31.03.21

[Домашняя]

Иногда может потребоваться фотореле, - автоматический выключатель, включающий и выключающий не очень мощную осветительную лампочку. Такое фотореле может пригодиться на приусадебном участке частного дома для управления освещением части улицы и входной группы, места въезда в гараж, на участок. Фотореле может работать в двух режимах. В первом свет включается и выключается в зависимости от уровня освещенности, Во втором случае свет можно принудительно включить одной квазисенсорной кнопкой, и, после того как в этом отпадет необходимость, вернуть схему в светочувствительный режим нажатием другой аналогичной кнопки. Принципиальная схема показана на рисунке.

Светочувствительным элементом является отечественный фотодиод ФД-320 от систем дистанционного управления старых телевизоров. Несмотря на предназначение для работы по ИК-свету, он вполне достойно реагирует и на видимый свет. В этой схеме он включен не как фотодиод, а как фоторезистор.   Его обратное сопротивление тем меньше, чем больше света он получает. Сопротивление фотодиода вместе с R1 образует делитель напряжения, зависимый от яркости света, попадающего на фотодиод. Зависимость напряжения от яркости обратная. Это напряжение поступает на управляемый триггер Шмитта на элементах D1.1- D1.2. Сопротивлением R1 устанавливают чувствительность светодатчика, то есть, порог освещенности для переключения. Установка должна быть такой, чтобы при малой освещенности напряжение на делителе было достаточным для переключения триггера Шмитта в единицу, а при малой освещенности - в ноль. При этом при малой освещенности единица с выхода D1 2 открывает ключевой МОП-транзистор VT1, подающий пульсирующий ток на лампу HL1. В литературе часто встречаются схемы, в которых логические выходы КМОП-элементов цифровых микросхем подключаются непосредственно к затворам мощных ключевых МОП-транзисторов. Теоретически это понятно - сопротивление затвора такого транзистора высоко и не должно перегружать слабый выход микросхемы КМОП-логики. Но при этом почему-то не учитывают довольно большую емкость затвора МОП-ключевого транзистора, А эта емкость существенна, и в момент её зарядки возникает внушительный импульс тока. Он редко приводит к повреждению микросхемы, но часто вызывает сбои в работе логики. Поэтому здесь есть цепь R6- VD3, которая исключает перегрузку выхода микросхемы, ограничивая зарядный ток резистором R6, и диодом VD3 устраняет отрицательный выброс при разрядке емкости затвора в момент выключения нагрузки. Ручное управление состоит из кнопок S1 и S2 не имеющих фиксации нажатого положения и RS-триггера на элементах D1.3 и D1.4. В исходный момент, - в момент подключения к электросети зарядный ток конденсатора С2 устанавливает триггер в состояние, при котором на выходе D1А присутствует логическая единица. В этом состоянии триггер Шмитта не заблокирован и схема сама «принимает решение» о включении лампы в зависимости от освещенности. Кнопкой S1 можно триггер D1.3-D1.4 установить в нулевое положение. При этом триггер Шмитта D1.1-D1.2 блокируется в единичном состоянии и лампа HL1 включается. Вернуть схему в фоторежим можно нажатием S2. Поскольку здесь используется один ключевой транзистор, лампа питается пульсирующим постоянным напряжением через выпрямительный мост VD4. Напряжение для питания микросхемы образуется с этого же моста с помощью параметрического стабилизатора R7-R8-R9-VD1-C3. Три резистора R7-R9 вместо одного на 120 К только чтобы увеличить длину участка сопротивления, на котором падает довольно высокое напряжение и таким образом снизить вероятность пробоя по воздуху или пыли. Фотодиод ФД-320 можно заменить на ФД- 252, ФД-265, ФД-3 или применить какой-то фоторезистор, соответственно подобрав резистор R1 по максимальному сопротивлению, при котором регулировка не вызывает затруднений. Микросхему К561ЛА7 можно заменить её аналогами серий К1561, К564, К176, а так же, многочисленными зарубежными аналогами. Диодный мост - любой под мощность до 200W и напряжение не ниже 300V, например, RS495, KBRC106 или собрать его на соответствующих диодах. Полевой транзистор - КП707В2, КП707Б2, КП753А, КП777А, КП7130В, IRF84Q, BUZ210. При мощности до 200W достаточно символического радиатора (болт с гайкой и двумя толстыми шайбами). Стабилитрон можно заменить любым на 7- 10V, например, устаревшим Д814А, Д814Б.

Радиоконструктор №10 2009г стр. 36