De eenvoudigste schemerschakelaar (fotorelais)

De moderne elementaire basis van elektronica vereenvoudigt de schakeling aanzienlijk. Zelfs een normale schemerschakelaar kan nu uit slechts drie delen worden samengesteld.

Heel vaak doen zich situaties voor wanneer, in het donker, het opnemen van verlichting vereist is. Dit kan de ingang naar de ingang van het appartementengebouw zijn, de veranda en de binnenplaats van een privéhuishouden, of gewoon het huisnummer verlichten. Deze opname wordt meestal uitgevoerd met behulp van schemerschakelaar (fotorelais).

Er zijn veel vergelijkbare schema's ontwikkeld, zowel in amateur- als in industriële omstandigheden. Net als al het andere hebben deze ontwerpen hun positieve en negatieve eigenschappen. Enkele negatieve eigenschappen zijn zoals de behoefte aan een externe constante spanningsbron (+12 V) of de complexiteit van het circuit.

De nadelen van dergelijke apparaten moeten ook het gebruik van een relais zijn, waarvan de contacten eenvoudig opbranden. Er zijn veel eenvoudige en goedkope schemerschakelaars te koop in winkels voor elektrische goederen, maar de kwaliteit van hun werk is vaak onbevredigend. Dergelijke moeilijkheden duwen consumenten vaak weg van het gebruik van dergelijke schakelaars.

Functioneel diagram van schemerschakelaars eenvoudig genoeg. Conventioneel kan het worden onderverdeeld in drie componenten: fotocel (fotoresistor, fototransistor, fotodiode), drempelwaarde apparaat (comparator)uitvoerapparaat (relais of triac). Bij daglicht is de weerstand van de fotoresistor klein, zodat de spanning erop de drempel van de comparator niet overschrijdt. En dus is de belasting (verlichting) uit.

Met een afname van de verlichting neemt de weerstand van de fotoresistor toe en neemt de spanning daarop toe. Op een bepaald punt bereikt het spanningsniveau op de fotoresistor de drempel van de comparator, die met behulp van het relais de verlichting inschakelt.

Het lijkt erop dat het algoritme van het werk vrij eenvoudig is en dat het niet moeilijk is om het te implementeren. Maar toch zijn sommige circuits behoorlijk gecompliceerd, en als ze worden uitgevoerd op transistors zonder het gebruik van microschakelingen, kunnen ze een dozijn of andere delen bevatten.

Tegelijkertijd kunt u met de moderne elementaire basis van elektronica heel eenvoudig en functioneel maken fotocelais circuits. Dit wordt bereikt door integratie (integratie) van sommige elementen in andere. Een voorbeeld van een dergelijke integratie is een van de ontwikkelingen van het bedrijf Teccor Electronics.

Dit is een triac, of, op een vreemde manier, een triac, met een ingebouwde (geïntegreerde) symmetrische dinistor die fungeert als een drempelapparaat. Een dergelijk apparaat wordt Quadrac genoemd. Het interne circuit is weergegeven in figuur 1.

Het is gemakkelijk om te zien dat dit een gewone triac is, alleen een symmetrische dinistor is in serie verbonden met het stuurelektrodecircuit. Volgens referentiegegevens (gegevensblad) ligt de drempelspanning van de geïntegreerde dinistor in het bereik 33 ... 43 V.

Figuur 1. Quadrac triac. Het schema is eenvoudig.

Quadrac-triacs zijn beschikbaar in een standaard TO-220-behuizing met een geïsoleerd kristal, zoals weergegeven in figuur 2. Ze verschillen qua ontwerp en uiterlijk niet van conventionele triacs. Zelfs de pin-indeling is hetzelfde.

Figuur 2. Triac type Quadrac. Uiterlijk en opstelling van conclusies.

Afhankelijk van het specifieke model, verschilt Quadrac in maximale stromen en spanningen: stromen liggen in het bereik van 4 ... 15 A en toelaatbare spanningen zijn 200 ... 600 V. Speciale Quadrac zijn bedoeld voor gebruik in sterk inductieve circuits. Deze modellen hebben de letter H aan het einde van de aanduiding, bijvoorbeeld Q6006LTH.

Over het algemeen is het begrijpen van de markering van deze triacs vrij eenvoudig. We zullen dit behandelen aan de hand van het voorbeeld van de zojuist genoemde Q6006LTH.

De eerste letter Q is, zoals je zou kunnen raden, geleend van Quadrac en betekent dat het niets meer is dan een triac met een ingebouwde dinistor.

De twee cijfers na de eerste letter, in dit geval 60, betekenen dat de bedrijfsspanning van dit apparaat 600 V is.

De laatste twee cijfers 06 geven aan dat de maximale werkstroom 6 A is.

De letter H aan het einde van de aanduiding geeft aan dat dit type apparaat kan worden gebruikt om een ​​inductieve belasting te regelen, zoals een magnetische startspoel.

Bij gebruik van een conventionele triac in dit geval (zonder de letter H aan het einde van de aanduiding), moeten de klemmen 1 en 2 van Q1 (zie het diagram in figuur 3) worden omgeleid door een RC-circuit bestaande uit een weerstand van 100 Ohm en een in serie geschakelde condensator van 0,1 MkF. Tegelijkertijd vermogensweerstand moet ten minste twee watt zijn en de bedrijfsspanning van de condensator is niet lager dan 600 V. De condensator is, zoals altijd in dergelijke gevallen, van het filmtype K-73-17. Als deze maatregelen niet worden genomen, zal de startspoel niet worden vastgehouden zoals zou moeten: een luide strijdbel zal het gevolg zijn.

Q4015LTH. Afgaande op de aanduiding heeft een dergelijke Quadrac een bedrijfsspanning van 400 V, een maximale stroom van 15 A en is ontworpen om te werken met een zeer inductieve belasting.

Het doel van een conventionele triac is om de wisselstroom te schakelen met behulp van spanningspulsen op de stuurelektrode. Bij gebruik in een schemerschakelaar is een drempelapparaat vereist, zoals hierboven beschreven.

Een quadrac triac bevat een drempelapparaat in zichzelf. Dit is een geïntegreerde dinistor met een reactiedrempel van ongeveer 40 V. Om een ​​schemerschakelaar op zo'n triac te creëren, zijn slechts twee delen voldoende. In het diagram zijn dit de weerstand R1 en de fotocel (fotoresistor) PHOTOCELL. Een dergelijk schema is weergegeven in figuur 3.

Figuur 3. Een eenvoudige schemerschakelaar.

Wanneer de fotocel wordt verlicht, is de weerstand klein (niet meer dan een paar kOhm), de spanning op de stuurelektrode van de quadrack is onbeduidend, daarom bevindt deze zich in een gesloten toestand. In dit geval licht de lamp natuurlijk niet op.

Met een afname in verlichting neemt de weerstand van de fotoresistor toe, zodat spanningspulsen verschijnen op de stuurelektrode, waarvan de amplitude toeneemt met het begin van de duisternis. Wanneer de pulsamplitude 40 V bereikt, opent de triac, de lamp gaat branden.

In het beschreven apparaat wordt een quadrack gebruikt (zo'n naam is heel toepasselijk, zelfs Yandex vindt wat het ervan nodig heeft) met een bedrijfsspanning van 600 V en een stroom van 4 A. Met deze parameters kan een belasting met een vermogen van 400 ... 500 W worden ingeschakeld, en zelfs niet vereist installatie van een triac op een radiator. Als u het installeert op een radiator met een oppervlakte van ongeveer 100 vierkante centimeter, kan het laadvermogen worden verhoogd tot 750 watt.

Als u van plan bent om een ​​belasting met meer vermogen aan te sluiten, moet Quadrac worden gebruikt voor het werken met stromen van 6, 8, 10 of 15 A.

De opstelling van het apparaat is beperkt tot de selectie van de weerstand van de weerstand R1, het hangt van deze waarde af bij welke verlichting het apparaat zal werken. De weerstandswaarde van de weerstand R1 hangt ook af van de fotocel van de schemerschakelaar, daarom moet de waarde die in het diagram wordt aangegeven, bij benadering worden genomen. Het type fotoresistor in het diagram wordt niet aangegeven. U kunt elke, bijvoorbeeld SF3-1, FSK-7 of FSK-G1 gebruiken.

Het opzetten van een zelfgemaakt fotorelais kan worden uitgevoerd door een fotocel aan te steken met een conventionele aangesloten gloeilamp stroomregelaar.

Boris Aladyshkin