31.03.21

[Домашняя]

Автомат предназначен для управления светильником освещения дворика частного дома, и части улицы перед ним, темного подъезда большого дома. Он включает свет только когда стемнеет, а выключает его на рассвете. Главной особенностью схемы является то, что включение и выключение светильника задается двумя разными фотореле, входящих в состав одного устройства. Это позволяет задать не только разные пороги включения света и его выключения, но и расположить датчики света и темноты в разных местах, чтобы обеспечить наиболее качественную работу устройства в целом. А наличие схемы триггера исключает мигание осветительной лампы на переходных порогах освещенности. Практически схема состоит из двух датчиков света на фоторезисторах, которые работают как датчик света и датчик темноты и объединяющего их триггера с высоковольтным ключом на выходе.

Фоторезистор F1 служит датчиком темноты, а фоторезистор F2 - датчиком света. Разница в их включении и в том, какими состояниями триггера D1.3-D1.4 они управляют. Подстройкой сопротивления резистора R1 чувствительность датчика темноты настраивают так, чтобы днем напряжение на F1 было ниже порога переключения логического элемента в единицу, а ночью выше этого порога. Если датчик настроен правильно, то пока достаточно светло напряжение на выводе 1 D1.1 - логический ноль. С потемнением сопротивление фоторезистора увеличивается и напряжение на выводе 1 D1.1 повышается. В какой-то момент оно достигает нижнего порога логической единицы. Это вызывает запуск одновибратора D1.1-D1.2, который формирует импульс, устанавливающий триггер D1.3-D1.4 в единицу на выходе D1.4. В результате напряжение на выходе D2.4 будет единицей, и с выхода элемента D2.4 это напряжение поступает на затвор высоковольтного полевого транзистора VT1. Его канал открывается и включает лампу Н1. Лампа включена. Триггер находится в устойчивом состоянии, поэтому она остается включенной, даже если свет от лампы попадает на фототранзистор F1. Подстройкой сопротивления резистора R3 чувствительность датчика света настраивают так, чтобы ночью напряжение на F2 было ниже порога переключения логического элемента в единицу, а днем выше этого порога. Если датчик настроен правильно, то пока достаточно темно напряжение на выводе 1 D2.1 - логический ноль. С увеличением освещенности сопротивление фоторезистора уменьшается и напряжение на выводе 1 D2.1 повышается. В какой-то момент оно достигает нижнего порога логической единицы. Это вызывает запуск одновибратора D2.1-D2.2, который формирует импульс, устанавливающий триггер D1.3- D1.4 в нуль на выходе D1.4. В результате напряжение на выходе D2.4 будет нулевым, и с выхода элемента D2.4 это напряжение поступает на затвор высоковольтного полевого транзистора VT1. Его канал закрывается и выключает лампу Н1. Таким образом, пороги включения света и его выключения устанавливаются раздельно, - порог включения регулируют света подстроечным резистором R1, а порог выключения света - подстроечным резистором R3. Затвор VT1 подключен к выходу D2.4 через резистор R8, который снижает нагрузку на выход логического элемента от заряда относительно большой емкости затвора транзистора. Проблема в том, что при непосредственном подключении затвора к выходу КМОП-логического элемента в момент изменения на нем уровня происходит существенный бросок тока на зарядку емкости затвора VT1 и это может, если не привести к повреждению элемента, так вызвать сбой в работе схемы триггера, например, сбросить его в обратное состояние или вызвать пульсацию. Поэтому наличие цепи R4-VD2 существенно облегчает работу логической микросхемы и устраняет склонность к сбою. Питается схема и лампа постоянным пульсирующим током через выпрямитель на диодах VD3-VD6. Напряжение на микросхему подается с параметрического стабилизатора на резисторах R5-R7 и стабилитроне VD1. Выключатель S1 служит для ручного включения лампы. Вместо фоторезисторов СФЗ-1 можно применить другие фоторезисторы. Порог срабатывания фотодатчика регулируют подбором сопротивления резистора R1 и R3, соответственно. Для других фоторезисторов эти сопротивления могут очень существенно отличаться от указанных на схеме. В таблице 1 приведены данные некоторых популярных отечественных фоторезисторов.

Таблица 1.

В качестве фотодатчика можно так же использовать и фототранзистор, фотодиод, включенный фоторезистором (обратно полярности). В любом случае нужно будет проводить эксперименты, чтобы подобрать необходимые сопротивления R1 и R3. Без радиатора и с показанными на схеме диодами выпрямительного моста транзистор КП707В2 может коммутировать лампу мощностью до 150W включительно. Диоды КД243Ж можно заменить на КД243Г-Е,        1 N4004-1 N4007 или другие аналогичные. Микросхемы D1 и D2 типа К561ЛЕ5 можно заменить на К176ЛЕ5 или CD4001. Стабилитрон VD2 - любой на напряжение 12V, например, КС512. Транзистор КП707В2 можно заменить на КП707А1, КП707Б2 или IRF840.

Радиоконструктор №10 2017г стр. 37