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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Диетическая кола не поможет похудеть 28.11.2016 Ученые из Центрального госпиталя Массачусетса (США) выяснили, что так называемая "диетическая" газировка без сахара, вопреки рекламе, абсолютно бесполезна для снижения веса - и может работать совсем даже наоборот. Вместо сахара в "диетической" коле применяется искусственный подсластитель аспартам. Теоретически, такие заменители сахара призваны способствовать потере веса и снижению симптомов метаболического синдрома. Однако ряд клинических и эпидемиологических исследований показывают, что аспартам работает не так хорошо, как хотелось бы и может усугублять ожирение. Причина заключается в том, что искусственный подсластитель подавляет кишечную щелочную фосфатазу. Этот фермент, как полагают ученые, как раз способен предотвращать ожирение. Чтобы проверить влияние на него аспартама, исследователи поставили опыт на животных, разделив их на четыре группы. Первые две группы получали еду с высоким содержанием жиров, но половина из них пила воду с растворенным заменителем сахара, а другая половина - обычную воду. Оставшиеся две группы получали нормальную сбалансированную пищу, но точно так же половина из них пила воду с аспартамом, а другая половина - без него. Мыши из двух групп, которым досталась вода с подсластителем, потребляли эквивалент трех с половиной банок диетической колы в сутки. В результате спустя месяц ученые обнаружили, что в группах, которые получали нормальный рацион пищи, но пили разную воду, не было особой разницы в весе. А вот мыши, которые ели жирную пищу, ощутимо набрали вес - причем те из них, кто пил воду с аспартамом, растолстели больше тех, кто запивал пищу обычной водой. Но и это еще не все. У мышей, которые пили подслащенную воду, оказалось более высокое кровяное давление и выше уровень сахара в крови, что свидетельствует о повышении симптомов метаболического синдрома. Исследователи отметили, что они не могут исключать и других механизмов, способствующих ожирению, но эксперимент свидетельствует, что аспартам явно блокирует активность кишечной щелочной фосфатазы, что довольно пагубно сказывается на здоровье.

Другие интересные новости:

▪ Рукомойник без водопровода

▪ Звуковые процессоры xCORE-Audio

▪ Гибкие дисплеи сделают смартфоны небьющимися

▪ Диабет определят по слезам

▪ Искусственная нервная система, реагирующую на свет

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цифровая техника. Подборка статей

▪ статья Хочу всё знать. Крылатое выражение

▪ статья Кто изобрел фотокамеру? Подробный ответ

▪ статья Боли в животе. Медицинская помощь

▪ статья Проверка жидкокристаллического индикатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья VFO с электронной перестройкой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026