Просте фотореле на одному транзисторі. Як швидко зробити просте фотореле, схеми не складні фотореле. Застосування та підключення

За допомогою фотодатчиків, вбудованих у певні електронні пристрої, можна забезпечити ефективне керування світловим потоком. У цій статті буде розглянуто фотореле своїми руками: схеми, будову та застосування.

Призначення

Цей пристрій призначений для увімкнення освітлення під час настання темного часу доби та вимкнення при світанні. При складанні своїми руками схема фотореле повинна включати фототранзистор або фоторезистор, які змінюють параметри при динаміці освітленості. Ланцюг живлення є розімкненим до тих пір, поки на ці пристрої потрапляє необхідна кількість світла. Як тільки настає темрява (її параметри можна встановити), ланцюг замикається. З настанням ранку процес іде у протилежному напрямку.

Технічні характеристики

Схема фотореле своїми руками повинна передбачати, який використовуватиметься датчик світла: вбудований чи виносний. Останній характеризується невеликими габаритами, може бути захищений від підсвічування та розташуватись у щитку. Фотореле, оснащене вбудованим датчиком, розташовані поблизу світильника. При цьому світло на фотоелемент не має впливати. Такий варіант є прийнятним для світильників, що працюють на сонячних батареях.

Експлуатація

Схема фотореле своїми руками або 12 В (напруга) передбачає, що залежить від останнього, від якого здійснюється живлення. Створення цього пристрою має передбачати його експлуатацію в різних екстремальних умовах регіону проживання.

Захист корпусу повинен бути не нижчим за IP23 для дому та IP44 для вулиці. Останній клас захисту показує, що в корпус не потраплятимуть водяні бризки, а також тверді частинки, що мають розмір, що перевищує 1 мм.

Ці технічні характеристики актуальні для промислових зразків. Домогтися того, щоб зібране за схемою фотореле своїми руками мало ті ж характеристики, досить складно. Потужність граничного навантаження має бути на 20 % більшою від сумарного навантаження від тих приладів, які підключені.

Моделі ФР

Перш ніж розглянути схеми фотореле своїми руками, зупинимося на найпопулярніших промислових моделях - ФР-601 та ФР-602.

Вони максимально прості для підключення навіть непідготовленим користувачем і відрізняються тільки максимально можливим перерізом провідників, що підключаються, що визначає і відмінності в номінальному струмі навантаження (10 і 20 А відповідно). Фотоелемент цих моделей - вбудований і регулюється від 0 до 50 люкс.

Повторити такі пристрої можна в домашніх умовах самотужки. Найбільшу актуальність це має у тому випадку, якщо необхідне підключення великої кількості освітлювальних приладів. Схема фотореле своїми руками наведена малюнку.

Для виготовлення знадобиться:

реле SHA-24VDC-S-A (Rel1);

фотоелемент (PH, до 100 кОм);

біполярні транзистори BC857A (2 шт. Q1 та Q2 або вітчизняний КТ3107Б замість останнього);

резистори (R2, R4-R9: 1,5; 1 МОм, 560, 200, 100, 75 і 33 кОм; потужність 0,125 Вт) та R3, 220 Ом, 2 Вт;

підстроювальний резистор (WL, 2,2 мОм);

випрямні діоди 1N4007 - 5 шт. і один 1N4148 стабілітрон 1N4749 або три послідовно підключених Д814А або два Д814Д;

конденсатор (С2, 0,7 мкФ 400);

електролітичні конденсатори (С4-С5, 100 мкФ 50 В та 47 мкФ 25 В).

Недоліки самозбірного ФР можна описати в такий спосіб. З технічної точки зору, це фотореле не відрізняється від заводського складання. Основними відмінностями є те, що для фотореле за схемою для вуличного освітлення своїми руками дуже складно досягти стандарту захисту IP44, якому відповідає промисловий зразок. Також у останнього діапазон робочих температур більший. Саморобне фотореле може припинити працювати при морозі у разі навіть одного з'єднання, зробленого неякісно.

Пристрої високої потужності

До них належить модель ФР-7. Вона не має захисту від вологи, споживана потужність досить висока, контактні затискачі є відкритими, а підстроювальний резистор, розташований на лицьовій панелі, не має захисту. Однак цей пристрій може працювати в мережах з напругою 220 В. Встановити регулювання 10 люкс може фахівець, оскільки самостійно цього досягти дуже складно.

Фотореле охоронної сигналізації із самоблокуванням

Його можна використовувати як детектор освітлення. При не потраплянні світла на фоторезистор PR1 спалахує світлодіод HL1. Це допомагає контролювати зони безпеки будь-якої будови чи дачної ділянки. Доки PR1 освітлений, він має невеликий опір струму, який є постійним, і падіння напруги не веде до відмикання тиристора VS1. При перериванні потоку світла, що йде на фотодатчик, опір фоторезистора зростає до 1-5 МОм, у цьому випадку конденсатор С1 отримуватиме енергію від джерела живлення, що сприяє відмиканню VS1 і, як наслідок, включенню світлодіода.

Таким чином, у схемі фотореле своїми руками включення, коли темно передбачається. Повернення пристрою до початкового стану здійснюється кнопкою S1. Замість наведених вище світлодіода і резистора R2, що обмежує, можна застосовувати аналоги - малопотужні ЕМ-реле, що мають струм спрацьовування 15-30 мА.

Замінником марки тиристора, що розглядається, можуть виступати подібні пристрої серії КУ101. Фотореле PR1 включає два паралельно з'єднаних фоторезистора СФЗ-1. Моделі конденсаторів: С1 типу МБМ або інші аналогічні. Світлодіоди та кнопка S1 можуть використовуватись будь-які. Постійні резистори застосовуються типу МЛТ-0/25.

Фотореле з універсальним таймером

Цей пристрій є автоматичним і може експлуатуватися у будь-яких населених пунктах, а також на присадибних ділянках. Потрапляння на фоторезистор або два підключені паралельно пристрої СФЗ-1 для кращої чутливості навіть слабкого природного світла закриває транзистор VT1. У міру зменшення освітленості їхньої робочої поверхні опір між емітером транзистора і базою досягає величин, що перевищують 100 кОм.

Транзистор відкривається при низькому опорі між позитивним висновком джерела живлення і базою VT1 . Реле К1 спрацьовує, що сприяє підключенню виведення анода тиристора до полюса з позитивним зарядом в джерелі живлення. Далі підключається таймер DA1 КР1006ВІ1 з установкою на виході напруги 10,5 В. До виходу DA1 можна підключати малопотужні реле, не використовуючи ключовий транзисторний каскад.

Реле К1 спрацьовує, завдяки чому лампа освітлення HL1 утримується у ввімкненому стані. Аналоги тиристора – КУ101А-КУ101Г, КУ221, незалежно від літери. Аналогами транзистора VT1 є КТ312А, Б, В та інші за електричними характеристиками. При цьому його коефіцієнт посилення струму h21e не повинен бути менше 40. Струм спрацьовування реле 15-30 мА при напрузі 12 В, тобто воно повинно бути малопотужним.

Типи постійних резисторів МЛТ-0.125. Типи конденсаторів С1 КМ, С2-К50-20 При цьому робоча напруга повинна перевищувати 16 В. За допомогою діодів VD1, VD2 здійснюється захист переходу транзистора VT1 і виходу мікросхеми DA1 від різких коливань змінного струму, що запобігає брязкіт контактів реле К1 і К2 при їх спрацьовуванні. Перші можуть бути замінені на інші, що входять до серії КД522.

Останні дві схеми не вимагають особливої ​​напруги живлення, можуть працювати з малопотужними реле, з безтрансформаторними і трансформаторними стабілізаторами, що мають вихідну напругу 10-16 В.

На закінчення

Як видно з цієї статті, існують різні своїми руками. Вони можуть працювати з напругою 12, а також 220 В. Створити самостійно можна пристрої, що не поступаються за технічними характеристиками якості промислових зразків. Найскладніше — досягти такого рівня захисту.

Мультивібратор.

Перша схема – найпростіший мультивібратор. Не дивлячись на його простоту, область застосування його дуже широка. Жоден електронний пристрій не обходиться без нього.

У першому малюнку зображено його важлива схема.

Як навантаження використовуються світлодіоди. Коли мультивібратор працює – світлодіоди перемикаються.

Для складання потрібно мінімум деталей:

1. Резистори 500 Ом – 2 штуки

2. Резистори 10 ком - 2 штуки

3. Конденсатор електролітичний 47 мкФ на 16 вольт – 2 штуки

4. Транзистор КТ972А – 2 штуки

5. Світлодіод – 2 штуки

Транзистори КТ972А є складовими транзисторами, тобто в їх корпусі є два транзистори, і він має високу чутливість і витримує значний струм без тепловідведення.

Коли ви придбаєте всі деталі, озброюйтеся паяльником і беріться за складання. Для проведення дослідів не варто робити друковану плату, можна зібрати навісним монтажем. Співайте так, як показано на малюнках.

А як застосувати зібраний пристрій, нехай підкаже ваша фантазія! Наприклад, замість світлодіодів можна поставити реле, а цим реле комутувати потужніше навантаження. Якщо змінити номінали резисторів чи конденсаторів – зміниться частота перемикання. Зміною частоти можна досягти дуже цікавих ефектів, від писку в динаміці, до паузи на багато секунд.

Фотореле.

А це схема простого фотореле. Цей пристрій з успіхом можна застосувати будь-де, для автоматичного підсвічування лотка DVD, для включення світла або для сигналізації від проникнення в темну шафу. Надано два варіанти схеми. В одному варіанті схема активується світлом, а в іншому його відсутністю.

Працює це так:коли світло від світлодіода попадає на фотодіод, транзистор відкриється і почне світитися світлодіод-2. Підстроювальним резистором регулюється чутливість пристрою. Як фотодіод можна застосувати фотодіод від старої кулькової мишки. Світлодіод – будь-який інфрачервоний світлодіод. Застосування інфрачервоного фотодіода та світлодіода дозволить уникнути перешкод від видимого світла. Як світлодіод-2 підійде будь-який світлодіод або ланцюжок з декількох світлодіодів. Можна застосувати і лампу розжарювання. А якщо замість світлодіода поставити електромагнітне реле, можна буде керувати потужними лампами розжарювання, або якимись механізмами.

На малюнках надані обидві схеми, цоколівка транзистора і світлодіода, а також монтажна схема.

За відсутності фотодіода можна взяти старий транзистор МП39 або МП42 і спиляти в нього корпус навпроти колектора, ось так:

Замість фотодіода у схему треба буде включити p-n перехід транзистора. Який саме буде працювати краще - Вам доведеться визначити експериментально.

Підсилювач потужності на мікросхемі TDA1558Q.

Цей підсилювач має вихідну потужність 2 Х 22 вата і досить простий для повторення радіоаматорами-початківцями. Така схема стане Вам у нагоді для саморобних колонок, або для саморобного музичного центру, який можна зробити зі старого MP3 плеєра.

Для його збирання знадобиться лише п'ять деталей:

1. Мікросхема – TDA1558Q

2. Конденсатор 0.22 мкФ

3. Конденсатор 0.33 мкФ – 2 штуки

4. Електролітичний конденсатор 6800 мкФ на 16 вольт

Мікросхема має досить високу вихідну потужність та для її охолодження знадобиться радіатор. Можна використовувати радіатор від процесора.

Всю збірку можна провести навісним монтажем без використання друкованої плати. Спочатку мікросхеми треба видалити висновки 4, 9 і 15. Вони не використовуються. Відлік висновків йде ліворуч, якщо тримати її висновками до себе і маркуванням вгору. Потім обережно розпряміть висновки. Далі відігніть висновки 5, 13 і 14 нагору, всі ці висновки підключаються до плюсу живлення. Наступним кроком відігніть висновки 3, 7 та 11 вниз – це мінус живлення, або «земля». Після цих маніпуляцій прикрутіть мікросхему тепловідведення, використовуючи теплопровідну пасту. На малюнках видно монтаж з різних ракурсів, але я все ж таки поясню. Висновки 1 і 2 спаюють разом - це вхід правого каналу, до них треба припаяти конденсатор 0.33 мкф. Так само треба вчинити з висновками 16 і 17. Загальний провід для входу – це мінус живлення або «земля».

Така установка як фотореле для вуличного освітлення здійснює свою роботу за допомогою спеціального фотодатчика, який несе відповідальність за рівень світла.

Для тих, хто наважиться здійснювати підключення фотореле, спеціально для вуличного освітлення своїми руками, слід знати, що фотодатчик може бути не лише статичним, а й виносним.

Найчастіше виносний фотодатчик вмонтований в електричний щит.

Виносні реле відрізняються від статичних тим, що вони мають низку правил, яких необхідно дотримуватися під час експлуатації.

Так, наприклад, схема виносного фотореле повинна включати наявність якісного і герметичного корпусу.

Якщо ви вирішили купувати всі деталі для фотореле самотужки і керування пристроєм покладено на ваші плечі, то вам необхідно знати, що герметичний корпус повинен мати високі показники ступеня захисту корпусу, у разі похмурої погоди та інших факторів, що не залежать від вас.

Також, варто зазначити, що монтування фотореле для вуличного освітлення це процес, що вимагає великої уваги

Ви повинні пам'ятати про те, що схема обов'язково повинна включати захисні функції від помилкових сигналів, які, найчастіше, з'являються в результаті перешкод.

На відміну від низькоякісних фотореле для освітлення на вулиці, якісні – здатні справно працювати та видавати сигнали лише в той момент, коли це справді необхідно.

Особливості фотореле

Якщо ви хочете, щоб установка здійснювалася руками професіоналів, то ви повинні знати про те, що така функція як запам'ятовування – дуже важлива складова якісного фотореле.

Для тих, хто збирається встановлювати пристрій своїми руками, потрібно уточнити, що вищеописана функція дуже важлива.

Справа в тому, що щит, на якому знаходиться панель керування, допоможе спростити роботу з пристроєм.

Наприклад, влітку світло для вулиці вам потрібно включати досить пізно, а взимку набагато раніше, ніж влітку.

Таким чином, ви зможете самотужки задати необхідні параметри, які забезпечать роботу обладнання лише в той час, коли це необхідно.

Також, якщо ви захочете, щоб схема пристрою була змінена, ви зможете самостійно перепрограмувати фотореле.

Крім усього вищепереліченого, багато моделей пристрою оснащені спеціальним вимикачем. Як правило, цим важливим елементом обладнано саме щит пристрою.

Завдяки вимикачу, управління стане ще зручнішим, ніж зазвичай.

У випадку, якщо таймер перестане працювати або у обладнання виникнуть які-небудь неполадки, ви зможете власноруч вимкнути пристрій.

Також, вимикання керування фотореле подібним чином, може стати гарною профілактикою.

Схема найсучасніших фотореле має у своєму складі ще й таймер. Саме за допомогою таймера управління ним стане неймовірно простим.

Зазвичай щит таких моделей пристрою оснащений не лише панеллю керування, а й таймером.

Таймер – це чудовий додаток, який допоможе вам суттєво заощадити електричну енергію.

Як відбувається підключення реле?

На зображенні нижче, ви зможете розглянути докладніше технологію, за якою підключається фотореле.

Ця схема підходить тільки для тих реле, які створені для освітлення вулиці.

Розглянемо схему докладніше. Отже, замість такої деталі як датчик тут встановлений спеціальний світлодіод, який є індикаторним.

Робота цього світлодіода відбувається, з принципу самого фотоелемента.

У саму схему підключений якийсь світлодіод, а два опори потрібні для того, щоб контролювати чутливість реле.

Такий своєрідний щит потрібен для того, щоб будь-який фотодіод міг мати власну чутливість до того чи іншого виду освітлення.

Говорячи про резистори, який позначений, як R2, варто уточнити, що він потрібен для того, щоб контролювати напругу, що виходить спочатку.

Ця напруга здатна регулювати поріг увімкнення пристрою.

Різноманітність фотореле

Для освітлення вулиці існує певна кількість різних фотореле. Один від одного вони відрізняються своєю спеціалізацією та областю використання.

Звичайно, управління різними видами фотореле теж відрізняється.

Найбільш поширені такі види.

Пристрій, щит якого містить фотоелемент

Вид обладнання, щит якого містить фотоелемент, потрібен, щоб увімкнути освітлення в момент настання сутінків.

Вимикається цей пристрій як тільки з'являються перші сонячні промені.

Управління фотореле повністю автоматизовано через щит, тому підключення та налаштування пристрою не буде складним.

Фотореле має прозорий корпус, який здатен захищати фотоелемент та інші механізми від різноманітних кліматичних факторів.

Реле, всередині якого є фотоелемент та таймер

Дане обладнання, як і вищеописане, створено для того, щоб контролювати вуличне освітлення за допомогою автоматичних механізмів.

Щит, на якому розташовано таймер, дозволяє вам через нього керувати терміном освітлення.

Тобто, за допомогою панелі керування підключення ви можете своїми руками вносити необхідні часові проміжки, в які необхідно ввімкнутися освітленню.

Через певний період, після того як освітлення досягне досить високого рівня, фотореле автоматично вимкнеться, тим самим суттєво заощадить витрати на електроенергію.

Говорячи про таймер підключення, варто відзначити, що таймери бувають різні.

У якісь пристрої монтують тижневі, річні чи денні механізми. Таким чином, ви зможете орієнтувати пристрій так, як вам заманеться.

Фотореле, керування якого дозволяє регулювати поріг спрацьовувань

Управління даним видом реле мало чим відрізняється від керування попередніми. Знизу пристрою знаходиться перемикач.

Цей перемикач потрібен для того, щоб регулювати поріг, що відповідає за те, як спрацьовуватиме фотоелемент.

Якщо ви поставите регулятор на плюс, то дія елемента буде починатися навіть тоді, коли буде не особливо темно.

Наприклад, якщо почнеться дощ або гроза, фотореле увімкнеться автоматично.

У тому випадку, якщо ви встановите індикатор підключення на негативне значення, реле буде працювати виключно в нічний час доби.

Функція коригування дійсно користується величезною популярністю серед користувачів подібних пристроїв.

Що може бути кращим, ніж те, коли пристрій працює тоді, коли зручно саме вам?

Конструкція, у складі якої знаходиться виносний фотоелемент

Даний тип обладнання допоможе вам забезпечити управління механізмом наступним чином: основний блок і механізм будуть знаходитися один від одного на відстані більше ста метрів.

Електричний щит із блоком фотореле ви можете розмістити там, де вам заманеться.

Завдяки подібному управлінню, ви зможете помістити свій прилад у найбільш захищене від негоди місце.

Де використовується фотореле?

Найбільш прийнятним як за ціною, так і за властивостями апаратом майстри вважають фотореле для вуличного освітлення, за допомогою якого можна регулювати поріг спрацьовування.

Монтаж фотореле для вуличного освітлення можна здійснити самостійно. Найкраще подібна модель підійде для міських дворів та дачних майданчиків.

Не варто забувати і про те, що пристрій здатний значно знизити ваші витрати на електричну енергію.

Монтаж обладнання, в якому є фотоелемент - це насправді дуже легке завдання, з яким впорається навіть новачок.

Інша річ, коли потрібне встановлення пристрою, у якого фотоелемент є виносним елементом. Для процедури підключення вам знадобляться професійні навички і, звичайно ж, вправність.

Ці дві складові та забезпечать вам якісний варіант підключення фотореле для вуличного освітлення.

Фотореле, фотоелемент якого є виносною деталлю, ідеально підійде для таких локацій як величезні складські приміщення та інші масштабні заклади.

Якщо ви наважитеся придбати фотореле, у якого є вбудований таймер, то будьте готові до того, що ціна на нього буде набагато вищою, ніж ціна на пристрій без таймера.

Але варто уточнити, що висока ціна легко окупиться, тому що дозволить вам встановлювати власний режим, який заощадить енергію і дозволить обладнанню довше прослужити вам.

Фотореле - це пристрій для оптимізації процесу освітлення, управління якого відрізняється неймовірною простотою, а функціонал - своєю широкістю.

Тепер вам не потрібно вмикати і вимикати світло – за вас все зробить фотореле.

Здавалося б, нехитра річ — вчасно вмикати та вимикати вуличне освітлення у дворі та перед входом до будинку. І справа навіть не в економії електроенергії, хоча більшість тих, хто живе у власних будинках, навіть не підозрюють про те, скільки електроенергії «вилітає в трубу» через невчасно натиснуту кнопку вимикача. Увечері, особливо в зимовий час, набагато приємніше повертатися додому у повній темряві та бачити поріг власного будинку завдяки вчасному вуличному освітленню.

Як правильно витратити гроші на фотореле для вуличного освітлення

Для організації автоматичного включення лампочок найпростіше виконати підключення фотореле для вуличного освітлення одним із трьох способів:

• Купити комплект фотореле-автомата промислового виробництва, встановити його своїми руками або за допомогою знайомого фахівця, налаштувати та користуватися ним так, як вважаєте за потрібне;
• Найбільш надійною буде схема підключення фотореле для вуличного освітлення, зроблена знайомим електронником або людиною, здатною зробити та встановити подібний пристрій своїми руками;
• Зробити фотореле самотужки, добре, що деталей і схем для організації автоматичного вуличного освітлення на ринках завжди надміру.

Порада! Можна просто купити на радіоринку готову саморобну плату фотореле, але скільки пропрацює подібне диво техніки, сказати складно.

Варіанти схеми фотореле своїми руками

Простіше, звісно, ​​купити готову схему фотореле. Більшість китайських та вітчизняних фотоавтоматів досить прості у використанні та коштують відносно невеликі гроші.

Як правильно підключити до вуличного освітлення готову схему фотореле

Найпростішим варіантом буде покупка готової плати фотореле. Якщо вам неважливо наявність у автоматичного пристрою будь-яких додаткових сервісних функцій - можна поставити найпростішу модель пітерського виробника "Мегарон" серії LXP.

Залежно від кількості лампочок у схемі вуличного освітлення вашого будинку та їх сумарної електричної потужності можна підібрати одну з моделей:

1. Плата LXP01 використовується для відносно невеликого за розмірами контуру вуличного освітлення, загальна потужність ламп не повинна перевищувати 1200Вт. Схема має вбудоване фотореле, що автоматично реагує на рівень освітленості в 6-9люкс, при досягненні якого плата автоматично включить або вимкне освітлення;
2. Модель LXP02 може працювати з удвічі великою кількістю ламп, загальний струм навантаження не повинен перевищувати 10А. У цьому пристрої вже можна налаштовувати спеціальним регулятором - потенціометром рівень освітлення, на яке реагуватиме фотореле під час увімкнення або вимкнення вуличного освітлення;
3. Варіант LXP03 найбільш потужний, здатний включати вуличне освітлення навіть з малопотужними прожекторними лампами та світильниками, економічними натрієвими лампами та подібними пристроями із загальною споживаною потужністю до 3кВт. Схема також має можливість регулювати поріг чутливості фотореле до рівня освітленості.

До відома! Наведені моделі мають типові характеристики, що відповідають більшості конструкцій фотореле для вуличного освітлення вітчизняного або зарубіжного виробництва, що пропонуються на ринку товарів для дому.

Підключення реле виконується за наведеною нижче схемою фотореле.

У коробці є три висновки з позначенням точок підключення. Провід чорного, зеленого та червоного кольору відповідно, необхідно підключити до фази, і входу та виходу на проводку ліхтарів вуличного освітлення.

Сам пластмасовий барило корпусу фотореле необхідно встановити в затіненому місці на винесеному кронштейні так, щоб на корпус не потрапляли сніг або дощ, листя дерев не затінювало або не могло впливати на роботу електроніки. Теоретично електроніка здатна працювати у температурному діапазоні від -25 про З до +40 про З.

З донної частини корпусу можна побачити крихітний важіль повороту потенціометра, за допомогою якого виконується підстроювання чутливості фотореле. Після встановлення та перевірки працездатності важіль встановлюють у середнє положення та послідовно, протягом декількох днів підбирають рівень освітленості, при якому необхідне включення вуличного освітлення.

Порада! Подовжіть короткі відрізки проводів, що виходять з корпусу фотореле за допомогою додаткового трижильного кабелю з аналогічним проводом кольору.

Місця з'єднання необхідно пропаяти та заізолювати трубчастим «кембриком», ізолентою або іншим способом, що забезпечує надійний захист від попадання вологи. Перетин кожної жили дроту в кабелі має бути не менше 2 мм2. Кабель заведіть у будинок і підключіть до комутаційної коробки або безпосередньо до розподільного електричного щитка. У цьому випадку на щиті необхідно передбачити додатковий вимикач, що дозволяє знеструмити, при необхідності, фотореле та контур вуличного освітлення.

Схема для фотореле підключення вуличного освітлення

Якщо ви людина, яка володіє хоча б мінімальними знаннями у складанні електронних схем, або пробували збирати саморобки, вам напевно буде під силу зібрати найпростішу і найнадійнішу схему фотореле на електронних компонентах копійчаної вартості.

Головною перевагою наведеного варіанта фотореле є максимальна простота конструкції, що гарантує надійну роботу електроніки. Представлена ​​схема фотореле зібрана на операційному підсилювачі 544 серії. Схема дуже проста та доступна у виготовленні.

У стані спокою операційний підсилювач має напругу на ніжці 2 вище, ніж на 3 нозі. За логікою роботи мікросхеми це стабільне і збалансоване положення, відповідно на керуючому контакті 6 буде низька напруга або логічний нуль. Низька напруга забезпечує підтримку силового транзистора КТ815 в закритому стані і реле РП21 не комутує подачу електроенергії на лампи вуличного освітлення.

Потенціал на нозі №2 визначається станом фоторезистора ФСК1. В умовах нормального освітлення фотоелемент має низький опір, завдяки чому на 2 ніжку приходить досить високий потенціал. Як тільки рівень освітленості знижується до програмованого краю, опір фоторезистора зростає, і потенціал другої нозі мікросхеми знижується. У цій ситуації мікросхема спрацьовує відповідно до закладеної логіки і збільшує напругу на керуючому контакті №6, ключ на транзисторі КТ подає необхідну напругу на обмотку реле, що управляє, ланцюг замикається, і плата фотореле включає вуличне освітлення.

У фотореле використовується спеціальний підстроювальний резистор на 1 МОм, обертаючи який, можна досить легко виставити рівень чутливості приладу до рівня освітлення.

Більшість деталей можна зібрати повітряним монтажем, але краще виготовити плату за схемою та побудувати повноцінний пристрій фотореле.

Більшість деталей можна купити за копійки на ринку або у телемайстрів, або навіть випаяти з плати старої електроніки блоку живлення або аналогічних пристроїв, що прийшла в непридатність. Якщо не знайдете мікросхеми 544 серії, можна взяти 140 серію. Замість конденсатора К10-7В можна використовувати будь-який імпортний варіант з аналогічною напругою та ємністю. Як керуючий резистор на 1Мом можна використовувати СП3-38.

Навіть фотоелемент можна виготовити своїми руками із старих, дуже поширених транзисторів МП 25 - 41. Для виготовлення головної деталі фотореле досить акуратно зрізати верхню площину головки та заклеїти місце зрізу шматочком тонкого прозорого пластику. Колектор такого фототранзистора буде підключений до другої ноги мікросхеми, емітер, відповідно, використовується як верхній за схемою контакту. Опір, що управляє, при цьому необхідно знизити до 6,8-7кОм.

Недоліком схеми є необхідність організації додаткового зовнішнього живлення 12В. Для цих цілей можна використовувати акумулятор або трансформатор від китайського блоку живлення, добре, що схема фотореле малочутлива до якості та перепадів напруги.

Плату необхідно помістити всередині приміщення, а фотоелемент встановити в трубчастий корпус і винести на вулиці, що найбільше підходить для установки фотореле.

Найпростіший варіант фотореле для вуличного освітлення

Якщо ви не змогли знайти деякі деталі для виготовлення фотореле своїми руками, або робота з мікросхемою вам здається надто складною, можна побудувати фотореле для вуличного освітлення буквально на трьох транзисторах та парі навісних елементів згідно з наведеною схемою.

Конструкція фотореле є дуже спрощеним попереднім варіантом. Вона не містить мікросхеми операційного підсилювача та дозволяє зібрати фотореле на запчастинах від старого підсилювача низької частоти або радянського кишенькового радіоприймача. Вартість виготовлення такого фотореле для вуличного освітлення буде на порядок дешевша за попередній варіант.

Логіка роботи схеми фотореле приблизно така ж, як і в попередньому випадку, але в даному варіанті зміна провідності фоторезистора ФСК відкриває або закриває ключ на транзисторі МП41, і далі, ланцюжком, включається керуюча обмотка реле на 12В. Налаштування чутливості фотоелемента виконується підстроювальним резистором на 47 кОм. Всі елементи схеми, крім реле, можуть бути зібрані повітряним монтажем, ізольовані та поміщені в коробку розміром із сірникову коробку.

Потужність схеми невелика, її достатньо, щоб підключати невеликі реле зі струмом комутації в кілька ампер. Цього цілком достатньо для включення невеликого вуличного освітлення на кілька ламп.

Висновок

Існує чимало різних схем для вуличного освітлення, здатних не лише вмикати чи вимикати лампи. Деякі з них можуть програмуватись на включення різних вуличних світильників на різний час та тривалість роботи. При виборі промислового зразка фотореле звертайте увагу на наявність у конструкції вбудованого захисту від тимчасового затемнення фотоелемента, наприклад, птахами або випадково попалим на корпус опалим листям.

Автоматизація подачі освітлення у квартирі, в будинку чи на вулиці досягається за рахунок застосування фотореле. При правильному налаштуванні воно включатиме світло при настанні темряви і відключатиме у світлий час доби. Сучасні пристрої містять налаштування, завдяки якому можна встановлювати спрацьовування залежно від освітленості. Вони є складовою системи "розумного будинку", що бере на себе значну частину обов'язків господарів. Схема фотореле насамперед містить резистор, що змінює опір під дією світла. Її легко зібрати та налаштувати своїми руками.

Принцип дії

Схема підключення фотореле включає датчик, підсилювач і Фотопровідник PR1 під дією світла змінює опір. При цьому змінюється величина електричного струму, що проходить через нього. Сигнал посилюється складовим транзистором VT1, VT2 (схема Дарлінгтона), і з нього надходить виконавчий механізм, яким є K1.

У темряві опір фотодатчика становить кілька мОм. Під впливом світла воно знижується до кількох ком. При цьому відкриваються транзистори VT1, VT2, що включають реле K1, що керує ланцюгом навантаження через контакт K1.1. Діод VD1 не пропускає струм самоіндукції при вимиканні реле.

Незважаючи на простоту, схема фотореле має високу чутливість. Щоб виставити її на необхідний рівень, використовується резистор R1.

Напруга живлення підбирається за параметрами реле і становить 5-15 В. Струм обмотки не перевищує 50 мА. Якщо необхідно його збільшити, можна застосувати потужніші транзистори та реле. Чутливість фотореле підвищується із збільшенням напруги живлення.

Замість фоторезистора можна встановити фотодіод. Якщо потрібний датчик із підвищеною чутливістю, використовуються схеми з фототранзисторами. Їх застосування доцільно з метою економії електрики, оскільки мінімальна межа спрацьовування звичайного приладу становить 5 лк, коли навколишні предмети ще помітні. Поріг 2 лк відповідає глибоким сутінкам, після яких через 10 хв настає темрява.

Фотореле доцільно застосовувати навіть при ручному управлінні освітленням, оскільки можна забути вимкнути світло, а датчик самостійно подбає про це. Встановити його нескладно, а ціна цілком доступна.

Характеристики фотоелементів

Вибір фотореле визначають такі фактори:

• чутливість фотоелемента;
• напруга живлення;
• комутована потужність;
• зовнішнє середовище.

Чутливість характеризується як ставлення фотоструму, що утворюється, до величини зовнішнього потоку світла і вимірюється в мкА/лм. Вона залежить від частоти (спектральна) та інтенсивності світла (інтегральна). Для керування освітленням у побуті важлива остання характеристика, яка залежить від сумарного світлового потоку.

Величину номінального напруги можна знайти на корпусі приладу чи супровідному документі. Пристрої зарубіжного виробництва можуть мати інші стандарти живлення.

Від потужності світильників, до яких підключено фотореле, залежить навантаження на контакти. Схеми фотореле освітлення можуть передбачати пряме включення ламп через контакти датчика або через пускачі, коли навантаження велике.

На відкритому повітрі сутінковий вимикач міститься під герметичною прозорою кришкою. Вона є захистом від вологи та опадів. Під час роботи у холодний період застосовується підігрів.

Моделі заводського виготовлення

Раніше схема фотореле збиралася своїми руками. Зараз у цьому немає необхідності, оскільки пристрої стали дешевшими, а функціональність розширилася. Їх застосовують як для зовнішнього чи внутрішнього освітлення, але й управлінням поливом рослин, системою вентиляції та інших.

1. Фотореле ФР-2

Моделі заводського виготовлення широко використовуються у пристроях автоматики, наприклад, для керування вуличним освітленням. Часто можна бачити вдень палаючі ліхтарі, які забули вимкнути. За наявності фотодатчиків немає потреби в ручному керуванні освітленням.

Схема фотореле фр-2 промислового виготовлення застосовується для автоматичного керування вуличним освітленням. Тут також є реле К1. До бази транзистора VT1 підключені фоторезистор ФСК-Г1 з резисторами R4 та R5.

Живлення проводиться від однофазної мережі 220 В. Коли освітленість мала, опір ФСК-Г1 має велику величину і сигналу на базі VT1 недостатньо для його відкриття. Відповідно закрито і транзистор VT2. Реле K1 увімкнено, і його робочі контакти замкнуті, підтримуючи лампи освітлення, що горять.

Коли освітленість збільшується до порога спрацьовування, знижується опір фоторезистора і відкривається реле K1 відключається, розмикаючи ланцюг живлення ламп.

2. Види фотореле

Вибір моделей досить великий, щоб можна було вибрати відповідну:

• з виносним датчиком, розташованим поза корпусом виробу, до якого підводяться 2 дроти;
• люкс 2 - пристрій з високою надійністю та рівнем якості;
• фотореле з живленням 12 В та навантаженням не вище;
• модуль з таймером, що монтується на ДІН-рейку;
• пристрої ІЕК вітчизняного виробника з високою якістю та функціональністю;
• AZ 112 – автомат з високою чутливістю;
• ABB, LPX – надійні виробники пристроїв європейської якості.

Способи підключення фотореле

Перед придбанням датчика необхідно підрахувати потужність, що споживається світильниками, і взяти із запасом 20 %. При значному навантаженні схема вуличного фотореле передбачає додаткове встановлення електромагнітного пускача, обмотка якого повинна включатися через контакти фотореле, а силовими контактами комутувати навантаження.

Для будинку такий спосіб застосовується рідко.

Перед встановленням перевіряється напруга живлення ~220 В. Підключення здійснюється від автоматичного вимикача. Фотодатчик встановлюється таким чином, щоб світло від ліхтаря не потрапляло на нього.

На приладі використовуються клеми для підключення проводів, що робить монтаж простішим. Якщо їх немає, застосовується розподільна коробка.

За рахунок застосування мікропроцесорів схема підключення фотореле з іншими елементами набула нових функцій. До алгоритму дій внесли таймер і датчик руху.

Зручно, коли світильники автоматично включаються при проходженні людини сходовим майданчиком або доріжкою саду. Причому спрацьовування відбувається лише у темний час доби. За рахунок застосування таймера фотореле не реагує на світ фар від автомобілів, що проїжджають.

Найпростіша схема підключення таймера з датчиком руху – послідовна. Для дорогих моделей розроблені спеціальні програмовані схеми, що враховують різні умови експлуатації.

Фотореле для вуличного освітлення

Для підключення фотореле схема наноситься з його корпус. Її можна знайти у документації на прилад.

З приладу виходять три дроти.

1. Нульовий провідник – загальний для світильників та фотореле (червоний).
2. Фаза – підключається на вхід приладу (коричневий).
3. Потенційний провідник для напруги від фотореле на світильники (синій).

Пристрій працює за принципом переривання чи включення фази. Колірне маркування у різних виробників може відрізнятися. Якщо мережа має провідник "земля", його до приладу не підключають.

У моделях із вбудованим датчиком, який знаходиться усередині прозорого корпусу, робота вуличного освітлення автономна. До нього потрібно лише підвести харчування.

Варіанти з виносом датчика застосовуються у разі, коли електронну начинку фотореле зручно розмістити у щиті керування з іншими приладами. Тоді немає потреби в автономній установці, протягуванні електропроводки живлення та обслуговуванні на висоті. Електронний блок розміщується усередині приміщення, а датчик виноситься назовні.

Особливості фотореле для вуличного освітлення: схема

Під час встановлення фотореле на вулиці треба враховувати деякі фактори.

1. Наявність напруги живлення і відповідність потужностей контактів і навантаження.
2. Не допускається встановлення приладів поруч із легкозаймистими матеріалами та в агресивному середовищі.
3. Основа приладу розміщується внизу.
4. Перед датчиком не повинні знаходитися предмети, що гойдаються, наприклад, гілки дерев.

Підключення проводів здійснюється через розподільну коробку вулиці. Вона закріплюється поряд із фотореле.

Вибір фотореле

1. Можливість регулювання порога спрацьовування дозволяє проводити підстроювання чутливості датчика в залежності від пори року або при похмурій погоді. Через війну забезпечується економія електрики.
2. Мінімум трудовитрат потрібний при монтажі фотореле із вбудованим чутливим елементом. При цьому не потрібні особливі навички.
3. Реле з таймером добре програмується для своїх потреб та роботи у встановленому режимі. Можна настроїти прилад для вимкнення вночі. Індикація на корпусі приладу та кнопкове керування дозволяють легко виконувати налаштування.

Висновок

Застосування фотореле дозволяє автоматично контролювати період увімкнення ламп. Тепер уже відпала потреба у професії ліхтарника. Схема фотореле без участі людини вечорами запалює світло на вулицях та вимикає його вранці. Пристрої можуть керувати системою освітлення, що підвищує її ресурс і робить простіше експлуатацію.