Fotorelaischema's voor lichtregeling

Een van de taken uitgevoerd door fotosensorenHet is lichtregeling. Dergelijke schema's worden genoemd fotorelais, meestal is dit een eenvoudige opname van verlichting in het donker. Voor dit doel zijn veel circuits ontwikkeld door hamradio-operators, hier zijn er een paar.

Waarschijnlijk is het eenvoudigste schema weergegeven in figuur 1. Het aantal onderdelen erin is klein, het zal niet minder werken en de efficiëntie, lees de gevoeligheid, is vrij hoog.

Dit wordt bereikt door het feit dat transistors VT1 en VT2 zijn verbonden door een samengesteld transistorcircuit, ook wel een Darlington-circuit genoemd. Met deze opname is de versterking gelijk aan het product van de versterking van de componenten van de transistoren. Bovendien biedt een dergelijke schakeling een hoge ingangsimpedantie, die de aansluiting van signaalbronnen met hoge impedantie mogelijk maakt, zoals de PR1-weerstand die in de schakeling wordt getoond.

Figuur 1. Schema van een eenvoudig fotorelais

De werking van het circuit is vrij eenvoudig. De weerstand van de fotoresistor PR1 met een toename van de verlichting neemt af tot verschillende KOhms (de donkere weerstand is verschillende MOhms), wat zal leiden tot het openen van de transistor VT1. Zijn collectorstroom opent de transistor VT2, die het relais K1 inschakelt, dat met zijn contact de belasting inschakelt.

De diode VD1 beschermt het circuit tegen de zelfinductie EMF die optreedt wanneer het relais K1 wordt uitgeschakeld. Aldus wordt een signaal met een zeer laag vermogen van de fotoresistor omgezet in een signaal dat voldoende is om de relaisspoel in te schakelen.

De gevoeligheid van dit eenvoudige circuit is vrij hoog, soms gewoon overdreven. Om het te verminderen en aan te passen tot de nodige limieten, kunt u een variabele weerstand R1 aan het circuit toevoegen, in de vorm van een stippellijn op het circuit.

De voedingsspanning wordt aangegeven binnen 5 ... 15V, - is afhankelijk van de bedrijfsspanning van het relais. Voor een spanning van 6V zijn relais RES9, RES47 geschikt, en voor spanning 12V, RES49, RES15. Met de transistors aangegeven in het diagram, mag de stroom van de relaisswikkeling niet meer dan 50 mA bedragen.

Als we in plaats van transistor VT2 bijvoorbeeld KT815 plaatsen, kan de uitgangsstroom groter zijn, waardoor krachtigere relais kunnen worden gebruikt. Over het algemeen geldt dat hoe hoger de voedingsspanning, hoe hoger de gevoeligheid van het fotorelais.

Fotorelaisschakeling met fotodiode

Het schema van dit fotorelais is weergegeven in figuur 2.

Figuur 2. Diagram van een fotorelay met een fotodiode

Net als de vorige bevat het ook een minimum aantal onderdelen, dankzij de toepassing operationele versterker (Op amp). In dit schema wordt de opamp ingeschakeld volgens comparator (comparator). Het is gemakkelijk om te zien dat de fotodiode LED1 is ingeschakeld in de fotodiode-modus - de stroom wordt geleverd zodat de fotodiode in de tegenovergestelde richting wordt voorgespannen.

Daarom neemt bij een afname van het verlichtingsniveau de weerstand van de LED Led1 toe, wat leidt tot een afname van de spanningsval over de weerstand R1 en dus aan de inverterende ingang van de comparator OP1.

De spanning op de niet-inverterende ingang van de op-amp wordt ingesteld met behulp van een variabele weerstand R2, en is een drempelwaarde - stelt de responsiedrempel in. Zodra de spanning op de inverterende ingang lager wordt dan de drempelspanning, verschijnt een hoog spanningsniveau aan de uitgang van de comparator, die de transistor T1 opent, die het relais K1 inschakelt.

Het relais en de transistor in dit circuit kunnen worden geselecteerd, geleid door de aanbevelingen voor het circuit weergegeven in figuur 6. Als comparator kunt u het op-amp type K140UD6, K140UD7 of iets dergelijks gebruiken. De stroombron voor het circuit is geschikt voor iedereen, zelfs zonder transformator, zonder galvanische isolatie van het netwerk. In dit geval moet u bij het opstellen voorzichtig zijn met het naleven van veiligheidsvoorschriften. De ideale optie is om een ​​scheidingstransformator te gebruiken om het circuit te configureren, of, zoals het soms wordt genoemd veiligheidstransformator.

Het instellen van het apparaat komt erop neer dat de drempelspanning zo wordt ingesteld dat het inschakelen al in de schemering plaatsvindt. Om niet op dit natuurlijke moment te wachten, is het in de donkere ruimte mogelijk om de fotodiode te verlichten met een gloeilamp die is ingeschakeld via een thyristorvermogensregelaar. Dezelfde techniek is geschikt voor het afstemmen van andere fotorelaiscircuits.

Het is mogelijk dat wanneer het fotorelais wordt geactiveerd, het relais rammelt. U kunt van dit fenomeen afkomen door parallel aan de spoel aan te sluiten elektrolytische condensator enkele honderden microfarads.

Fotorelais op de chip

gespecialiseerde microchip KR1182PM1 vertegenwoordigt een fasevermogenregelaar, hetzelfde als een conventionele thyristor. Een zeer belangrijke en waardevolle eigenschap van een dergelijke stroomregelaar is dat deze als een tweeaansluiting in het circuit is opgenomen, zonder dat een extra voedingskabel nodig is: deze wordt gewoon parallel aan de schakelaar ingeschakeld en alles werkt al! Op de foto 4 Er wordt getoond hoe een eenvoudig fotorelais op deze microschakeling kan worden gebouwd.

Fig. 3. De chip KR1182PM1

afbeelding 4. Fotorelaisecircuit op de KR1182PM1-chip

De bedieningspennen van microcircuit 3 en 6. Als u gewoon een eenvoudige eenpolige schakelaar daartussen aansluit, wordt de belasting uitgeschakeld wanneer deze is gesloten! Als u het opent, wordt de belasting verbonden. Trouwens, zonder extra externe thyristors of triacs, en zelfs zonder een radiator, kan de microcircuit belastingen tot 150W weerstaan. Dit is het geval als er geen inschakelstroom is wanneer de belasting wordt ingeschakeld, zoals gloeilampen. Een gloeilamp in deze uitvoering kan worden ingeschakeld met een vermogen van niet meer dan 75W.

Sluit de schakelaar op deze pinnen aan, hoe dan ook, al is het alleen in combinatie met andere onderdelen. Als je geen aandacht besteedt aan de fototransistor en de elektrolytische condensator, laat je mentaal alleen de variabele weerstand R1 achter, dan krijg je gewoon een fasevermogenregelaar: bij het omhoog bewegen van de motor in het circuit, worden klemmen 3 en 6 kortgesloten, waardoor de belasting wordt ontkoppeld, zoals hierboven vermeld. Wanneer de motor volgens het schema omlaag wordt gebracht, verandert het vermogen in de belasting van 0 ... 100%. Alles is hier duidelijk en eenvoudig.

Als we een elektrolytische condensator aansluiten op deze conclusies (we geloven dat er nog geen fototransistor in het circuit is), krijgen we gewoon een soepele inschakeling van de belasting. Hoe?

De weerstand van de ontladen condensator is klein, dus eerst worden de stuurklemmen van de microschakeling 3 en 6 praktisch kortgesloten en wordt de belasting ontkoppeld. Naarmate de lading toeneemt, neemt de weerstand van de condensator toe (denk maar aan de controle van de condensatoren met een ohmmeter), de spanning daarop neemt ook toe en het vermogen in de belasting neemt geleidelijk toe. Het blijkt een apparaat om de belasting soepel in te schakelen. Bovendien zal de belasting net zoveel vermogen krijgen als de motor van de variabele weerstand R1 wordt geïntroduceerd. Wanneer het apparaat wordt losgekoppeld van het netwerk, wordt de condensator ontladen via de weerstand R1, waardoor het apparaat wordt voorbereid op de volgende inschakeling. Als de condensator geen tijd heeft om te ontladen, wordt deze niet soepel ingeschakeld.

Nu kwamen we bij het belangrijkste, bij het fotorelais. Als u nu een fototransistor aansluit op pin 3 en 6, krijgt u een fotorelais. Het werkt als volgt. Tijdens hoog daglicht is de fototransistor open, dus de weerstand van zijn collector-emittersectie is klein, pennen 3 en 6 zijn voor elkaar gesloten en de belasting is losgekoppeld.

Met een soepele afname van verlichting in de avonduren, zal de fototransistor geleidelijk openen, waardoor het vermogen in de lamp, dat wil zeggen in de lamp, geleidelijk toeneemt. Er zijn geen drempelelementen in dit circuit, dus de lamp zal oplichten en geleidelijk uitgaan.

Zodat het fotorelais niet werkt op het moment dat zijn eigen lamp aangaat, is het wenselijk om de fototransistor tegen een dergelijke achtergrondverlichting te beschermen. De eenvoudigste manier om dit te doen is met een plastic buis.

Lees ook over dit onderwerp: De eenvoudigste doe-het-zelf-schakelaar in de schemering

Boris Aladyshkin