Фотореле с задержкой реакции (CD40106, IRFBC40)


Это фотореле предназначено для управления светильником, освещающим подъезд или придомовую территорию. Данное фотореле является защищенным потому, что оно не реагирует включением светильника на кратковременное освещение фотодатчика, например, фарами проезжающего автомобиля.

Достигается это введением задержки в процесс включения нагрузки. Благодаря этой задержке нагрузка выключается только в том случае, если продолжительность освещения фотодатчика превышает время задержки.

Время задержки составляет около 20 секунд. Нагрузкой фотореле может быть любой светильник мощностью до 200W, как с лампой накаливания, так и с энергосберегающей КЛЛ или светодиодной лампой.

Принципиальная схема

Схема показана на рисунке 1. Она содержит фоторезистор R1, образующий с резистором R2 делитель напряжения, управляющий работой триггера Шмитта D1.1, схему задержки на основе RC-цепи R4-C3 и зарядной цепи VD5-R3, а так же набора инверторов на основе остальных триггеров Шмитта микросхемы CD40106, которая содержит шесть инвертирующих элементов - триггеров Шмитта. Ну и выходной ключ на высоковольтных коммутаторных полевых транзисторах VТ1 и VТ2.

Схема фотореле с задержкой реакции

Рис. 1. Схема фотореле с задержкой реакции.

После подачи питания выключателем конденсатор С3 разряжен, напряжение на нем низко, и на соединенных вместе выходах триггеров Шмитта D1.4-D1.6 напряжение так же низко. Транзисторы VТ1 и VТ2 закрыты и ток в осветительный прибор Н1 не поступает.

Если в это время темно, сопротивление фоторезистора R1 велико (более 2 МОм), поэтому на выходе триггера Шмитта D1.1 будет напряжение логического нуля, а на выходе триггера Шмитта D1.2 будет напряжение логической единицы. Конденсатор СЗ зарядится за счет цепи VD5-R3 до напряжения логической единицы.

И на соединенных вместе выходах триггеров Шмитта D1.4-D1.6 напряжение так же высокого логического уровня. Транзисторы VТ1 и VТ2 открыты и ток в осветительный прибор Н1 поступает. При освещении фоторезистора R1 его сопротивление резко уменьшается до сотен-десятков кОм.

При этом на выходе триггера Шмитта D1.1 устанавливается высокий логический уровень, а на выходе триггера Шмитта D1.2 устанавливается низкий логический уровень, который начинает медленно разряжать конденсатор С3 через резистор R4.

Если освещение фоторезистора продолжительное и по времени превосходит время разрядки С3 через R4, то спустя это время напряжение на С3 достигает порога переключения триггера Шмитта D1.3, на его выходе возникает высокий логический уровень, а на соединенных вместе выходах триггеров Шмитта D1.4-D1.6 устанавливается напряжение так же низкого логического уровня.

Транзисторы VT1 и VT2 закрываются и перекрывают ток через осветительный прибор Н1, который из-за этого гаснет. В том случае, если продолжительность освещенности меньше времени разрядки С3 через R4 до порога переключения триггера Шмитта D1.3, либо освещенность прерывается, то цепь R3-VD5 заряжает конденсатор С3 не давая ему разряжаться до порога переключения триггера Шмитта D1.3, и светильник остается включенным.

Следует заметить, что благодаря применению микросхемы CD40106, представляющей собой набор из шести инвертирующих триггеров Шмитта, нарастание и спад освещенности могут происходить плавно и очень медленно, не вызывая «дребезга» или неоднократного переключения триггера Шмитта D1.1. И как следствие, включения и выключения светильника, как это было бы при использовании обычных инверторов элементов КМОП, например, микросхемы К561ЛН2.

На схеме лампа Н1 показана одна условно, на самом деле может быть несколько ламп включенных параллельно (схема работает вместо выключателя, включающего все лампы в подъезде или во дворе одновременно, к тому же, светильник может содержать несколько ламп).

Детали и печатная плата

Суммарная мощность ламп не должна быть более 200W. При такой мощности радиаторы транзисторам VT1 и VT2 не нужны. Если транзисторы поставить на радиаторы, то можно поднять мощность нагрузки до 2000W.

Транзисторы IRFBC40 можно заменить на IRF840, BUZ90, КП707В2. Стабилитрон Д814Б можно заменить любым стабилитроном на напряжение 9-12V. Резисторы МЯТ, С2-33 или импортные аналоги, конденсаторы электролитические, зарубежные аналоги отечественных К50-35 (например, фирмы Jamicon).

Конденсаторы должны быть на напряжение не ниже напряжения стабилитрона. Фоторезистор - любой с темновым сопротивлением не менее 2 МОм, рабочим напряжением не менее 12V и соотношением темнового сопротивления к световому не менее 150. Этим показателям соответствуют так же и фоторезисторы ФСК-1, ФР-764, ФР-765.

Печатная плата для схемы фотореле

Рис. 2. Печатная плата для схемы фотореле.

Схема собрана на печатной плате, показанной на рисунке 2. Плата с односторонним расположением печатных дорожек. На рисунке разводки печатных дорожек показано только расположение печатных дорожек и точек для монтажа.

Без указания их реальной величины. На чувствительность к свету схему можно настроить подбором сопротивления резистора R2.

Галерин М. А. РК-12-17.

Литература: 1. Кошаров И. - Защищенное фотореле для низковольтной нагрузки. РК-02-14г.


0 998 Освещение
фотореле таймер
Написать комментарий:

cashback