Универсальные фотодатчики с плавной регулировкой

June 14, 2010 by admin Комментировать »

Различные схемы фотореле, опубликованные в радиолюби­тельской литературе, что называется на любой вкус и цвет. С тру­дом можно найти какое-нибудь свежее решение. Предлагаемая схема (рис. 1.5), как нам представляется, оригинальна, В качестве фотодатчика служит распространенный фоторезистор СФЗ-1.

clip_image002

Рис. 1.5

Он преобразует световой сигнал, улавливаемый чувствитель­ной поверхностью, в электрические колебания, которые затем по­ступают на вход порогового детектора на одном элементе микро­схемы D1.1 типа КР1564ТЛ2. Эта микросхема состоит из шести од­нотипных элементов-логических инверторов с триггерами Шмитта. На втором элементе D1.2 реализована схема задержки времени включения нагрузки.

Чувствительность схемы (порог переключения триггера Шмитта) плавно регулируется переменным резистором R1, который совместно с фотодатчиком образует делитель постоянного напряжения. Жела­тельно применить многооборотистый прибор, типа СП5-1.

Когда темно-инвертирующий выход D1.1 (выв. 2) в состоянии вы­сокого логического уровня (лог. 1) и конденсатор С2 быстро разря­жается через резистор R4, благодаря диоду VD1. Когда освещение попадает на фоторезистор PR, – на выв. 2 элемента лог. 0.

Далее сигнал поступает на схему временной задержки. В ре­зультате зарядки конденсатора С2 через резистор R3 до напряже­ния порога срабатывания элемента D1.2 выдержка времени суще­ственно может изменяться в зависимости от номиналов 02 и R3 от нескольких секунд до минут. Зарядившись, конденсатор 02 пере­брасывает триггер в другое устойчивое состояние, и на выходе D1.2 (выв. 4) оказывается высокий логический уровень (лог. 1). Транзи­стор VT1 открывается, на реле К1 поступает напряжение питания и реле коммутирует нагрузку. Диод VD2 препятствует броскам об­ратного тока при включении/выключении реле.

Охема очень проста и не требует настройки, кроме установки резистором R1 порога срабатывания триггера в зависимости от освещенности конкретного объекта. Транзистор VT1 можно заме­нить на КТ312(А-В), КТбОЗ(А-Б), КТ608Б, КТ801(А, Б). К1 -маломощное реле РЭ015, паспорт (003), или аналогичное, на на­пряжение срабатывания сообразно напряжению питания схемы. Питание схемы некритично и осуществляется от любого стабили­зированного блока питания с выходным напряжением 9…14 В. Ток, потребляемый схемой от источника питания в пассивном режиме (фоторезистор не освещается), не превышает 2…3 мА. При вклю­чении реле, ток увеличивается до 20 мА.

При управлении мощной нагрузкой или нагрузкой в сети 220 В необходимо применять другое реле, обеспечивающее надежность и безопасность работы устройства.

На рис. 1.6. показана аналогичная схема чувствительного фо­тоавтомата с применением логических элементов микросхемы

clip_image004

Рис. 1.6

КМОП К561А7. Устройство имеет отличительную особенность -лри затемненности фоторезистора PR реле К1 включено. Подра­зумевается, что своими контактами реле коммутирует исполни­тельную цепь нагрузки. При резком освещении фоторезистора (на­пример, включении света в помещении) триггер Шмитта на логиче­ских элементах D1.1-D1.3 переключается, реле К1 отпускает и на­грузка обесточивается. А вот при плавном увеличении освещенно­сти, таком как рассвет устройство включает нагрузку также резко -при достижении сигнала на входе триггера порогового уровня пе­реключения триггера Шмитта. Усилитеь на транзисторе VT1 преоб­разует изменение сопротивления фоторезистора PR (СФЗ-1) в электрический ток.

Когда чувствительная поверхность фоторезистора освещена -транзистор VT1 открыт и сигнал высокого уровня через развязку на диодах VD1, VD2 поступает на вход независимых инверторов. Цепь R401R5 обеспечивает задержку в 2,5-3 мин, из-за чего сиг­нал высокого уровня, проходящий свободно через диод VD2, по­ступает на вход элемента D1.2 только после того, как зарядится через резистор R4 конденсатор 01, обеспечивающий временнную составляющую задержки. После этого на выв. 8 элемента D1.3 бу­дет лог. 1 и на его выв. 9 – тот же уровень. Ооответственно на вы­ходе этого инвертора (выв. 10) окажется низкий логический уро­вень, а на выходе элемента D1.4 – высокий логический уровень. В результате открывается ключевой транзистор VT2 и включается реле. Благодаря задержке включения устройство может испоьзо-ваться с любым типом реле – дребезг контактов отсутствует. При­менение этой схемы эффективно в ситуациях с плавным измене­нием освещенности объекта. Переменный резистор R1 регулирует чувствительность фотодатчика.

clip_image006

Рис. 1.7

Схема на рис. 1.7 отличается бестрансформаторным сетевым литанием и тиристорным управлением активной нагрузки. В основе ^ее – транзисторный переключатель с бестрансформаторным пита­нием от сети 220 В, включающий лампу освещения HL1. Мощность лампы имеет ограничение в 100 Вт, что обусловлено параметрами мощности тиристора VS1, управляющего лампой. Такая мощность лампы достаточна для освещения любого предмета, находящегося на антресоли. На лампу HL1 выпрямленное напряжение поступает с вы­прямителя, включенного по мостовой схеме на диодах VD4-VD7. Вместо указанных на схеме диодов можно использовать готовый выпрямительный мост, рассчитанный на обратное напряжение не менее 300 В, например КЦ405А. Тиристор включается триггером Шмитта, состоящим из составных транзисторов VT1, VT2 и транзи­стора VT3. С настулением сумерек под влиянием изменяющегося сопротивления фоторезисторов PR1, PR2 (они включены парал­лельно для лучшей чувствительности) потенцил базы транзисто­ров VT1, VT2 возрастает и они открываются. Колекторное напря­жение транзистора VT2 в это время уменьшается, вследствие чего транзистор VT3 оказывается закрытым. Коллекторное напряжение транзистора VT3 через диод VD1 открывает тиристор VS1, который включает лампу HL1. Кремниевый диод VD2 в эмиттерной цепи транзистора VT3 служит для уменьшения гистерезиса (разницы пороговых уровней переключения) триггера Шмитта. Благодаря этому порог переключения мал, т. е. лампа не мерцает и не мигает в переходный момент освещенности фотоэлементов.

При освещении фоторезисторов триггер Шмитта переключает­ся, изменяя свое первоначальное состояние. Тиристор закрывает­ся, прекращая подачу питания на лампу HL1. Триггер Шмитта и часть схемы с чувствительным фоторезистором питаются стаби­лизированным напряжением +10…+14 В. Этот параметр зависит от номинала стабилитрона VD3. Уровень чувствительности узла (сра­батывания фотопереключателя) регулируется изменением сопро­тивления переменного резистора R8. При размещении фотоэле­мента в корпусе устройства необходимо следить за тем, чтобы свет зажженной лампы не попадал на светочувствительную по­верхность фоторезисторов, так как в таком случае из-за оптической связи лампа HL1 будет постоянно включаться и выключаться (ми­гать) в зависимости от параметров (постоянной времени) фоторе­зисторов.

Собранная без ошибок с исправными радиодеталями схема не нуждается в настройке и начинает работать сразу. Все резисторы, кроме R1, – типа МЛТ-0,25, МЛТ-0,5, а резистор R1 мощностью рассеивания 2 Вт. Фоторезисторы СФЗ-1 могут быть заменены на другие приборы, сопротивление которых при полной темноте со­ставляет не менее 1М0м, а при освещенности падает до 50 кОм и меньше. Фоторезисторы можно монтировать как в корпусе основ­ного устройства (авторский вариант), так и с подключением через разъем, – на расстоянии. Главное – провода соединения фото­элементов со схемой не должны быть длиннее 1 м. Это условие необходимо выполнить для уменьшения влияния посторонних на­водок, провоцирующих узел на ложные срабатывания. В качестве лампы HL1 можно использовать любую активную нагрузку мощно­стью до 100 Вт.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты