СУМЕРЕЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Набор предназначен для сборки автомата включения/выключения мощной нагрузки (так называемого сумеречного переключателя) в зависимости от освещенности светочувствительного элемента. С помощью этого устройства можно автоматизировать включение/выключение ночного освещения в прихожей многокомнатной квартиры, на лестничной площадке или в парадном жилого дома, уличного освещения на дачном участке, освещения номера дома, названия улицы или другой информации. В приборе предусмотрена возможность регулировки порога срабатывания. Он имеет небольшие размеры, обладает высокой надежностью, прост в изготовлении. Кроме того, прибор не создает помех в электросети.

Подобные устройства достаточно широко распространены. Существует не один десяток различных схемотехнических решений, как самых простых, так и очень сложных. В статье описывается максимально простое (релейная схема), современное, дешевое и малогабаритное устройство.

Многие спросят: «А почему в качестве коммутирующего элемента было выбрано электромагнитное реле? Ведь можно было бы использовать тиристор». Ответ на подобный вопрос очевиден. Во-первых, реле позволяет обеспечить электрическую развязку светового автомата и коммутируемого оборудования. Во-вторых, поскольку тиристор представляет собой многослойную полупроводниковую структуру, то в открытом состоянии падение напряжения на нем составляет около 2 В, что при токе в 6 А составит 12 Вт. Для рассеивания мощности потребуется соответствующий радиатор. Сравнение размеров реле и тиристора с радиатором не в пользу последнего.

Технические характеристики

Номинальное напряжение питания [В]....................................................................220

Максимальный ток нагрузки [А]......................................................................................6

Мощность подключаемой нагрузки [Вт]................................................................1300

Внешний вид и электрическая схема сумеречного переключателя показаны на Рис. 1 и Рис. 2.

Сумеречный переключатель состоит из фотоприемника VD4, триггера Шмита, транзисторного ключа, электромагнитного реле и источника питания. Сигнал с фотоприемника поступает на инвертирующий вход триггера Шмита, который 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 Шмита через резистор R7 управляет работой электронного ключа, выполненного на транзисторе VT1.

В цепь коллектора VT1 через параллельно соединенные резистор IR9 и конденсатор С2 включена обмотка электромагнитного реле К1, контактная группа К1.1 которого замыкает цепь питания нагрузки, подключенной к контактам Х5 и Х6. 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 VT1 от импульсного пробоя в момент его закрытия.

Цепь питания состоит из резистора R10, стабилитрона VD2, конденсатора СЗ и диодного моста VD3. На диодный мост через гасящий резистор R11 и конденсатор С4, соединенные параллельно, поступает сетевое напряжение 220 В (контакты ХЗ и Х4). 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 питания обмотки) или использовать реле К1 для включения другого, более мощного реле.

Внимание!

Данное устройство имеет бестрансформаторное питание, поэтому прикосновение к открытым токоведущим участкам платы опасно для жизни. В целях электробезопасности устройство рекомендуется поместить в корпус BOX-G025 (в комплект набора не входит), как показано на Рис. 1, под зажим краев платы винтами, либо поместить его в другой подходягций корпус. Поскольку устройство не имеет гальванической развяжи с электрической сетью переменного напряжения, его необходимо тщательно изолировать от попадания влаги внутрь корпуса и от возможного соприкосновения с токоведущими проводниками. При этом фотодиод рекомендуется устанавливать внутри корпуса сумеречного переключателя. Тогда устройство будет максимально электробезопасным.
Монтаж устройства

Все входящие в набор элементы (Табл. 1) паяются на печатную плату. Требования и рекомендации по монтажу радиоэлементов приведены в начале книги. Для удобства монтажа на плате показаны места элементов {Рис. 3). Резисторы Rl, R3...R9 устанавливаются вертикально. Не забудьте установить перемычку J1. Плата с установленными на ней элементами показана на Рис. 4

Для удобства подключения питающего напряжения, нагрузки и фотодиода на плате предусмотрены посадочные места под клеммные винтовые зажимы (парные — точки XI и Х2, ХЗ и Х4; тройной — точки Х5, Х6, Х7).

К контактам Х1/Х2 подключается фотоприемник VD4 (XI — катод; Х2 — анод); к контактам Х5/Х6 (на замыкание реле) или Х5/Х7 (на размыкание реле) — шнур питания осветительного прибора; к контактам ХЗ/Х4 — шнур питания сумеречного переключателя. Подстроеч-ным резистором R2 устанавливается необходимый порог срабатывания.

Правильно собранное устройство в настройке не нуждается.