Защищенное фотореле для низковольтной нагрузки

14.11.16

[Домашняя]

 

Данное фотореле является защищенным потому, что оно не реагирует включением нагрузки на кратковременное освещение фотодатчика, например, фарами проезжающего автомобиля. Достигается это введением задержки в процесс включения нагрузки. Благодаря этой задержке нагрузка включается только в том случае, если продолжительность освещения фотодатчика превышает время задержки. Время задержки составляет около 10 секунд. Второе достоинство данного фотореле - высокая экономичность в ждущем режиме, что позволяет использовать гальванический источник питания. Нагрузкой фотореле может быть любое низковольтное устройство, например, портативный радиоприемник, заранее настроенный на частоту выбранной радиостанции. С восходом солнца приемник автоматически включается. Схема устройства показана на рисунке 1.

Оно содержит фоторезистор R2, образующий с резистором R1 делитель напряжения, управляющий работой двухвходового триггера Шмитта D1.1, схему задержки на основе RC-цепи R3-C1 и разрядной цепи VD1-R4, а так же два инвертора на основе триггеров Шмитта и выходной ключ на полевом транзисторе. При включении питания выключателем S1 конденсатор С1 разряжен, на нем напряжение низко, и на выходе триггера Шмитта D1.3 напряжение так же низко. Транзистор VT1 закрыт и ток в нагрузку не поступает. Если в данное время темно, сопротивление фоторезистора R2 велико (составляет более 2 МОм), поэтому на выходе триггера Шмитта D1.1 будет напряжение логического нуля. Конденсатор С1 будет поддерживаться разряженным за счет цепи VD1-R4 и нагрузка будет оставаться выключенной. При освещении фоторезистора R2 его сопротивление резко уменьшается до сотен десятков кОм. При этом на выходе триггера Шмитта D1.1 устанавливается высокий логический уровень, который начинает медленно заряжать конденсатор С1 через резистор R3. Если освещение продолжительное и по времени превосходит время зарядки С1 через R3, то спустя это время напряжение на С1 достигает порога переключения триггера Шмитта D1.2, на его выходе возникает низкий логический уровень, а на выходе триггера Шмитта D1.3 - высокий. Транзистор VT1 открывается и подает ток на нагрузку. В том случае, если продолжительность освещенности меньше времени зарядки С1 через R3 до порога переключения триггера Шмитта D1.2, либо освещенность прерывается, то цепь R4-VD1 разряжает конденсатор С1 не давая ему заряжаться до порога переключения триггера Шмитта D1.2, и нагрузка остается выключенной. Следует заметить, что благодаря применению микросхемы К561ТЛ1, представляющей собой набор из четырех двухвходовых триггеров Шмитта, входы каждого из которых объединены логикой «И-НЕ», нарастание и спад освещенности могут происходить плавно и очень медленно, не вызывая «дребезга» или неоднократного переключения элемента D1.1, и как следствие, включения и выключения нагрузки, как это было бы при использовании обычных элементов логики «2И- НЕ», например, микросхемы К561ЛА7. Фотореле, схема которого показана на рисунке 1, включает нагрузку при освещении. Если нужно чтобы нагрузка включалась при затемнении, нужно в схему добавить один оставшийся лишним триггер Шмитта D1.4 (рис.2.).

Резисторы - МЛТ, С2-33 или импортные аналоги, конденсаторы электролитические, зарубежные аналоги отечественных К50- 35 (например, фирмы Jamicon). Фоторезистор - любой с темновым сопротивлением не менее 2 МОм, рабочим напряжением не менее 5V и соотношением темнового сопротивления к световому не менее 150. Этим показателям соответствуют фоторезисторы ФСК-1, ФР-764, ФР-765. Транзистор КП505А можно заменить другими транзисторами этой серии, либо такими зарубежными аналогами, как BS170 и IRF540. Зарубежным аналогом микросхемы К561ТЛ1 является CD4093A. Монтаж выполнен на отрезке макетной печатной платы. Налаживание состоит из двух этапов, - подбором сопротивления R1 устанавливают пороги переключения фотореле. И подбором сопротивления R3 устанавливают время задержки.

Радиоконструктор №2 2014г стр. 23

Домашняя

Дата последнего изменения этого узла 14.11.2016