Фотореле на основе газонного светильника

Читать все новости

Основа фотореле — светодиодный газонный светильник, от которого использован корпус с держателем, а также, в качестве датчика осве­щённости, солнечная батарея. С наступлением темноты устройство включит источник освещения, а с наступлением светлого времени суток выклю­чит. Его основные особенностинебольшие габа­риты и экономичность.

Схема устройства показана на рис. 1. Его собственный потреб­ляемый ток не превышает 1 мА. Этого удалось достичь применением мало­мощного тринистора, у которого ток включения — всего несколько десятков микроампер, а напряжение открывания не превышает 0,8 В. Правда, и макси­мально допустимый ток через него — всего 300 мА, поэтому мощность ком­мутируемой нагрузки не должна быть более 60 Вт.

Рис. 1

Рис. 1

Сетевое напряжение выпрямляет диодный мост VD1, пульсирующее на­пряжение поступает на тринистор VS1. Нагрузка включена последовательно с выпрямительным мостом, поэтому, ког­да тринистор открыт, на неё поступает переменное сетевое напряжение. Кро­ме того, сетевое напряжение выпрям­ляет диод VD4. Через резистор R5 заря­жается конденсатор С2, и когда напря­жение на нём превысит напряжение открывания тринистора, последний станет открываться в начале каждого полупериода сетевого напряжения, а питающее напряжение поступит на на­грузку. Так будет в том случае, если сол­нечная батарея GB1 освещена слабо и напряжения на затворе транзистора VT1 недостаточно для его открывания.

С ростом осве­щённости напряже­ние на солнечной ба­тарее растёт, тран­зистор VТ1 начинает открываться, разря­жая конденсатор С2, и напряжение на уп­равляющем электро­де тринистора уменьшается. Когда его будет недостаточно для поддержания тринистора в откры­том состоянии, напряжение на нагрузку перестанет поступать. Плавную регули­ровку порога включения обеспечивает подстроечный резистор R3. На него поступает напряжение с параметриче­ского стабилизатора напряжения на диодах VD2, VD3. Конденсатор С1 — сглаживающий.

Чтобы включение и выключение происходили скачком, введена ПОС через резистивный делитель напряже­ния R1R2. Кроме того, через резистор R3 протекает пульсирующий с частотой 50 Гц ток резистора R4. Когда тринис­тор VS1 закрыт, на резисторе R1 при­сутствует пульсирующее с удвоенной частотой сети напряжение, которое складывается с напряжением на резис­торе R3, а пульсации на движке этого резистора сглаживает конденсатор С1. В результате на затвор транзистора VT1 поступает сумма напряжений на резис­торах R1, RЗ и солнечной батареи. Конденсатор С3 подавляет пульсации и импульсные помехи.

При недостаточном внешнем осве­щении транзистор VT1 закрыт, тринистор VS1 открыт, освещение включено. Поэтому через резистор R2 ток практи­чески не протекает, и напряжение на резисторе R1 зависит от тока через резистор R4. Когда освещение возрас­тёт, напряжение на затворе транзисто­ра VT1 также увеличится. Открывшийся транзистор зашунтирует конденсатор С2, и после того как тринистор переста­нет открываться, ток через резистор R2 возрастёт на несколько порядков. В результате ток через резистор R1 уве­личится примерно в три раза, соответ­ственно возрастёт напряжение на нём и на затворе транзистора VT1. Чтобы он закрылся, напряжение солнечной бата­реи должно быть меньше, чем при его открывании. Так создаётся гистерезис при переключении — фотореле включа­ет и выключает освещение при разной внешней освещённости. Гистерезис регулируют подстроечным резистором R1. Поскольку эта регулировка связана с установкой порога включения, во время налаживания их надо повторить несколько раз.

Рис. 2

Рис. 2

Все элементы, кроме солнечной батареи GB1, вилки ХР1 и розетки ХS1, размещены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стекло­текстолита толщиной 1,5...2 мм, чер­тёж которой показан на рис. 2. Она предназначена для размещения в пря­моугольном корпусе (рис. 3) га­зонного светильника размерами 25x45x45 мм, в который встроена солнечная батарея размерами 30x30 мм. В фо­тореле применены посто­янные резисторы МЛТ, С2-23, подстроечные СП3-19, ок­сидные конденсаторы — импортные. Класс тринисто­ра по напряжению — восьмой (максимальное допустимое напряжение — 400 В). Ди­одный мост может быть любой маломощный с до­пустимым током не менее 0,3 А и обратным напряжени­ем не менее 400 В. Допусти­мо также применить четыре отдельных диода, например 1N4007.

Рис. 3

Рис. 3

Отверстия в корпусе для подстроен­ных резисторов не сделаны. Но при же­лании эти резисторы можно установить параллельно плате и приклеить, а затем по месту сделать для них отверстия в корпусе.

Фотореле соединено с вил­кой ХР1 и розеткой ХS1 с помо­щью трёхпроводного кабеля, который выведен через штат­ный прямоугольный держа­тель-стойку корпуса (рис. 4).

Рис. 4

Рис. 4

Если фотореле планируется разместить на улице, после проверки плату с двух сторон надо покрыть влагостойким лаком, а после сборки с помо­щью силиконового герметика замазать все щели и отверстия. Но всё равно установить его надо в месте, защищённом от осадков, и, кроме того, на него не должен попадать свет от искусственных источников ос­вещения.

Автор: И. НЕЧАЕВ, г. Москва
Источник: Радио №10, 2016

Возможно, Вам это будет интересно:

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/34211

Добавить комментарий