Наша кнопка

88x31 Код
РАДИОСХЕМА.RU
88x31 Код
РАДИОСХЕМА.RU

Голосование

Вы предпочитаете схемы:

Ваш IP: 54.145.94.234

Понравилось?

Поделись с друзьями:

Поделись ссылкой
Здравствуйте, мужчины и женщины, а так же те, у кого ещё все впереди.
ДВЕ СХЕМЫ СУМЕРЕЧНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ PDF Печать E-mail
(5 голоса, среднее 5.00 из 5)

 

Сумеречными выключателями обычно называют автоматические выключатели света, которые при наступлении темноты включают искусственное освещение. Для оценки уровня естественной освещенности используются светочувствительные датчики, - фоторезисторы, фототранзисторы, фотодиоды.

 

 

На рисунке 1 показана схема сумеречного выключателя, в котором в качестве светочувствительного датчика используется ИК-фотодиод, такой как применялись в системах дистанционного управления старых отечественных телевизоров. Здесь фотодиод включен по схеме фоторезистора, то есть, в обратном направлении. Обратный ток утечки такого фотодиода пропорционален силе падающего на него света. Фотодиод ФД256 имеет максимум чувствительности в ИК-диа-пазоне, но как показали многочисленные опыты, он так же неплохо реагирует и на видимый свет. В схеме есть простой таймер на RC-цепи, который задерживает быстроту реакции схемы на изменение яркости. Это помогает избежать неприятного моргания света под влиянием посторонних источников света кратковременного действия, таких как, например, свет фар проезжающего автомобиля. Кроме того параллельно фотодиоду включен конденсатор, который подавляет различные помехи от работы электроприборов или наводки. Наводки могут возникать так как цепь датчика, состоящая из обратно-включенного фотодиода и двух резисторов весьма высокоомная, и на неё могут оказывать существенное влияние слабые электрические сигналы, например, наводки от проложенной рядом с датчиком проводки.

 

И так, датчиком служит фотодиод VD1, обратное сопротивление которого вместе с резисторами R1 и R2 образует делитель напряжения, поступающего на соединенные вместе входы элемента D1.1. У логического

 

есть определенный порог переключения между уровнями логической единицы и логического нуля. К сожалению, у разных экземпляров микросхем К561 точка этого порога может отличаться, да и еще имеет значение напряжение питания. Но, здесь это не очень важно, так как, сама точка раздела порогов не плавает относительно имеющегося значения. Изменяя сопротивления верхнего плеча делителя напряжения VD1-R1-R2 мы изменяем порог освещенности, при котором напряжение на фотодиоде будет восприниматься логическим элементом как низкий логический уровень и высокий логический уровень. Таким образом, настраиваем датчик так, чтобы при недостаточной освещенности, когда нужно включать свет, напряжение на VD1 принималось элементом D1.1 как единица, а при достаточном свете ~ как ноль.

 

Если датчик настроен правильно, то днем, пока уровень естественной освещенности достаточен, сопротивление VD1 низко и на входе D1.1 - ноль. На выходе D1.2 так же ноль. Конденсатор С2 разряжен через R3 и на выходе D1.4 напряжение так же равно логическому нулю. Полевой ключевой транзистор VT1 закрыт и лампа Н1 не горит.

 

С наступлением темноты сопротивление VD1 нарастает, и соответственно на нем увеличивается напряжение. Как только это напряжение достигает порога логической единицы на выходе D1.2 появляется единица, и конденсатор С2 начинает неспешно заряжаться через R3. Спустя некоторое время напряжение на нем достигает порога единицы элемента D1.3. И на выходе D1.4 возникает логическая единица. Транзистор VT1 открывается и включает лампу.

 

При колебаниях света конденсатор С2 не успевает изменять свой заряд до такого уровня, чтобы изменялся логический уровень на выходе D1.4. Поэтому на быстрые колебания яркости схема не реагирует.

 

Одним из недостатков этой схемы является то, что фотодатчик, то есть, фотодиод, нужно защищать от попадания на него света от лампы светильника. Самое простое решение, это поместить фотодиод в непрозрачную прямую трубку, которую направить вверх, в небо. А светильник должен иметь купол, направляющий свет вниз. Или светильник может быть под карнизом подъезда, а фотодиод над карнизом. В общем, нужно экспериментировать.

 

 

На рисунке 2 показана вторая схема сумеречного выключателя. Отличается он наличием двух датчиков, - фотодиодов. Причем, порог переключения устанавливается для каждого из датчиков индивидуально. Датчик на фотодиоде VD1 отвечает за включение освещения, а датчик на VD2 - за его выключение. Что это дает? Можно установить пороги включения света и выключения отдельно, практически независимо, и освещенность можно контролировать в разных местах. Например, светочувствительную поверхность датчика VD1 можно направить непосредственно на то место, где нужно поддерживать достаточную освещенность. Например, на вход в подъезд, на ступеньки, на ворота и прочее. А не заставлять его смотреть в небо. Поэтому свет будет включен именно тогда, когда в данном месте будет темно. Конечно, после включения света ситуация меняется, но датчик VD1 выключить свет не может, так как отвечает только за включение. А вот датчик VD2 можно направить и в небо, пусть следит за восходом солнца. И даже если на него будет влиять свет от лампы, это не страшно, так как его можно предварительно настроить уже с учетом данного влияния (ведь VD2 отвечает только за выключение света).

 

Теперь подробнее о схеме. Вышеописанный алгоритм работы с двумя датчиками достигнут с помощью RS-триггера на элементах

D1.2-D1.4. Чтобы включить свет нужно данный триггер поставить в состояние единицы на выходе D1.4. Для этого на вывод 5 D1.2 нужно подать единицу. То есть, освещенность VD1 недостаточная. После переключения триггер фиксируется в устойчивом состоянии, и падание напряжения на VD1 после включения лампы на его работу не влияет.

 

Второй датчик VD2 - подключен ко второму входу триггера, но через инвертор D1.1. Если светло, то напряжение на VD2 низко, но на выходе D1.1 будет единица, которая пойдет на вывод 9 D1.3 и переключит триггер в состояние нуля на выходе D1.4. Транзистор VT1 закроется и выключит лампу.

 

Подробнее о схемах. В схемах используется непосредственное питание от сети. Это нужно учесть с точки зрения техники безопасности. Транзисторы VT1 включают лампы, питание на которые поступает пульсирующее через диодные мосты. Если диодные мосты убрать, то полного выключения ламп не будет, так как отключится только одна полуволна сетевого напряжения, а вторая будет поступать на лампу через внутренний диод транзистора КП707В2, включенный между его стоком и истоком.

 

Микросхема питается от того же выпрямительного моста, что и лампа, но через параметрический стабилизатор на стабилитроне КС512А и резисторе 82 кОм. Напряжение равно 12V (напряжение стабилизации этого стабилитрона).

 

Управляющее напряжение на затвор ключевого транзистора поступает через резистор сопротивлением 10 кОм. Это нужно чтобы исключить влияние импульса на логический элемент, который образуется за счет относительно большой емкости затвора мощного ключевого полевого транзистора.

 

Теперь о деталях. Фотодиод ФД256 можно заменить другим, например, ФД-263, ФД-320. Можно использовать и импортные фотодиоды и фототранзисторы. А так же, фоторезисторы. Любые изменения в данном месте потребуют подбора других сопротивлений резисторов R1-R2 (рис.1) и R1-R2-R3-R4 (рис.2), так как другие светочувствительные элементы могут обладать другой чувствительность, сопротивлением, фототоком.

 

В схеме на рисунке 1 можно использовать любую микросхему КМОП, имеющую не менее четырех инверторов.

 

Транзисторы КП707В2 можно заменить на КП707Б2, КП707А1, IRF840. Диоды 1N4007 можно заменить другими, подходящими по мощности и обратному напряжению. С мостами на диодах 1N4007 можно использовать лампы не мощнее 150W. Транзистор же может управлять мощностью до 400W не требуя теплоотвода, поэтому, если необходимо, мощность ламп можно увеличить, но соответственно выбрав более мощные диоды для моста.

 

Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 16V.

 

Стабилитрон КС512А можно заменить другим на напряжение 10-15V, например, взять устаревший стабилитрон Д814Д. К выбору стабилитрона нужно подходить с осто-

 

рожностью, так как при его обрыве на микросхему поступит напряжение сети, что может её повредить.

 

Приведенные здесь схемы реагируют на свет, но то на что они должны реагировать прежде всего зависит от датчика. В схеме по рисунку 2 можно вместо фотодиодов (или фоторезисторов) поставить терморезисторы, полупроводниковые, сопротивление которых уменьшается при нагреве. И получится терморегулятор, с двумя датчиками, один из которых управляет включением нагревате-теля, а другой его выключением. Конечно, соответственно придется подобрать номиналы R1-R4. Но терморегулятор получится вполне работоспособный. Особенно удобно в нем то, что имеется независимая установка температурного порога включения и выключения нагревателя. И температура будет удерживаться между этими порогами.

 

Чтобы управлять охладителем (вентилятором, морозильным агрегатом) нужно R6 отключить от выхода D1.4 и подключить к выходу D1.2.

 

 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

ТОП СХЕМ: