разных моделей этих приборов по-разному подключается кнопка включения/выключения.

Далее, осуществляется настройка сенсора по собственным потребностям. Выбрать нужную модель можно по определенным характеристикам. К примеру, некоторые из них не работают в условиях низких температур.

Фото — схема

Купить датчик присутствия, света и освещенности можно в специальных магазинах, цены зависят от характеристики и производителя. Такие устройства можно найти в Москве, СПб, Воронеже и любых других городах в дилерских центрах (скажем, RLS).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *