31.03.21

[Домашняя]

В статье приведено описание простого экономичного фотореле, которое не требует настройки, и даже начинающие радиолюбители смогут его изготовить. В технической литературе описывалось много вариантов фотореле: к примеру, такие устройства описаны в [1, 2], однако предложенный вариант более экономичный и надежен в работе. Так, схема, описанная в [1], имеет балластный конденсатор емкостью 2 мкФ, а схема, описанная в [2] (на 4-х транзисторах), имеет балластный конденсатор емкостью 1 мкФ. Автор предлагает свой вариант простого экономичного фотореле (ПЭФ), которое предназначено для автоматического включения электроосвещения в вечернее время и выключения на рассвете. Фотореле может быть использовано для освещения в вечернее и ночное время лестничной площадки, территории на даче, возле гаража, возле магазинов и т.д. Принципиальная электрическая схема ПЭФ приведена на рис. 1.

Схема работает следующим образом. Питание схемы бестрансформаторное, то есть непосредственно от сети переменного тока через балластный конденсатор С2, емкостью 0,25 мкФ. К выходу выпрямительного моста на VD3...VD6 подсоединен стабилитрон VD2 (на 20 В), таким образом получено 20 В для питания реле К1, срабатывающего от транзисторного ключа на VT2 и эмиттерного повторителя на VT1. При затемненном фоторезисторе PR1 на входе эмиттерного повторителя на VT1 низкий потенциал и, соответственно, на его выходе также, и транзисторный ключ на VT2 закрыт. Для надежного закрывания транзисторного ключа в цепь эмиттера включен светодиод HL1, и в результате к базе транзистора VT2, относительно эмиттера, приложено запирающее напряжение, порядка 2 В. Когда фоторезистор затемнен (в вечернее и ночное время), реле К1 обесточено и своими нормально замкнутыми контактами 2-3 включает цепь для открывания симистора VS1, и на электролампу EL1 поступит питание, электролампа будет светить. При освещении фоторезистора (на рассвете, днем) уменьшится его сопротивление, на входе эмиттерного повторителя появится положительный потенциал и, соответственно, на его выходе, что приведет к открыванию транзисторного ключа на VT2. Открытый транзисторный ключ подает питание на обмотку реле К1, оно срабатывает и разомкнутся контакты, в результате чего симистор закроется и электролампа EL1 гаснет. В схеме применено высокоомное реле с Rобм. = 2000 Ом, поэтому схема фотореле имеет высокую экономичность. Схема потребляет мощность порядка 0,2 Вт. Симистор VS1 необходимо установить на теплоотводе с S = 50 см2 [3]. Максимальна мощность электроламп, подключенных к устройству, не должна превышать 200 Вт. В устройстве использовано герконовое реле типа РЭС-55А с паспортом РС4.569.600-05 с сопротивлением 1600...2162 Ом, согласно [1], практически эти реле имеют сопротивление 2000 Ом. Возможно также применить реле РЭС-55А с паспортом РС4.569.600-13 (R06M = 1598...2162 Ом), или РЭС-55Б с паспортами: РС4.569.625-00 (Rобм = 1600...2162 Ом), РС4.569.625- 05 (Rобм = 1600...2162 Ом), РС4.569.625-10 (Rобм = 1598...2162 Ом). Возможно также применить реле любого типа с напряжением срабатывания порядка 15 В и с сопротивлением обмотки порядка 1800...7000 Ом, и с контактами на переключение. К, примеру, реле РП-7, паспорт PC.4.521.005 (Rобм = 3145...4255 Ом) и др. Электрические характеристики различных реле приведены в [4]. Чувствительность ПЭФ небольшая: от зажженной спички фотореле срабатывает на расстоянии 300 мм, однако для автоматического выключения освещения в утренний час этой чувствительности вполне достаточно. Максимальную чувствительность возможно получить, если уменьшить величину сопротивления R2 до 3 кОм, при этом от зажженной спички схема срабатывает на расстоянии 400 мм. В схеме применен фоторезистор типа ФСК-Г, возможно также применить фоторезистор типа ФСД-1. Если предполагается использовать электролампу мощностью до 100 Вт, то схему возможно сделать еще проще, использовав реле типа РП-7, как это показано на рис. 2.

Реле РП-7 с сопротивлением обмотки 7000 Ом имеет напряжение срабатывания 9 В. Для поляризованных реле необходимо правильно подключать полярность питания. Для коммутации напряжения 220 В зазор между контактами реле необходимо увеличить до 1... 1,5 мм. Следует заметить, что реле РП-4 также возможно применить в схеме фотореле, после несложной регулировки контактной группы на преобладания, как это подробно описано в [5]. Следует заметить, что конденсаторы типа К75-10 изготовлены специально для работы в цепях переменного тока, а если применить в качестве балластного конденсатор типа МБМ или МБГО, то лучше взять их на напряжение 630 В или 750 В, или же взять два конденсатора емкостью на 0,5 мкФ, напряжением 500 В и включить их последовательно; каждый из конденсаторов необходимо зашунтировать резистором мощностью 2 Вт с сопротивлением 470 кОм. Обычно в качестве балластных конденсаторов применяют конденсаторы емкостью 2 мкф, 1 мкф, 0,5 мкф или 0,47 мкф, но в данном случае схема потребляет малую мощность, и достаточно в качестве балластного конденсатора применить конденсатор емкостью 0,25 мкф, а для схемы, приведенной на рис. 2,емкость конденсатора возможно уменьшить до 0,15 мкф. Печатная плата ПЭФ имеет размеры 46 мм на 66 мм. На плате собрана основная схема фотореле и, изготовив плату, схему возможно испытать на работоспособность, подав от отдельного блока питания ±20 В. На рис. 3 приведен вид платы со стороны радиоэлементов, а на рис. 4 - со стороны печатных проводников.

Для схемы, представленной на рис. 1, используется реле типа РЭС-55А, и оно устанавливается на плате, а для схемы, представленной на рис. 2, используется реле типа РП-7, и оно устанавливается вне платы. Когда транзисторный ключ на VT2 закрыт, то светодиод HL1 светит с малой яркостью, а когда транзистор в открытом состоянии, то светодиод HL1 светит ярко. Схема помещена в металлический корпус размером 170x110x45 мм. Фоторезистор подключается к устройству экранированным кабелем и должен находиться вне здания или возле окна. Автор пользуется ПЭФ, изготовленным по схеме рис. 2, на протяжении шести лет для освещения входа в гараж. В качестве электролампы используется светодиодная лампа мощностью 7 Вт. В среднем, за месяц, получается 2,5 кВт/час. Ясно, что в других случаях также желательно использовать энергосберегающие электролампы. Следует заметить, что, при необходимости, схему возможно использовать в инверсном режиме: к примеру, для включения радиоприемника (в качестве будильника) на рассвете и т.д., используя контакты на переключение.

Радиолюбитель №6 2018г стр. 25