Электрификация

Справочник домашнего мастера

Фотореле своими руками схема

Проверенная схема фотореле для освещения растений

Всем привет. Как ожидалось, опять пришла весна. А вместе с ней и некоторые вопросы и думки о предстоящей посевной на приусадебном огороде. Да простят меня автомобили, но сегодня поговорю об этом. Так что, суровые водители автотранспорта, интересующиеся только им, а также жаждущие поржать, могут отдохнуть и не читать дальше.

Меня лично озаботила тема, как организовать дополнительную подсветку рассады в не очень светлом помещении. Дело в том, что у меня помидорно-перечный питомник организован в мастерской при гараже (дабы не мусорить в доме). Так вот, там одно окно на запад, да еще притемненное находящейся над ним террасой второго этажа. Короче, ацки мало света, однако!

Как известно, оптимальная освещенность рассады должна быть где-то около 8000 люкс. А от окна у меня в светлый день от силы 1000 люкс. То есть почти в десять раз меньше, чем желают вершки и корешки. Вот и решил одолеть эту злобную тему. А заодно рассказать и поделиться некоторыми своими технологическими приемами при изготовлении электронных устройств детской сложности, так как, несмотря на простоту в целом, сам часто сталкивался с проблемками, которые приходилось так или иначе решать.

Собственно подсветка у меня организована конструкцией из четырех светодиодных прожекторов, подвешенных к потолку над рассадой. Но их нужно утром включить, а вечером выключить (такой цикл жизни у растений, в отличие от людей, которые спят и бодрствуют иногда очень затейно). Кто-то скажет, а в чем проблема? Ну включай и выключай, или уже и это лень?! Для таких злых людей поясню, что мне приходится постоянно уезжать дня на два-три в неделю. А это уже проблема. На фазенде никого нет, кроме видеокамер, у которых, как известно другие важные задачи.

Итак, поехали! Надо сделать фотореле, которое будет включать светильники на рассвете и выключать вечером в сумерки. Схему взял проверенную ранее на термореле включения и выключения вентиляторов охлаждения в блоке питания, о котором писал ранее.

Только слегка доработал ее. Естественно вместо терморезистора применил фоторезистор ФР-765. А номинал резистора R1 увеличил до 820 ком. Опробовал работу схемы на макетной плате, запитав ее от лабораторного источника.

В качестве источника питания схемы взял имеющийся AC-DC преобразователь на 12в. Он идеально компоновался вместе с платой в небольшой корпус.Индикаторный светодиод не применял, так как индикация наглядно происходит путем включения четырех прожекторов по 100 ватт (как уж не понять, что, — Ура! Сработало!).
Сделал разводку платы в Sprint-Layuot с учетом компоновки в корпусе.

А дальше нужно делать плату методом ЛУТ (лазерно утюжная технология). Распечатал рисунок платы на лазерном принтере ( у меня HP) на желтой китайской термобумаге (она мне наиболее нравится из всего опробованного, так как стабильно дает результаты при переносе изображения на фольгированный стеклотекстолит и легко отделяется от него после переноса). В настройках принтера нужно задать максимальный расход тонера. Заготовка платы ошкуривается нулевкой и обезжиривается ацетоном. Заготовку платы делаю несколько больше, чем нужный размер, чтобы зафиксировать бумагу с рисунком на ней при помощи полосок малярного скотча шириной 20 мм ( это скотч шириной 20 мм, не полоски), которые наклеиваются, как показано на фото и загибаются за края заготовки. Малярный скотч надежно удерживает бумагу на заготовке при прогреве ее утюгом, не плавится и легко отделяется потом не оставляя следов. К этому я пришел после многих разных экспериментов, как к наиболее оптимальному способу фиксации. Вот примерно так.

Далее собственно ЛУТ. Утюг ставится на максимальную температуру. Пока он греется, кладу заготовку платы на доску бумагой с рисунком вверх. Накрываю ее листом, сложенным вдвое, обычной офисной бумаги. сверху накрываю тоже сложенным вдвое тонким вафельным полотенцем, какие сейчас продаются как ветошь за копейки.Дальше начинаю проглаживать этот бутерброд утюгом с небольшим нажимом в течение полутора минут. Затем заготовку оставляю остывать естественным образом. Когда она остынет до комнатной температуры, осторожно отделяю бумагу от медного слоя заготовки.

Здесь важно правильно выдержать время прогрева, чтобы не пересох тонер. Я несколько передержал, поэтому огрехи поправляются кислотостойким маркером.
Далее — собственно травля. Ее описывать не буду, процедура известная. После травления смываем тонер с платы тампоном, смоченным ацетоном. Вот, что получилось. Не бог весть, но приемлемо.

Далее обрезаем заготовку в размер. Для того, чтобы это легко можно было сделать, при разводке платы в Sprint-Layout я выбираю опцию с контуром платы. По этим линиям обрезаю плату в размер. Чем бы вы думали? Ножницами…, по металлу. Они прекрасно режут текстолит и нет пыли, как от ножовки.

Дальше нужно плату облудить. Для этого я использую сплав Розе. Этот сплав имеет температуру плавления около 99 градусов. В небольшой металлической емкости с антипригарным покрытием (расплавленный сплав к нему не пристает) с водой на портативной газовой плитке расплавляю кусочек сплава Розе ( в воду необходимо добавить немного лимонной кислоты, примерно чайную ложку без горки на стакан воды), кладу туда плату рисунком на расплавленный сплав (похожий на ртуть, такой же подвижный), немного прижимаю передвигая туда-сюда плату, затем переворачиваю плату рисунком вверх. Силиконовой лопаточкой (коих масса в хоз. отделах) растираю расплавленный сплав по поверхности рисунка, залуживая его тонким слоем.Вот, что получилось.

Далее сверлим отверстия. Я пользуюсь маленьким и легким китайским сверлильным станочком с плавной регулировкой оборотов, к которому сделал подсветку зоны сверления.

Пробовал ручные микросверлилки, но это не то. Здесь строго вертикально подается сверло (я использую твердосплавные германские сверла, которые хоть и стоят 150 руб . штука, но того стоят) и вероятность сломать его крайне мала. Разве что в неадекватном состоянии, но в этом случае лучше заняться чем-то другим, например смотреть широко на мир говяжьим взглядом. Ну а теперь собираем схему на плате. Вот, что получилось.

Если монтаж выполнен правильно, то схема запускается сразу. Наладка заключается в регулировке подстроечным резистором световых порогов срабатывания реле. Я настроил примерно на 30 люкс с учетом некоторого гистерезиса, который задается резистором обратной связи R3.

Кстати о гистерезисе. Я выбрал эту схему еще и потому, что при срабатывании реле на граничных значениях (что в термореле, что в фотореле) абсолютно отсутствует дребезг контактов реле. Срабатывания четкие. Хотя, мы знаем, как медленно меняется освещенность при утренних и вечерних сумерках. Но даже в этом случае нет пограничных эффектов. Вот готовое изделие с розеткой питания нагрузки.

А это оно в работе.

Ну вот, теперь еще одной проблемой стало меньше. И еще. Это фотореле можно использовать и в режиме включения света с наступлением темноты и выключения его с ростом освещенности. То есть, как автоматическое включение освещения чего-либо в ночное время. Для этого задействуется лишь другой контакт реле. На рисунке печатной платы это видно. Всем добра!

Фотореле используется для того, чтобы в разное время суток автоматически управлять включением и отключением света. Отличное решение, как для загородных участков, так и для многоквартирных домов.

Устройство

Самый простой вариант модели фр 602 и других вариантов состоит всего из нескольких основных компонентов:

  1. Переменный резистор.
  2. Диод.
  3. Реле для управления
  4. Фоторезистор.
  5. Два транзистора.

Роль транзисторов в 602 и других моделях обычно играют приборы, которые обозначаются как KT315Б. Они включаются по схеме составных резисторов, обмотка реле вполне справляется с нагрузкой данной части. Большой коэффициент усиления всегда характерен для подобных схем. Входное сопротивление тоже сохраняет высокий уровень. Благодаря этому, есть возможность для применения фоторезистора, отличающегося высоким показателем по сопротивлению.

Схема фотореле

Схема фотореле фр 602 на 12В предполагает, что обычный транзистор и транзистор номер 2 открываются, когда увеличивается освещение фотоустройства, включенного между базой первого транзистора, и коллектором. В коллекторной цепи второго транзисторного механизма появляется ток, что и приводит к срабатыванию реле. Оно включает или выключает нагрузку через свои контакты, в зависимости от пользовательских настроек.

Защитный код с обозначением КД522 включается для того, чтобы защитить устройство от воздействия ЭДС. Включение транзистора переменного типа с номиналом 10 оКм нужно, чтобы можно было настроить чувствительность системы, которой связывается база и эмиттер в первом транзисторе.

ФР 602 на 12 в и другую мощность применяют не только для домового, но и для уличного освещения. От того, сколько выводов идёт к системе света, зависит разновидность используемой схемы. Для защиты от замыкания и перегрузки устанавливаются автоматы в электрощите. Так и работают любые электрические выключатели.

Есть в таком случае несколько особенностей у питания.

  • Нужен источник постоянного напряжения на 5-15 В.
  • Устройства с обозначением РЭС 47 или 9 используются при напряжении источника в 6 вольт.
  • Приборы с обозначением РЭС 15 или 49 нужны при работе с напряжением в 12 Вольт.

Схема подключения

Возникает необходимость в создании специальной платы, через которую всегда проводится монтаж. Хорошо, если она будет печатной. После этого для создания фотореле своими руками выполняются следующие действия:

Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют ‘Экономитель энергии Electricity Saving Box’. Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

  1. На плате укрепляем резисторный механизм переменного действия, транзисторы и само реле.
  2. Необходимо создать несколько отверстий, чтобы правильно вывести все элементы схемы.
  3. Паяльником, с помощью проводов проводим соответствующие соединения.

Можно использовать лампу накаливания, когда схема 602 настраивается. При этом помещение должно быть затенено. Поток света у такой лампы обычно можно регулировать.

Чтобы правильно подобрать порог включения прибора, надо работать в подходящих условиях освещения. С этим вопросом всегда поможет переменный резистор. Нужно установить постоянный резистор, а не переменный, если не планируется отдельно настраивать порог для срабатывания.

Каким может быть фотореле

  • Управление порогом срабатывания есть у всех современных моделей.
  • Дополнительной функцией программирования снабжаются самые дорогие разновидности. Например, отдельная программа устанавливается для управленияна каждое время года. И отдельно по временам суток.
  • Наличие выносных датчиков характерно для фр, которые не предназначены для монтажа на улице. Достаточно использовать 2 провода, чтобы подключить такой датчик к внутренней схеме.
  • Вообще датчики у простых фр 602 бывают либо выносными, либо встроенными.

  • Само фр имеет разное назначение. Например, подходит для установки на улице, тогда продаётся внутри герметичного корпуса. А есть варианты для внутренней установки на рейку электрощита с обозначением Din.
  • Реже всего можно встретить самодельные фр, внутри которых вместе собираются датчик движения и таймер, фотоэлементы. Такие конструкции самые дорогие. Снабжаются обычно специальными электронными табло, благодаря которому работа освещения настраивается максимально точно.
  • Чаще можно найти приборы, где схема совмещает фотодатчики и устройства, реагирующие на движение.

Как устанавливать фотореле

Нужно использовать специальные отверстия для того, чтобы закончить монтаж. Требуется только соблюдать несколько важных правил.

  1. Надо обязательно проверить, с каким напряжением работает питающая сеть, перед установкой магнитного пускателя и других элементов. Необходимо иметь показатель примерно в 220 В. Минимальное отклонение – 10 процентов в большую или меньшую сторону. Надо убедиться и в том, что всем правилам соответствует защита. Это относится к предохранителю, автоматическому выключателю.
  2. Установка запрещается, если рядом действуют химически активные вещества. Нельзя ставить с горючими, легко воспламеняющимися материалами.
  3. Схема подключения предполагает, что основание устройства должно находиться только внизу, не вверху.
  4. Свет от включаемого светильника никогда не должен попадать на фотодатчик.

Модель типа LXP. Об основных технических характеристиках

ФР 601 это довольно распространённые приборы, которые включаются и выключаются в зависимости от уровня освещённости вокруг. Уличное освещение фр 601 включается, как только на улице становится темно. Такое решение увеличивает срок службы любых лампочек, помогает экономить электроэнергию.

Технические характеристики у устройства 601 будут такими.

  • <,5 – 5o Люкс. Это обозначение рабочего показателя модели 601.
  • До 10 А работает коммутируемая цепь 601.
  • Переменное напряжение, требует источника питания с поддержкой 220 Вольт.

В нижней части устройства, с обозначением 601, находится регулятор, позволяющий установить уровень для освещения в обычных рабочих условиях. Уровень света и сила тока коммутируемой цепи – единственные принципиальные различия между моделями этого производителя.

Производители с обозначением 601 обычно дают свои установки, согласно которым проводится регулировка, управление. Потому надо обязательно изучить технический паспорт изделия для освещения перед тем, как проводить монтаж. То же самое касается сертификационной документации, патентного оформления. Иначе потом из-за ошибок придётся делать в квартире или доме капитальный ремонт. Лучше установить на этот контроллер отдельный автомат, внутри распределительного щита или шкафа. Область действия и марка определяют, сколько будет стоить конкретное устройство.

payaem.ru

Задачей фотореле является управление освещением, зачастую, это схема с фоточувствительным элементом, которая управляет включением освещения в темное время суток. Радиолюбителями разработано множество различных схем фотореле, представим вашему вниманию простые и надежные схемы на различных фоточувствительных элементах: фоторезисторах, фотодиодах, фототранзисторах.

Первая схема фотореле на фотодиоде и вполне подойдет для начинающих, так как проста в изготовлении и не содержит редких элементов. В качестве нагрузки после ключа использован светодиод, разумеется вместо него можно применять и другую логическую схему или реле. В данной схеме фотодиод включен через стабилизатор тока, схема в таком включении дает существенную разницу при освещении и затемнении светочувствительного элемента и поэтому не требует дополнительного усилителя. При резком изменении освещения напряжениние на фотодиоде меняется от 0 до уровня напряжения питания схемы. Эту схему вы можете без труда собрать и отрегулировать за пару часов на макетной плате. Фотодиод можно использовать почти любой марки.

Детали:

В данной схеме был применен ФД 256, но схема работает и с фототранзисторами. VD1 и VD2 можно ставить любые кремниевые диоды. Транзисторы также можно любые маломощные. Как я уже говорил первый транзистор работает как стабилизатор тока и чем больше будет R2, тем больше чувствительность схемы, но не перестарайтесь с настройкой. Каскад на втором транзисторе — эмиттерный повторитель , третий транзистор — обычный ключ.

Предлагаем Еще одну несложную схему с минимальным количеством деталей, и высокой чувствительностью. Такая чувствительность достигается за счет включения транзисторов VT1 и VT2 как составного. В таком включении общий коэффициент усиления будет равен произведению коэффициентов составляющих транзисторов. Также за счет этого включения достигается высокое входное сопротивление, что позволяет использовать фоторезистор и другие высокоомные источники сигнала.

Принцип работы:

Схема работает очень просто- с увеличением освещенности сопротивление фоторезистора уменьшается до нескольких килоом (в темноте — несколько мегаом) это приводит к открыванию транзистора VT1. Коллекторный ток VT1 откроет транзистор VT2, который в свою очередь включит реле и оно своими контактами включит нагрузку.Чтобы в момент включения реле не возникала самоиндукция и маломощный сигнал фоторезистора преобразовался в достаточный для включения обмотки сигнал включен VD1.

Детали:

Для регулировки чувствительности этой схемы, которая иногда может быть избыточной можно поставить в схему переменный резистор, который показан на схеме пунктиром.Питание схемы зависит от рабочего напряжения реле и может быть в пределах 5-15в.При питании 6 вольт можно исплользовать РЭС 9, при 12 вольтах РЭС 15,РЭС 49. Ток обмотки при использовании указанных транзисторов не должен превышать 50 мА. если поставить вместо VT2, более мощный типа КТ 815, выходной то может быть большим и возможно использование более мощных реле. следует учитывать что при повышении питания увеличивается чувствительность фотореле.

Еще одна схема собрана на операционном усилителе и также не содержит большого количества деталей.ОУ в данной схеме включен как компаратор (сравнивающее устройство), а фотодиод включен в фотодиодном режиме, питание на него подано так, что он смещен в обратном направлении.

Из за такого включения при снижении освещенности возрастает сопротивление светодиода, и это приводит к к тому, что уменьшается падение напряжения на резисторе R1, и соответственно падает на инвертирующем входе компаратора. На неинвертирующем входе напряжение устанавливается с помощью R2, и является пороговым, то есть задает порог срабатывания. При уменьшении напряжения на инвертирующем входе ниже порогового на выходе компаратора появится уровень напряжения который откроет Т1 и включит реле.

Детали:

Транзистор можно использовать любой маломощный NPN типа КТ 315, 3102. ОУ в качестве компаратора типа К140УД6 — УД7, или подобные. Для питания схемы следует использовать выпрямитель с напряжением 9-12 вольт, реле выбирать с соответствующим напряжением срабатывания обмотки.

Настройка:

Наладка устройства заключается в установке порогового напряжения, его следует настроить таким образом, чтобы уже при наступлении сумерек происходило включение. Для настройки порога срабатывания можно использовать регулируемую лампу накаливания в затемненной комнате.Чтобы избавиться от возможного дребезга реле при срабатывании нужно параллельно катушке присоединить конденсатор на несколько сотен микрофарад.

Делаем фотореле по схеме своими руками

Емкостное фотореле для уличного освещения — устройство, позволяющее включать или выключать лампы, используемые на дорогах, у подъездов и в парках. Их использование экономит электроэнергию и минимизирует неудобства для водителей, жильцов дома и простых прохожих.

Работа основана на фоторезисторе или фотодиоде — полупроводниковых элементах, которые меняют свои параметры в зависимости от интенсивности освещения среды. Днем при достаточном количестве света датчик освещенности размыкает цепь, и лампа выключается, а ночью происходит обратная последовательность действий: емкостное реле для управления освещением снижает сопротивление, и свет включается.

Установка фотореле

Установить фотореле своими руками несложно, важно лишь исключить прямое влияние регулируемого источника освещения и защитить устройство от неблагоприятного воздействия извне: влаги, прямых солнечных лучей, перепадов температуры.

Для устройств промышленного производства существует ряд стандартов, которым такие решения должны соответствовать: ГОСТ (отечественные) и IP (международные). Добиться же того, чтобы самодельное фотореле было защищено от факторов внешней среды сложнее, хотя и теоретически возможно. Но для желающих установить подобное устройство у себя во дворе, около своего подъезда или гаража, лучше для начала рассмотреть предлагаемые на рынке решения — без владения нужными знаниями и опытом фотодатчик своими руками довести до рабочего состояния будет крайне сложно.

ФР-601 (602)

Если речь заходит об использовании стандартных однофазных фотореле для освещения, то самой популярной моделью являются устройства ФР-601 и ФР-602 производства компании ІЕК.

Они достаточно надежные, и даже у непосвященных в электронику пользователей не возникает вопросов, как подключить автоматический регулятор подсветки. Эти две модификации имеют несущественные различия: они обе работают с током одних и тех же напряжения и частоты, имеют аналогичную потребляемую мощность (0,5 Вт) и абсолютно одинаковые комплекты поставки.

Различия касаются лишь максимального сечения подключаемых проводников: для 601 модели она составляет 1,5 кв. мм., а для 602 — 2,5. Следовательно, отличается у них и номинальный ток нагрузки: 10 и 20 А, соответственно. Фотоэлемент у обеих моделей встроенный, его регулировка возможна в пределах от 0 до 50 лк с шагом в 5 лк.

Изготовление в домашних условиях

Принципиальная схема емкостного фотореле ФР-602 (как и его собрата) легко повторяется даже при незначительных познаниях в электронике. Особую актуальность создания самоделки приобретает при потребности в большом количестве устройств (например, для организации автоматического включения и отключения освещения в зависимости от времени суток).

Для изготовления понадобятся такие детали, в скобках будут указаны обозначение на приведенной схеме и мощность:

Учитывая набор и суммарную стоимость деталей, а также наличие схемы, 602 модель — довольно простое в исполнении решение.

К слову, многие детали из списка можно заменить на отечественные. По отзывам уже собиравших биполярный транзистор Q2 можно заменить встречающимся повсеместно КТ3107Б, а стабилитрон 1N4749 — тремя последовательно подключенными Д814А или двумя Д814Д. Схема подключения также не отличается особой сложностью.

Недостатки модели

Рассмотрим, в чем минусы подобной схемы. Как ни странно, с технической стороны схема не уступает заводской при должной сноровке радиолюбителя. Разница будет ощущаться в реальной эксплуатации: заводское изделие имеет стандарт защиты IP44, что подразумевает пыле- и влагозащиту.

Также заводские ФР-601 и ФР-602 имеют больший диапазон рабочих температур, а самодельная схема в мороз в декабре может перестать работать из-за одного-единственного некачественного соединения.

Аналоги

Среди аналогов данному устройству значатся ФР-75А — фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях, а также менее стабильна и долговечна при практическом использовании.

Среди его преимуществ — больший диапазон рабочей яркости, составляющий от 1 до 200 лк, что вчетверо превосходит конкурента. Еще один большой плюс устройства ФР-75 — возможность работы в цепях постоянного тока напряжением 12 В.

Также фотодатчик является выносным, что позволяет установить сам регулятор внутри помещения и не беспокоиться о факторах окружающей среды. В целом, в своем классе модель не имеет равных и является лучшим фотореле — 12 вольт постоянного тока часто используются в качестве питания для подобных устройств. Схема подключения устройства изображена на рисунке.

Оборудование высокой мощности

Среди конкурентов также можно рассмотреть фотореле ФР-7Е, но не в его пользу говорят отсутствие защиты от влаги (IP40) и довольно высокая потребляемая мощность.

Также к недостаткам можно отнести открытые контактные зажимы и отсутствие защиты подстроечного резистора на лицевой панели. Положительный момент — работать ФР-7 может в сетях переменного тока напряжением 220 вольт с напряжением до 5 ампер, что почти на порядок больше, нежели у рассмотренных выше конкурентов. Диапазон регулировки в 10 лк также устанавливается лишь специалистом — отрегулировать его самостоятельно не получится.

По габаритам ФР-7 также превосходит рассмотренные в статье фотореле (см. чертеж).

Учитывая опыт эксплуатации фотореле в бытовых и промышленных условиях, наиболее стабильной и легко воспроизводимой в домашних условиях является модель ФР-602 или ее менее мощная вариация ФР-601 от компании AIK. Они отлично показывают себя в различных режимах работы, имеют хороший запас долговечности и, что самое главное, обладают минимальной себестоимостью. Кроме того, их сборка облегчается возможностью заменить многие зарубежные детали на дешевые отечественные аналоги.

Видео

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх