Nejjednodušší soumrakový spínač (foto relé)

Moderní elementární základna elektroniky výrazně zjednodušuje obvody. Dokonce i normální soumrakový spínač lze nyní sestavit z pouhých tří částí.

Poměrně často nastávají situace, kdy je po setmění vyžadováno zahrnutí osvětlení. Může se jednat o vstup do vchodu do bytového domu, verandu a nádvoří soukromé domácnosti, nebo jednoduše o osvětlení čísla domu. Toto zařazení se obvykle provádí za použití spínač soumraku (foto relé).

Existuje mnoho podobných schémat vyvinutých v amatérských i průmyslových podmínkách. Stejně jako všechno ostatní, i tyto designy mají své pozitivní a negativní vlastnosti. Některé z negativních vlastností jsou například potřeba externího zdroje konstantního napětí (+12 V) nebo složitost obvodu.

Nevýhody takových zařízení by také měly zahrnovat použití relé, jehož kontakty jednoduše časem vyhoří. V obchodech s elektrickým zbožím je v prodeji mnoho jednoduchých a levných soumrakových spínačů, ale kvalita jejich práce je často neuspokojivá. Tyto obtíže často tlačí spotřebitele od používání takových přepínačů.

Funkční schéma soumrakových spínačů dostatečně jednoduché. Obvykle se dá rozdělit do tří složek: fotobunka (fotorezistor, fototranzistor, fotodioda), prahové zařízení (komparátor)výstupní zařízení (relé nebo triak) Za denního světla je odpor fotorezistoru malý, takže napětí na něm nepřekračuje práh komparátoru. Takže zátěž (osvětlení) je vypnutá.

Se snížením osvětlení se zvyšuje odpor fotorezistoru a zvyšuje se na něm napětí. V určitém bodě hladina napětí na fotorezistoru dosáhne prahu komparátoru, který pomocí relé zapne osvětlení.

Zdá se, že algoritmus práce je poměrně jednoduchý a není těžké jej implementovat. Některé obvody jsou však poměrně složité a pokud jsou prováděny na tranzistorech bez použití mikroobvodů, mohou obsahovat tucet nebo jiné části.

Současně vám moderní elementární základna elektroniky umožňuje vytvářet velmi jednoduché a funkční obvody foto relé. Toho je dosaženo integrací (integrací) některých prvků do ostatních. Příkladem takové integrace je jeden z vývoje společnosti Teccor Electronics.

Toto je triak, nebo, v cizím smyslu, triak, se zabudovaným (integrovaným) symetrickým dinistorem, fungujícím jako prahové zařízení. Takové zařízení se nazývá Quadrac. Jeho vnitřní obvod je znázorněn na obrázku 1.

Je snadno vidět, že se jedná o běžný triak, k obvodu řídicí elektrody je sériově připojen pouze symetrický dinistor. Podle referenčních dat (DataSheet) je prahové napětí integrovaného dinistoru v rozsahu 33 ... 43 V.

Obrázek 1. Quadrac triak. Schéma je základní.

Triaky Quadrac jsou k dispozici ve standardním pouzdru TO-220 s izolovaným krystalem, jak je znázorněno na obrázku 2. Od designu a vzhledu se neliší od konvenčních triaků. Dokonce i rozložení kolíků je stejné.

Obrázek 2. Quadrac typu Triac. Vzhled a uspořádání závěrů.

V závislosti na konkrétním modelu se Quadrac liší v maximálních proudech a napětích: proudy jsou v rozsahu 4 ... 15 A a přípustné napětí je 200 ... 600 V. Speciální Quadrac je určen pro použití ve vysoce indukčních obvodech. Tyto modely mají na konci označení písmeno H, například Q6006LTH.

Obecně je pochopit označení těchto triaků docela jednoduché. Budeme se tím zabývat na příkladu právě zmíněného Q6006LTH.

První písmeno Q, jak si můžete myslet, je vypůjčeno od Quadrac a znamená, že to není nic jiného než triak se zabudovaným dinistorem.

Dvě číslice za prvním písmenem, v tomto případě 60, znamenají, že provozní napětí tohoto zařízení je 600 V.

Poslední dvě číslice 06 ukazují, že maximální pracovní proud je 6 A.

Písmeno H na konci označení je informace, že tento typ zařízení může být použit pro řízení induktivní zátěže, jako je magnetická startovací cívka.

Při použití konvenčního triaku v tomto případě (bez písmene H na konci označení) musí být svorky 1 a 2 Q1 (viz obrázek na obrázku 3) posunovány obvodem RC sestávajícím z rezistoru 100 Ohm a kondenzátoru 0,1 MkF zapojených do série. Současně výkonový rezistor musí být alespoň dva watty a provozní napětí kondenzátoru není nižší než 600 V. Kondenzátor, jako vždy v takových případech, je film typu K-73-17. Pokud tato opatření nebudou přijata, nespustí se startovací cívka tak, jak by měla: výsledkem bude hlasitý zvonek.

Q4015LTH. Soudě podle označení má takový Quadrac provozní napětí 400 V, maximální proud 15 A a je navržen pro práci s vysoce indukční zátěží.

Účelem konvenčního triaku je přepínání střídavého proudu pomocí napěťových pulzů na řídicí elektrodě. Při použití v soumrakovém spínači je vyžadováno prahové zařízení, jak je popsáno výše.

Quadrac triak obsahuje v sobě prahové zařízení. Jedná se o integrovaný dinistor s prahem odezvy asi 40 V. Pro vytvoření soumraku na takovém triaku stačí dvě části. Na obrázku je to rezistor R1 a fotobuňka (fotorezistor) PHOTOCELL. Takové schéma je znázorněno na obrázku 3.

Obrázek 3. Jednoduchý soumrakový spínač.

Když je fotobuňka osvětlena, její odpor je malý (ne více než několik kOhm), napětí na řídicí elektrodě kvadracku je zanedbatelné, a proto je v uzavřeném stavu. V tomto případě se žárovka samozřejmě nerozsvítí.

Se snížením osvětlení se zvyšuje odpor fotorezistoru, proto se na regulační elektrodě objevují napěťové impulsy, jejichž amplituda se zvyšuje s nástupem tmy. Když amplituda pulzu dosáhne 40 V, triak se otevře a lampa se rozsvítí.

V popsaném zařízení se používá kvadrack (takový název je docela použitelný, dokonce i Yandex zjistí, co od něj potřebuje) s provozním napětím 600 V a proudem 4 A. S těmito parametry lze zapnout zátěž s výkonem 400 ... 500 W, a to i nevyžadovat instalace triaku na radiátor. Pokud jej instalujete na radiátor o ploše asi 100 čtverečních centimetrů, může být výkon zátěže zvýšen na 750 wattů.

Pokud plánujete připojit zátěž s větším výkonem, měl by se Quadrac použít pro provozní proudy 6, 8, 10 nebo 15 A.

Nastavení zařízení je omezeno na výběr odporu rezistoru R1, záleží na této hodnotě, při jakém osvětlení bude zařízení pracovat. Hodnota odporu rezistoru R1 také závisí na fotobuňce soumrakového spínače, proto by se hodnota uvedená v diagramu měla brát jako přibližná. Typ fotorezistoru v diagramu není uveden. Můžete použít libovolný, například SF3-1, FSK-7 nebo FSK-G1.

Nastavení domácího fotografického relé lze provést rozsvícením fotobuňky pomocí klasické žárovky regulátor výkonu.

Boris Aladyshkin