Сумеречный выключатель своими руками - ELSTROIKOMPLEKT.RU

Сумеречный выключатель своими руками

Как сделать самый простой сумеречный выключатель (фотореле) — схема и описание

Современная элементная база электроники значительно упрощает схемотехнику. Даже обычный сумеречный выключатель теперь можно собрать всего из трех деталей.

Достаточно часто возникают ситуации, когда с наступлением темноты требуется включение освещения. Это может быть вход в подъезд многоквартирного дома, крыльцо и двор частного домовладения, а то и просто освещение номера дома. Такое включение осуществляется, как правило, с помощью сумеречного выключателя (фотореле).

Подобных схем разработано достаточно много, как в любительских, так и в промышленных условиях. Как и все остальное эти конструкции имеют свои положительные и отрицательные свойства. Некоторыми из отрицательных свойств являются такие, как потребность во внешнем источнике постоянного напряжения (+12 В), или сложность схемы.

К недостаткам подобных устройств следует также отнести применение реле, контакты которого со временем просто обгорают. В магазинах электротоваров сейчас продается немало простых и дешевых сумеречных выключателей, но качество их работы зачастую неудовлетворительно. Такие сложности часто отталкивают потребителя от использования таких выключателей.

Функциональная схема сумеречных выключателей достаточно проста. Условно ее можно разделить на три компонента: фотоэлемент (фоторезистор, фототранзистор, фотодиод), пороговое устройство (компаратор), выходное устройство (реле или симистор). При дневном освещении сопротивление фоторезистора невелико, поэтому напряжение на нем не превышает порога срабатывания компаратора. И поэтому нагрузка (освещение) отключена.

С уменьшением освещенности сопротивление фоторезистора увеличивается и напряжение на нем возрастает. В определенный момент уровень напряжения на фоторезисторе достигает порога срабатывания компаратора, который с помощью реле включает освещение.

Казалось бы, алгоритм работы достаточно простой, и реализовать его несложно. Но, тем не менее, некоторые схемы достаточно сложны, и если выполнены на транзисторах без применения микросхем, могут содержать десяток – другой деталей.

Вместе с тем современная элементная база электроники позволяет создавать очень простые и функциональные схемы фотореле. Достигается это интеграцией (встраиванием) одних элементов в другие. Примером такой интеграции может служить одна из разработок фирмы Teccor Electronics.

Это симистор, или на иностранный манер триак, со встроенным (интегрированным) симметричным динистором, выполняющим роль порогового устройства. Такое устройство получило название Quadrac. Его внутренняя схема показана на рисунке 1.

Нетрудно видеть, что это обычный симистор, вот только в цепь управляющего электрода последовательно включен симметричный динистор. По справочным данным (DataSheet) пороговое напряжение интегрированного динистора находится в пределах 33…43 В.

Рисунок 1. Симистор типа Quadrac. Схема принципиальная.

Симисторы типа Quadrac выпускаются в стандартном корпусе TO-220 с изолированным кристаллом, как показано на рисунке 2. По конструкции и внешнему виду они не отличаются от обычных симисторов. Даже расположение выводов то же.

Рисунок 2. Симистор типа Quadrac. Внешний вид и расположение выводов.

В зависимости от конкретной модели Quadrac различаются по максимальным токам и напряжениям: токи находятся в пределах 4…15 А, а допустимые напряжения 200…600 В. Для применения в высокоиндуктивных цепях предназначаются специализированные Quadrac. Эти модели имеют в конце обозначения букву H, например Q6006LTH.

Вообще, разобраться в маркировке именно этих симисторов достаточно просто. Разберемся с ней на примере только что упомянутого Q6006LTH.

Первая буква Q, как нетрудно догадаться, заимствована от Quadrac и означает, что это не что иное, как симистор со встроенным динистором.

Следующие за первой буквой две цифры, в данном случае это 60, означают, что рабочее напряжение данного прибора 600 В.

Две последних цифры 06, говорят о том, что максимальный рабочий ток составляет 6 А.

Буква H в конце обозначения это информация о том, что данный тип прибора можно использовать для управления индуктивной нагрузкой, например катушкой магнитного пускателя.

При использовании в подобном случае обычного симистора (без буквы H в конце обозначения) выводы 1 и 2 квадрака Q1 (смотри схему на рисунке 3) приходится шунтировать RC цепочкой состоящей из последовательно соединенных резистора 100 Ом и конденсатора 0,1 МкФ. При этом мощность резистора должна быть не менее двух ватт, а рабочее напряжение конденсатора не ниже 600 В. Конденсатор как всегда в таких случаях пленочный типа К-73-17. Если этих мер не предпринять, то катушка пускателя удерживаться как следует не будет: получится звонок громкого боя.

Q4015LTH. Такой Quadrac судя по обозначению имеет рабочее напряжение 400 В, максимальный ток 15 А, и предназначен для работы с высокоиндуктивной нагрузкой.

Назначение обычного симистора это переключение переменного тока при помощи импульсов напряжения на управляющем электроде. При его использовании в сумеречном выключателе обязательно потребуется пороговое устройство, как было описано выше.

Симистор типа Quadrac пороговое устройство содержит внутри себя. Это интегрированный динистор с порогом срабатывания около 40 В. Для того, чтобы создать на таком симисторе сумеречный выключатель достаточно всего двух деталей. На схеме это резистор R1 и фотоэлемент (фоторезистор) PHOTOCELL. Такая схема показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Простой сумеречный выключатель.

Когда фотоэлемент фотореле засвечен его сопротивление невелико (не более нескольких кОм), напряжение на управляющем электроде квадрака незначительное, отчего он находится в закрытом состоянии. При этом лампочка, естественно, не горит.

При снижении освещенности сопротивление фоторезистора увеличивается, поэтому на управляющем электроде появятся импульсы напряжения, амплитуда которых с наступлением темноты возрастает. Когда амплитуда импульсов достигнет 40 В симистор откроется, лампа зажжется.

В описываемом устройстве применен квадрак (такое наименование вполне применимо, даже «Яндекс» находит по нему то, что нужно) с рабочим напряжением 600В и током 4 А. при таких параметрах можно включать нагрузку мощностью 400…500 Вт, и при этом даже не требуется установка симистора на радиатор. Если же установить его на радиатор площадью около 100 квадратных сантиметров, то мощность нагрузки можно увеличить до 750 Ватт.

Если планируется подключение нагрузки с большей мощностью, то следует применить Quadrac на рабочие токи 6, 8, 10 или 15 А.

Настройка устройства сводится к подбору сопротивления резистора R1, именно от этой величины зависит, при какой освещенности будет срабатывать устройство. Величина сопротивления резистора R1 также зависит от примененного фотоэлемента сумеречного выключателя, поэтому, указанное на схеме значение, следует принимать за ориентировочное. Тип фоторезистора на схеме не указан. Можно применить любой, например СФ3-1, ФСК-7 или ФСК-Г1.

Налаживание самодельного фотореле можно выполнить при освещении фотоэлемента обычной лампой накаливания, подключенной через регулятор мощности.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Сумеречный выключатель своими руками

Сумеречный выключатель освещения, на микросхеме NE555 + симистор.

Автор: C@at, http://c2.at.ua
Опубликовано 21.08.2013
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2013!»

Сумеречный выключатель это устройство коммутации, снабженное выносным или встроенным сумеречным датчиком и включаемое в электрическую цепь с нагрузкой из ламп и световых приборов. С наступлением темноты датчик подает сигнал на схему реле и оно, замыкает цепь или наоборот разрывает, выключая освещение в светлое время суток.

Подобных схем разработано достаточно много, как в любительских, так и в промышленных условиях.

В основном это всегда схемы с использованием реле.

Предлагаю вашему вниманию схему, с применением моей любимой микросхемы NE555 (NE7555, КР1006ВИ1), управляющей нагрузкой с помощью симистора.

Плюс такой схемы:

  • сердцем устройства является чудесный и популярный «Интегральный таймер» 555.
  • малогабаритность (такую схемку несложно будет вмонтировать практически в любой светильник).
  • небольшое собственное потребление энергии схемой,
  • нет контактов, которые со временем просто обгорают.

(но и недостаток есть, по сравнению со схемой с реле, который никто не оспорит, нет универсальности выхода, реле хорошо держит перегрузки.

С другой стороны нет никаких преград, эту схему можно чуть изменить и использовать в ней реле вместо симистора).

В магазинах электротоваров сейчас продается немало простых и дешевых сумеречных выключателей, пользуюсь, знаю, но качество их работы зачастую неудовлетворительно.

Дальше все банально, как обычно все пишут, перерыл весь инет, но то, что мне нужно не нашел.

Я мог бы тоже это написать, но это будет неправда, так как весь инет перерыть нельзя. и все что нужно обычно в нем есть!

Может даже есть стопицот%, схема похожая на эту, но скажу вам точно тут не копипаст , тут оригинал. :)))))

По большому счету, в этой схеме нет ничего нового, микросхема 555 и ее принцип работы, уж точно растолкован в интернете на каждом «углу». Про применение симисторов столько — же.

Безтрансформаторное питание? тоже очень, очень много схем и статей.

Но при сборке всегда возникает один нюанс, это принципиальная схема такого устройства по которой можно повторить такое устройство для своего пользования,

я не буду приводить примеры, но в такой простой рисованной схеме че только не умудряются «накосячить»;.

Читайте также  Как подключить выключатель с двумя клавишами?

Сетевое напряжение, оконечная нагрузка, питание микросхемы, ну что угодно, может быть не в ту степь, а подключение симистора настолько «разнообразно» . не знаю, наверное, все пишут про одно и то же, только стандарт обозначения симистора у всех разный, или рисуют схему исключительно по «памяти», или паяльник в руках давно держали.

Фухх. перечитал все что написал, как будто моя биография в последнем предложении:-)))).

Ладно, надеюсь, что схема в моей статье не пополнит ряды неточностей в интернете, так как все проверено в «железном» отладчике.

Это фото тому есть, подтверждение. (кликабельно))))))

Схема не капризна, но могут потребоваться небольшие подстройки под индивидуальные условия использования.

С1 задержка включения нагрузки (гистерезис, исключает эффект мигания лампы освещения).

R1 задается порог чувствительности наступления сумерек.

R2 придется подобрать, если будет применен другой тип симистора (например, для ВТ137, R2=1 ком, ток не менее 8mА).

Резистор R3 не менее 0.5ватт (обозначение резисторов на схеме и плате, соответствует СМД маркировке деталей). Вот и все особенности!

Так выглядит готовая плата, размер 30х50х15.

При установке схемы очень важно расположить направление датчика, исключить попадание света от ламп и светильников на датчик, что бы избежать эффекта мигания.

Данная схема применена для управления «домиком для комаров» (схема встроена в верхней части прибора), работает успешно и надежно весь летний сезон.

Achtung! Attention! Vorsicht! Caution !!

СУМЕРЕЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Устройство представляет собой автомат включения/выключения мощной нагрузки (до 6 А, от сети 220 В) в зависимости от освещенности светочувствительного элемента. В приборе предусмотрена регулировка порога включения/выключения. Небольшие размеры и вес, высокая надёжность, простота в изготовлении делает сумеречный переключатель крайне эффективным в целях автоматизации управления вашего электрооборудования и экономии электроэнергии. Кроме этого устройство не даёт помех по электросети.

Собрать такое устройство можно из набора “МАСТЕР КИТ” NK005 (www.masterkit.ru).

На улице, на даче или в городской квартире часто возникает необходимость управления электрическими приборами в зависимости от времени суток (иными словами от световой освещенности объекта). Как удобно, когда с приходом сумерек автоматически включится лампочка освещения улицы, парадного или темной лестницы подъезда, а утром выключится; на даче включится нагревательный элемент в Вашем душе или запустится насос, запасающий воду для утреннего полива. Кроме автоматизации процессов коммутации необходимо напомнить о возможности существенной экономии электроэнергии при подобном временном разделении работы электроприборов. Все эти функции можно возложить на светочувствительный автомат включения/выключения нагрузки, который называется сумеречным переключателем.

Подобные устройства достаточно широко распространены. Существует не один десяток различных схемотехнических решений, как самых простых, так и очень сложных систем с микропроцессорным управлением. Поэтому перед разработчиками МАСТЕР КИТ была поставлена задача сделать максимально простое, современное (относительно элементной базы), дешевое, малогабаритное, но в тоже время, обладающее наиболее привлекательными потребительскими свойствами и надежностью устройство.

Напряжение питания, В 220
Мощность подключаемой нагрузки, Вт 1300
Размеры печатной платы, мм 61х36

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ МОДУЛЯ

Принципиальная электрическая схема сумеречного переключателя показана на рис.1, перечень элементов дан в табл.1.

Сумеречный переключатель состоит из фотоприёмника VD1 (фотодиод в обратном включении – аналог фотосопротивления), триггера Шмита, транзисторного ключа, электромагнитного реле и источника питания. Триггер Шмита выполнен на операционном усилителе DA1, охваченном положительной обратной связью через резистор R6. Hеинвертирующий вход DA1 через резистор R5 подключён к движку переменного резистора R2, который служит для регулировки порога переключения. Выходное напряжение триггера Шмита через резистор R7 управляет работой электронного ключа, выполненного на транзисторе VT1. В цепь коллектора VT1, через параллельно соединённые резистор R9 и конденсатор C2, включена обмотка электромагнитного реле K1, контактная группа K1.1 которого замыкает/размыкает (в зависимости от точек подключения нагрузки, а именно точки 5-6 на замыкание, 5-7 на размыкание реле соответственно) цепь питания нагрузки, подключённой через разъём XS2. При замыкании электронного ключа VT1, конденсатор C2, заряжаясь через обмотку реле K1, создаёт импульс тока, достаточный для притяжения якоря этого реле. После заряда конденсатора якорь реле удерживается меньшим током, протекающим через резистор R9, что делает устройство экономичнее с точки зрения потребления тока. Диод VD1 защищает транзистор VT2 от импульсного пробоя в момент пуска реле K1. Источник питания сумеречного переключателя состоит из резистора R10, стабилитрона VD2, конденсатора C3 и диодного моста VD3. На диодный мост через гасящий резистор R11 и конденсатор C4, соединёнными параллельно, поступает сетевое напряжение 220В (разъём XS2). При отсоединении питания от устройства конденсатор С4 разряжается через резистор R11, что снижает риск поражения электрическим током.

При необходимости коммутации нагрузки с током потребления свыше 6А реле K1 можно заменить более сильноточным (с аналогичными параметрами замыкания первичной обмотки) или использовать реле K1 для включения другого, более мощного реле.

Многие спросят: “А почему в качестве коммутирующего элемента было выбрано электромагнитное реле? Ведь можно было бы со спокойной совестью использовать тиристор?» Ответ на подобный вопрос крайне очевиден.

Во-первых, реле позволяет обеспечить абсолютную электрическую развязку светового автомата и коммутируемого оборудования.

Во-вторых, поскольку тиристор представляет собой многослойную полупроводниковую структуру, в открытом состоянии падение напряжения на нем около 2В, что при токе в 6А составит 12Вт рассеиваемой мощности.

А теперь можно сравнить размеры электромагнитного реле и тиристора с радиатором. Сильно уменьшить рассеиваемую мощность можно используя вместо тиристора современные полевые транзисторы с малым сопротивлением сток-исток в открытом состоянии. В этом случае мы имеем минимальную рассеиваемую мощность, но не имеем гальванической развязки сумеречного переключателя и коммутируемых устройств.

Внимание! Данное устройство имеет бестрансформаторное питание, поэтому прикосновение к открытым токоведущим участкам платы опасно для жизни.

Рис.1 Схема электрическая принципиальная (щелкните мышью для увеличения)

Внешний вид сумеречного переключателя показан на рис.2, печатная плата на рис.3, расположение элементов на рис.4.

Конструктивно сумеречный переключатель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Для фиксации платы зарезервированы монтажные отверстия под винты 2,5 мм.

Конструкция устройства позволяет монтировать прибор в корпусе BOX-G025 под зажим краев платы винтами.

Для удобства подключения питающего напряжения, нагрузки и фотодиода на плате зарезервированы посадочные места под клеммные винтовые зажимы (парные – точки X1 и X2, X3 и X4; тройной — точки X5, X6, X7).

Внимание! Поскольку устройство не имеет гальванической развязки с электрической сетью переменного напряжения, необходимо тщательно изолировать сумеречный переключатель от попадания влаги и от возможного соприкосновения с токоведущими проводниками.

В связи с отсутствием гальванической развязки с сетью переменного напряжения, рекомендуется устанавливать фотодиод внутри корпуса светового автомата, что позволит сделать прибор максимально электробезопасным.

Правильно собранный сумеречный переключатель не требует настройки. Однако перед первым включением проверьте правильность монтажа.

Внимание! Особенно внимательно проверьте правильность установки транзистора, микросхемы, диода, стабилитрона, диодного моста и электролитических конденсаторов.

Рис.2 Внешний вид сумеречного переключателя

Рис.3 Печатная плата сумеречного переключателя (вид со стороны печати)

Рис.4 Расположение элементов на печатной плате сумеречного переключателя

Детали:

Резисторы пойдут любые, например, МЛТ 0,25.
VT1 — BC547, BC548, КТ645В
К1 — любое на рабочее напряжение 220 В и максимальный ток 6 А (но лучше родное: JS1 24V, оно встанет в плату)
VD3 — КД522
VD4 — возможна замена на ФД256,ФД263
VD2 — любой стабилитрон на напряжение стабилизации 24 В и мощность 0,5 Вт.

Делаем фотореле своими руками

Одним из многочисленных автоматов, в общем смысле слова, является фотореле. Оно визуально незаметно, малофункционально и применяется во многих нишах. Устройство обладает единственной реакцией на внешний фактор наличия или отсутствия света — соединение или разрыв линии, по которой идет ток. Последнее используется как напрямую для отключения или активации потребителей, так и в качестве сигнального импульса. Встретить фотореле можно во многих сферах жизни, от контрольных линий производства или турникетов метро, до их присутствия в роли элементов выключателей освещения различного плана.

Турникеты в метро:

Многие не раз попадали в ситуации, когда в темноте не видно расположения предметов. Причем это мешает не только процессу личного перемещения, но и создает неудобство, когда нужно что-то найти в темноте. Вопрос вполне решаем установкой лампы. Вот только сразу выявляется проблема с ее включением в темноте. Здесь в роли автомата может применятся фотореле, включающее освещение именно в те моменты, когда наступает темнота.

Упомянутая ниша использования не единственная. На основе реакции датчика на видимое излучение, построены и считающие единицы товара приборы, и охранные устройства. Оба названых типа определяют пересечение луча света объектом. На том же принципе бывают выполнены системы автоматического открытия дверей, ворот или шлагбаумов.

Простота конструкции позволяет легко изготовить комплекс из реагирующей части и фотореле своими руками, о чем и пойдет речь в статье. Будут рассмотрены виды соединения готовых сборок, выпускаемых промышленностью и их схемы, раскрывающие сущность названых частей, от самых элементарных, до использующих в своей основе микроконтроллер.

Схема простого фотореле

Начнем с простого устройства наподобие ночника. Когда светло, он выключен, но чем темнее становится, тем ярче горит лампа. Сразу маленькое напоминание — питание устройства 220 В, так что нужно быть аккуратнее и внимательнее при его сборке и проверке.

Чем меньше освещенность фоторезистора, тем сильнее открыт семисторный ключ Q6004LT. Соответственно, больше тока предоставляется нагрузке, в роли которой выступает маломощная лампа накаливания.

Читайте также  Как подключить пятирожковую люстру к одинарному выключателю?

Есть вариант описанной схемы, использующий уже 5 элементов. В ней лампа просто загорается в темноте на максимальную яркость и гаснет в моменты попадания света на фоторезистор.

Простая схема фотореле:

Настройка чувствительности выполняется подбором значения R1. Изменять в какую-либо сторону его нужно в относительно небольших пределах. Мощность резистора выбирается для всех случаев равной 1 Вт. Семистор КУ208Г можно сменить на КУ601Г без потери функциональности конечного устройства, но в любом случае, на названый элемент схемы нужно ставить теплоотвод — при использовании указанной нагрузки, он сильно греется.

Другой несложной конструкцией можно назвать использование фотореле в связке с несколькими транзисторами. Приведенная схема изначально рассчитана на подключение потребителей через линию размыкания электромагнитного реле.

Фоторезистор PR1 с подстроечником R1 выступают в роли делителя напряжения, управляющего состоянием транзистора VT1, который в свою очередь открывает или закрывает VT2. Последний, и производит пропуск тока на реле K1, размыкающее или соединяющее линию питания нагрузки. Диод VD1 шунтирует скачки тока в моменты срабатывания электромагнитного элемента, защищая транзисторы.

Обратите внимание! Указанное устройство питается уже не от сети 220 В, а имеет свой токовый ввод от 5 до 15 В. Что касается функций подстроечника R1 — он нужен для установки чувствительности к потоку света, приводящего к срабатыванию самого устройства.

Повторяемый промышленный вариант

В качестве своеобразного эталона рассмотрим схему фотореле ФР-602 от компании EIK. Большая часть представленных на рынке устройств аналогичного плана конструктивно похожи, отличаясь лишь в мелочах.

Принципиальная схема фотореле вместе с печатной платой:

Как видно, конструкция проста и может быть выполнена в домашних условиях. Элементарная база:

Обозначение на схеме Модель/тип Характеристики Аналоги
С2 Конденсатор 0.7мкф, 400 В
C4 Электролитический конденсатор 100 мкф, 50 В
C5 47 мкф 25 В
R2 Резистор 1.5 МОм, 0.125 Вт
R3 220 Ом, 2 Вт
R4 1 МОм, 0.125 Вт
R5 560 кОм, 0.125 Вт
R6 200 кОм, 0.125 Вт
R7 100 кОм, 0.125 Вт
R8 75 кОм, 0.125 Вт
R9 33 кОм, 0.125 Вт
WL Построечный резистор 2.2 мОм
ZD1 Стабилитрон 1N4749 24 В 3 последовательно соединенных Д814А, или 2 Д814Д
D1-D5 Выпрямительный диод 1N4007
VD1 Выпрямительный диод 1N4148
Q1, Q2 Биполярный транзистор BC857A КТ3107Б
PH Фотоэлемент (фоторезистор) До 110 кОм
Rel Реле SHA-24VDC-S-A (Rel1)

Схема подключения классических фотореле к линии потребления

Все виды выпускаемых промышленностью или сделанных самостоятельно реле, требуют отдельного питания. Соответственно, и два контакта устройства будут предназначены названым целям. Причем встречаются модели фотореле без встроенного преобразователя напряжения, что означает подачу питания к ним не от сети 220 В, а через отдельный понижающий блок. Линий, идущих к потребителям может быть несколько, в зависимости от количества внутренних электромагнитных переключателей. Причем ввод может быть и раздельным для каждого контакта, — объединенным между прочими — или вообще интегрированным с питанием самого фотореле.

Датчик света у большинства моделей встроен в корпус самого устройства, но существуют и раздельные варианты, позволяющие выносить его в сторону от самого аппарата. Последнее нужно для случаев исключения засветки фотоприемника от управляемых ламп, чтобы система не превращалась в стробоскоп. То есть, когда темно — аппарат включает лампы. Становится светло — он их отключает. Опять срабатывает на мрак. И так по кругу.

Одинарная

Описанная ранее модель ФР-602 и аналогичные ей подключаются к линии следующим образом:

На большое количество потребителей энергии

Для управления мощной нагрузкой, например, при подключении прожектора или многочисленных ламп, лучше использовать промежуточные реле. В роли последних выбираются соответствующие приборы, которые выдерживают прохождение большого тока, достаточного для питания. Примером могут стать РК-1p/2p (Un), МРП-2, IEK ORM-41F-1, DEKraft ПР-102 и им подобные. Обратите внимание, что часть из реле аналогичного плана рассчитаны на управление переменным током (AC), в то время как другие постоянным (DC). Кроме того, напряжения включения может отличаться в нижнюю сторону от номинала розетки. Последние два фактора важно учитывать при проектировании монтажной схемы. Если реле-посредник питается от постоянного тока, то фотореле должно управлять подачей электричества к блоку преобразования. Который уже включившись, приведет в действие электромагнитный контактор, активирующий основную линию питания клиентских устройств.

Использование иных моделей фотореле

Здесь представлена схема подключения фотореле для другого варианта исполнения конечного автомата — с выносным датчиком чувствительности к свету и раздельными контактными линиями. Изначально она подготовлена для ФР-7Е, но подходит и для аналогичных моделей иных производителей.

Обратите внимание, что представленное фотореле и упомянутое ранее, различаются корпусом, а в частности защитой устройства от внешних факторов. ФР-601/602 можно безболезненно размещать под открытым небом на улице, а у ФР-7Е для аналогичного действия требуется установка дополнительного кожуха. Но устройства подобного плана установки выпускаются со всеми необходимыми креплениями в стандартный электротехнический щиток, включая подготовленные места монтажа к DIN-рейке.

Расширение функциональности с добавлением реле времени

Планируя использовать фотореле для уличного освещения своими руками, можно слегка расширить его функциональность, добавив таймер отключающий свет через установленное время. Причина проста — не нужно тратить электричество на работу ламп всю ночь, когда они точно никому не нужны. С целью реализации можно использовать реле отключения, наподобие IEK ORT-A2-AC230V, THC-B1 или аналогичные.

Расширенная схема питания уличного освещения:

Микропроцессорное фотореле

Современные технологии коснулись и фотореле. Все чаще начинают применяться устройства на базе микроконтроллеров, которые позволяют не только производить определение наличия светового потока, но и совмещать множество других функций. Причем расширение не требует сильного изменения аппаратной составляющей, достаточно модифицировать внутреннюю программу.

Микроконтроллер — маленький компьютер, изначально ориентированный на управление устройствами в зависимости от внешних факторов и алгоритма. Кроме того, его возможностей вполне достаточно для присоединения к общей цифровой сети, объединяющей группы оборудования различного плана.

Также стоит упомянуть о промышленных образцах фотореле, оснащенных «умной» частью. Но их функциональность обычно ограничена производителем. Поэтому лучше рассмотреть другую систему. К примеру, Arduino. Его возможностей вполне достаточно для осуществления контроля света, отключения линии днем и ночью, отправки сообщений о текущем используемом режиме или сигнализации о нарушениях в работоспособности лампы.

На аппаратной стороне, все что непосредственно не касается функций контроля, возлагается на дополнительно подключаемые «шилды» к Arduino. В приведенной схеме последнее будет относиться к часам, датчику света и самому реле. Вопрос отправки статуса конечному владельцу решается за счет GSM модуля связи, который и будет отсылать SMS о текущем режиме работы системы.

Принципиальная схема конструкции достаточно проста:

Есть примечание, касающееся приведенной сборки. Обратите внимание, что релейный модуль имеет стороннее питание. Это сделано в целях избежания скачков тока, так как шилд берет много электричества из общей линии и может вызвать «просадку» напряжения при переключениях. Отдельное питание рекомендуется и SIM800L (на приведенной схеме он подключен напрямую к самому Arduino). Также модуль GSM-связи достаточно потребляющий элемент — ему нужно выработать определенную мощность для соединения с сотовой вышкой, а взять энергию с названой целью он может только из линии снабжения.

Что касается программной части, написать соответствующий алгоритм сможет любой, знакомый с программированием микроконтроллеров Arduino. Тем более, есть множество кодов в интернете.

Несмотря на функциональную простоту фотореле, ниш применения у него достаточно. Тем более, что малые возможности расширяются добавлением новых за счет небольшого усложнения схемы и использования микроконтроллеров.

Видео по теме

Как своими руками изготовить сумеречный выключатель для автоматического управления освещением

Сейчас несложно купить сумеречный выключатель и подключить к нему искусственный источник света, например, уличный светодиодный прожектор для освещения входа в частный дом или техническое здание.

Однако, настоящий домашний мастер непременно попробует досконально разобраться в принципах работы такой конструкции.

В этой статье мы знакомимся с довольно простой, но надежной схемой, которую несложно собрать, настроить и эксплуатировать своими руками. Она по силам любому человеку, который умеет держать в руках паяльник, может выполнять несложные электротехнические работы.

Автоматический выключатель для сумеречного освещения собирается из дешевых и доступных материалов. Их можно приобрести через интернет. Но, у большинства умельцев они, скорее всего, имеются в арсенале радиодеталей.

Благодаря этой самоделке вы можете доверить управление освещением автоматике, которая будет напоминать о качественно выполненной работе, поднимет ваш авторитет в глазах окружающих как способного мастера.

Принцип работы самодельного сумеречного выключателя

По внутреннему устройству электрическая схема состоит из трех частей:

  1. силовой схемы управления лампочкой светильника;
  2. блока питания;
  3. блока управления.

Они соединены проводами, запитаны от однофазной переменной сети 220 вольт.

Силовая схема

Лампочка светильника управляется выходным контактом реле точно так же, как работает обычный выключатель в квартире: фазный потенциал от защит квартирного щитка через силовой контакт реле P1. 2 поступает на удаленную контактную площадку патрона светильника и проходит через нить накала.

Рабочий ноль постоянно подключен к боковому контакту патрона. При срабатывании реле на включение лампочка загорается, а при отпадании — тухнет.

Блок питания

На его вход поступает напряжение однофазной сети, а с выхода уходит 24 вольта выпрямленного тока. Для питания схемы управления вполне достаточно всего 15 миллиампер. Поэтому конструкция обладает малой мощностью.

Читайте также  Китайские автоматические выключатели

В схеме можно использовать готовые блоки от любой радиоаппаратуры с подходящими электрическими параметрами или изготовить самостоятельно.

Вашему вниманию предлагается использовать самостоятельно одну из двух доступных схем:

  1. трансформаторную;
  2. бестрансформаторную.

Второй вариант более компактен, быстрее собирается. Но, при его использовании отсутствует трансформаторное разделение цепей на первичную и вторичную схему. А это значит, что при пробое какой-либо токоограничивающей детали потенциал фазы может пройти в цепи управления, выжечь ее детали.


Номиналы всех обозначенных на схеме элементов приведены таблицей, расположенной в конце статьи.

Блок управления

За основу работы блока управления принята схема, использующая изменение фоторезистором своего электрического сопротивления под воздействием излучаемого на него светового потока.


Фоторезистор подключен последовательно к источнику стабилизированной ЭДС через дополнительный резистор R, в котором проходят токи, зависящие по величине от силы падающего света. На этом резисторе создается напряжение, которое называют опорным.

Величина опорного напряжения тоже зависит от светового потока и выражается линий 3 на графике работы компаратора — специального электронного устройства, реагирующего на величину входного напряжения.


Прямая линия 3 этого графика представляет опорное напряжение. Оно может изменяться, быть выше или ниже контрольного значения, представленной коричневой горизонталью 4.

Когда опорное напряжение не достигло контрольного уровня 4, то на выходе компаратора сигнала нет: он закрыт. При возрастании линии 3 компаратор откроется и пропустит в выходные цепи поступившее напряжение. Его величина будет транслироваться на обмотку реле, которое своими контактами Р1.2 включит лампочку освещения.

Таким способом обеспечивается включение света при наступлении сумерек и снятие с лампочки напряжение после рассвета.

Конструкция самодельного сумеречного выключателя

Фоторезистором в схеме блока управления используется прибор ФСК-Г7Б, представленный на принципиальной схеме элементом R9.


В качестве компаратора выбрана микросхема К554СА3 —элемент DD1. Размеры ее корпуса в миллиметрах представлены нижерасположенной картинкой.


Исполнительным органом схемы управления работает электромагнитное реле Р1 малогабаритной конструкции серии РП-21 с номинальным напряжением обмотки на 24 вольта.


При выборе мощности светильника следует учитывать, что номинальный ток контактов рассчитан на 5 ампер. Бо́льшие нагрузки следует подключать через повторители мощности.

Возможное расположение электронных компонентов схемы управления, совмещенной с блоком питания бестрансформаторной конструкции представлено на картинках двухсторонней печатной платы.

Номиналы деталей платы

Все основные электрические характеристики конденсаторов, резисторов и диодов предлагаемой схемы сумеречного выключателя сведены в таблицу.

№ п/п Обозначение Характеристики Примечание
Конденсаторы
1. C1 250В — 1 мкФ
2. C2 50В — 1000 мкФ
Резисторы
3. R1 0.39 кОм
4. R2 0,27 кОм
5. R3 1мОм
6. R4 5,1 Oм
7. R5 5,1 Oм
8. R6 0,27 кОм
9. R7 1 кОм
10. R8 1,5 кOм Для опорного напряжения
11. R9 Фоторезистор ФСК-Г7Б
12. R10 47 кОм
13. R11 47 кОм
Диоды
14. VD1—VD4 КЦ405И
15. VD5 Д226Б
16. VD6 АЛ307 МБ Зеленый светодиод
17. VD7 АЛ307 ВМ Красный светодиод

На основе предложенного материала вы можете собрать автоматику сумеречного выключателя своими руками, успешно эксплуатировать его в домашней проводке.

А в заключение статьи рекомендуем посмотреть видеоролик по уроку пайки. Даже если вы давно занимаетесь подобной работой, то все равно сможете пополнить свои знания по этому вопросу.

Возможно, что у вас остались неясные вопросы: спрашивайте. Для этого создан раздел комментарии.

Инструкция по применению сумеречного выключателя

Для включения света на улице или в местах общественного пользования очень часто требуется полная автоматизация процесса. Сумеречный выключатель с фотоэлементом позволяет полностью исключить человеческий фактор при управлении системами освещения.

Что это такое

Сумеречный светочувствительный выключатель или фотореле – это устройство, которое выключает или включает свет в зависимости от уровня освещенности. Прибор является очень удобным в использовании и имеет целый ряд преимуществ перед классическим выключением света:

  1. Полная автоматизация процесса. Как только уровень солнечной активности снижается до определенного предела, датчик это распознает и включает свет;
  2. Экономия электроэнергии. Светильник будет гореть только до того момента, пока уровень солнечных лучей снова не повысится. Это позволяет сразу после рассвета отключать свет в различных общественных местах – подъездах, арках, площадях и т. д.;
  3. Возможность установки индивидуальных параметров включения – выключения. С такими целями используется программируемый сумеречный выключатель со встроенным таймером. Он позволяет изменять настройки, установив определенное время включения лампы и т. д.;
  4. Любой фотовыключатель можно выключить вручную. Иногда случаются непредвиденные ситуации, во время которых устройство прекращает контролировать систему освещения. В таком случае, реле света требуется выключить при помощи стандартного переключателя. Не во всех датчиках есть подобная функция.

Фото — датчик Steinel NightMatic

Его аналогом является автомобильный световой датчик, который встраивается в лобовое стекло. Он необходим для автоматического включения фар при заезде в тоннель, подземку или лес.

Виды датчиков

Существует четыре основных типа сумеречного реле:

  1. Устройство на микроконтроллере, с таймером времени, фотоэлементом и прочими дополнениями (TW1 от ABB – АВВ, Luna Star, SOU, LXP-02);
  2. Выносным фотоэлементом (Multi 9 ID-RCCB, GFK 3, Plexo, АС-112);
  3. Встроенным фотоэлементом (ic-50 Schneider Electric – Шнайдер Электрик, Vega, DeLux YCC);
  4. С возможностью регулировки порога срабатывания (Siemens Steine Night Matic NM 2000, Theben, Энергис).

Наиболее часто встречаются модели со встроенным фотоэлементом. Они идеально подходят для наружного использования, т. к. у них фотоэлемент защищен от воздействия внешних факторов (воды, пыли, пара), перепадов температур, а зачастую и вандализма. Это довольно функциональный прибор, который может использоваться как в домашних условиях, так и для контроля освещенности улиц, парков, складов.

Фото — сумеречное реле со встроенным фотоэлементом

Выключатель с датчиком определения света и таймером позволяет управлять параметрами включения света. Он определяет не только уровень освещенности, но и временной интервал, в который нужно включать лампу. Это экономная и практичная схема. В зависимости от места монтажа и условий использования, можно подобрать модели с часовым таймером, недельным, месячным и даже годовым. Их можно установить на din-реку – модели с исполнением типа УТФР- 1РМ.

Фото — модель Шнайдер

Сейчас активно осуществляется производство сумеречных выключателей с настраиваемым порогом срабатывания (ic2000p), которые в основном применяются для помещения. В зависимости от корректировки, фотореле могут реагировать на затемнение во время грозы или тумана на улице.

Фото — конструкция фотореле

Если Вам нужно установить блок управления и сумеречный выключатель на небольшом расстоянии друг от друга, то рекомендуется купить модель с выносным фотоэлементом. Особенностью конструкция является возможность монтировать блок питания и сенсор на расстоянии до 150 метров друг от друга.

Принципиальные схемы включения

Чтобы установить простой сумеречный автоматический выключатель (например, ФБ-4М) своими руками, понадобится электрическая схема. В отличие от чертежей, где подключаются модели с датчиком, на схеме ниже показан вариант соединения, где в качестве индикатора используется сверхчувствительный светодиод.

Фото — схема подключения

Такое автоматическое реле учитывает разницу сопротивления в резисторах (обозначение на рисунке R1 и R2). При том, второй резистор – R2 необходим для контроля номинального входящего напряжения VT1. Оно, используя силу постоянного напряжения HL1, помогает регулировать порог включения света.

Также, помимо включения в сеть готового реле, можно сделать самому датчики освещенности и сумеречные выключатели на компараторе для дома или двора. К слову, простое фотореле можно собрать даже из трех деталей. Условно выделим:

  1. Фотоэлемент;
  2. Пороговая деталь (компаратор);
  3. Выходное реле.

Нам нужно добиться, чтобы со снижением уровня солнечной активности увеличивалось сопротивление фоторезистора (фотоэлемента), после чего должна срабатывать пороговая деталь. Далее, включается в работу фотореле, выключающее (включающее) свет.

В качестве порогового реле можно использовать симистор, но у него должен быть включен в цепь симметрий динистор. Такие детали называют квадрак. Конструктивно они не отличаются от симисторов за исключением модернизированной цепи включения.

Фото — схема самодельного сумеречного выключателя

Квадрак или Quadrac может иметь различные технические характеристики, Вам требуется выбрать оптимальные параметры. Далее, нужно подобрать сопротивление резистора, т. к. это самый важный параметр для работы сумеречного выключателя.

В системах управления освещением величина сопротивления определяется по выбранному фотоэлементу, поэтому рекомендуем отталкиваться от данных на схеме. Для нормальной работы подойдет самый просто фотоэлемент (белый или желтый), в нашем случае, это стандартный фоторезистор (ФСК-7,ФСК-Г1).

Для первого испытания самодельного устройства с фотодатчиком можно использовать простую лампу накаливания. Но для её подключения нужно использовать регулятор мощности. Еще одним важным условием работы является установка охлаждения.

Видео: устройство самого простого сумеречного выключателя

Эксплуатация

Инструкция по применению сумеречных выключателей типа Legrand (Ленгранд):

  1. Обязательно внимательно изучите сертификат в частности, параграфы, где указаны параметры стойкости к влаге и пыли – если уровень защиты недостаточный, то устройство нельзя устанавливать на улице;
  2. Периодически требуется протирать сенсор от пыли;
  3. Два раза в год нужно устраивать контрольные проверки датчика.

Цена сумеречного выключателя варьируется от 300 рублей до нескольких тысяч. Купить устройство можно в любом городе России и стран СНГ (Екатеринбурге, Москве и прочих).

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: