Фотореле своими руками: различные схемы для управления светом

Одна из многих машин в общем смысле этого слова – фотографическое реле. Он визуально невидим, имеет мало функций и используется во многих нишах. Устройство имеет единственную реакцию на внешний фактор наличия или отсутствия света – соединение или разрыв линии, по которой течет ток. Последний используется как непосредственно для отключения или включения потребителей, так и в качестве сигнального импульса. Фотореле можно найти во многих сферах жизни, от линий управления производством или турникетов метро, ​​до их присутствия в качестве элементов выключателей освещения различных этажей.

Турникеты метро:

Турникеты метро

Многие не раз оказывались в ситуациях, когда положение предметов не видно в темноте. Кроме того, это не только мешает личному процессу путешествий, но и создает неудобства, когда вам нужно что-то найти в темноте. Вопрос полностью решается установкой лампы. Но проблема с включением в темноте выявляется сразу. Здесь в роли автомата можно использовать фотографическое реле, которое включает освещение именно в те моменты, когда наступает темнота.

Вышеупомянутая ниша использования не единственная. На основе реакции сенсора на видимое излучение строятся как счетчики товарных единиц, так и предохранительные устройства. Оба названных типа определяют пересечение светового луча с объектом. По такому же принципу реализованы системы автоматического открывания дверей, ворот или шлагбаумов.

Простота конструкции позволяет легко создать комплекс из реактивной части и фотореле своими руками, о чем мы и поговорим в статье. Мы рассмотрим виды подключения готовых сборок, выпускаемых промышленностью, и их схемы, раскрывая суть названных деталей, от самых простых до основанных на микроконтроллере.

Простая схема фотореле

Начнем с простого устройства вроде ночника. Когда он светлый, он выключен, но чем он темнее, тем ярче лампа. Небольшое напоминание: устройство питается от сети 220В, поэтому при сборке и проверке нужно быть внимательнее и внимательнее.

Шаблон ночного света:

Образец ночных огней

Чем меньше освещенность фоторезистора, тем больше открыт семипозиционный переключатель Q6004LT. В результате на нагрузку подается больший ток, которым является лампа накаливания малой мощности.

Существует вариант описанной схемы, в котором уже используется 5 элементов. В нем лампа просто включается в темноте на максимальной яркости и выключается при попадании света на фоторезистор.

Схема простого фотореле:

Простая схема фотореле

Чувствительность регулируется регулировкой значения R1. Его нужно менять в любом направлении в относительно небольших пределах. Мощность резистора подбирается для всех случаев равной 1 Вт. Полустор КУ208Г можно заменить на КУ601Г без потери функциональности конечного устройства, но в любом случае необходимо установить радиатор на указанный элемент схемы – при использовании указанной нагрузки она сильно нагревается.

Еще одна простая конструкция – использование фотореле в сочетании с несколькими транзисторами. Приведенная выше схема изначально была разработана для подключения потребителей через линию открытия электромагнитного реле.

Фото-транзисторное реле:

Фото транзисторное реле

Фоторезистор PR1 с подстроечным резистором R1 действует как делитель напряжения, контролирующий состояние транзистора VT1, который, в свою очередь, открывает или закрывает VT2. Последний и производит прохождение тока к реле К1, которое размыкает или подключает линию питания нагрузки. Диод VD1 отводит пики тока в моменты срабатывания электромагнитного элемента, защищая транзисторы.

Примечание! Указанное устройство больше не питается от сети 220 В, но имеет собственный токовый ввод от 5 до 15 В. Что касается функций подстроечного резистора R1, то необходимо установить чувствительность к световому потоку, приводящему к срабатыванию устройства такие же.

Повторяемый промышленный вариант

В качестве эталона рассмотрим схему фотореле ФР-602 компании ЕИК. Большинство представленных на рынке устройств подобного плана конструктивно схожи, отличаются только деталями.

Появление:

Появление

Принципиальная схема фотореле с печатной платой:

Принципиальная схема фотореле с печатной платой

Как видите, конструкция простая и ее можно сделать в домашних условиях. Элементарная основа:

Обозначение на схеме Модель / тип Характеристики Аналоги
Do2 Конденсатор 0,7 мкФ, 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 Строительное сопротивление 2,2 мОм
ZD1 Стабилитрон 1N4749 24 В 3 подключенных D814A серии или 2 D814D
D1-D5 Выпрямительный диод 1N4007
VD1 Выпрямительный диод 1N4148
Q1, Q2 Биполярный транзистор BC857A КТ3107Б
PH Фотоэлемент (фоторезистор) До 110 кОм
Отн Реле SHA-24VDC-SA (Rel1)

Схема подключения классического фотореле к линии потребителя

Все коммерчески доступные или самодельные типы реле требуют отдельного источника питания. Следовательно, два контакта устройства будут предназначены для вышеупомянутых целей. Кроме того, есть модели фотореле без встроенного преобразователя напряжения, а значит, питание на них подается не от сети 220 В, а через отдельный понижающий блок. К потребителям может идти несколько линий, в зависимости от количества внутренних электромагнитных переключателей. Кроме того, вход может быть разделен для каждого контакта – среди прочего, объединен – ​​или даже интегрирован с источником питания самого фотореле.

Датчик освещенности у большинства моделей встроен в корпус самого устройства, но есть и отдельные варианты, позволяющие отодвинуть его от самого устройства. Последнее необходимо в случаях исключения засветки фотоприемника от контролируемых ламп, чтобы система не превратилась в стробоскоп. То есть в темноте прибор включает лампы. Зажигай – выключай. Снова работает в темноте. И так по кругу.

Разделять

Описанная ранее модель FR-602 и подобные подключаются к линии следующим образом:

FR-602 и подобные подключаются к линии следующим образом

Для большого количества потребителей энергии

Для управления мощной нагрузкой, например, при подключении проектора или нескольких ламп, лучше использовать промежуточные реле. В роли последних подбираются соответствующие устройства, способные выдержать прохождение большого тока, достаточного для питания. Примером может служить RK-1p / 2p (Un), MRP-2, IEK ORM-41F-1, DEKraft PR-102 и подобные. Обратите внимание, что некоторые реле аналогичной конструкции предназначены для управления переменным током (AC), а другие – для постоянного тока (DC). Также коммутируемое напряжение может отличаться от номинальной мощности розетки в меньшую сторону. Последние два фактора важно учитывать при разработке схемы подключения. Если промежуточное реле питается от постоянного тока, фотореле должно управлять подачей питания на блок преобразования. Который, уже включившись, активирует электромагнитный контактор, который активирует основную линию питания клиентских устройств.

Для большого количества потребителей энергии

Использование других моделей фотореле

Вот схема подключения фотореле для другого варианта конечного автомата – с выносным датчиком светочувствительности и отдельными контактными линиями. Изначально он готовился для FR-7E, но подходит и для аналогичных моделей других производителей.

схема

Фото FR-07E:

FR-07E

Обратите внимание, что представленное фотореле и упомянутое выше отличаются корпусом и, в частности, защитой устройства от внешних факторов. FR-601/602 можно безболезненно разместить на улице, а для FR-7E требуется дополнительная упаковка для аналогичного действия. Но устройства с аналогичной схемой установки производятся со всеми необходимыми креплениями в стандартном электрическом шкафу, включая точки крепления, подготовленные для DIN-рейки.

Расширение функциональности за счет добавления реле времени

Планируя использовать фотоэлемент для уличного освещения своими руками, можно немного расширить его функционал, добавив таймер, отключающий свет по истечении установленного времени. Причина проста: вам не нужно тратить электроэнергию на лампы, которые работают всю ночь, когда это никому не нужно. В целях реализации можно использовать реле отключения, например IEK ORT-A2-AC230V, THC-B1 или подобное.

Расширенная схема питания уличного освещения:

Расширенная схема питания уличного освещения

Микропроцессорное фотографическое реле

Современные технологии коснулись и фотореле. Все чаще используются устройства на базе микроконтроллеров, которые позволяют не только определять наличие светового потока, но и совмещать многие другие функции. Кроме того, расширение не требует сильного изменения аппаратной составляющей, достаточно изменить внутреннюю программу.

Микроконтроллер – это небольшой компьютер, изначально ориентированный на управление устройствами на основе внешних факторов и алгоритма. Кроме того, его возможностей достаточно для присоединения к единой цифровой сети, объединяющей группы оборудования разного типа.

Также стоит упомянуть промышленные образцы фотореле, оснащенные «интеллектуальной» частью. Но их функциональность обычно ограничивается производителем. Поэтому лучше рассмотреть другую систему. Например Ардуино. Его возможностей вполне достаточно, чтобы управлять светом, отключать линию днем ​​и ночью, отправлять сообщения о текущем используемом режиме или сообщать о нарушениях в работе лампы.

С аппаратной точки зрения все, что не имеет прямого отношения к функциям управления, закреплено за дополнительными «щитами», подключенными к Arduino. На схеме выше последние будут относиться к часам, датчику освещенности и самому реле. Вопрос об отправке статуса конечному владельцу решает модуль связи GSM, который отправит SMS о текущем режиме работы системы.

Принципиальная схема конструкции довольно проста:

Принципиальная схема конструкции довольно проста

Есть примечание относительно показанной сборки. Обратите внимание, что на модуль реле подается внешнее питание. Это сделано, чтобы избежать скачков тока, поскольку экран потребляет много электроэнергии из общей линии и может вызвать провалы напряжения при переключении. Также рекомендуется отдельный источник питания для SIM800L (на схеме выше он подключен непосредственно к самой Arduino). Кроме того, модуль связи GSM – довольно расточительный элемент – он должен генерировать некоторую мощность для подключения к вышке сотовой связи и может потреблять энергию для этой цели только из линии электропередачи.

Что касается программной части, то любой, кто знаком с программированием микроконтроллеров Arduino, может написать соответствующий алгоритм. Также в Интернете очень много кодов.

Несмотря на функциональную простоту фотореле, ниш применения у него достаточно. Кроме того, небольшие возможности расширяются за счет добавления новых за счет небольшого усложнения схемы и использования микроконтроллеров.

Похожие видео

Источник – https://profazu.ru/bytovaya-tehnika/samodelki/fotorele-svoimi-rukami.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: