Простые фотодатчики

February 19, 2011 by admin Комментировать »

Фотодатчики и реализованные на их основе электронные устройства, управляющие различными бытовыми приборами, давно популярны среди радиолюбителей. Казалось бы, невозможно уже найти что-либо новое в схемном решении для таких устройств. Тем не менее, вашему вниманию предлагаются три надежные схемы, отличающиеся простотой и высокой чувствительностью к воздействующему на датчики световому потоку.

Простое и надежное устройство охранной сигнализации с самоблокировкой представлено на рис. 3.7.

Охранная сигнализация с самоблокировкой

Рис. 3.7.

Устройство применяется в качестве детектора освещения — то есть светодиод HL1 загорается, если на фотодатчик — фоторезистор PR1 — не попадает естественный или электрический свет. Этот узел эффективно поможет при ограждении зоны безопасности. Пока фоторезистор PR1 освещен, он оказывает малое сопротивление постоянному электрическому току и падения напряжения на нем недостаточно для отпирания тиристора VS1. Если поток света, воздействующий на фотодатчик, прерывается, сопротивление PR1 увеличивается до 1 …5 МОм, и конденсатор С1 начинает заряжаться от источника питания. Это приводит к отпиранию тиристора VS1 и включению светодиода HL1. Кнопка S1 предназначена для возврата узла в исходное состояние. Вместо светодиода HL1 и включенного последовательно с ним ограничивающего ток резистора R2 можно использовать маломощное электромагнитное реле типа РЭС10 (паспорт РС4.524.302,

PC4.524.303), РЭС15 (паспорт РС4.591.003) или аналогичное с током срабатывания 15…25 мА. При выборе реле следует иметь в виду, что при повышении напряжения источника питания ток через обмотку реле повышается. В схеме можно вместо тиристора КУ101А применить любые приборы серии КУ101. Фотодатчик PR1 представляет собой два параллельно соединенных (для лучшей чувствительности) фоторезистора СФЗ-1. Конденсатор С1 типа МБМ, КМ или аналогичный. Светодиод любой с током до 10 мА. Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Кнопка S1 может быть любой. В авторском варианте использован микропереключатель МПЗ-1.

На рис. 3.8 изображена схема датчика освещенности с усилителем на базе микросхемы К140УД6.

Рис. 3.8. Датчик освещенности

Этот электронный узел имеет склонность к самовозбуждению. Введение резистора положительной обратной связи R4 создает гистерезис с целью предотвращения паразитных колебаний. Без положительной обратной связи, как показала практика, при эксплуатации узла с источником питания с напряжением более 11 В в такой схеме возникают паразитные колебания (усилитель самовозбуждается и генерирует ложные срабатывания реле). Значение сопротивления резистора R4 приведено для напряжения источника питания 12 В. При увеличении Unk1T сопротивление резистора R4 необходимо будет подобрать. Чувствительность узла регулируется переменным резистором R3. Операционный усилитель DA1 включен по классической схеме с коэффициентом усиления 1. Диод VD1 защищает транзистор VT1 от бросков обратного напряжения при срабатывании реле. Вместо К140УД6 можно без изменений схемы применять однотипные операционные усилители К140УД608, К140УД7. Конденсатор С1 служит для фильтрации высокочастотных помех в цепи источника питания. Транзистор VT1 можно заменить на КТ315А—В, КТ312А—В. Переменный резистор R3 типа СПЗ-1ВБ. Типы конденсаторов и постоянных резисторов — как в схеме на рис. 3.7.

На рис. 3.9 показана схема с универсальным таймером КР1006ВИ1.

Рис. 3.9. Электрическая принципиальная схема датчика на основе таймера КР1006ВИ1

Этот простой автомат для включения ночного освещения можно эффективно применять как в городских условиях, так и на даче или в сельской местности. Если на фоторезистор (два параллельно подключенных для лучшей чувствительности фоторезистора СФЗ-1) попадет хотя бы слабый свет, то транзистор VT1 закроется, т.к. сопротивление между его базой и эмиттером значительно меньше, чем сопротивление между его базой и положительным выводом источника питания. При уменьшении освещенности рабочей поверхности фоторезисторов сопротивление между базой и эмиттером транзистора VT1 возрастает — становится больше 100 кОм. Так сопротивление между базой VT1 и положительным выводом источника питания оказывается низким, транзистор VT1 открывается. Реле К1 срабатывает и подключает вывод анода тиристора VS1 к «плюсу» источника питания. После этого включается универсальный таймер DA1 КР1006ВИ1 и на его выходе (вывод 3) устанавливается напряжение 10,5 В. Выход этой микросхемы достаточно мощный — позволяет управлять устройствами, потребляющими ток до 200 мА — поэтому к выходу DA1 можно подключать маломощные реле без ключевого транзисторного каскада. Реле К1 срабатывает и удерживает во включенном состоянии лампу освещения EL1. Вместо лампы EL1 возможно применение другой активной нагрузки с потребляемой мощностью не более 0,2 А (этот параметр обусловлен характеристиками рекомендованного маломощного реле). Таким образом, нагрузка (электрическая лампа освещения) оказывается включенной всегда, пока на фотодатчик не воздействует минимальный световой поток. Устройство выдержало экспериментальные испытания и работает надежно, оно применяется в авторском варианте для включения лампы освещения при наступлении ночи (фотодатчик обращен к естественному свету). Благодаря высокой чувствительности прибора лампа освещения EL1 выключается при восходе солнца.

Тиристор VS1 — КУ101А—Г, КУ221 с любым буквенным индексом. Транзистор VT1 можно заменить на КТ312А—В, КТ3102А—Ж, КТ342А—В или аналогичный по электрическим характеристикам. Коэффициент усиления этого транзистора по току Ь21э должен быть не менее 40. Реле — любое маломощное, с током срабатывания 10…30 мА при напряжении 12 В. Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Конденсатор С1 типа KM. С2 — типа К50-20 на рабочее напряжение не менее 16 В. Диоды VD1, VD2 защищают, соответственно, переход транзистора VT1 и выход микросхемы DA1 от бросков переменного тока и препятствуют дребезгу контактов соответствующих реле К1, К2 при их срабатывании. Такие диоды можно заменить на любые из серии КД522.

Все три схемы непритязательны к питающему напряжению и при использовании в качестве узлов коммутации маломощных реле стабильно работают с бестрансформаторными (способными отдать полезный ток более 70 мА) и трансформаторными стабилизированными источниками питания с выходным напряжением 10…16 В.

Предлагаемые схемы являются, по сути, универсальными параметрическими сигнализаторами. Поэтому в них в качестве датчиков вместо фоторезисторов возможно применить другие датчики со схожими электрическими параметрами (минимальное/максимальное сопротивление), например терморезисторы.

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