Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электромастерская, Домашняя автоматизация

Самый простой сумеречный выключатель (фотореле)

Самый простой сумеречный выключательСовременная элементная база электроники значительно упрощает схемотехнику. Даже обычный сумеречный выключатель теперь можно собрать всего из трех деталей.

Достаточно часто возникают ситуации, когда с наступлением темноты требуется включение освещения. Это может быть вход в подъезд многоквартирного дома, крыльцо и двор частного домовладения, а то и просто освещение номера дома. Такое включение осуществляется, как правило, с помощью сумеречного выключателя (фотореле).

Подобных схем разработано достаточно много, как в любительских, так и в промышленных условиях. Как и все остальное эти конструкции имеют свои положительные и отрицательные свойства. Некоторыми из отрицательных свойств являются такие, как потребность во внешнем источнике постоянного напряжения (+12 В), или сложность схемы.

К недостаткам подобных устройств следует также отнести применение реле, контакты которого со временем просто обгорают. В магазинах электротоваров сейчас продается немало простых и дешевых сумеречных выключателей, но качество их работы зачастую неудовлетворительно. Такие сложности часто отталкивают потребителя от использования таких выключателей.

Функциональная схема сумеречных выключателей достаточно проста. Условно ее можно разделить на три компонента: фотоэлемент (фоторезистор, фототранзистор, фотодиод), пороговое устройство (компаратор), выходное устройство (реле или симистор). При дневном освещении сопротивление фоторезистора невелико, поэтому напряжение на нем не превышает порога срабатывания компаратора. И поэтому нагрузка (освещение) отключена.

С уменьшением освещенности сопротивление фоторезистора увеличивается и напряжение на нем возрастает. В определенный момент уровень напряжения на фоторезисторе достигает порога срабатывания компаратора, который с помощью реле включает освещение.

Казалось бы, алгоритм работы достаточно простой, и реализовать его несложно. Но, тем не менее, некоторые схемы достаточно сложны, и если выполнены на транзисторах без применения микросхем, могут содержать десяток – другой деталей.

Вместе с тем современная элементная база электроники позволяет создавать очень простые и функциональные схемы фотореле. Достигается это интеграцией (встраиванием) одних элементов в другие. Примером такой интеграции может служить одна из разработок фирмы Teccor Electronics.

Это симистор, или на иностранный манер триак, со встроенным (интегрированным) симметричным динистором, выполняющим роль порогового устройства. Такое устройство получило название Quadrac. Его внутренняя схема показана на рисунке 1.

Нетрудно видеть, что это обычный симистор, вот только в цепь управляющего электрода последовательно включен симметричный динистор. По справочным данным (DataSheet) пороговое напряжение интегрированного динистора находится в пределах 33…43 В.

Симистор типа Quadrac. Схема принципиальная

Рисунок 1. Симистор типа Quadrac. Схема принципиальная.

Симисторы типа Quadrac выпускаются в стандартном корпусе TO-220 с изолированным кристаллом, как показано на рисунке 2. По конструкции и внешнему виду они не отличаются от обычных симисторов. Даже расположение выводов то же.

Симистор типа Quadrac. Внешний вид и расположение выводов

Рисунок 2. Симистор типа Quadrac. Внешний вид и расположение выводов.

В зависимости от конкретной модели Quadrac различаются по максимальным токам и напряжениям: токи находятся в пределах 4…15 А, а допустимые напряжения 200…600 В. Для применения в высокоиндуктивных цепях предназначаются специализированные Quadrac. Эти модели имеют в конце обозначения букву H, например Q6006LTH.

Вообще, разобраться в маркировке именно этих симисторов достаточно просто. Разберемся с ней на примере только что упомянутого Q6006LTH.

Первая буква Q, как нетрудно догадаться, заимствована от Quadrac и означает, что это не что иное, как симистор со встроенным динистором.

Следующие за первой буквой две цифры, в данном случае это 60, означают, что рабочее напряжение данного прибора 600 В.

Две последних цифры 06, говорят о том, что максимальный рабочий ток составляет 6 А.

Буква H в конце обозначения это информация о том, что данный тип прибора можно использовать для управления индуктивной нагрузкой, например катушкой магнитного пускателя.

При использовании в подобном случае обычного симистора (без буквы H в конце обозначения) выводы 1 и 2 квадрака Q1 (смотри схему на рисунке 3) приходится шунтировать RC цепочкой состоящей из последовательно соединенных резистора 100 Ом и конденсатора 0,1 МкФ. При этом мощность резистора должна быть не менее двух ватт, а рабочее напряжение конденсатора не ниже 600 В. Конденсатор как всегда в таких случаях пленочный типа К-73-17. Если этих мер не предпринять, то катушка пускателя удерживаться как следует не будет: получится звонок громкого боя.

Q4015LTH. Такой Quadrac судя по обозначению имеет рабочее напряжение 400 В, максимальный ток 15 А, и предназначен для работы с высокоиндуктивной нагрузкой.

Назначение обычного симистора это переключение переменного тока при помощи импульсов напряжения на управляющем электроде. При его использовании в сумеречном выключателе обязательно потребуется пороговое устройство, как было описано выше.

Симистор типа Quadrac пороговое устройство содержит внутри себя. Это интегрированный динистор с порогом срабатывания около 40 В. Для того, чтобы создать на таком симисторе сумеречный выключатель достаточно всего двух деталей. На схеме это резистор R1 и фотоэлемент (фоторезистор) PHOTOCELL. Такая схема показана на рисунке 3.

Простой сумеречный выключатель

Рисунок 3. Простой сумеречный выключатель.

Когда фотоэлемент фотореле засвечен его сопротивление невелико (не более нескольких кОм), напряжение на управляющем электроде квадрака незначительное, отчего он находится в закрытом состоянии. При этом лампочка, естественно, не горит.

При снижении освещенности сопротивление фоторезистора увеличивается, поэтому на управляющем электроде появятся импульсы напряжения, амплитуда которых с наступлением темноты возрастает. Когда амплитуда импульсов достигнет 40 В симистор откроется, лампа зажжется.

В описываемом устройстве применен квадрак (такое наименование вполне применимо, даже «Яндекс» находит по нему то, что нужно) с рабочим напряжением 600В и током 4 А. при таких параметрах можно включать нагрузку мощностью 400…500 Вт, и при этом даже не требуется установка симистора на радиатор. Если же установить его на радиатор площадью около 100 квадратных сантиметров, то мощность нагрузки можно увеличить до 750 Ватт.

Если планируется подключение нагрузки с большей мощностью, то следует применить Quadrac на рабочие токи 6, 8, 10 или 15 А.

Настройка устройства сводится к подбору сопротивления резистора R1, именно от этой величины зависит, при какой освещенности будет срабатывать устройство. Величина сопротивления резистора R1 также зависит от примененного фотоэлемента сумеречного выключателя, поэтому, указанное на схеме значение, следует принимать за ориентировочное. Тип фоторезистора на схеме не указан. Можно применить любой, например СФ3-1, ФСК-7 или ФСК-Г1.

Налаживание самодельного фотореле можно выполнить при освещении фотоэлемента обычной лампой накаливания, подключенной через регулятор мощности.

Борис Аладышкин


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электромастерская, Домашняя автоматизация

Другие статьи:

  • Схемы фотореле для управления освещением
  • Простой терморегулятор своими руками
  • Тиристорные регуляторы мощности. Схемы с двумя тиристорами
  • Простой регулятор мощности для плавного включения ламп
  • Симисторы: от простого к сложному
  • Таймер 555. Преобразователи напряжения

  •  
      Комментарии:

    #1 написал: Виталий | [цитировать]

     
     

    Здравствуйте. Собрал, точно по схеме, только вместо симистора Q6006LTH (не нашел) взял ВТ 137-600, не работает, т.е. лампочка постоянно горит и не выключается при помещении фоторезистора в темное место. Подскажите, может я не тот симистор взял? Спасибо.

      Комментарии:

    #2 написал: andy78 | [цитировать]

     
     

    Для схемы сумеречного выключателя нужен симистор типа Quadrac.

      Комментарии:

    #3 написал: Виталий | [цитировать]

     
     

    Спасибо, буду искать.

      Комментарии:

    #4 написал: AnDrEyKa_111 | [цитировать]

     
     

    Схема понравилась прстотой! :) Но есть вопрос: мне надо дополнить схему плавного включения выключения сумеречным реле (подробно описал тут: www.rlocman.ru/forum/showthread.php?t=16661). Как эту схему подключить параллельно к выключателю S1 в той теме? Я так понимаю что выводы MT1 и MT2 квадрака надо подключить параллельно моему выключателю. А как подавать питание на схему? Напрямую 220 или откуда-то из моей схемы? 

      Комментарии:

    #5 написал: murmanik | [цитировать]

     
     

    Здравствуйте. Подскажите можно ли подключить на выход фотореле понижающий транс 220\12 (для галогенных ламп) если Quadrac без буквы H в конце. Нагрузка индуктивная, но контактов нет, как в пускателе-звенеть нечему - не сгорит транс? Спасибо. 

      Комментарии:

    #6 написал: murmanik | [цитировать]

     
     

    Собрал схему на ВТ 137-600, и на УЭ поставил динистор DB3 со сгоревшей лампы сберегайки. Однако работает. Хотелось бы плавнее настраивать порог срабатывания. Можно ли поставить переменник последовательно сопротивлению R1? Но похоже надо мощный.
    Все равно в момент порогового значения срабатывания динистора есть момент,что лампа начинает затухать или мигать. А ведь свет на улице уменьшается очень плавно. Можно ли избавиться от этой бяки?
    Нет четкого срабатывания порогового устройства. Может все же такой динистор.
    Попробовать два КН102 встречно параллельно? Вообще автор отвечает на такие вопросы?
    Спасибо.

      Комментарии:

    #7 написал: Борис Аладышкин | [цитировать]

     
     

    murmanik, вы все сделали правильно, но все дело в том, что чем проще схема, тем труднее добиться от нее положительных результатов, поскольку добиваться их просто нечем: нет никаких органов настройки и регулировок. Прелесть этой схемы как раз в простоте, всего три детали, но, все-таки работает. Не сказать чтобы плохо, но и не очень хорошо.

    Можно, конечно поставить последовательно с резистором R1 переменник (лучше проволочный) номиналом не более 5…6КОм, и мощностью не менее полуватта. Но этим можно добиться лишь изменения порога срабатывания (темнее - светлее). Для предотвращения мигания при включении – выключении необходимо увеличить гистерезис порогового устройства.

    Чтобы улучшить работу схемы ее придется усложнить. Пример такой схемы можно найти в журнале «Радио» 2012 №9 стр. 31 в статье И. Нечаева «Симисторный регулятор мощности и автомат управления освещением». В этой статье есть печатная плата и разъяснение принципа работы.

    AnDrEyKa_111, Сопряжение этих двух схем, пожалуй, не самый простой вариант. Здесь можно посоветовать схему, показанную в статье «Схемы фотореле для управления освещением» на рисунке 4.
    - electrik.info/main/praktika/601-shemy-fotorele-dlya-upravleniya-osvescheniem.htm

    Микросхема КР1118ПМ1 предназначена как раз для управления освещением, тут будет и сумеречное реле и плавное включение – выключение. Причем все в одной «корзине». Если потребуется подключение более мощной нагрузки, то схему придется дополнить внешним симистором, например КУ208Г. Как это сделать можно посмотреть в документации на микросхему.  

      Комментарии:

    #8 написал: oleg | [цитировать]

     
     

    Добрый день! Хочу спросить у специалистов 
    - у меня есть домофон, хочу чтобы когда он звонит в доме то чтобы его было слышно на улицу. Для этого я хочу подключить внешний звонок. На выходе в домофоне есть 4 входа: питание +15 в, "-" , видео , аудио. Так вот, когда мне звонят на домофоне, на контакте аудио увеличивается питание с 4,5 в до 5,5 вольта. Этим я хочу воспользоватся. У знакомых я узнал об компараторе, но сообразить как сделать такое с его помощью сам не могу. Смысл такой- когда пошел сигнал на домофон увеличивается питание с 4,5 в до 5,5 в компаратор это должен "увидеть" ну и потом "закрыть" контакты реле, когда питание возвращается опять до 4.5 реле "открывается" Заранее благодарен!

      Комментарии:

    #9 написал: Nurudin | [цитировать]

     
     

    Подскажите, можно ли установить датчик на фонарь который уже стоит на столбе. Ноль идёт напрямую на провода, а фаза через выключатель. Получается ноля нет, который нужен для датчика?

      Комментарии:

    #10 написал: эдик | [цитировать]

     
     

    Можно ли в этой схеме применить тиристор, а не симистор?

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK