Сумеречный переключатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

Устройство представляет собой автомат включения/выключения мощной нагрузки (до 6 А, от сети 220 В) в зависимости от освещенности светочувствительного элемента. В приборе предусмотрена регулировка порога включения/выключения. Небольшие размеры и вес, высокая надежность, простота в изготовлении делает сумеречный переключатель крайне эффективным в целях автоматизации управления вашего электрооборудования и экономии электроэнергии. Кроме этого устройство не дает помех по электросети.

Собрать такое устройство можно из набора МАСТЕР КИТ NK005.

На улице, на даче или в городской квартире часто возникает необходимость управления электрическими приборами в зависимости от времени суток (иными словами от световой освещенности объекта). Как удобно, когда с приходом сумерек автоматически включится лампочка освещения улицы, парадного или темной лестницы подъезда, а утром выключится; на даче включится нагревательный элемент в Вашем душе или запустится насос, запасающий воду для утреннего полива. Кроме автоматизации процессов коммутации необходимо напомнить о возможности существенной экономии электроэнергии при подобном временном разделении работы электроприборов. Все эти функции можно возложить на светочувствительный автомат включения/выключения нагрузки, который называется сумеречным переключателем.

Технические характеристики

• Напряжение питания, В..............................220
• Мощность подключаемой нагрузки, Вт.......1300
• Размеры печатной платы, мм......................61x36

Подобные устройства достаточно широко распространены. Существует не один десяток различных схемотехнических решений, как самых простых, так и очень сложных систем с микропроцессорным управлением. Поэтому перед разработчиками МАСТЕР КИТ была поставлена задача сделать максимально простое, современное (относительно элементной базы), дешевое, малогабаритное, но в тоже время, обладающее наиболее привлекательными потребительскими свойствами и надежностью устройство.

Описание работы модуля

Принципиальная электрическая схема сумеречного переключателя показана на рис.1.

(нажмите для увеличения)

Сумеречный переключатель состоит из фотоприемника VD1 (фотодиод в обратном включении - аналог фотосопротивления), триггера Шмитта, транзисторного ключа, электромагнитного реле и источника питания. Триггер Шмитта выполнен на операционном усилителе DA1, охваченном положительной обратной связью через резистор R6. Неинвертирующий вход DA1 через резистор R5 подключен к движку переменного резистора R2, который служит для регулировки порога переключения. Выходное напряжение триггера Шмитта через резистор R7 управляет работой электронного ключа, выполненного на транзисторе VT1. В цепь коллектора VT1, через параллельно соединенные резистор R9 и конденсатор С2, включена обмотка электромагнитного реле К1, контактная группа К1.1 которого замыкает/размыкает (в зависимости от точек подключения нагрузки, а именно точки 5-6 на замыкание, 5-7 на размыкание реле соответственно) цепь питания нагрузки, подключенной через разъем XS2. При замыкании электронного ключа VT1, конденсатор С2, заряжаясь через обмотку реле К1, создает импульс тока, достаточный для притяжения якоря этого реле.

После заряда конденсатора якорь реле удерживается меньшим током, протекающим через резистор R9, что делает устройство экономичнее с точки зрения потребления тока. Диод VD1 защищает транзистор VT2 от импульсного пробоя в момент пуска реле К1. Источник питания сумеречного переключателя со стоит из резистора R10, стабилитрона VD2 с напряжением стабилизации 24 В, конденсатора C3 и диодного моста VD3. На диодный мост через гасящий резистор R11 и конденсатор С4, соединенными параллельно, поступает сетевое напряжение 220 В (разъем XS2). При отсоединении питания от устройства конденсатор С4 разряжается через резистор R11, что снижает риск поражения электрическим током.

При необходимости коммутации нагрузки с током потребления свыше 6 А реле К1 можно заменить более сильноточным (с аналогичными параметрами замыкания первичной обмотки) или использовать реле К1 для включения другого, более мощного реле.

Многие спросят: "А почему в качестве коммутирующего элемента было выбрано электромагнитное реле? Ведь можно было бы со спокойной совестью использовать тиристор?" Ответ на подобный вопрос крайне очевиден.

Во-первых, реле позволяет обеспечить абсолютную электрическую развязку светового автомата и коммутируемого оборудования.

Во-вторых, поскольку тиристор представляет собой многослойную полупроводниковую структуру, в открытом состоянии падение напряжения на нем около 2 В, что при токе в 6 А составит 12 Вт рассеиваемой мощности.

А теперь можно сравнить размеры электромагнитного реле и тиристора с радиатором. Сильно уменьшить рассеиваемую мощность можно используя вместо тиристора современные полевые транзисторы с малым сопротивлением сток-исток в открытом состоянии. В этом случае мы имеем минимальную рассеиваемую мощность, но не имеем гальванической развязки сумеречного переключателя и коммутируемых устройств.

Внимание! Данное устройство имеет бестрансформаторное питание, поэтому прикосновение к открытым токоведущим участкам платы опасно для жизни.

Конструкция

Внешний вид сумеречного переключателя показан на фото, печатная плата на рис. 2 (в масштабе 2:1), расположение элементов на рис. 3.

Конструктивно сумеречный переключатель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Для фиксации платы зарезервированы монтажные отверстия под винты 2,5 мм.

Конструкция устройства позволяет монтировать прибор в корпусе BOX-G025 под зажим краев платы винтами.

Для удобства подключения питающего напряжения, нагрузки и фотодиода на плате зарезервированы посадочные места под клеммные винтовые зажимы (парные - точки Х1 и Х2, Х3 и Х4; тройной - точки Х5, Х6, Х7).

Внимание! Поскольку устройство не имеет гальванической развязки с электрической сетью переменного напряжения, необходимо тщательно изолировать сумеречный переключатель от попадания влаги и от возможного соприкосновения с токоведущими проводниками.

В связи с отсутствием гальванической развязки с сетью переменного напряжения, рекомендуется устанавливать фотодиод внутри корпуса светового автомата, что позволит сделать прибор максимально электробезопасным.

Правильно собранный сумеречный переключатель не требует настройки. Однако перед первым включением проверьте правильность монтажа. Внимание! Особенно внимательно проверьте правильность установки транзистора, микросхемы, диода, стабилитрона, диодного моста и электролитических конденсаторов.

Заключение

МАСТЕР КИТ готовит к выпуску новую версию набора NK005, который состоит из печатной платы, корпуса BOX-G025, всех необходимых компонентов, руководства по сборке и настройке. Дополнительную информацию можно получить получить на сайте masterkit.ru

Автор: Г.Ганичев, г.Москва.

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Рекорд передачи данных по 6G 27.09.2023 Шестое поколение мобильной связи, известное как 6G, обещает революцию в передаче данных, превосходящую 5G. Оно основано на использовании ранее неиспользуемых терагерцовых частот, что позволит достичь увеличения скорости передачи данных в 50 раз по сравнению с 5G и уменьшить задержку сигнала в 10 раз. Компании LG Electronics и Институт Генриха Герца в Германии провели успешные испытания, установив новый рекорд дальности передачи данных в 6G - 500 метров. Южнокорейские компании, такие как Samsung и LG, уже несколько лет активно тестируют и совершенствуют технологию 6G, устанавливая рекорды по дальности передачи данных. Недавние испытания позволили преодолеть отметку в 500 метров, превзойдя предыдущий рекорд в 320 метрах. Этот достижение имеет важное значение, так как 500 метров - это стандартное расстояние между мобильными башнями в городских условиях. Это означает, что технология 6G способна поддерживать связь между устройствами, находящимися в разных домах, зданиях или на улицах. Таким образом, 6G приближается к реальной реализации. Основным ограничением 6G является использование коротких терагерцовых волн. Для достижения этого рекорда, инженеры разработали новый многоканальный усилитель мощности и входной усилитель с низким уровнем шумов. Это позволило увеличить производительность на более чем 50% и установить новый рекорд дальности передачи данных. По прогнозам, обычные пользователи смогут начать использовать 6G не ранее 2029 года. Однако китайская телекоммуникационная компания China Unicorn надеется завершить технические исследования и запустить опытное оборудование на базе 6G уже через два года. Это означает, что следующее поколение мобильной связи может стать доступным для электронных и вычислительных устройств уже в начале следующего десятилетия.

Другие интересные новости:

▪ Бросать курить нужно резко

▪ Музыкальный беспилотник против трудоголиков

▪ IP-камера Arlo Q

▪ Волны песка подчиняются законам математики

▪ Масса черной дыры

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Компьютерные устройства. Подборка статей

▪ статья Вот приедет барин - барин нас рассудит. Крылатое выражение

▪ статья Кто остался жив благодаря многочисленным укусам огненных муравьев? Подробный ответ

▪ статья Мини-микроскоп. Детская научная лаборатория

▪ статья Протрава для имитации серого клена. Простые рецепты и советы

▪ статья Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы в радиолюбительской практике. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025