Наличие реле и силового трансформатора обеспечивают гальваническую развязку схемы от сети (в продающихся в магазинах автоматических выключателях тоже было реле для включения лампы, но питание схемы осуществлялось от сети непосредственно через параметрический стабилизатор на емкости и стабилитроне). В качестве оптического датчика используется приемная часть (двойной фототранзистор) от датчика положения шарика шариковой компьютерной мыши. В моем случае это был самый доступный оптический датчик (шариковые мыши обычно жили не долго, так что «дохлых мышей» накопилось достаточно). А вот с приобретением фоторезистора или фотодиода возникли некоторые проблемы. Поэтому выбор пал именно на датчик от шариковой мыши.
Компаратор выполнен на ИМС А1 типа LM311. На положительный вход компаратора подается напряжение с цепи R7-FT1. FT1 — это фотодатчик, на схеме он показан как выглядит фактически, то есть, прямоугольный корпус и три вывода. Подключаются в схему средний и любой крайний вывод. Напряжение в этой цепи зависит от яркости света, попадающего на FT1. Чем ярче свет, — тем меньше напряжение на положительном входе А1.
А на отрицательный — напряжение от регулируемого делителя R1-R2-R3 или R4-R5-R6. Делитель выбирается контактной группой реле К1.2.
На рисунке положение контактов реле соответствует его обесточенному состоянию обмотки. В таком положении напряжение на FT1 соответствует дневному естественному освещению, когда дополнительное освещение не требуется.
Ночью напряжение на FT1 выше порогового значения, установленного как одним, так и другим делителем. При этом выходит что напряжение на отрицательном входе компаратора ниже напряжения на его положительном входе. На выходе компаратора появляется напряжение, открывающее транзистор VT1. Реле К1 переключается и контактами К1.1 включает осветительную лампу в сеть, а контактами К1.2 меняет делитель R4-R5-R6 на делитель R1-R2-R3. Хочу заметить, что резистором R2 настраивают схему на верхний предел естественной освещенности, которую нужно воспринимать как темноту, а резистором R5 — на нижний предел. Зачем это нужно поясню далее.
И так, на порог включения света схему настраивают резистором R5, таким образом чтобы при недостаточной освещенности включалась лампа дополнительного освещения. После включения этой лампы освещенность увеличивается. Соответственно увеличивается и освещенность самого датчика света. А это приведет к выключению лампы, — и далее к автогенерации схемы (получится генератор с оптической обратной связью или датчик нужно очень далеко прятать от лампы, что технически не очень удобно). Чтобы не возникло автогенерации контактная группа К1.2 реле К1 переключает отрицательный вход компаратора А1 на делитель R1-R2-R3. С помощью этого делителя устанавливается порог выключения освещения с учетом не только естественного света, но и света от включенного осветительного прибора. Теперь установка порога заданная цепью R4-R5-R6 на работу схемы не влияет, а порог отключения лампы задается цепью R1-R2-R3. Поэтому лампа продолжает гореть, автоколебательный процесс не возникает.
С наступлением утра естественная освещенность увеличивается и напряжение на положительном входе А1 начинает снижаться. Достигнув порога, заданного делителем R1-R2-R3 состояние компаратора меняется и на его выходе напряжение снижается. Транзистор VT1 закрывается и реле К1 контактами К1.1 выключает лампу Н1, а контактами К1.2 подключает к отрицательному входу А1 делитель R4-R5-R6.
Таким образом, подстроечным резистором R5 мы устанавливаем порог включения света, а подстроечным резистором R2 — порог выключения света.
Источник питания выполнен на маломощном силовом трансформаторе Т1. Это готовый китайский трансформатор. У него первичная обмотка на 220/110V (есть отвод, который не используется, потому на схеме и не показан), а вторичная обмотка двойная (под двухполупериодный выпрямтель) по 9V переменного тока. Трансформатор рассчитан на максимальный ток вторичной обмотки 150mA. Так как вторичная обмотка двойная выпрямитель сделан по двухполупериодной схеме на диодах VD1 и VD2. При использовании другого трансформатора, — с одинарной вторичной обмоткой на 9V переменного тока нужно выпрямитель сделать на четырех диодах по мостовой схеме.
Детали. Компаратор можно заменить отечественным аналогом или вообще операционным усилителем. Транзистор VT1 зависит от сопротивления обмотки реле (то есть тока через неё). Фототранзистор от шариковой компьютерной мыши можно заменить другим фоточувствительным прибором, например, использовать фотодиод (в фоторезисторном включении), фоторезистор, какой-то другой фоторанзистор. Естественно, потребуется подбор сопротивления R7, но его подбор потребуется и в любом случае при налаживании схемы.
Светодиод — любого типа, индикаторный.
Диод VD3, который защищает транзистор от ЭДС самоиндукции на обмотке реле можно заменить практически любым диодом или стабилитроном, но при условии что его напряжение стабилизации выше 15V. Диоды VD1 и VD2 можно заменить любыми выпрямительными маломощными или среднемощными.
О выборе силового трансформатора сказано выше. В принципе подойдет любой маломощный силовой трансформатор, у которого на вторичной обмотке 6-10V при допустимом токе не ниже 50mA.
Реле — BT24S, оно по паспорту на 24V, но как оказалось, уверенно работает и при напряжении на обмотке 12V. Конечно желательно использовать более подходящее реле, с обмоткой на 12V. Но, как говорят, что было то было. Поэтому 24-вольтовое рекомендовать не стану (вдруг это только мой экземпляр хорошо срабатывает на 12V).
О налаживании. Начать следует с того, что при средней освещенности (в комнате, днем, не перед окном) подбором сопротивления резистора R7 выставить на FT1 напряжение, равное половине напряжения на С1 (то есть, половине напряжения питания этой схемы). Далее я поступил так. R2 установил в нижнее по схеме положение. R5 — в верхнее по схеме. Установил прибор там где он будет работать. Вечером, когда нужно было включить свет подстроил R5 (очень плавным и медленным поворотом) так чтобы свет включился. Затем ранним утром подстроил R2 так чтобы свет выключился. При налаживании возможно придется подобрать сопротивления R1, R3, R4, R5.
При установке устройства нужно положение FT1 выбрать таким чтобы на него не попадали прямые лучи от осветительной лампы. Здесь конечно двухуровневая установка, но если фонарь будет светить прямо на FT1, да еще и с близкого расстояния — ни какие «два уровня» не помогут. У меня лампа находится в подвесном корпусе стилизованном под старинный фонарь. Положение FT1 показано на втором рисунке схематически.
Автор: Кромилин О.А.
