categorie: Elettronica pratica, Domotica
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Schemi di relè fotografici per il controllo dell'illuminazione
Uno dei compiti eseguiti da fotosensorisi tratta di controllo dell'illuminazione. Tali schemi sono chiamati relè fotografico, molto spesso questa è una semplice inclusione dell'illuminazione al buio. A questo scopo, molti radioamatori sono stati sviluppati da operatori radioamatori, eccone alcuni.
Probabilmente lo schema più semplice è mostrato nella Figura 1. Il numero di parti in esso contenute è piccolo, non funzionerà di meno e l'efficienza, leggere la sensibilità, è piuttosto elevata.
Ciò è ottenuto dal fatto che transistori VT1 e VT2 sono collegati da un circuito a transistor composito, chiamato anche circuito di Darlington. Con questa inclusione, il guadagno è uguale al prodotto del guadagno dei componenti dei transistor. Inoltre, tale circuito fornisce un'alta impedenza di ingresso, che consente il collegamento di sorgenti di segnale ad alta impedenza, come la resistenza PR1 mostrata nel circuito.
Figura 1. Schema di un semplice relè fotografico
Il funzionamento del circuito è abbastanza semplice. La resistenza del fotoresistore PR1 con un aumento dell'illuminazione diminuisce a diversi KOhm (la resistenza al buio è di diversi MOhm), il che porterà all'apertura del transistor VT1. La sua corrente di collettore aprirà il transistor VT2, che accenderà il relè K1, che con il suo contatto accenderà il carico.
Il diodo VD1 protegge il circuito dall'EMF autoinduzione che si verifica quando il relè K1 è spento. Pertanto, un segnale a bassissima potenza del fotoresistor viene convertito in un segnale sufficiente per accendere la bobina del relè.
La sensibilità di questo semplice circuito è piuttosto elevata, a volte semplicemente eccessiva. Per ridurlo e regolarlo ai limiti necessari, è possibile aggiungere un resistore variabile R1 al circuito, mostrato in forma punteggiata sul circuito.
La tensione di alimentazione è indicata tra 5 ... 15 V, - dipende dalla tensione di funzionamento del relè. Per una tensione di 6 V, sono adatti i relè RES9, RES47 e per la tensione 12V, RES49, RES15. Con i transistor indicati nel diagramma, la corrente dell'avvolgimento del relè non deve superare i 50 mA.
Se invece del transistor VT2 inseriamo, ad esempio, KT815, la corrente di uscita potrebbe essere maggiore, il che consentirà l'uso di relè più potenti. In generale, maggiore è la tensione di alimentazione, maggiore è la sensibilità del relè fotografico.
Circuito relè foto con fotodiodo
Lo schema di questo relè fotografico è mostrato nella Figura 2.
Figura 2. Schema di un fotorelay con un fotodiodo
Come il precedente, contiene anche un numero minimo di parti, grazie all'applicazione amplificatore operazionale (Op amp). In questo schema, l'amplificatore operazionale viene attivato secondo lo schema comparatore (comparatore). È facile vedere che il fotodiodo LED1 è acceso in modalità fotodiodo: l'alimentazione viene fornita in modo tale che il fotodiodo sia polarizzato nella direzione opposta.
Pertanto, con una diminuzione del livello di illuminazione, aumenta la resistenza del LED Led1, il che porta a una diminuzione della caduta di tensione attraverso il resistore R1 e quindi all'ingresso invertente del comparatore OP1.
La tensione all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale viene impostata mediante un resistore variabile R2 ed è una soglia: imposta la soglia di risposta. Non appena la tensione all'ingresso invertente diventa inferiore alla soglia, all'uscita del comparatore comparirà un livello di alta tensione, che aprirà il transistor T1, che attiverà il relè K1.
Il relè e il transistor in questo circuito possono essere selezionati, guidati dalle raccomandazioni per il circuito mostrato in Figura 6. Come comparatore, è possibile utilizzare l'amplificatore operazionale tipo K140UD6, K140UD7 o simili. Qualsiasi fonte di alimentazione per il circuito è adatta, anche senza trasformatore, senza isolamento galvanico dalla rete. In questo caso, durante l'installazione, è necessario prestare attenzione al rispetto delle norme di sicurezza. L'opzione ideale è quella di utilizzare un trasformatore di isolamento per configurare il circuito o, come talvolta viene chiamato trasformatore di sicurezza.
L'impostazione del dispositivo si riduce all'impostazione della tensione di soglia in modo tale che l'accensione avvenga anche al crepuscolo. Per non aspettare questo momento naturale, è possibile nella stanza buia illuminare il fotodiodo con una lampada a incandescenza accesa attraverso un regolatore di potenza a tiristori. La stessa tecnica è adatta per la messa a punto di altri circuiti di relè fotografici.
È possibile che quando viene attivato il relè foto, il relè si scuoterà. È possibile eliminare questo fenomeno collegando parallelamente alla bobina condensatore elettrolitico diverse centinaia di microfarad.
Foto relè sul chip
specializzato microchip KR1182PM1 rappresenta un regolatore di potenza di fase, lo stesso di un tiristore convenzionale. Una proprietà molto importante e preziosa di un tale regolatore di potenza è che è incluso nel circuito come un dispositivo a due terminali, senza richiedere un cavo di alimentazione aggiuntivo: è semplicemente acceso in parallelo con l'interruttore e tutto già funziona! Nella foto 4 Viene mostrato come un semplice relè fotografico può essere costruito su questo microcircuito.
Fig. 3. Il chip KR1182PM1
immagine 4. Circuito relè foto sul chip KR1182PM1
I pin di controllo del microcircuito 3 e 6. Se si collega semplicemente un semplice interruttore unipolare tra loro, quindi quando è chiuso, il carico si spegne! Se lo apri, il carico si connetterà. A proposito, senza tiristori o triac esterni esterni e persino senza un radiatore, il microcircuito può resistere a carichi fino a 150 W. Questo è il caso se non c'è corrente di spunto all'accensione del carico, come le lampade a incandescenza. Una lampada a incandescenza in questa forma di realizzazione può essere accesa con una potenza non superiore a 75 W.
Basta collegare l'interruttore a questi pin, non importa come, anche se solo in combinazione con altre parti. Se non presti attenzione al fototransistor e al condensatore elettrolitico, lascia mentalmente solo il resistore variabile R1, quindi ottieni solo un regolatore di potenza di fase: quando si sposta il suo motore verso l'alto nel circuito, i terminali 3 e 6 vengono cortocircuitati, scollegando quindi il carico, come menzionato sopra. Quando si sposta il motore verso il basso secondo lo schema, la potenza nel carico cambia da 0 a 100%. Qui è tutto chiaro e semplice.
Se colleghiamo un condensatore elettrolitico a queste conclusioni (crediamo che non ci sia ancora un fototransistor nel circuito), allora otteniamo solo un'accensione regolare del carico. Come?
La resistenza del condensatore scaricato è piccola, quindi all'inizio i terminali di controllo del microcircuito 3 e 6 sono praticamente in cortocircuito e il carico viene disconnesso. All'aumentare della carica, aumenta la resistenza del condensatore (basta ricordare il controllo dei condensatori con un ohmmetro), aumenta anche la tensione su di esso e la potenza nel carico aumenta gradualmente. Si scopre un dispositivo per l'accensione regolare del carico. Inoltre, il carico sarà alimentato tanto quanto viene introdotto il motore del resistore variabile R1. Quando il dispositivo viene disconnesso dalla rete, il condensatore viene scaricato attraverso la resistenza R1, preparando il dispositivo alla successiva accensione. Se il condensatore non ha il tempo di scaricarsi, non si accenderà facilmente.
Ora siamo arrivati alla cosa più importante, al relè fotografico. Se ora si collega un fototransistor per controllare i pin 3 e 6, si ottiene un relè fotografico. Funziona come segue. Durante l'alta luce del giorno, il fototransistor è aperto, quindi la resistenza della sua sezione collettore-emettitore è piccola, i pin 3 e 6 sono chiusi l'uno con l'altro e il carico è disconnesso.
Con una leggera diminuzione dell'illuminazione nelle ore serali, il fototransistor si aprirà gradualmente, aumentando gradualmente la potenza nel carico, cioè nella lampada. Non ci sono elementi di soglia in questo circuito, quindi la lampada si accenderà e si spegnerà gradualmente.
Affinché il relè fotografico non funzioni nel momento in cui si accende la propria lampada, è preferibile proteggere il fototransistor da tale retroilluminazione. Il modo più semplice per farlo è con un tubo di plastica.
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Boris Aladyshkin
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