Esquemes de relés fotogràfics per al control de la il·luminació

Una de les tasques que realitza fotosensorsés control d’il·luminació. Aquests esquemes s'anomenen relleu fotogràfic, sovint es tracta d’una simple inclusió d’il·luminació a les fosques. Amb aquesta finalitat, molts operadors de ràdio han estat desenvolupats per operadors de ràdio pernil, en són alguns.

Probablement l’esquema més senzill es mostra a la figura 1. El nombre de parts que hi ha és petit, no funcionarà menys, i l’eficiència, llegeix la sensibilitat, és bastant alta.

Això s’aconsegueix amb el fet que transistors VT1 i VT2 estan connectats per un circuit transistor compost, també anomenat circuit de Darlington. Amb aquesta inclusió, el guany és igual al producte del guany dels components dels transistors. A més, aquest circuit proporciona una alta impedància d’entrada, que permet la connexió de fonts de senyal d’alta impedància, com la resistència PR1 que es mostra al circuit.

Figura 1. Esquema d’un relé fotogràfic simple

El funcionament del circuit és força senzill. La resistència del fotoresistor PR1 amb un augment de la il·luminació disminueix fins a diversos KOhms (la resistència fosca és de diversos MOhms), la qual cosa comportarà l’obertura del transistor VT1. El seu corrent col·lector obrirà el transistor VT2, que encendrà el relé K1, que amb el seu contacte activarà la càrrega.

El díode VD1 protegeix el circuit de l’EMF d’auto-inducció que es produeix quan el relé K1 està apagat. Així, un senyal de molt baixa potència del fotoresistor es converteix en un senyal suficient per encendre la bobina del relé.

La sensibilitat d’aquest senzill circuit és força alta, de vegades simplement excessiva. Per reduir-la i ajustar-la als límits necessaris, podeu afegir una resistència variable R1 al circuit, mostrada en forma de punts al circuit.

La tensió d'alimentació està indicada dins de 5 ... 15V, - depèn de la tensió de funcionament del relé. Per a una tensió de 6V, són adequats els relés RES9, RES47 i per als voltatges 12V, RES49, RES15. Amb els transistors indicats al diagrama, la corrent del bobinatge del relé no hauria de superar els 50 mA.

Si en lloc del transistor VT2 posem, per exemple, KT815, el corrent de sortida pot ser més gran, cosa que permetrà l’ús de relés més potents. En general, com més gran sigui el voltatge d’alimentació, més alta serà la sensibilitat del relé fotogràfic.

Circuit de relés fotogràfics amb fotodiode

La figura 2 de l'esquema d'aquest relé fotogràfic es mostra.

Figura 2. Esquema d’una reproducció fotogràfica amb un fotodiode

Com l’anterior, també conté un nombre mínim de peces, gràcies a l’aplicació amplificador operatiu (Amplificador op). En aquest esquema, l'opamp s'activa segons l'esquema comparador (comparador). És fàcil veure que el fotodiode LED1 està activat en mode fotodiode: l'alimentació es subministra de manera que el fotodiode es polaritza en el sentit contrari.

Per tant, amb una disminució del nivell d’il·luminació, augmenta la resistència del LED Led1, cosa que comporta una disminució de la caiguda de tensió a la resistència R1 i, per tant, a l’entrada inversora del comparador OP1.

La tensió a l’entrada no inversora de l’amplificador op es configura mitjançant una resistència variable R2 i és un llindar: estableix el llindar de resposta. Tan aviat com la tensió a l’entrada inversora esdevingui inferior al llindar, a la sortida del comparador apareixerà un nivell d’alta tensió, que obrirà el transistor T1, que s’encendrà el relé K1.

Es pot seleccionar el relé i el transistor d'aquest circuit, guiats per les recomanacions del circuit que es mostren a la figura 6. Com a comparador, podeu utilitzar l'amplificador op de tipus K140UD6, K140UD7 o similar. Qualsevol font d’alimentació del circuit és adequada, fins i tot una sense transformador, sense aïllament galvànic de la xarxa. En aquest cas, quan configureu, heu d’anar amb compte de complir les normes de seguretat. L’opció ideal és utilitzar un transformador d’aïllament per configurar el circuit o, com de vegades s’anomena transformador de seguretat.

La configuració del dispositiu es redueix a l'establiment de la tensió del llindar de tal manera que l'encesa es produeix fins i tot al vespre. Per no esperar aquest moment natural, és possible a la sala enfosquida il·luminar el fotodiode amb una làmpada incandescent encesa a través d’un regulador de potència del tiristor. La mateixa tècnica és adequada per ajustar altres circuits de relé fotogràfic.

És possible que quan es dispara el relé fotogràfic, el relé soni sonant. Podeu desfer-vos d’aquest fenomen connectant paral·lelament a la bobina condensador electrolític diversos centenars de microfarads.

Relés fotogràfic al xip

Especialitzat microxip KR1182PM1 representa un regulador de potència de fase, el mateix que un tiristor convencional. Una propietat molt important i valuosa d’un regulador de potència és que s’inclou al circuit com un dispositiu de dos terminals, sense necessitat de cable de potència addicional: simplement s’encén en paral·lel amb l’interruptor i tot ja funciona! A la imatge 4 Es mostra com es pot crear un senzill fotoprojector en aquest microcircuit.

Fig. 3. El xip KR1182PM1

Dibuix 4. Circuit de relés fotogràfics del xip KR1182PM1

Els pins de control del microcircuit 3 i 6. Si només connecteu un simple interruptor monopolar entre ells, aleshores quan estigui tancat, la càrrega s’apagarà! Si l’obriu, la càrrega es connectarà. Per cert, sense tiristors externs ni triacs addicionals, i fins i tot sense radiador, el microcircuit pot suportar càrregues de fins a 150W. Aquest és el cas si no hi ha corrent d’introducció quan s’encén la càrrega, com les làmpades incandescents. Una làmpada incandescent en aquesta realització es pot encendre amb una potència no superior a 75W.

Només heu de connectar el commutador a aquests pins, sigui com sigui, només si es combinen amb altres parts. Si no es fixa en el fototransistor i el condensador electrolític, mentalment només es deixa la resistència variable R1, només s’aconsegueix un regulador de potència de fase: quan es desplaça el motor cap amunt al circuit, els terminals 3 i 6 es curtcircuiten, desconnectant així la càrrega, tal com s’ha esmentat anteriorment. En moure el motor cap avall segons l'esquema, la potència de la càrrega canvia de 0 ... 100%. Aquí tot és clar i senzill.

Si connectem un condensador electrolític a aquestes conclusions (creiem que encara no hi ha cap fototransistor en el circuit), només aconseguirem un bon funcionament de la càrrega. Com?

La resistència del condensador descarregat és petita, per la qual cosa al principi els terminals de control del microcircuit 3 i 6 són pràcticament curtcircuitats i la càrrega es desconnecta. A mesura que la càrrega augmenta, la resistència del condensador augmenta (només cal recordar la comprovació dels condensadors amb un ohmetre), la tensió sobre ella també creix i la potència de la càrrega augmenta gradualment. Resulta un dispositiu per a un canvi suau de la càrrega. D'altra banda, la càrrega es subministrarà amb força fins que s'introdueixi el motor de la resistència variable R1. Quan el dispositiu es desconnecta de la xarxa, el condensador es descarrega a través de la resistència R1, preparant el dispositiu per al següent encés. Si el condensador no té temps per descarregar-se, no s'encendrà.

Ara hem arribat a allò més important, al fotomotor. Si connecteu un fototransistor als pins 3 i 6 de control, obtindreu un relé fotogràfic. Funciona de la manera següent. Durant la gran llum del dia, el fototransistor està obert, de manera que la resistència de la seva secció col·lectora-emissora és petita, els pins 3 i 6 es tanquen els uns als altres i la càrrega es desconnecta.

Amb una suau disminució de la il·luminació a les hores de la nit, el fototransistor s’obrirà gradualment, augmentant progressivament la potència en la càrrega, és a dir, a la làmpada. En aquest circuit no hi ha elements llindars, de manera que la làmpada s’il·lumina i s’apagarà gradualment.

Perquè el relé fotogràfic no funcioni en el moment en què s’encén la seva pròpia làmpada, és desitjable protegir el fototransistor d’un tal retroil·luminació. La manera més fàcil de fer-ho és amb un tub de plàstic.

Llegiu també sobre aquest tema: El commutador més senzill del crepuscle

Boris Aladyshkin