30.03.21

[Домашняя]

Обычно автоматический выключатель освещения представляет собой фотореле, которое включает свет с наступлением темноты и выключает его утром. Таким образом, фонарь го­рит всю ночь. Это не всегда имеет смысл, зачастую важно, чтобы фонарь горел только какое-то время с наступления темноты, например, пять часов после заката, а остальную часть ночи желательно, чтобы он был выключен. В таком случае нужно не просто фотореле, а фотореле с таймером, ограничивающим продолжительность ночного освещения. На рисунке в тексте показана схема такого устройства, сделанного в основном из деталей системы управления старого телевизора.

В частности от фотоприемника используется фотодиод ФД26301, а трансформатор питания и реле от платы ПФП-42. За естественным освещением следит фотодиод FD1. Он включен в обратном направлении и вместе с резисторами R1 и R2 создает делитель напряжения, поступающего на входы элемента D1.1. При изменении яркости естественного света напряжение на FD1 изменяется обратно пропорционально силе света. Конденсатор СЗ служит для сглаживания и замедления этого изменения. Этим С3 защищает схему от ошибок при резком и быстром изменении освещенности, например, если фотодиод временно будет закрыт каким-то предметом. А так же, снижает влияние на него ИК-излучения различ­ных электроприборов. С понижением силы естественного света напряжение на FD1 растет. Резистором R1 датчик настраивают так, чтобы с наступлением темноты (а не раньше) напряжение на FD1 достигло нижнего порога уровня логической единицы. При этом состояние элемента D1.1 меняется, и на его выходе появляется логический ноль. Цепь C2-R3 создает импульс, который переключает RS-триггер D1.2-D1.3 в состояние при котором на выходе D1.2 есть логическая единица. Далее происходит открывание транзисторного ключа VT1 и реле К1 включает фонарь. В то же время, поступает питание на счетчик D2 (К176ИЕ5). Заметьте, - D2 питается напряжением с выхода элемента D1.2, а не от источника питания напрямую. Дело в том, что счетчик микросхемы К176ИЕ5 имеет вход для обнуления только старших разрядов. Поэтому обнулить счетчик полностью можно только выключением/включением питания микросхемы. И так, питание на счетчик подано, теперь он отсчитывает импульсы, которые формирует мультивибратор этой же микросхемы. Время устанавливается плавно, регулировкой переменного резистора R4. При этом изменяется частота генерируемых мультивибратором импульсов. Соответственно изменяется и время, через которое на выводе 5 D2 возникает логическая единица. Как только установленный резистором R4 интервал заканчивается, на выводе 5 D2 появляется логическая единица. На выходе D1.4 - ноль, который поступает на вход элемента D1.3 и переключает RS-триггер D1.2-D1.3 в обратное положение. На выходе элемента D1.2 устанавливается логический ноль. Ключ на транзисторе VT1 закрывается и реле К1 выключает фонарь. Кроме этого отключается питание микросхемы D2. На входах D1.4 устанавливается напряжение логического нуля, а на выходе - единица. Таким образом, схема вернулась в исходное состояние. Утром напряжение на фотодиоде понизится, на выходе D1.1 появится логическая единица, и конденсатор С2 разрядится. С наступлением темноты весь процесс повторится. Источник питания сделан на основе маломощного силового трансформатора ТП-8-2, который в старых отечественных телевизорах использовался для независимого питания системы дистанционного управления. Его можно заменить практически любым маломощным силовым трансформатором с напряжением на вторичной обмотке не ниже 9V. Соответственно величине этого напряжения и нужно выбирать схему выпрямителя (мостовую или однополупериодную) и величину сопротивления резистора R8. В этой схеме напряжение на С5 равно 19V. Это много, так как обмотка реле КУЦ-1 рассчитана на 12V. Поэтому в схеме есть резистор R8 (кстати, такой резистор есть и в схеме телевизора, от которого это реле). Напряжение питания микросхемы К176ИЕ5 не должно превышать 13V, поэтому здесь параметрический стабилизатор VD1-R7, понижающий напряжение до 12V. Вообще, конечно было бы оптимальным использовать такой трансформатор, при котором на С5 было бы напряжение 12V, но за неимением такового... Реле КУЦ-1 старое реле от старого телевизора, его контакты могут коммутировать мощность до 200W при напряжении 220V. Данное реле можно заменить другим реле с аналогичными параметрами, - сейчас есть очень широкий выбор импортных реле с самыми разными характеристиками, так что подобрать замену не сложно. Фотодиод ФД26301 из фотоприемника дистанционного управления старого телевизора. Его можно заменить более современным фотодиодом, фототранзистором или фоторезистором. При этом может потребоваться подбор номинальных сопротивлений R1 и R2 так чтобы датчик света функционировал правильно. Электролитические конденсаторы могут быть типа К50-35, или импортные аналоги. Конденсаторы СЗ и С4 типа К73. Остальные - любого типа. Резисторы - обычные. Переменные резисторы желательно использовать группы «А» (с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота вала). Транзистор КТ315 можно заменить на КТ3102, КТ503. Вообще, мощность транзистора зависит от типа используемого реле, в частности, тока обмотки. Микросхема К176ИЕ5 аналогов не имеет, а микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7, CD4011. В принципе, аналогичную схему можно собрать и используя микросхему CD4060, но по моему опыту, К176ИЕ5, несмотря на устарелость и снятость с производства, найти в наших магазинах куда проще. Конденсатор С5 должен быть рассчитан на рабочее напряжение не ниже 25V. Остальные конденсаторы - не ниже 12V. Монтаж. На мой взгляд, при единичном изготовлении прибора совсем нет необходимости заниматься разработкой и изготовлением печатной платы, ведь сейчас существуют вполне достойные готовые макетные печатные платы, на которых можно не только собрать любую схему, но и в случае надобности очень легко внести в неё изменения, усовершенствования. Налаживание. Измеряя напряжение на выходе D1.1 настроить резисторами R1 и R2 датчик света так, чтобы днем, даже в пасмурную погоду, на выходе D1.1 было напряжение логической единицы, а ночью, - логический ноль. Чувствительность фотодиодов даже одной марки может сильно различаться, поэтому вполне возможно, что при налаживании потребуется существенно изменить сопротивление R2, не говоря уже о использовании других светочувствительных элементов (фотодиоды, фототранзисторы, фоторезисторы). Налаживание таймера заключается в нанесении часовых меток вокруг ручки переменного резистора R4. Чтобы не ждать долгие часы, можно процесс градуировки ускорить, если следить за временем измеряя уровень на выводе 1 D2, здесь уровень изменяется в 64 раза быстрее, чем на выводе 5. Наносить часовые метки можно непосредственно на корпусе устройства (если он белый) фломастером для выполнения надписей на стекле.

Радиоконструктор №5 2011г стр. 28