Sv1ca-4.ru

Строй журнал
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схемы сумеречных выключателей схема

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.

сумеречный выключатель 10А сумеречный выключатель (таблица) сумеречный выключатель 20А сумеречный выключатель (таблица)

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.

замер уровня освещенности контролируемого пространства

Схема электрическая

Простое фотореле день — ночь схема. Принцип работы достаточно прост: операционный усилитель используется в качестве компаратора (сравнивающего устройства), фоторезистор определяет уровня освещения окружающей среды. Нагрузкой сумеречного выключателя является малогабаритное электромагнитное реле. Как уже указывалось выше, для определения уровня падающего света предназначен фоторезистор FR1, он имеет максимальное сопротивление в темноте около 1 МОм и минимальное в несколько сотен Ом при воздействии на него сильного света: это позволяет определить уровень освещенности на основе разницы значений сопротивления FR1. По схеме видно, что сопротивление фоторезистора входит в состав делителя напряжения, состоящий из R3, FR1 и R5 для получения необходимой величины напряжения с выхода делителя.
Подавая напряжения с делителя на вход 5 U1 (неинвертирующий вход) можно получить на выходе 7 компаратора устойчивое срабатывание, которое будет соответствовать выбранному значению яркости к величине напряжения с делителя. Включение переменного резистора (триммера) в схему с компаратором дает возможность отрегулировать порог (необходимую величину напряжения ) срабатывания компаратора, в соответствии с уровнем освещенности, при котором выходное реле должны включиться (активировано).

Работа устройства

Рассмотрим работу схемы подробнее, предполагая, что фотодатчик FR1 не освещен, находится в темноте, в результате этого сопротивление FR1 гораздо выше, чем сопротивление R3 и R5. В результате этого напряжение с делителя поступающее через R3 и R6 на вход компаратора будет примерно равно напряжению питания U1, поступающего через диод D1.

Если подстроечный резистор RV1 находится в положении ближе к минусу источника питания и дальше от положительного потенциала (катода D1), величина напряжение поступающее на инвертирующий вход 5 операционного усилителя меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе 6. Таким образом, на выходе U1 образуется сигнал высокого потенциала прикладываемый к базе Т1, транзистор открывается, величина коллекторного тока становится достаточной для срабатывания реле RL1 и зажигания LD1 (включенный светодиод сигнализирует срабатывание фотореле), замыкается контакт С и NO, включая цепь нагрузки.
Когда освещенность начинает повышаться, напряжение поступающее с делителя через R6 и D3 на контакт 5 U1 уменьшается, в следствии постепенного понижения сопротивление фоторезистора от попадания света на его чувствительный слой. В какой-то момент неинвертирующий вход станет находиться под более низким потенциалом, чем напряжение на инвертирующем вводе, определяемое триммер RV1 и компаратор переключается, изменяя состояние выхода, потенциал на выходе становится низким, транзистор Т1 закрывается. В результате гаснет светодиодный индикатор, а выходное реле переключается в исходное состояние, нагрузка выключается. Если уровень освещенности уменьшается, то на выход 7 U1 потенциал опять становится высоким и выходное реле замыкает снова (индикатор загорается).
Регулировка момента включения сумеречного выключателя в сумеречное время выставляется триммером RV1, когда необходимо зажечь уличное освещение. Плавным перемещение подстроечного резистора устанавливается уровень напряжения срабатывания устройства, перемещая движок в сторону земли (минуса) напряжение уменьшается, а в противоположную, наоборот увеличивается. Для срабатывания реле в более темное время суток необходимо резистор перемещать в направлении минуса.

Назначение элементов фотореле

Рассматривая предложенную схему можно увидеть, что в ней установлен диод D3 подключенный к выводу 5 компаратора, его назначение пропустить напряжение с делителя через резистор R6 ко входу 5 и на цепочку R4, С3, не давать быстро разряряжаться конденсатору С3, когда потенциал с делителя станет меньше чем потенциал на С3. Эта задержка по времени необходима для того чтобы не дать выключиться освещению в случае кратковременных помех по питанию, или при резком кратковременном изменении освещенности датчика (фары автомобиля и т.д.). Еще это необходимо и для того, что при переходе от темного к светлому и наоборот, реле может кратковременно срабатывать, находясь а неустойчивом состоянии, поскольку сопротивление фоторезистора на этот момент может колебаться в районе значений (гистерезиса) определяющее напряжение срабатывания.
Напряжение источника питания поступает через диод D1, защищающий от подключения напряжения обратной полярности, для фильтрации напряжения и подавления импульсных помех предусмотрены конденсаторы С1 и С2.
Схема работает от источника постоянного напряжения от 9 до 12 вольт, для нормальной работы предпочтительнее питать от стабилизированного источника (в противном случае при нестабильном источнике колебания напряжения в районе порогового значения ухудшит стабильность параметров устройства, несмотря на RC фильтр). Требуемый ток порядка 40 мА, благодаря субминиатюрному реле, потребление которого составляет около15 мА.
Дополнительно поясним работу диода D2, подключенный параллельно обмотке электромагнитного реле RL1. Так как диод подключен параллельно обмотке RL1, то во включенном состоянии реле он не функционирует, но при выключении реле, когда транзистор переключается и благодаря индуктивному характеру свойства обмотки реле на ней возникает эдс, полярностью направленной против источника питания, поэтому на коллекторе транзистора появляется в момент переключения удвоенное напряжение источника. Для исключения выхода из строя транзистора Т1 и служит диод D2, гасящий обратную полуволну возникающей ЭДС.
Перечень элементов
R1: 15 кОм
R2: 1 кОм
R3: 15 кОм
R4: 3,3 кОм
R5: 150 Ом
R6: 3,3 кОм
RV1: триммер 1 кОм М.В.
FR1: фоторезистор 2-20k
С1: 100 мкФ 25VL
С2: 100 нФ
С3: 100 мкФ 25VL
D1: 1N4148
D2: 1N4148
D3: 1N4148
LD1: LED 3 мм красный
T1: BC547
U1: LM358 аналог КР1040УД1 / КФ1040УД1
RL1: Реле 12V

Читать еще:  Масляный выключатель вмп с приводом

Фотореле для уличного освещения. Схема подключения

Что такое фотореле?

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.

Схемы фотореле (сумеречный выключатель)

Схема фотореле с выносным датчиком

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.

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.

Читать еще:  Вмк 35 выключатель характеристика

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

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.

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

Самое простое фотореле

Две схемы наиболее простых фотореле показаны на рис. 3.5 и 3.6. Первой рассмотрим схему на рис. 3.5.

На транзисторах VT1 и VT2 собран эмиттерный повторитель. Такое схемное решение позволяет усиливать незначительный входной ток (сигнал) для управления нагрузкой с током потребления до 50 мА. В качестве нагрузки транзисторного каскада применяется маломощное электромагнитное реле К1 на рабочее напряжение, соответствующее напряжению питания узла. Для напряжения питания +12 В подойдет реле РЭС15 (паспорт РС4.591.004) или РЭС10 (РС4.524.302). Диод VD1 препятствует обратному току через обмотку реле. Источник питания для данного узла любой, в том числе бестрансформаторный. Чем больше напряжение питания схемы — тем чувствительнее она к световому потоку.

Рис. 3.5. Чувствительное фотореле на транзисторах

Световой поток, воздействующий на фоторезистор PR1, уменьшает его сопротивление до единиц кОм. Благодаря этому транзистор VT1 приоткрывается. Протекающий через переход эмиттер—коллектор ток открывает транзистор VT2. Многократно усиленный ток оказывается достаточным для срабатывания реле К1. Реле (подразумевается) своими контактами замыкает цепь нагрузки. Ток в цепи нагрузки не должен превышать максимального тока, указанного в паспортных данных реле. Для РЭС15 он составляет 0,2 А.

Читать еще:  Главный выключатель вов 25 4м схема

В вышеописанном случае чувствительность узла максимальна. В схему можно ввести узел регулировки на переменном резисторе R1 (показан пунктиром). Тогда в нижнем (по схеме) положении движка переменного резистора R1 чувствительность узла минимальна (равна нулю, так как транзисторы заперты), а в верхнем (по схеме) положении движка R1 — чувствительность стремится к максимальной.

На рис. 3.6 представлена аналогичная схема с транзистором прямой проводимости (р-п-р). Принцип ее работы тот же. Однако следует заметить, что чувствительность второй схемы будет ниже, чем первой, из-за применения в первом варианте эмиттер- ного повторителя, но все равно достаточной для применения фотореле в бытовых условиях.

Каждый радиолюбитель может поэкспериментировать с этими схемами. При направлении светового потока на рабочую поверхность фоторезистора (например, от настольной лампы) срабатывает реле. Это можно услышать по характерному щелчку. При загораживании светового потока, например рукой, реле (и нагрузка) обесточиваются.

Рис. 3.6. Второй вариант транзисторного фотореле

На основе этих простейших узлов можно конструировать приборы любой сложности, от фотореле до охранных систем. Именно по такому принципу работают турникеты в метро.

Вместо фоторезисторов можно применять термисторы — терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Теперь датчик будет реагировать не на свет, а на изменение температуры. Следует учитывать инерционность изменения сопротивления в зависимости от температуры среды в большинстве популярных и доступных приборах типа KMT, ММТ.

Вместо указанных кремниевых транзисторов подойдут также любые маломощные кремниевые и германиевые приборы. Хорошие результаты (по уровню чувствительности) удалось получить при использовании в этих схемах, соответственно, германиевых приборов МП35 и МП41. Германиевые транзисторы имеют изначально высокий начальный ток, но это не мешает использовать их именно в этой разработке. Такие транзисторы ненужным «хламом» лежат в запасниках радиолюбителей. Они могут еще найти полезное применение. Чем выше коэффициент передачи тока транзисторов И21э — тем чувствительнее оказывается весь электронный узел. Для большей чувствительности также можно соединить несколько фоторезисторов параллельно друг другу.

В литературе для радиолюбителей описано множество различных по сложности схем (включающих датчики в виде фото- и терморезисторов), со сложными усилительными каскадами и с применением микросхем, но на самом деле для большинства самодельных приборов в быту вполне подходят такие простые варианты, которые представлены на рис. 3.5 и 3.6.

  • Предыдущая запись: Источники тока, батареи, аккумуляторы
  • Следующая запись: УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НЧ 80 Вт

Похожие посты:

Недостатки датчиков света на Лада Веста

Нестабильность работы датчика чаще всего обусловлена некачественной сборкой рычага переключения, дешевизной материалов.


Автоэлектрики настоятельно рекомендуют проводить диагностику в СТО с использованием цифрового оборудования, что поможет оперативно идентифицировать источник поломки.

Как проверить работоспособность датчика

Самостоятельно проверить ДС на исправность можно следующим путем:

  • активировать датчик в ручном режиме;
  • проверить целостность плавкого элемента на предохранителе (№38);
  • накрыть зону установки ДС листом бумаги, тканью с целью искусственно занизить уровень яркости.

В условиях СТО автоэлектрики задействуют мультиметры, портативные сканеры для считывания ошибок, корректировки, вывода данных.

Замена датчика света на Лада Веста

Учитывая сложность конструкции, замену датчика стоит проводить на СТО. При отсутствии опыта ремонтных работ риск повреждения платы достаточно высок.

Основные выводы

В магазинах предлагаются различные модели этого оборудования, поэтому каждый может выбрать то, что соответствует конкретным условиям. Схема подключения фотореле к светодиодному прожектору не сложная, особенно у самых простых моделей с двумя клеммами.

При наличии минимума знаний в электрике можно сэкономить, если вместо дорогой многофункциональной модели купить отдельно фотодатчик, сенсор движения и таймер. Все приборов подключаются последовательно. Если выходит из строя один элемент, не нужно покупать все. При использовании дорогого многофункционального прибора необходимо его менять, если выходит из строя одна часть.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector