Tpo-gefest.ru

ТПО Гефест
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема по подключению и изготовлению датчика день-ночь своими руками

Схема по подключению и изготовлению датчика день-ночь своими руками

Иногда появляется необходимость поставить уличное освещение. Если светильник напрямую подключить к бытовой сети, то он будет работать постоянно. Это не интересно с точки зрения экономии электроэнергии, и совсем не нужно днем. Выходом из подобной ситуации может стать приобретение специального устройства для автоматического регулирования освещения. Один из возможных вариантов реализации – установка датчика день-ночь.

Схема электрическая

Простое фотореле день — ночь схема. Принцип работы достаточно прост: операционный усилитель используется в качестве компаратора (сравнивающего устройства), фоторезистор определяет уровня освещения окружающей среды. Нагрузкой сумеречного выключателя является малогабаритное электромагнитное реле. Как уже указывалось выше, для определения уровня падающего света предназначен фоторезистор FR1, он имеет максимальное сопротивление в темноте около 1 МОм и минимальное в несколько сотен Ом при воздействии на него сильного света: это позволяет определить уровень освещенности на основе разницы значений сопротивления FR1. По схеме видно, что сопротивление фоторезистора входит в состав делителя напряжения, состоящий из R3, FR1 и R5 для получения необходимой величины напряжения с выхода делителя.
Подавая напряжения с делителя на вход 5 U1 (неинвертирующий вход) можно получить на выходе 7 компаратора устойчивое срабатывание, которое будет соответствовать выбранному значению яркости к величине напряжения с делителя. Включение переменного резистора (триммера) в схему с компаратором дает возможность отрегулировать порог (необходимую величину напряжения ) срабатывания компаратора, в соответствии с уровнем освещенности, при котором выходное реле должны включиться (активировано).

Работа устройства

Рассмотрим работу схемы подробнее, предполагая, что фотодатчик FR1 не освещен, находится в темноте, в результате этого сопротивление FR1 гораздо выше, чем сопротивление R3 и R5. В результате этого напряжение с делителя поступающее через R3 и R6 на вход компаратора будет примерно равно напряжению питания U1, поступающего через диод D1.

Если подстроечный резистор RV1 находится в положении ближе к минусу источника питания и дальше от положительного потенциала (катода D1), величина напряжение поступающее на инвертирующий вход 5 операционного усилителя меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе 6. Таким образом, на выходе U1 образуется сигнал высокого потенциала прикладываемый к базе Т1, транзистор открывается, величина коллекторного тока становится достаточной для срабатывания реле RL1 и зажигания LD1 (включенный светодиод сигнализирует срабатывание фотореле), замыкается контакт С и NO, включая цепь нагрузки.
Когда освещенность начинает повышаться, напряжение поступающее с делителя через R6 и D3 на контакт 5 U1 уменьшается, в следствии постепенного понижения сопротивление фоторезистора от попадания света на его чувствительный слой. В какой-то момент неинвертирующий вход станет находиться под более низким потенциалом, чем напряжение на инвертирующем вводе, определяемое триммер RV1 и компаратор переключается, изменяя состояние выхода, потенциал на выходе становится низким, транзистор Т1 закрывается. В результате гаснет светодиодный индикатор, а выходное реле переключается в исходное состояние, нагрузка выключается. Если уровень освещенности уменьшается, то на выход 7 U1 потенциал опять становится высоким и выходное реле замыкает снова (индикатор загорается).
Регулировка момента включения сумеречного выключателя в сумеречное время выставляется триммером RV1, когда необходимо зажечь уличное освещение. Плавным перемещение подстроечного резистора устанавливается уровень напряжения срабатывания устройства, перемещая движок в сторону земли (минуса) напряжение уменьшается, а в противоположную, наоборот увеличивается. Для срабатывания реле в более темное время суток необходимо резистор перемещать в направлении минуса.

Читайте так же:
Выключатель регулируемый принцип работы

Назначение элементов фотореле

Рассматривая предложенную схему можно увидеть, что в ней установлен диод D3 подключенный к выводу 5 компаратора, его назначение пропустить напряжение с делителя через резистор R6 ко входу 5 и на цепочку R4, С3, не давать быстро разряряжаться конденсатору С3, когда потенциал с делителя станет меньше чем потенциал на С3. Эта задержка по времени необходима для того чтобы не дать выключиться освещению в случае кратковременных помех по питанию, или при резком кратковременном изменении освещенности датчика (фары автомобиля и т.д.). Еще это необходимо и для того, что при переходе от темного к светлому и наоборот, реле может кратковременно срабатывать, находясь а неустойчивом состоянии, поскольку сопротивление фоторезистора на этот момент может колебаться в районе значений (гистерезиса) определяющее напряжение срабатывания.
Напряжение источника питания поступает через диод D1, защищающий от подключения напряжения обратной полярности, для фильтрации напряжения и подавления импульсных помех предусмотрены конденсаторы С1 и С2.
Схема работает от источника постоянного напряжения от 9 до 12 вольт, для нормальной работы предпочтительнее питать от стабилизированного источника (в противном случае при нестабильном источнике колебания напряжения в районе порогового значения ухудшит стабильность параметров устройства, несмотря на RC фильтр). Требуемый ток порядка 40 мА, благодаря субминиатюрному реле, потребление которого составляет около15 мА.
Дополнительно поясним работу диода D2, подключенный параллельно обмотке электромагнитного реле RL1. Так как диод подключен параллельно обмотке RL1, то во включенном состоянии реле он не функционирует, но при выключении реле, когда транзистор переключается и благодаря индуктивному характеру свойства обмотки реле на ней возникает эдс, полярностью направленной против источника питания, поэтому на коллекторе транзистора появляется в момент переключения удвоенное напряжение источника. Для исключения выхода из строя транзистора Т1 и служит диод D2, гасящий обратную полуволну возникающей ЭДС.
Перечень элементов
R1: 15 кОм
R2: 1 кОм
R3: 15 кОм
R4: 3,3 кОм
R5: 150 Ом
R6: 3,3 кОм
RV1: триммер 1 кОм М.В.
FR1: фоторезистор 2-20k
С1: 100 мкФ 25VL
С2: 100 нФ
С3: 100 мкФ 25VL
D1: 1N4148
D2: 1N4148
D3: 1N4148
LD1: LED 3 мм красный
T1: BC547
U1: LM358 аналог КР1040УД1 / КФ1040УД1
RL1: Реле 12V

Читайте так же:
Можно ли подключить вентилятор через выключатель

Выбор подходящего места для установки таймера выключения освещения

Для бесперебойной и корректной работы фотодатчика требуется правильно подобрать место для его установки. Учитываются следующие факторы:

  • На прибор обязательно должны попадать солнечные лучи. Конструкция должна находиться под открытым небом или навесом, но не в самом верху.
  • Лампы, фонари и окна должны быть расположены как можно дальше, поскольку они могут стать причиной частых ложных срабатываний.
  • Не рекомендуется, чтобы на датчик день-ночь регулярно попадало освещение от фар автомобиля.
  • Не стоит монтировать датчики слишком высоко. Это вызовет трудности при обслуживании и проведении профилактических мероприятий.

Распространены случаи, когда датчики устанавливают прямо на столбах, но это не всегда практично и удобно. Предпочтительнее крепить к стене дома и проводить питающий кабель.

Системы автоматического включения уличного освещения

Системы автоматического включения уличного освещения

Создание качественного света на улице в темное время суток требует точных инженерных расчётов с последующим правильным подбором оборудования. От правильности решений напрямую зависит экономичность и степень сложности обслуживания и эксплуатации. Постоянно следить по часам за временем включения нерационально, ведь играет большую роль человеческий фактор. Необходимо наладить автоматическое включение освещения, позволяющее исключить эту функцию из обязанностей сотрудников. Степень автоматизации может доходить до 100%. Поэтому потребуется только периодическое профилактическое обслуживание.

По световому режиму

Сейчас имеются точные светочувствительные фотодатчики, имеющие даже возможность программирования. Можно расписывать каждый день в году, устанавливая режимы. Например, возможно установить полное разъединение электрической цепи в выходной день. Стоит эта электроника недешево, но она существенно повышает уровень комфорта при использовании территории. Современные системы также в состоянии делать поправку на пасмурную погоду, но это не касается дешевых изделий и подделок.

По приближению человека

Первое место, где нужно установить это решение — это порог вашего офиса, ворота предприятия или проходное место. Размеры устройства обычно невелики, но оно позволяет замечать любое движение на 360 градусов. При покупке нужно обратить внимание на температурное исполнение. Некоторые модели не предназначены для суровых климатических условий России, поэтому возможны сбои и отказы. Также необходимо учитывать возможность скрытной установки. Это убережёт дорогостоящее оборудование от вандализма и прочих сторонних посягательств. Также датчики правильно не реагируют на свет фонаря или фар. Это основано на анализе поступающего спектра.

Читайте так же:
Выключатели приборов с диодом

Комбинирование срабатываний и точные настройки

Возможна реакция по нескольким факторам. Например, свет будет включаться при приближении человека в темноте. Чувствительность может сильно отличаться. Например, в наиболее проходных местах можно установить большую задержку между зафиксированным движением. Это позволит выключать свет, когда люди не ходят в этой зоне.

Важно точно выставить надстройки. Например, датчик движения может срабатывать только на объекты с определенной температурой и размерами. Существуют даже модели, увеличивающие интенсивность светового потока в непогоду. Всё сейчас подлежит тотальной автоматизации.

Фотореле TDM

Что это даёт

Перечислим основные преимущества использования подобных систем для освещения уличных объектов:

  • Возникает колоссальная экономия электроэнергии. При правильном подборе ламп с их плотной установкой в патрон, общее количество циклов включения и выключения не повлияет на долговечность работы.
  • Автоматическое включение систем уличного освещения также является своеобразной мерой защиты. Ничего не подозревающие злоумышленники будут освещены при приближении к определенному объекту.
  • Сотрудник с возложенной на него ответственностью может забыть сделать всё своевременно. А на предприятиях складского типа или открытых строительных площадках это может быть чревато кражей.
  • Фотодатчики также могут быть связаны с различными вычислительными мощностями, позволяющими точно определить количество прошедших за день людей или проехавших машин.

Схема подключения фотореле

Как оснастить имеющуюся систему

Это необходимо сделать в ближайшее время с целью максимально упростить использование. Всего одно автоматическое реле включения и выключения «день-ночь» способно решить поставленную задачу. Монтаж должен осуществлять квалифицированный электрик. Также необходимо подобрать правильную точку установки активных элементов, чтобы они срабатывали всегда адекватно. Известны случаи, когда фотоэлементы срабатывали на поставленный рядом грузовик, а датчики движения реагировали на каждое движение покачивающихся ветвей деревьев.

Требуется учитывать локальные факторы. Например, если фотоэлементы будут постоянно загрязняться, то срабатывания начнут происходить в светлое время суток или в момент появления туч. Поэтому лучше, чтобы установкой занималась компания, в которой будет покупаться это оборудование.

Принципиальные схемы включения

Чтобы установить простой сумеречный автоматический выключатель (например, ФБ-4М) своими руками, понадобится электрическая схема. В отличие от чертежей, где подключаются модели с датчиком, на схеме ниже показан вариант соединения, где в качестве индикатора используется сверхчувствительный светодиод.

схема подключения

Фото — схема подключения

Такое автоматическое реле учитывает разницу сопротивления в резисторах (обозначение на рисунке R1 и R2). При том, второй резистор – R2 необходим для контроля номинального входящего напряжения VT1. Оно, используя силу постоянного напряжения HL1, помогает регулировать порог включения света.

Читайте так же:
Выключатель массы аккумуляторной батареи своими руками

Также, помимо включения в сеть готового реле, можно сделать самому датчики освещенности и сумеречные выключатели на компараторе для дома или двора. К слову, простое фотореле можно собрать даже из трех деталей. Условно выделим:

  1. Фотоэлемент;
  2. Пороговая деталь (компаратор);
  3. Выходное реле.

Нам нужно добиться, чтобы со снижением уровня солнечной активности увеличивалось сопротивление фоторезистора (фотоэлемента), после чего должна срабатывать пороговая деталь. Далее, включается в работу фотореле, выключающее (включающее) свет.

В качестве порогового реле можно использовать симистор, но у него должен быть включен в цепь симметрий динистор. Такие детали называют квадрак. Конструктивно они не отличаются от симисторов за исключением модернизированной цепи включения.

схема самодельного сумеречного выключателя

Фото — схема самодельного сумеречного выключателя

Квадрак или Quadrac может иметь различные технические характеристики, Вам требуется выбрать оптимальные параметры. Далее, нужно подобрать сопротивление резистора, т. к. это самый важный параметр для работы сумеречного выключателя.

В системах управления освещением величина сопротивления определяется по выбранному фотоэлементу, поэтому рекомендуем отталкиваться от данных на схеме. Для нормальной работы подойдет самый просто фотоэлемент (белый или желтый), в нашем случае, это стандартный фоторезистор (ФСК-7,ФСК-Г1).

Для первого испытания самодельного устройства с фотодатчиком можно использовать простую лампу накаливания. Но для её подключения нужно использовать регулятор мощности. Еще одним важным условием работы является установка охлаждения.

Видео: устройство самого простого сумеречного выключателя

Важные технические параметры и разновидности

Перед выбором фотореле должна быть полная ясность, где оно будет устанавливаться и какой нагрузкой управлять. Исходя из этого, при покупке надо обратить внимание на следующие технические характеристики.

  1. Напряжение питания. Может быть переменным 220 вольт или низким постоянным (12, 24 вольта и т.д.). Выбирается из удобства подключения на месте установки.
  2. Конструкция сенсора. Детектор света бывает выносной или встроенный. Выносной может монтироваться в нескольких десятках метров от основного блока.
  3. Степень защиты. Определяет место монтажа. Если, например, прибор имеет степень защиты IP20, то это подразумевает установку только в помещении (в распредщите) и выносной сенсор.
  4. Нагрузочная способность. Определяет электрическую мощность, которую может напрямую коммутировать фотореле.
  5. Диапазон изменения порога включения. Указывается в люксах. Особо полезной информации не несет, потому что трудно на глаз определить, какой уровень включения нужен на месте. Чем шире диапазон, тем лучше.
  6. Задержка на включение или выключение. От нуля до нескольких десятков секунд хватит на все случаи жизни.
  7. Также среди параметров указывается собственное потребление устройства. Оно невелико, в большинстве случаев не превышает 5-6 ватт. Поэтому гнаться за этим параметром нет смысла.

Исходя из этих характеристик можно подобрать реле, оптимальное по сочетанию технических и ценовых параметров.

Читайте так же:
Выключатели с датчиками движения легранд

Какие показатели можно регулировать в датчике?

Как правило все последние модели датчиков движения имеют возможность отрегулировать освещенность, чувствительность, время задержки отключения света, а также угол установки.

Если правильно отрегулировать все эти показатели, то Вы можете получить экономию до 50%, что весьма существенно. И стоит учесть, что в устаревших моделях датчиков движения может быть только два настраиваемых показателя – чувствительность и время задержки или освещенность. Пример на фото ниже:

Теперь подробно рассмотрим, как следует проводить настройку показателей на светильнике либо прожекторе.

Настройка показателей датчика

В первую очередь проводят регулировку рабочей зоны покрытия датчика. В новых моделях датчиков движения детектор выполнен отдельной составляющей, которая закрепляется на шарнирах. Как раз его Вам и предстоит настроить таким способом, чтобы инфракрасные лучи могли захватить как можно большую область обнаружения. Также стоит учесть, что важную роль в этом деле играет и высота установки датчика движения, поэтому Вы должны постараться выбрать наиболее оптимальную высоту установки.

Чувствительность датчика движения

Далее Вы снижаете величину чувствительности покуда не получите оптимальный режим работы датчика. Однако Вам стоит понимать, если Вы держите крупную собаку, которая может пробегать мимо датчика, то настроить датчик игнорировать её присутствие скорее всего не получится.

Показатель освещенности датчика движения

Далее Вы можете сделать настройку показателя освещенности (непосредственно на датчике этот показатель обозначается как «LUX»). С помощью показателя освещенность можно отрегулировать работу датчика таким образом, чтобы он срабатывал и включал освещение только в случае наступлении темноты, поскольку работа освещения днем, как правило не требуется. Также, как и с чувствительность, нам сперва нужно установить предельное значение показателя и потом при наступлении темного времени суток можно провести настройку работы датчика по требуемой ступени освещенности.

Время задержки датчика движения

В самом конце Вам предстоит провести регулировку показателя времени задержки, который на датчике обычно обозначен надписью «TIME». Данный показатель самый простой в настройке, Вам всего лишь требуется выставить время от 5 сек до 10 мин на своё усмотрение. Стоит отметить, что бывают датчики движения, в которых время задержки может увеличиваться при каждом новом срабатывании. Для первой настройки рекомендуется установить регулятор «TIME» на минимальное значение. Это поможет Вам провести проверку показателей максимально быстро.

Вы можете купить датчики движения различной конструкции от известного производителя IEK прямо у нас на сайте по ссылке /datchiki-dvizheniya-i-fotorele/

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector