Schémata foto relé pro ovládání osvětlení

Jeden z úkolů, které provádí fotosenzoryje ovládání osvětlení. Taková schémata se nazývají foto relé, nejčastěji jde o jednoduché zahrnutí osvětlení ve tmě. Za tímto účelem vyvinuli provozovatelé šunkových rádií mnoho obvodů, zde jsou některé z nich.

Pravděpodobně nejjednodušší schéma je znázorněno na obrázku 1. Počet částí v něm je malý, nebude fungovat méně a účinnost, čtení citlivosti, je poměrně vysoká.

Toho je dosaženo tím, že tranzistory VT1 a VT2 jsou spojeny složeným tranzistorovým obvodem, také nazývaným Darlingtonův obvod. S tímto zahrnutím se zisk rovná produktu součinu zisků složek tranzistorů. Kromě toho takový obvod poskytuje vysokou vstupní impedanci, která umožňuje připojení zdrojů vysokoimpedančního signálu, jako je například rezistor PR1 zobrazený v obvodu.

Obrázek 1. Schéma jednoduchého foto relé

Obsluha obvodu je poměrně jednoduchá. Odpor fotorezistoru PR1 se zvýšením osvětlení klesá na několik KOhms (odpor tmy je několik MOhms), což povede k otevření tranzistoru VT1. Jeho kolektorový proud otevře tranzistor VT2, který zapne relé K1, které se svým kontaktem zapne zátěž.

Dioda VD1 chrání obvod před samoindukčním EMF, ke kterému dochází při vypnutí relé K1. Tak je velmi nízkoenergetický signál fotorezistoru převeden na signál dostatečný pro zapnutí cívky relé.

Citlivost tohoto jednoduchého obvodu je poměrně vysoká, někdy prostě příliš vysoká. Chcete-li jej snížit a upravit na nezbytné limity, můžete do obvodu přidat proměnný odpor R1, který je na obvodu zobrazen tečkovanou formou.

Napájecí napětí je indikováno do 5 ... 15V, - závisí na provozním napětí relé. Pro napětí 6V jsou vhodná relé RES9, RES47 a pro napětí 12V, RES49, RES15. S tranzistory uvedenými na obrázku by proud vinutí relé neměl překročit 50 mA.

Pokud místo tranzistoru VT2 dáme například KT815, pak výstupní proud může být větší, což umožní použití výkonnějších relé. Obecně platí, že čím vyšší je napájecí napětí, tím vyšší je citlivost foto relé.

Foto reléový obvod s fotodiodou

Schéma tohoto foto relé je znázorněno na obrázku 2.

Obrázek 2. Schéma fotorelay s fotodiodou

Stejně jako předchozí obsahuje i díky aplikaci minimální počet dílů operační zesilovač (Operační zesilovač). V tomto schématu je operační zesilovač zapnut podle komparátor (komparátor). Je snadné vidět, že fotodiode LED1 je zapnutá v režimu fotodiody - napájení je dodáváno tak, že je fotodioda zkreslená v opačném směru.

Proto se se snížením úrovně osvětlení zvyšuje odpor LED Led1, což vede ke snížení úbytku napětí přes rezistor R1, a tedy na invertujícím vstupu komparátoru OP1.

Napětí na neinvertujícím vstupu op-amp je nastaveno pomocí variabilního rezistoru R2 a je to práh - nastavuje práh odezvy. Jakmile napětí na invertujícím vstupu klesne pod prahovou hodnotu, objeví se na výstupu komparátoru vysoká úroveň napětí, která otevře tranzistor Tl, který zapne relé Kl.

Relé a tranzistor v tomto obvodu lze vybrat podle doporučení pro obvod zobrazený na obrázku 6. Jako komparátor můžete použít operační zesilovač typu K140UD6, K140UD7 nebo podobně. Pro obvod je vhodný jakýkoli zdroj energie, i beztransformátorový, bez galvanického oddělení od sítě. V takovém případě byste měli při instalaci dbát na dodržování bezpečnostních předpisů. Ideální možností je použití izolačního transformátoru pro konfiguraci obvodu nebo, jak se někdy říká bezpečnostní transformátor.

Nastavení zařízení přijde k nastavení prahového napětí takovým způsobem, že k zapnutí dojde i za soumraku. Abychom nečekali na tento přirozený okamžik, je možné v zatemněné místnosti osvětlit fotodiodu pomocí žárovky zapnuté pomocí tyristorového výkonového regulátoru. Stejná technika je vhodná pro vyladění dalších obvodů foto relé.

Je možné, že při spuštění foto relé bude relé chrastit. Tento jev se můžete zbavit paralelním připojením k cívce elektrolytický kondenzátor několik stovek mikrofarád.

Foto relé na čipu

Specializované mikročip KR1182PM1 představuje regulátor fázového výkonu, stejný jako konvenční tyristor. Velmi důležitou a cennou vlastností takového regulátoru výkonu je to, že je zapojen do obvodu jako dvoukoncové zařízení, aniž by bylo zapotřebí dalšího napájecího kabelu: jednoduše se zapne paralelně s přepínačem a vše již funguje! Na obrázku 4 Je ukázáno, jak lze na tomto mikroobvodu postavit jednoduché foto relé.

Obr. 3. Čip KR1182PM1

Kresba 4. Foto reléový obvod na čipu KR1182PM1

Ovládací kolíky mikroobvodů 3 a 6. Pokud k nim jednoduše připojíte jednoduchý jednopólový spínač, pak se při zavření zátěž vypne! Pokud ji otevřete, zatížení se připojí. Mimochodem, bez přídavných externích tyristorů nebo triaků, a dokonce i bez radiátoru, může mikroobvod odolávat zátěži až 150 W. To je případ, pokud při zapnutí zátěže neexistuje žádný spínací proud, jako například žárovky. Žárovka v tomto provedení může být zapnuta s výkonem nejvýše 75 W.

Připojte spínač k těmto kolíkům bez ohledu na to, i když pouze v kombinaci s jinými částmi. Pokud nevěnujete pozornost fototranzistoru a elektrolytickému kondenzátoru, nechte mentálně pouze variabilní rezistor R1, pak dostanete pouze regulátor fázového výkonu: při pohybu motoru nahoru v obvodu jsou svorky 3 a 6 zkratovány, čímž odpojíte zátěž, jak je uvedeno výše. Při pohybu motoru dolů podle schématu se výkon v zátěži mění z 0 ... 100%. Zde je vše jasné a jednoduché.

Pokud k těmto závěrům připojíme elektrolytický kondenzátor (věříme, že v obvodu zatím není žádný fototranzistor), dostaneme hladké zapnutí zátěže. Jak?

Odpor vybitého kondenzátoru je malý, takže nejprve jsou řídicí svorky mikroobvodu 3 a 6 prakticky zkratovány a zátěž je odpojena. Jak se náboj zvyšuje, odpor kondenzátoru se zvyšuje (stačí si vzpomenout na kontrolu kondenzátorů ohmmetrem), napětí na něm rovněž roste a výkon v zátěži se postupně zvyšuje. Ukázalo se, že zařízení pro plynulé zapnutí zátěže. Kromě toho bude zátěž napájena stejně jako je zaveden motor variabilního rezistoru R1. Když je zařízení odpojeno od sítě, kondenzátor se vybije přes rezistor R1 a připraví zařízení pro další zapnutí. Pokud kondenzátor nemá čas na vybití, nezapne se hladce.

Teď jsme se dostali k nejdůležitější věci, k foto relé. Pokud nyní připojíte fototranzistor k ovládání pinů 3 a 6, dostanete foto relé. Funguje to následovně. Během vysokého denního světla je fototranzistor otevřený, takže odpor jeho sekce kolektor-emitor je malý, kolíky 3 a 6 jsou vzájemně uzavřeny a zátěž je odpojena.

S plynulým poklesem osvětlení ve večerních hodinách se fototranzistor postupně otevírá a postupně zvyšuje výkon v zátěži, tj. V lampě. V tomto obvodu nejsou žádné prahové prvky, takže se lampa rozsvítí a zhasne postupně.

Aby fotografické relé nefungovalo v okamžiku, kdy se rozsvítí vlastní lampa, je žádoucí chránit fototranzistor před takovým podsvícením. Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je s plastovou trubicí.

Přečtěte si také toto téma: Nejjednodušší soumrak do-it-yourself spínač

Boris Aladyshkin