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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Создан самый сильный в мире электромагнит 19.06.2019 Ученые из Национальной лаборатории сильных магнитных полей (National High Magnetic Field Laboratory, MagLab) университета Флориды установили новый рекорд по силе постоянного магнитного поля, генерируемого новым электромагнитом со сверхпроводящими обмотками. В этой же лаборатории находится и предыдущий обладатель данного рекорда, электромагнит, вырабатывающий поле, силой в 45 Тесла, а новый электромагнит вырабатывает поле, силой 45.5 Тесла. Это не походит на огромный прорыв, тем не менее, данное достижение открывает дорогу к созданию еще более мощных магнитов, основанных на использовании явления сверхпроводимости. Отметим, что ученые уже давно создают сильные магнитные поля при помощи катушек индуктивности, называемых соленоидами. Когда электрический ток проходит через обмотки катушки, он создает магнитное поле. Увеличение силы текущего через обмотки тока приводит к увеличению вырабатываемого магнитного поля. Электромагнит, вырабатывающий поле в 45 Тесла, был самым сильным электромагнитом постоянного тока на протяжении почти двух десятилетий. Это устройство было ключевым, вокруг которого была сосредоточена вся деятельность специалистов MagLab, но в этой лаборатории также находится и другой магнит с обмотками "имеющими электрическое сопротивление", грубо говоря, медная катушка, вырабатывающая магнитное поле, силой 33.6 Тесла. Обмотки этого магнита пропускают мощность в 31 МВт, и для того, чтобы отвести от них выделяющееся тепло, требуется прокачка тысяч литров предварительно охлажденной воды. Созданный в лаборатории MagLab новый электромагнит получил название "Little Big Coil 3", его размер в собранном состоянии не превышает размера пивного бокала. Его сверхпроводящие обмотки изготовлены не из традиционного сплава олова и ниобия, вместо этого использован новый материал REBCO (rare-earth-barium-copper-oxide), который переходит в сверхпроводящее состояние при более высокой температуре. Толщина ленты этого материала не превышает толщину человеческого волоса, что позволяет произвести очень плотную ее намотку. Ученые заменили изоляционный материал на новый материал, который не влияет на сверхпроводимость обмоток и не искажает вырабатываемое магнитное поле. Весь этот комплекс мер позволил увеличить показатель плотности тока в обмотках и получить рекордную силу вырабатываемого ими поля.

Другие интересные новости:

▪ Космические полеты вредны для печени

▪ Ночной сторож - профессия для Интернета

▪ Изменения климата повлияли на вкус кофе

▪ Темную материю вокруг Солнца не нашли

▪ Игровые мыши Elecom позволяют настраивать разрешение по двум осям независимо

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Спиннинг для модели. Советы моделисту

▪ статья Почему цвета радуги располагаются в таком порядке? Подробный ответ

▪ статья Корректор. Должностная инструкция

▪ статья Сенсорный выключатель на микросхеме AT90S2313. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Цифровая шкала настройки УКВ радиоприемника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026