Сумеречный выключатель своими руками

Сумеречный выключатель своими руками

Сумеречный выключатель освещения, на микросхеме NE555 + симистор.

Автор: C@at, http://c2.at.ua
Опубликовано 21.08.2013
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2013!»

Сумеречный выключатель это устройство коммутации, снабженное выносным или встроенным сумеречным датчиком и включаемое в электрическую цепь с нагрузкой из ламп и световых приборов. С наступлением темноты датчик подает сигнал на схему реле и оно, замыкает цепь или наоборот разрывает, выключая освещение в светлое время суток.

Подобных схем разработано достаточно много, как в любительских, так и в промышленных условиях.

В основном это всегда схемы с использованием реле.

Предлагаю вашему вниманию схему, с применением моей любимой микросхемы NE555 (NE7555, КР1006ВИ1), управляющей нагрузкой с помощью симистора.

Плюс такой схемы:

  • сердцем устройства является чудесный и популярный «Интегральный таймер» 555.
  • малогабаритность (такую схемку несложно будет вмонтировать практически в любой светильник).
  • небольшое собственное потребление энергии схемой,
  • нет контактов, которые со временем просто обгорают.

(но и недостаток есть, по сравнению со схемой с реле, который никто не оспорит, нет универсальности выхода, реле хорошо держит перегрузки.

С другой стороны нет никаких преград, эту схему можно чуть изменить и использовать в ней реле вместо симистора).

В магазинах электротоваров сейчас продается немало простых и дешевых сумеречных выключателей, пользуюсь, знаю, но качество их работы зачастую неудовлетворительно.

Дальше все банально, как обычно все пишут, перерыл весь инет, но то, что мне нужно не нашел.

Я мог бы тоже это написать, но это будет неправда, так как весь инет перерыть нельзя. и все что нужно обычно в нем есть!

Может даже есть стопицот%, схема похожая на эту, но скажу вам точно тут не копипаст , тут оригинал. :)))))

По большому счету, в этой схеме нет ничего нового, микросхема 555 и ее принцип работы, уж точно растолкован в интернете на каждом «углу». Про применение симисторов столько — же.

Безтрансформаторное питание? тоже очень, очень много схем и статей.

Но при сборке всегда возникает один нюанс, это принципиальная схема такого устройства по которой можно повторить такое устройство для своего пользования,

я не буду приводить примеры, но в такой простой рисованной схеме че только не умудряются «накосячить»;.

Сетевое напряжение, оконечная нагрузка, питание микросхемы, ну что угодно, может быть не в ту степь, а подключение симистора настолько «разнообразно» . не знаю, наверное, все пишут про одно и то же, только стандарт обозначения симистора у всех разный, или рисуют схему исключительно по «памяти», или паяльник в руках давно держали.

Фухх. перечитал все что написал, как будто моя биография в последнем предложении:-)))).

Ладно, надеюсь, что схема в моей статье не пополнит ряды неточностей в интернете, так как все проверено в «железном» отладчике.

Это фото тому есть, подтверждение. (кликабельно))))))

Схема не капризна, но могут потребоваться небольшие подстройки под индивидуальные условия использования.

С1 задержка включения нагрузки (гистерезис, исключает эффект мигания лампы освещения).

R1 задается порог чувствительности наступления сумерек.

R2 придется подобрать, если будет применен другой тип симистора (например, для ВТ137, R2=1 ком, ток не менее 8mА).

Резистор R3 не менее 0.5ватт (обозначение резисторов на схеме и плате, соответствует СМД маркировке деталей). Вот и все особенности!

Так выглядит готовая плата, размер 30х50х15.

При установке схемы очень важно расположить направление датчика, исключить попадание света от ламп и светильников на датчик, что бы избежать эффекта мигания.

Данная схема применена для управления «домиком для комаров» (схема встроена в верхней части прибора), работает успешно и надежно весь летний сезон.

Achtung! Attention! Vorsicht! Caution !!

Сумеречные выключатели освещения с гальванической развязкой (220В)

Принципиальные схемы сумеречных выключателей для управление ночным освещением. В простейшем случае это фотореле, включающее уличный или садовый фонарь снаступлением темноты, чуть сложнее -устройство с таймером, ограничивающим продолжительность ночного освещения (чтобы свет не горел всю ночь, а только вечером). Сейчас в продаже есть много таких устройств, особенно первого типа. Но, на мой взгляд, практически всем им свойственен существенный недостаток -наличие гальванической связи с электросетью, а это может привести к поражению электрическим током.

Первая схема

На рисунке 1 показана схема простого сумеречного выключателя, включающего уличный или садовый фонарь с наступлением темноты, и выключающий его на рассвете.

Светочувствительным элементом здесь является фотодиод FD1 типа ФД263, включенный по схеме фоторезистора, это когда он включен в обратном направлении по току, и его обратное сопротивление находится в обратной зависимости от уровня естественного света. Вместе с резистором R1 он образует делитель напряжения.

Рис.1. Принципиальная схема сумеречного выключателя освещения на микросхеме К561ЛЕ5.

Работает прибор следующим образом. Ночью, при низкой естественной освещен ности сопротивление фотодиода ED1, включенного как фоторезистор, высоко. Поэтому на соединенных вместе входах элемента D1.1 микросхемы D1 имеется напряжение, соответствующее логическому нулю.

Триггер Шмитта 01.1-01.2 находится в нулевом положении, и на выходе элемента D1.3 логическая единица, которая через резистор R3 поступает на транзисторный ключ VT1, в коллекторной цепи которого включено оптореле К1. Транзистор VT1 открывается и появляется ток через светодиод оптореле К1, которое открывается и включает лампу освещения, подключенную к розетке Х2.

Днем освещенность выше, поэтому сопротивление фотодиода FD1 низко. На соединенные вместе входы элемента поступает напряжение, соответствующее логической единице. На выходе элемента D1.3 будет ноль, который через резистор R3 поступает на транзисторный ключ VT1, в коллекторной цепи которого включено оптореле К1.

Транзистор VT1 закрывается и прекращается ток через светодиод оптореле К1, которое закрывается и выключает лампу освещения, подключенную к розетке Х2.

Так происходит каждые сутки. Конденсатор С1 немного затормаживает работу делителя напряжения на FD1 и R1, чтобы исключить переключения от резких изменений освещенности, например, фар проезжающего автомобиля, или от наводок, которые могут иметь место в определенных случаях. Световой порог «дня / ночи» регулируется, переменным резистором R1.

А от сопротивления R2 зависит гистерезис этого порога.

Гальванически низковольтная схема полностью развязана от электросети. Управление нагрузками осуществляется посредством оптической связи (через оптореле), а питание поступает через трансформатор Т1. Поэтому в случае попадания на органы управления воды или прикосновения к ним поражение током исключается, так как они не находятся под потенциалом электросети.

Пространственно фотодиод FD1 должен располагаться так, чтобы на него не попадал прямой свет от уличного или садового светильника, которым он управляет.

Вторая схема

Вторая схема сумеречного выключателя показана на рисунке 2. В ней есть таймер, ограничивающий продолжительность горения садового или уличного светильника, чтобы он горел не всю ночь, а только вечером некоторое время.

Рис.2. Схема сумеречного выключателя освещения на микросхемах К561ЛЕ5, К561ИЕ16.

Практически это таймер, запускаемый при понижении уровня внешней освещенности ниже установленного порога. Здесь используется такой же фотодатчик на фотодиоде FD1, образующий вместе с резистором R4 светозависмый делитель напряжения. Уровень света, при котором нужно включать садовый или уличный светильник устанавливается переменным резистором R4.

Когда естественного освещения достаточно сопротивление FD1 ниже сопротивления И4 и напряжение на выходе элемента D1.4 — логическая единица. Это устанавливает счетчик D2 в нулевое положение и удерживает его в этом положении, плюс, единица, поступающая на вывод 9 D1.3 устанавливает логический ноль на выходе D1.3. Транзистор VT1 закрыт, ток через светодиод оптореле К1 отсутствует и осветительная лампа выключена.

При снижении уровня естественной освещенности ниже установленного резистором R4 порога напряжение на входе R1.4 увеличивается и достигает порога логической единицы. При этом на выходе R1.4 устанавливается логический ноль. Так как на оба входа R1.3 теперь поступают логические нули, на его выходе устанавливается логическая единица. Транзистор VT1 открывается и появляется ток через светодиод оптореле К1, которое открывается и включает лампу дворового или уличного светильника.

Одновременно запускается таймер. Счетчик D2 начинает считать импульсы, поступающие на его вход от мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2. Время, в течение которого будет работать искусственное освещение устанавливается переменным резистором R1 в пределах от одного до 6 часов.

R1 регулирует частоту импульсов, поступающих на счетчик, а от их частоты зависит то, как скоро счетчик досчитает до 8192. Как только заканчивается заданный временной интервал на выводе 3 D2 появляется логическая единица. Она поступает на вывод 8 D1.3 и на выходе D1.3 напряжение падает до логического нуля.

Транзистор VT1 закрывается и осветительная лама выключается. Одновременно единица с вывода 3 D2 поступает на вывод 2 D1.1 и блокирует мультивибратор D1.1-D1.2. Схема будет находиться в таком состоянии до наступления рассвета.

Гальванически низковольтная схема полностью развязана от электросети. Управление нагрузками осуществляется посредством оптической связи (через оптореле), а питание поступает через трансформатор Т1. Поэтому в случае попадания на органы управления воды или прикосновения к ним поражение током исключается, так как они не находятся под потенциалом электросети.

Пространственно фотодиод FD1 должен располагаться так, чтобы на него не попадал прямой свет от уличного или садового светильника, которым он управляет.

Детали схем

Источник питания выполнен на трансформаторе Т1 типа ТВК100Л. Это выходной трансформатор кадровой развертки от старого лампового черно-белого телевизора. Вместо него можно использовать любой маломощный силовой трансформатор, на вторичной обмотке которого есть переменное напряжение 7-10V при максимальном токе не ниже 100mA.

Например, использовать трансформатор от какого-то миниатюрного сетевого источника питания, например, от сетевого адаптера телевизионной игровой приставки или компьютерной периферии, или же намотать его самостоятельно.

Выпрямительный мост КЦ402 можно заменить любым маломощным выпрямительным мостом или собрать мост на четырех диодах, типа КД209, КД105, 1N4004 или других.

В схемах датчика света используется ИК-фотодиоды ФД263. Такие фотодиоды широко использовались в системах дистанционного управления старых отечественных телевизоров. Несмотря на то, что они предназначены для инфракрасного излучения, они очень хорошо реагируют и на видимый свет. Вместо ФД263 можно попробовать и другие фотодиоды. Либо поставить фоторезисторы.

При этом, возможно, номинальное сопротивление переменных резисторов И1 (рис.1) и R4 (рис.2) придется изменить.

Микросхемы К561ЛЕ5 можно заменить любыми КМОП микросхемами, в которых есть не меньше четырех ИЛИ-НЕ элементов, например, К176ЛЕ5, CD4001. Причем, микросхему D1 по рисунку 1 можно заменить любой ИМС КМОП с числом инверторов не менее 4-х, то есть, здесь может работать и такая микросхема как К561ЛН1, К561ЛН2, К561ЛА7, CD4011.

А вот D1 в схеме по рисунку 2 должна быть обязательно с элементами «ИЛИ-НЕ». Микросхему К561ИЕ16 (рис.2) можно заменить счетчиком CD4020 или CD4060, используя только счетчик этой микросхемы. Возможно использовать и счетчик с меньшим числом разрядов — К561ИЕ20 или CD4040.

В этом случае вместо вывода 3 используем вывод 1, и потребуется уменьшить частоту импульсов, генерируемых мультивибратором D1.1-D1.2 путем увеличения емкости конденсатора С2 в 4 раза.

Налаживание

Налаживание схемы по рис.2 заключается в установке пределов регулировки времени подбором R2, C2 и в градуировке шкалы времени. Чтобы облегчить этот процесс можно определять время по величине полного периода импульсов, вырабатываемых мультивибратором D1.1-D1.2, умножая его на 8192 (значение получится в секундах, которое затем нужно перевести в часы).

Делаем фотореле своими руками

Одним из многочисленных автоматов, в общем смысле слова, является фотореле. Оно визуально незаметно, малофункционально и применяется во многих нишах. Устройство обладает единственной реакцией на внешний фактор наличия или отсутствия света — соединение или разрыв линии, по которой идет ток. Последнее используется как напрямую для отключения или активации потребителей, так и в качестве сигнального импульса. Встретить фотореле можно во многих сферах жизни, от контрольных линий производства или турникетов метро, до их присутствия в роли элементов выключателей освещения различного плана.

Турникеты в метро:

Многие не раз попадали в ситуации, когда в темноте не видно расположения предметов. Причем это мешает не только процессу личного перемещения, но и создает неудобство, когда нужно что-то найти в темноте. Вопрос вполне решаем установкой лампы. Вот только сразу выявляется проблема с ее включением в темноте. Здесь в роли автомата может применятся фотореле, включающее освещение именно в те моменты, когда наступает темнота.

Упомянутая ниша использования не единственная. На основе реакции датчика на видимое излучение, построены и считающие единицы товара приборы, и охранные устройства. Оба названых типа определяют пересечение луча света объектом. На том же принципе бывают выполнены системы автоматического открытия дверей, ворот или шлагбаумов.

Простота конструкции позволяет легко изготовить комплекс из реагирующей части и фотореле своими руками, о чем и пойдет речь в статье. Будут рассмотрены виды соединения готовых сборок, выпускаемых промышленностью и их схемы, раскрывающие сущность названых частей, от самых элементарных, до использующих в своей основе микроконтроллер.

Схема простого фотореле

Начнем с простого устройства наподобие ночника. Когда светло, он выключен, но чем темнее становится, тем ярче горит лампа. Сразу маленькое напоминание — питание устройства 220 В, так что нужно быть аккуратнее и внимательнее при его сборке и проверке.

Чем меньше освещенность фоторезистора, тем сильнее открыт семисторный ключ Q6004LT. Соответственно, больше тока предоставляется нагрузке, в роли которой выступает маломощная лампа накаливания.

Есть вариант описанной схемы, использующий уже 5 элементов. В ней лампа просто загорается в темноте на максимальную яркость и гаснет в моменты попадания света на фоторезистор.

Простая схема фотореле:

Настройка чувствительности выполняется подбором значения R1. Изменять в какую-либо сторону его нужно в относительно небольших пределах. Мощность резистора выбирается для всех случаев равной 1 Вт. Семистор КУ208Г можно сменить на КУ601Г без потери функциональности конечного устройства, но в любом случае, на названый элемент схемы нужно ставить теплоотвод — при использовании указанной нагрузки, он сильно греется.

Другой несложной конструкцией можно назвать использование фотореле в связке с несколькими транзисторами. Приведенная схема изначально рассчитана на подключение потребителей через линию размыкания электромагнитного реле.

Фоторезистор PR1 с подстроечником R1 выступают в роли делителя напряжения, управляющего состоянием транзистора VT1, который в свою очередь открывает или закрывает VT2. Последний, и производит пропуск тока на реле K1, размыкающее или соединяющее линию питания нагрузки. Диод VD1 шунтирует скачки тока в моменты срабатывания электромагнитного элемента, защищая транзисторы.

Обратите внимание! Указанное устройство питается уже не от сети 220 В, а имеет свой токовый ввод от 5 до 15 В. Что касается функций подстроечника R1 — он нужен для установки чувствительности к потоку света, приводящего к срабатыванию самого устройства.

Повторяемый промышленный вариант

В качестве своеобразного эталона рассмотрим схему фотореле ФР-602 от компании EIK. Большая часть представленных на рынке устройств аналогичного плана конструктивно похожи, отличаясь лишь в мелочах.

Принципиальная схема фотореле вместе с печатной платой:

Как видно, конструкция проста и может быть выполнена в домашних условиях. Элементарная база:

Обозначение на схеме Модель/тип Характеристики Аналоги
С2 Конденсатор 0.7мкф, 400 В
C4 Электролитический конденсатор 100 мкф, 50 В
C5 47 мкф 25 В
R2 Резистор 1.5 МОм, 0.125 Вт
R3 220 Ом, 2 Вт
R4 1 МОм, 0.125 Вт
R5 560 кОм, 0.125 Вт
R6 200 кОм, 0.125 Вт
R7 100 кОм, 0.125 Вт
R8 75 кОм, 0.125 Вт
R9 33 кОм, 0.125 Вт
WL Построечный резистор 2.2 мОм
ZD1 Стабилитрон 1N4749 24 В 3 последовательно соединенных Д814А, или 2 Д814Д
D1-D5 Выпрямительный диод 1N4007
VD1 Выпрямительный диод 1N4148
Q1, Q2 Биполярный транзистор BC857A КТ3107Б
PH Фотоэлемент (фоторезистор) До 110 кОм
Rel Реле SHA-24VDC-S-A (Rel1)

Схема подключения классических фотореле к линии потребления

Все виды выпускаемых промышленностью или сделанных самостоятельно реле, требуют отдельного питания. Соответственно, и два контакта устройства будут предназначены названым целям. Причем встречаются модели фотореле без встроенного преобразователя напряжения, что означает подачу питания к ним не от сети 220 В, а через отдельный понижающий блок. Линий, идущих к потребителям может быть несколько, в зависимости от количества внутренних электромагнитных переключателей. Причем ввод может быть и раздельным для каждого контакта, — объединенным между прочими — или вообще интегрированным с питанием самого фотореле.

Датчик света у большинства моделей встроен в корпус самого устройства, но существуют и раздельные варианты, позволяющие выносить его в сторону от самого аппарата. Последнее нужно для случаев исключения засветки фотоприемника от управляемых ламп, чтобы система не превращалась в стробоскоп. То есть, когда темно — аппарат включает лампы. Становится светло — он их отключает. Опять срабатывает на мрак. И так по кругу.

Одинарная

Описанная ранее модель ФР-602 и аналогичные ей подключаются к линии следующим образом:

На большое количество потребителей энергии

Для управления мощной нагрузкой, например, при подключении прожектора или многочисленных ламп, лучше использовать промежуточные реле. В роли последних выбираются соответствующие приборы, которые выдерживают прохождение большого тока, достаточного для питания. Примером могут стать РК-1p/2p (Un), МРП-2, IEK ORM-41F-1, DEKraft ПР-102 и им подобные. Обратите внимание, что часть из реле аналогичного плана рассчитаны на управление переменным током (AC), в то время как другие постоянным (DC). Кроме того, напряжения включения может отличаться в нижнюю сторону от номинала розетки. Последние два фактора важно учитывать при проектировании монтажной схемы. Если реле-посредник питается от постоянного тока, то фотореле должно управлять подачей электричества к блоку преобразования. Который уже включившись, приведет в действие электромагнитный контактор, активирующий основную линию питания клиентских устройств.

Использование иных моделей фотореле

Здесь представлена схема подключения фотореле для другого варианта исполнения конечного автомата — с выносным датчиком чувствительности к свету и раздельными контактными линиями. Изначально она подготовлена для ФР-7Е, но подходит и для аналогичных моделей иных производителей.

Обратите внимание, что представленное фотореле и упомянутое ранее, различаются корпусом, а в частности защитой устройства от внешних факторов. ФР-601/602 можно безболезненно размещать под открытым небом на улице, а у ФР-7Е для аналогичного действия требуется установка дополнительного кожуха. Но устройства подобного плана установки выпускаются со всеми необходимыми креплениями в стандартный электротехнический щиток, включая подготовленные места монтажа к DIN-рейке.

Расширение функциональности с добавлением реле времени

Планируя использовать фотореле для уличного освещения своими руками, можно слегка расширить его функциональность, добавив таймер отключающий свет через установленное время. Причина проста — не нужно тратить электричество на работу ламп всю ночь, когда они точно никому не нужны. С целью реализации можно использовать реле отключения, наподобие IEK ORT-A2-AC230V, THC-B1 или аналогичные.

Расширенная схема питания уличного освещения:

Микропроцессорное фотореле

Современные технологии коснулись и фотореле. Все чаще начинают применяться устройства на базе микроконтроллеров, которые позволяют не только производить определение наличия светового потока, но и совмещать множество других функций. Причем расширение не требует сильного изменения аппаратной составляющей, достаточно модифицировать внутреннюю программу.

Микроконтроллер — маленький компьютер, изначально ориентированный на управление устройствами в зависимости от внешних факторов и алгоритма. Кроме того, его возможностей вполне достаточно для присоединения к общей цифровой сети, объединяющей группы оборудования различного плана.

Также стоит упомянуть о промышленных образцах фотореле, оснащенных «умной» частью. Но их функциональность обычно ограничена производителем. Поэтому лучше рассмотреть другую систему. К примеру, Arduino. Его возможностей вполне достаточно для осуществления контроля света, отключения линии днем и ночью, отправки сообщений о текущем используемом режиме или сигнализации о нарушениях в работоспособности лампы.

На аппаратной стороне, все что непосредственно не касается функций контроля, возлагается на дополнительно подключаемые «шилды» к Arduino. В приведенной схеме последнее будет относиться к часам, датчику света и самому реле. Вопрос отправки статуса конечному владельцу решается за счет GSM модуля связи, который и будет отсылать SMS о текущем режиме работы системы.

Принципиальная схема конструкции достаточно проста:

Есть примечание, касающееся приведенной сборки. Обратите внимание, что релейный модуль имеет стороннее питание. Это сделано в целях избежания скачков тока, так как шилд берет много электричества из общей линии и может вызвать «просадку» напряжения при переключениях. Отдельное питание рекомендуется и SIM800L (на приведенной схеме он подключен напрямую к самому Arduino). Также модуль GSM-связи достаточно потребляющий элемент — ему нужно выработать определенную мощность для соединения с сотовой вышкой, а взять энергию с названой целью он может только из линии снабжения.

Что касается программной части, написать соответствующий алгоритм сможет любой, знакомый с программированием микроконтроллеров Arduino. Тем более, есть множество кодов в интернете.

Несмотря на функциональную простоту фотореле, ниш применения у него достаточно. Тем более, что малые возможности расширяются добавлением новых за счет небольшого усложнения схемы и использования микроконтроллеров.

Видео по теме

Как своими руками изготовить сумеречный выключатель для автоматического управления освещением

Сейчас несложно купить сумеречный выключатель и подключить к нему искусственный источник света, например, уличный светодиодный прожектор для освещения входа в частный дом или техническое здание.

Однако, настоящий домашний мастер непременно попробует досконально разобраться в принципах работы такой конструкции.

В этой статье мы знакомимся с довольно простой, но надежной схемой, которую несложно собрать, настроить и эксплуатировать своими руками. Она по силам любому человеку, который умеет держать в руках паяльник, может выполнять несложные электротехнические работы.

Автоматический выключатель для сумеречного освещения собирается из дешевых и доступных материалов. Их можно приобрести через интернет. Но, у большинства умельцев они, скорее всего, имеются в арсенале радиодеталей.

Благодаря этой самоделке вы можете доверить управление освещением автоматике, которая будет напоминать о качественно выполненной работе, поднимет ваш авторитет в глазах окружающих как способного мастера.

Принцип работы самодельного сумеречного выключателя

По внутреннему устройству электрическая схема состоит из трех частей:

  1. силовой схемы управления лампочкой светильника;
  2. блока питания;
  3. блока управления.

Они соединены проводами, запитаны от однофазной переменной сети 220 вольт.

Силовая схема

Лампочка светильника управляется выходным контактом реле точно так же, как работает обычный выключатель в квартире: фазный потенциал от защит квартирного щитка через силовой контакт реле P1. 2 поступает на удаленную контактную площадку патрона светильника и проходит через нить накала.

Рабочий ноль постоянно подключен к боковому контакту патрона. При срабатывании реле на включение лампочка загорается, а при отпадании — тухнет.

Блок питания

На его вход поступает напряжение однофазной сети, а с выхода уходит 24 вольта выпрямленного тока. Для питания схемы управления вполне достаточно всего 15 миллиампер. Поэтому конструкция обладает малой мощностью.

В схеме можно использовать готовые блоки от любой радиоаппаратуры с подходящими электрическими параметрами или изготовить самостоятельно.

Вашему вниманию предлагается использовать самостоятельно одну из двух доступных схем:

  1. трансформаторную;
  2. бестрансформаторную.

Второй вариант более компактен, быстрее собирается. Но, при его использовании отсутствует трансформаторное разделение цепей на первичную и вторичную схему. А это значит, что при пробое какой-либо токоограничивающей детали потенциал фазы может пройти в цепи управления, выжечь ее детали.


Номиналы всех обозначенных на схеме элементов приведены таблицей, расположенной в конце статьи.

Блок управления

За основу работы блока управления принята схема, использующая изменение фоторезистором своего электрического сопротивления под воздействием излучаемого на него светового потока.


Фоторезистор подключен последовательно к источнику стабилизированной ЭДС через дополнительный резистор R, в котором проходят токи, зависящие по величине от силы падающего света. На этом резисторе создается напряжение, которое называют опорным.

Величина опорного напряжения тоже зависит от светового потока и выражается линий 3 на графике работы компаратора — специального электронного устройства, реагирующего на величину входного напряжения.


Прямая линия 3 этого графика представляет опорное напряжение. Оно может изменяться, быть выше или ниже контрольного значения, представленной коричневой горизонталью 4.

Когда опорное напряжение не достигло контрольного уровня 4, то на выходе компаратора сигнала нет: он закрыт. При возрастании линии 3 компаратор откроется и пропустит в выходные цепи поступившее напряжение. Его величина будет транслироваться на обмотку реле, которое своими контактами Р1.2 включит лампочку освещения.

Таким способом обеспечивается включение света при наступлении сумерек и снятие с лампочки напряжение после рассвета.

Конструкция самодельного сумеречного выключателя

Фоторезистором в схеме блока управления используется прибор ФСК-Г7Б, представленный на принципиальной схеме элементом R9.


В качестве компаратора выбрана микросхема К554СА3 —элемент DD1. Размеры ее корпуса в миллиметрах представлены нижерасположенной картинкой.


Исполнительным органом схемы управления работает электромагнитное реле Р1 малогабаритной конструкции серии РП-21 с номинальным напряжением обмотки на 24 вольта.


При выборе мощности светильника следует учитывать, что номинальный ток контактов рассчитан на 5 ампер. Бо́льшие нагрузки следует подключать через повторители мощности.

Возможное расположение электронных компонентов схемы управления, совмещенной с блоком питания бестрансформаторной конструкции представлено на картинках двухсторонней печатной платы.

Номиналы деталей платы

Все основные электрические характеристики конденсаторов, резисторов и диодов предлагаемой схемы сумеречного выключателя сведены в таблицу.

№ п/п Обозначение Характеристики Примечание
Конденсаторы
1. C1 250В — 1 мкФ
2. C2 50В — 1000 мкФ
Резисторы
3. R1 0.39 кОм
4. R2 0,27 кОм
5. R3 1мОм
6. R4 5,1 Oм
7. R5 5,1 Oм
8. R6 0,27 кОм
9. R7 1 кОм
10. R8 1,5 кOм Для опорного напряжения
11. R9 Фоторезистор ФСК-Г7Б
12. R10 47 кОм
13. R11 47 кОм
Диоды
14. VD1—VD4 КЦ405И
15. VD5 Д226Б
16. VD6 АЛ307 МБ Зеленый светодиод
17. VD7 АЛ307 ВМ Красный светодиод

На основе предложенного материала вы можете собрать автоматику сумеречного выключателя своими руками, успешно эксплуатировать его в домашней проводке.

А в заключение статьи рекомендуем посмотреть видеоролик по уроку пайки. Даже если вы давно занимаетесь подобной работой, то все равно сможете пополнить свои знания по этому вопросу.

Возможно, что у вас остались неясные вопросы: спрашивайте. Для этого создан раздел комментарии.

Инструкция по применению сумеречного выключателя

Для включения света на улице или в местах общественного пользования очень часто требуется полная автоматизация процесса. Сумеречный выключатель с фотоэлементом позволяет полностью исключить человеческий фактор при управлении системами освещения.

Что это такое

Сумеречный светочувствительный выключатель или фотореле – это устройство, которое выключает или включает свет в зависимости от уровня освещенности. Прибор является очень удобным в использовании и имеет целый ряд преимуществ перед классическим выключением света:

  1. Полная автоматизация процесса. Как только уровень солнечной активности снижается до определенного предела, датчик это распознает и включает свет;
  2. Экономия электроэнергии. Светильник будет гореть только до того момента, пока уровень солнечных лучей снова не повысится. Это позволяет сразу после рассвета отключать свет в различных общественных местах – подъездах, арках, площадях и т. д.;
  3. Возможность установки индивидуальных параметров включения – выключения. С такими целями используется программируемый сумеречный выключатель со встроенным таймером. Он позволяет изменять настройки, установив определенное время включения лампы и т. д.;
  4. Любой фотовыключатель можно выключить вручную. Иногда случаются непредвиденные ситуации, во время которых устройство прекращает контролировать систему освещения. В таком случае, реле света требуется выключить при помощи стандартного переключателя. Не во всех датчиках есть подобная функция.

Фото — датчик Steinel NightMatic

Его аналогом является автомобильный световой датчик, который встраивается в лобовое стекло. Он необходим для автоматического включения фар при заезде в тоннель, подземку или лес.

Виды датчиков

Существует четыре основных типа сумеречного реле:

  1. Устройство на микроконтроллере, с таймером времени, фотоэлементом и прочими дополнениями (TW1 от ABB – АВВ, Luna Star, SOU, LXP-02);
  2. Выносным фотоэлементом (Multi 9 ID-RCCB, GFK 3, Plexo, АС-112);
  3. Встроенным фотоэлементом (ic-50 Schneider Electric – Шнайдер Электрик, Vega, DeLux YCC);
  4. С возможностью регулировки порога срабатывания (Siemens Steine Night Matic NM 2000, Theben, Энергис).

Наиболее часто встречаются модели со встроенным фотоэлементом. Они идеально подходят для наружного использования, т. к. у них фотоэлемент защищен от воздействия внешних факторов (воды, пыли, пара), перепадов температур, а зачастую и вандализма. Это довольно функциональный прибор, который может использоваться как в домашних условиях, так и для контроля освещенности улиц, парков, складов.

Фото — сумеречное реле со встроенным фотоэлементом

Выключатель с датчиком определения света и таймером позволяет управлять параметрами включения света. Он определяет не только уровень освещенности, но и временной интервал, в который нужно включать лампу. Это экономная и практичная схема. В зависимости от места монтажа и условий использования, можно подобрать модели с часовым таймером, недельным, месячным и даже годовым. Их можно установить на din-реку – модели с исполнением типа УТФР- 1РМ.

Фото — модель Шнайдер

Сейчас активно осуществляется производство сумеречных выключателей с настраиваемым порогом срабатывания (ic2000p), которые в основном применяются для помещения. В зависимости от корректировки, фотореле могут реагировать на затемнение во время грозы или тумана на улице.

Фото — конструкция фотореле

Если Вам нужно установить блок управления и сумеречный выключатель на небольшом расстоянии друг от друга, то рекомендуется купить модель с выносным фотоэлементом. Особенностью конструкция является возможность монтировать блок питания и сенсор на расстоянии до 150 метров друг от друга.

Принципиальные схемы включения

Чтобы установить простой сумеречный автоматический выключатель (например, ФБ-4М) своими руками, понадобится электрическая схема. В отличие от чертежей, где подключаются модели с датчиком, на схеме ниже показан вариант соединения, где в качестве индикатора используется сверхчувствительный светодиод.

Фото — схема подключения

Такое автоматическое реле учитывает разницу сопротивления в резисторах (обозначение на рисунке R1 и R2). При том, второй резистор – R2 необходим для контроля номинального входящего напряжения VT1. Оно, используя силу постоянного напряжения HL1, помогает регулировать порог включения света.

Также, помимо включения в сеть готового реле, можно сделать самому датчики освещенности и сумеречные выключатели на компараторе для дома или двора. К слову, простое фотореле можно собрать даже из трех деталей. Условно выделим:

  1. Фотоэлемент;
  2. Пороговая деталь (компаратор);
  3. Выходное реле.

Нам нужно добиться, чтобы со снижением уровня солнечной активности увеличивалось сопротивление фоторезистора (фотоэлемента), после чего должна срабатывать пороговая деталь. Далее, включается в работу фотореле, выключающее (включающее) свет.

В качестве порогового реле можно использовать симистор, но у него должен быть включен в цепь симметрий динистор. Такие детали называют квадрак. Конструктивно они не отличаются от симисторов за исключением модернизированной цепи включения.

Фото — схема самодельного сумеречного выключателя

Квадрак или Quadrac может иметь различные технические характеристики, Вам требуется выбрать оптимальные параметры. Далее, нужно подобрать сопротивление резистора, т. к. это самый важный параметр для работы сумеречного выключателя.

В системах управления освещением величина сопротивления определяется по выбранному фотоэлементу, поэтому рекомендуем отталкиваться от данных на схеме. Для нормальной работы подойдет самый просто фотоэлемент (белый или желтый), в нашем случае, это стандартный фоторезистор (ФСК-7,ФСК-Г1).

Для первого испытания самодельного устройства с фотодатчиком можно использовать простую лампу накаливания. Но для её подключения нужно использовать регулятор мощности. Еще одним важным условием работы является установка охлаждения.

Видео: устройство самого простого сумеречного выключателя

Эксплуатация

Инструкция по применению сумеречных выключателей типа Legrand (Ленгранд):

  1. Обязательно внимательно изучите сертификат в частности, параграфы, где указаны параметры стойкости к влаге и пыли – если уровень защиты недостаточный, то устройство нельзя устанавливать на улице;
  2. Периодически требуется протирать сенсор от пыли;
  3. Два раза в год нужно устраивать контрольные проверки датчика.

Цена сумеречного выключателя варьируется от 300 рублей до нескольких тысяч. Купить устройство можно в любом городе России и стран СНГ (Екатеринбурге, Москве и прочих).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *