Фотореле с таймером на логике

Фотореле с таймером на логике

Обычный сумеречный выключатель, представляющий собой фотореле, включает свет с наступлением темноты и выключает его утром. Таким образом свет горит всю ночь. Это не всегда имеет смысл, т.к. зачастую нужно чтобы свет горел только например 3 часа после наступления темноты, а остальную часть ночи был выключен. В этом случае нужен не просто сумеречный выключатель, а сумеречный выключатель с таймером, ограничивающий продолжительность ночного освещения.

Установка времени работы таймера задаётся в двоичном коде, с помощью 12 DIP- переключателей, замкнутый переключатель означает лог.1 разомкнутый лог.0. Что позволяет установить практически любое значение от 0 до 4095. Недостаток такой установки времени в том, что он требует знания двоичной системы счисления, поэтому он может быть удобен только для радиолюбителей, или инженеров-электронщиков, но не для простых людей.

С вывода 10 микросхемы DD2 идут импульсы с периодом 1 минуту, с вывода 4 периодом в 1 секунду.

Меняя положение перемычки S1, можно выбирать время отсчета — в секундах или минутах.

Применение трансформаторной схемы источника питания и электромагнитного реле, обеспечивает гальваническую развязку схемы от сети. И ещё, благодаря тому что реле может коммутировать нагрузку любого характера, обеспечивается универсальность.

Технические характеристики

  • Напряжение сети: 220-230 В
  • Частота сети: 50-60 Гц
  • Ток потребления:
    — 7,5 мА в режиме ожидания.
    — 8 мА в активном режиме.
  • Время работы:
    — минимальное — 1 секунда.
    — максимальное — 69 часов.
  • Максимальная коммутируемая мощность: 240 Вт.

Описание схемы электрической принципиальной

Основу схемы составляет часовая микросхема К176ИЕ12 и двенадцати-разрядный двоичный счётчик К561ИЕ20(СD4040BE).

Можно также применить вместо К561ИЕ20 микросхему К561ИЕ16, без изменения монтажа печатной платы. В этом случае максимальное время работы таймера увеличится до 11 суток! Однако обратите внимание, что ИЕ16 отличается цоколёвкой выходов, и это следует учитывать при установке двоичного кода DIP-переключателями SA1-SA12.

На логических элементах DD1.1,DD1.2 собран триггер Шмитта, обеспечивающий гистерезис напряжения, снимаемого с движка подстроечного резистора R1, создавая тем самым на выходе логического элемента DD1.2 мгновенные переключения логических уровней, при переходе свет/тень.

На элементах DD1.3,DD1.4 собран RS-триггер, управляющий через транзисторный ключ VT2 электромагнитным реле К1.

Также этот триггер запускает таймер.

Кнопка SB1-служит для запуска таймера, диод VD2 — служит для согласования этой кнопки с каскадом на транзисторе VT1, SB2- служит для сброса. Проще говоря, этими кнопками можно включать и выключать нагрузку на контактах реле К1.1.

Теперь рассмотрим как это всё работает, с наступлением рассвета и сумерек.

Когда светло, сопротивление фоторезистора R2 относительно мало(около 1мОм), на выводе 4 DD1.2 (выход триггера Шмитта) логическая 1. Транзистор VT1 открыт, на выводе 8 DD1.3 логический 0, на выводе 9 и 5 логическая 1, на выводе 10 DD3 логический 0, на выводе 11 DD1.4 логический 0, транзистор VT2 закрыт, реле выключено. Светодиод HL1 горит красным светом.

Как только становится темно, сопротивление фоторезистора R2 возрастёт свыше 20мОм, ток через R1 уменьшится, уменьшится и падение напряжения на нём, на выводе 4 DD1.2 (выход триггера Шмитта) появится логический 0. Это вызовет перезарядку конденсатора С2 через резистор R6, в результате чего на к-э VT1 формируется короткий импульс положительной полярности, который через диод VD2 поступает на вывод 8 DD1.3 устанавливая на вывод 10 DD1.3 логический 0. При этом на выводе 11 DD1.4 появится логическая 1, которая через резистор R16 поступит на базу транзистора VT2, при этом он откроется, реле включится. Светодиод НL1 загорится зелёным светом. Логический 0 с вывода 10 DD1.3 поступает на выводы 9 и 5 микросхемы DD2, в результате чего она начинает вырабатывать импульсы: на выводе 4 — с периодом 1 сек., на выводе 10 — с периодом в 1 минуту, соответственно.

Эти импульсы поступают на вход счётчика DD3 (вывод 10).

Как только счетчик DD3 досчитает до числа, установленного DIP-переключателями SA1-SA12. Все диоды, из числа VD5-VD16 соединённые с замкнутыми DIP-переключателями SA1-SA12, закроются. Тогда через открытый диод VD4 пройдёт ток, который вызовет падение напряжения на резисторе R14, соответствующее логической1, тогда на выводе 11 DD3(Reset/Сброс) и выводе 13 DD1.4 появится логическая 1, произойдёт сброс счётчика и RS-триггера, на выводе 11 DD1.4 появится логический 0, транзистор VT2 закроется, реле выключится.

На рассвете, сопротивление R2 снова уменьшится, что вызовет увеличение падения напряжения на сопротивлении R1, что приведёт к появлению на выводе 4 DD1.2 логической 1. Транзистор VT1 при этом остаётся открытым, и никакого импульса не создаст, на выводе 8 DD1.3 будет по прежнему логический 0. Таким образом триггер сохраняет своё устойчивое состояние, до наступления следующих сумерек.

Цепь VD3,VD4,R14 выполняет логическую функцию ИЛИ, т.к. необходимо обнулять триггер и счётчик при первом включении цепочкой C8,R13, так и самим счётчиком, после подсчёта им определённого числа импульсов.

Конденсатор С1 предназначен на тот случай если вдруг электроэнергия отключится, а потом появится в тёмное время суток, чтобы после этого таймер запустился. Без этого конденсатора, сопротивление фоторезистора R2 при этом будет велико, логический уровень на входе триггера Шмитта не изменится там будет логический 0, логическое состояние триггера DD1.3,DD1.4 не изменится, т.е. на выводе 10 DD1.3 будет присутствовать логическая1, на выводе 11 DD1.4 логический 0, поскольку время обнуления при включении питания длится дольше длительности импульса с коллектора VT1.

Таким образом, таймер запустится только по прошествии дня, и до наступления следующих сумерек.

Если же применить конденсатор С1, то по мере зарядки, его реактивное сопротивление сначала мало, затем становится бесконечно велико, в результате на выходе DD1.2 формируется импульс, вызывающий перезаряд конденсатора С2, который формирует короткий импульс на коллекторе VT1. Таймер запускается.

Установка этого конденсатора зависит от того, нужен ли вам запуск таймера после подачи на него электропитания в тёмное время суток, или нет.

Источник питания

Предохранитель FU1 и варистор RU1, образуют защиту от повышенного напряжения сети, если оно повысится, то предохранитель перегорает. Термо-предохранитель Ft1 конструктивно располагается в непосредственной близости от трансформатора Т1, в случае его чрезмерного перегрева он должен перегореть. Напряжение

12В поступает на диодный мост VD1, после него 15В постоянного тока поступает на интегральный стабилизатор DA1, с него уже идёт стабилизированное напряжение 12В, для питания всех узлов данной схемы.

Настройка

Настройка заключается в установке подстроечным резистором R1 порога срабатывания таймера, при достижении определённого уровня засветки фоторезистора R2.

Конструкция

Устройство собрано на печатной плате и одностороннего фольгированного стеклотекстолита, размерами 1,5х85х95 мм.

Плата размещена в пластиковом корпусе от авто-сигнализации Pantera XS110, размерами 28х98х103 мм. Размеры печатной платы подгонялись именно под этот корпус. В корпусе проделаны отверстия под кнопки и светодиод, а также трансформатор, так как он немного не убирался.

На лицевой панели расположены кнопки SB1 (красная), SB2 (чёрная) и светодиод HL1.

На лицевую панель наклеена бумага с надписями, а поверх неё наклеена прозрачная полиэстровая плёнка «LOMOND», для принтеров. Благодаря чему надписи защищены от затирания, и бумага не испачкается.

Пластиковые кнопки использованы от джойстика игровой приставки.

Литература

  1. Luděk Srb, Kališnická: www.hw.cz/konstrukce/ozdravny-reset-s-logickymi-obvody-a-periodou-24-hodin.html
  2. Радиоконструктор. №10, 2012 г. «Цифровой таймер с кварцевой стабилизацией» Коротков Р.В.
  3. Основы цифровой техники Л.А. Мальцева, Э.М. Фромберг, В.С. Ямпольский, Москва «Радио и связь» 1987.

Схемы фотореле для управления освещением

Одной из задач, выполняемых при помощи фотодатчиков, является управление освещением. Такие схемы называются фотореле, чаще всего это простое включение освещения в темное время суток. С этой целью радиолюбителями было разработано немало схем, вот некоторые из них.

Наверное, самая простая схема показана на рисунке 1. Количество деталей в ней, невелико, меньше уже не получится, а эффективность, читай чувствительность, достаточно высокая.

Это достигнуто тем, что транзисторы VT1 и VT2 включены по схеме составного транзистора, называемой также схемой Дарлингтона. При таком включении коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления составляющих транзисторов. Кроме того, такая схема обеспечивает высокий входной импеданс, что позволяет подключать высокоомные источники сигнала, как показанный на схеме фоторезистор PR1.

Рисунок 1. Схема простого фотореле

Работа схемы достаточно проста. Сопротивление фоторезистора PR1 с увеличением освещенности уменьшается до нескольких КОм (темновое сопротивление несколько МОм), что приведет к открыванию транзистора VT1. Его коллекторный ток откроет транзистор VT2, который включит реле K1, которое своим контактом включит нагрузку.

Диод VD1 защищает схему от ЭДС самоиндукции, возникающей в момент выключения реле K1. Таким образом, очень маломощный сигнал фоторезистора преобразуется в сигнал достаточный для включения обмотки реле.

Чувствительность этой простой схемы достаточно высока, иногда просто избыточна. Чтобы ее уменьшить, и регулировать в необходимых пределах можно добавить с схему переменный резистор R1, показанный на схеме пунктиром.

Напряжение питания указано в пределах 5…15В, — зависит от рабочего напряжения реле. Для напряжения 6В подойдут реле РЭС9, РЭС47, а для напряжения 12В РЭС49, РЭС15. При указанных на схеме транзисторах ток обмотки реле не должен превышать 50мА.

Если вместо транзистора VT2 поставить, например, КТ815, то выходной ток может быть больше, что позволит применить более мощные реле. А вообще, чем выше напряжение питания, тем выше и чувствительность фотореле.

Схема фотореле с фотодиодом

Схема этого фотореле показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема фотореле с фотодиодом

Как и предыдущая, она также содержит минимальное количество деталей, благодаря применению операционного усилителя (ОУ). В данной схеме ОУ включен по схеме компаратора (сравнивающего устройства). Нетрудно видеть, что фотодиод LED1 включен в фотодиодном режиме, — питание подано так, что фотодиод смещен в обратном направлении.

Поэтому, при снижении уровня освещенности сопротивление светодиода Led1 возрастает, что приводит к уменьшению падения напряжения на резисторе R1, а следовательно и на инвертирующем входе компаратора OP1.

Напряжение на неинвертирующем входе ОУ устанавливается при помощи переменного резистора R2, и является пороговым — задает порог срабатывания. Как только напряжение на инвертирующем входе станет меньше, чем пороговое, на выходе компаратора появится высокий уровень напряжения, который откроет транзистор T1, который включит реле K1.

Реле и транзистор в этой схеме можно подобрать, руководствуясь рекомендациями к схеме, показанной на рисунке 6. В качестве компаратора можно использовать ОУ типа К140УД6, К140УД7 или подобные. Источник питания для схемы подойдет любой, можно даже бестрансформаторный, без гальванической развязки от сети. В этом случае при наладке следует быть внимательным, соблюдать правила техники безопасности. Идеальным вариантом следует считать использование для настройки схемы разделительного трансформатора или, как его иногда называют трансформатора безопасности.

Настройка устройства сводится к установке порогового напряжения таким образом, чтобы включение происходило уже при наступлении сумерек. Чтобы не дожидаться этого природного момента, можно в затемненной комнате засвечивать фотодиод лампой накаливания, включенной через тиристорный регулятор мощности. Эта же методика пригодна для настройки и других схем фотореле.

Читайте также  Другая жизнь lpt порта (часть 2)

Возможно, что при срабатывании фотореле релюшка будет дребезжать. Избавиться от этого явления можно присоединив параллельно катушке электролитический конденсатор на несколько сотен микрофарад.

Фотореле на микросхеме

Специализированная микросхема КР1182ПМ1 представляет собой фазовый регулятор мощности, то же самое, что обычный тиристорный. Весьма важным и ценным свойством такого регулятора мощности является то, что он включается в схему как двухполюсник, не требуя для себя дополнительного провода питания: просто включил параллельно выключателю и все уже работает! На рисунке 4 показано, как на этой микросхеме можно построить несложное фотореле.

Рис. 3. Микросхема КР1182ПМ1

Рисунок 4 . Схема фотореле на микросхеме КР1182ПМ1

Управляющие выводы микросхемы 3 и 6. Если между ними подключить просто обычный однополюсный выключатель, то при его замыкании нагрузка будет отключаться! Если его разомкнуть, то нагрузка подключится. Кстати, без дополнительных внешних тиристоров или симистора, и даже без радиатора, микросхема выдерживает нагрузку до 150Вт. Это в случае, если при включении нагрузки нет бросков тока, как у ламп накаливания. Лампу накаливания в таком варианте можно включать мощностью не более 75Вт.

Просто выключатель к этим выводам подключать как бы ни к чему, если только в комплексе с другими деталями. Если не обращать внимания на фототранзистор и электролитический конденсатор, мысленно оставить только переменный резистор R1, то получается просто фазовый регулятор мощности: при перемещении его движка вверх по схеме выводы 3 и 6 замыкаются накоротко, тем самым отключая нагрузку, как упомянутым выше контактом. При перемещении движка вниз по схеме мощность в нагрузке изменяется от 0…100%. Тут все понятно и просто.

Если к этим выводам подключить электролитический конденсатор (считаем, что фототранзистора в схеме пока нет), то получится просто плавное включение нагрузки. Каким образом?

Сопротивление разряженного конденсатора невелико, поэтому поначалу управляющие выводы микросхемы 3 и 6 практически замкнуты накоротко и нагрузка отключена. По мере заряда сопротивление конденсатора возрастает (достаточно вспомнить проверку конденсаторов омметром), напряжение на нем тоже растет, мощность в нагрузке плавно увеличивается. Получается устройство плавного включения нагрузки. Причем мощность в нагрузку будет подана на столько, насколько введен движок переменного резистора R1. При отключении устройства от сети конденсатор разряжается через резистор R1, подготавливая устройство к следующему включению. Если конденсатор разрядиться не успеет, то плавного включения не будет.

Вот теперь и добрались до самого главного, до фотореле. Если теперь к управляющим выводам 3 и 6 подключить фототранзистор, то получится фотореле. Работает оно следующим образом. Днем при высокой освещенности фототранзистор открыт, поэтому сопротивление его участка коллектор – эмиттер невелико, выводы 3 и 6 замкнуты между собой, нагрузка отключена.

При плавном уменьшении освещенности в вечерние часы фототранзистор плавненько будет открываться, постепенно увеличивая мощность в нагрузке, то есть в лампе. Никаких пороговых элементов в этой схеме нет, поэтому лампа будет зажигаться и гаснуть постепенно.

Чтобы фотореле не сработало в тот момент, когда включится своя же лампа, фототранзистор желательно защитить от такой подсветки. Проще всего это сделать с помощью пластиковой трубки.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Фотореле с таймером на логике

Сделано
в России

С этим покупают Посмотреть

Фотореле модульное фотоэлемент 011.03 монтаж на рейку 35мм 1NO 16A питание 230В АC настройка чувствительности 1-100люкс ширина 17.5мм фотореле IP20 фотоэлемент IP66/67 (11.31.8.230.0000POA)

  • Код товара 4313276
  • Артикул 113182300000POA
  • Производитель FINDER/11 Серия

С этим покупают Посмотреть

Фотореле модульное фотоэлемент 011.02 монтаж на рейку 35мм 1NO 16A питание 24В АC/DC настройка чувствительности 1-100люкс ширина 17.5мм фотореле IP20 фотоэлемент IP54 (1шт) (11.31.0.024.0000PAS)

  • Код товара 4167805
  • Артикул 113100240000PAS
  • Производитель FINDER/11 Серия

С этим покупают Посмотреть

Фотореле модульное фотоэлемент 011.02 быстродействующее монтаж на рейку 35мм 1NO 16A питание 24В АC/DC настройка чувствительности 1-100люкс ширина 17.5мм фотореле IP20 фотоэлемент IP54 (1шт) (11.31.0.024.0001PAS)

  • Код товара 9203906
  • Артикул 113100240001PAS
  • Производитель FINDER/11 Серия

С этим покупают Посмотреть

Фотореле модульное фотоэлемент 011.02 быстродействующее монтаж на рейку 35мм 1NO 16A питание 24В АC/DC настройка чувствительности 1-100люкс ширина 17.5мм фотореле IP20 фотоэлемент IP54 (11.31.0.024.0001)

  • Код товара 7483207
  • Артикул 113100240001
  • Производитель FINDER/11 Серия

С этим покупают Посмотреть

Фотореле модульное фотоэлемент 011.02 монтаж на рейку 35мм 1NO 16A питание 24В АC/DC настройка чувствительности 1-100люкс ширина 17.5мм фотореле IP20 фотоэлемент IP54 (11.31.0.024.0000)

  • Код товара 1681603
  • Артикул 113100240000
  • Производитель FINDER/11 Серия

С этим покупают Посмотреть

Фотореле модульное фотоэлемент 011.03 монтаж на рейку 35мм 1NO 16A питание 230В АC настройка чувствительности 1-100люкс ширина 17.5мм фотореле IP20 фотоэлемент IP66/67 (1шт) (11.31.8.230.0000POS)

  • Код товара 4280027
  • Артикул 113182300000POS
  • Производитель FINDER/11 Серия

Реле времени астрономическое одноканальное с фотореле PCZ-525-3 (EA02.002.014)

  • Код товара 2708056
  • Артикул EA02.002.014
  • Производитель Евроавтоматика

С этим покупают Посмотреть

Модульные фото-реле Ширина 35мм, с таймером, 1 CO 16A (11.91.8.230.0000)

  • Код товара 6154925
  • Артикул 119182300000
  • Производитель FINDER/11 Серия

С этим покупают Посмотреть

Фото-реле модульные 35мм 2 индивидуальные настройки освещенности 2NO 12A (11.42.8.230.0000)

  • Код товара 8993629
  • Артикул 114282300000
  • Производитель FINDER/11 Серия

С этим покупают Посмотреть

Модульные фото-реле Ширина 35мм, 2 индивидуальные настройки освещенности, 2 NO 12A, Упаковка с 1 реле (11.42.8.230.0000PAS)

  • Код товара 27814
  • Артикул 114282300000PAS
  • Производитель FINDER/11 Серия

Фотореле ФБ-4 2кВт смешанное с регулировкой таймер

  • Код товара 9680211
  • Артикул 550402
  • Производитель Композит

Сделано
в России

  • Покупателям
    • Способ оплаты
    • Доставка
    • Акции
    • Скидки и баллы
    • Адреса магазинов
    • Договор оферты
  • Компания ЭТМ
    • О компании
    • Сервис iPRO
    • Электрофорум
    • ЭТМ Вакансии

Центр поддержки и продаж

  • Электрика
  • Свет
  • Крепеж
  • Безопасность

Мы в социальных сетях

  • Повышение квалификации
  • Часто задаваемые вопросы
  • Нашли ошибку?
  • Центр обращений

© 2021 Компания ЭТМ — Копирование и использование в коммерческих целях информации на сайте www.etm.ru допускается только с письменного одобрения Компании ЭТМ. Информация о товарах, их характеристиках и комплектации может содержать неточности

Ваш город: Выберите город

Я подтверждаю свое согласие на обработку персональных данных согласно Политике обработки персональных данных

Сайт использует файлы cookie с целью повышения удобства пользования сервисом. Продолжая использовать наш сайт, вы даёте согласие на обработку cookie-файлов.

Таймеры и фотореле включения и выключения света

Таймеры включения и выключения света – электроустройства, которыми возможна организация автоматического управления освещением. Применяются для бытовых и промышленных потребителей. Включение в схему осветительных сетей таймеров позволяет значительно снизить расходы на дорогостоящую электроэнергию, упростить управление наружным освещением, т.к. в данном случае нет необходимости находиться на объекте для включения и выключения света. Существует большое количество моделей таймеров и выключателей, которые применяются для разных сетей освещения.

Выключатель света с таймером

По типу монтажа различают реле автоматического включения света, монтируемые:

  • На стену. Устанавливать необходимо на изоляционном основании, следует предусмотреть защитную прокладку кабельно-проводниковой продукции.
  • В подрозетник. Необходимо выбирать подрозетники соответствующего размера.
  • На ДИН-рейку. Устанавливаются на все боксы, предназначенные для модульного электрооборудования. При этом есть возможность управления светом с нескольких мест.

Таймер освещения типа ТО-2

Таймер включения света серии ТО-2 разработан для постоянного автоматического включения системы освещения (отключая в ночные часы) по автономической таблице движения Солнца. Также используется в качестве реле времени, которое включает осветительные сети в выбранный промежуток времени. Максимальная осветительная нагрузка на 1 прибор – не более 1 кВт.

Применение

  • Охранное освещение территорий объектов, дежурное освещение нежилых зданий. В этом режиме таймер включает светильники после захода солнца, выключает при восходе.
  • Освещение участков домиков садовых товариществ, придомовых территорий. Идентичный первому режим. Также есть возможность отключения осветительной нагрузки в заданный интервал времени.
  • Освещение рекламных щитов. Режим работы – только в обозначенный временной промежуток.

Принцип работы

  1. Контроллер сравнивает показания встроенных часов астрономической таблицей и передает сигналы на два реле.
  2. Реле №1 включает таймер для света только по показаниям строенных часов.
  3. Реле №2 работает аналогично, также есть дополнительная функция отключать нагрузку на определенный промежуток времени (задается настройками).

Настойка прибора

Заключается в выставлении даты и времени для корректной работы сумеречного реле. Управление настройками осуществляется кнопками, расположенными на передней панели прибора.

Преимущества

  • Наличие шестиразрядного индикатора;
  • Возможность установки на DIN-рейку;
  • Снижение финансовых затрат на электроэнергию;
  • Стойкость оборудования к температурным перепадам;
  • Возможность работы в сетях 50…300 В;
  • Быстрое перепрограммирование;
  • Сохранение заданных настроек при отключении внешнего питания;
  • Электронный дисплей, на котором отображаются параметры устройства.

Важно! Для подключения большой нагрузки схему необходимо дополнять контакторами и дополнительными реле.

Подготовительные работы перед включением устройства

  • Выбрать электрическую схему подключения (при больших значениях нагрузки применить контакторы);
  • Установить прибор и выключатель в щит управления освещением;
  • Присоединить кабелями или проводами прибор к питающей сети и светильникам через реле;
  • Подать напряжение на устройство.

Модели серии ТО-2 запрограммированы на возможность сдвига время срабатывания реле (до 127 минут в оба направления).

Техосмотр и плановую диагностику прибора рекомендовано проводить минимум один раз в шесть месяцев. Проверке подлежат клеммники и крепление таймера, места соединений элементов электрической схемы.

Режимы

  • Индикации. Нормальный рабочий режим, на дисплее в текущем времени отображаются все параметры работы таймера.
  • Настройки. Установка текущей даты и времени.
  • Проверки. Тестовый режим проверки работоспособности устройства.
  • Уставки. Корректировка установленных ранее рабочих значений прибора.

Важно! Калибровку и ремонты таймеров необходимо выполнять в специализированных сервисных центрах или на заводах-изготовителях.

Таймер освещения типа ТО-47

Модели серии ТО-47 разработаны для автоматического включения и отключения осветительных сетей с галогенными лампами и лампами накаливания на лестничных площадках, и др. помещений. Прибор включает освещение на промежуток от 1 до 7 минут. Максимальная нагрузка на прибор составляет 3,5 кВ.

Варианты подключений прибора

Таймер выключения света может работать в трех-проводных и четырех-проводных электрических сетях(изделия специально оборудованы переключателем на количество проводов).

  • При выборе схемы №1 (трех-проводные сети) цепь собирается без возможности подключения дополнительной осветительной нагрузки после выключателя;
  • Схема №2 выполняется четырех-проводной с возможностью подключения дополнительных светильников (ламп) через выключатель.

Порядок подключения

  1. Крепление модульного таймера ТО-47 выполнить на ДИН-рейку с помощью специальной защелки (для модульных аппаратов);
  2. Подсоединить внешние кнопки согласно электрическим схемам.
Читайте также  Сенсорный регулятор освещения с дистанционным управлением

Ручное управление

Управление ТО-47 осуществляется ручкой-переключателем, которая находится на передней панели устройства.

При переведении в положение со значком «Лампа» происходит замыкание контактов и и начинает включаться подсветка (до принудительного перемещения рычага в исходное положение).

При однократном переведении рычага в положение «двойная окружность» включается таймер с заданной уставкой отключения по времени.

В случае управления таймером внешней кнопкой рычаг необходимо перевести в положение «двойная окружность».

Для увеличения режима работы в положении «Включено» предусмотрен переключатель. При включении переключателя таймера происходит постоянное замыкание контактов, размыкание контактов происходит при переводе в положение «Выключено».

Фотореле на таймере 555

Таймер отключения 555 является универсальным, одним из самых распространенных устройств для генерации одиночных и повторяющихся сигналов (импульсов), стабильно привязанных к временным промежуткам. На основе таймера 555 и фототранзистора возможно изготовление фотореле, которое работает от сети 12В.

Применение

Фотореле на базе таймера 555 используют для автоматизации сетей освещения: наружных, внутридомовых и т.д.

Принципиальная схема Фотореле с таймером 555

Где купить

Максимально быстро приобрести устройства можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

Видео по теме

Фотореле с функцией таймера

Данный вариант фотореле является третьим и наиболее совершенным в линейке фотореле с нестандартным алгорит­мом. Базовый вариант, рассмотренный в [1], предназначен для работы со светодиодной лампой, а его улучшенная вер­сия, рассмотренная в [2], содержит функции защиты и регу­лятора яркости и предназначена для работы с лампой нака­ливания. Опыт эксплуатации второго варианта фотореле по­казал, что он обладает недостаточной чувствительностью, соб­ственно, как и базовая версия, поэтому выключение лампы происходит с некоторым запаздыванием, при уже достаточ­но высоком уровне освещённости.

Значительно повысить чувствительность удалось благода­ря реализации фотодиодного усилителя на ОУ типа TL062. Кроме того, полностью переработан и выполнен по упро­щенной схеме регулятор яркости, а также таймер. Теперь он реализован на одной ИМС вместо двух, как в предыду­щей версии автомата.

Основным недостатком классических фотореле являются ложные срабатывания при засветке фар автомобиля и бле­ске молнии. Кроме того, требуется оптическая изоляция фо­тодатчика от коммутируемой лампы, что также является боль­шим недостатком. От перечисленных недостатков свободно предлагаемое фотореле, которое можно разместить в непо­средственной близости от лампы накаливания. При этом из­лучение лампы может падать на фотодиод непосредственно без необходимости его оптической изоляции, а само фото­реле можно разместить в корпусе светильника.

Благодаря реализации в устройстве функций защиты и регулятора яркости обеспечивается наиболее благоприят­ный режим работы лампы накаливания, а значит, достигает­ся максимальный срок её службы. В большинстве случаев перегорание нити происходит именно в момент включения, когда её сопротивление в несколько раз меньше, чем в на­гретом состоянии. Автомат обеспечивает плавное включение лампы, что исключает большой бросок тока, и, тем самым, защищает от перегорания. Кроме того, замечено, что если эксплуатировать лампу не на максимальной мощности в 100%, а при значении 75…80% от максимального значения, то срок службы лампы накаливания значительно возрастает.

Как и в базовых вариантах, данное фотореле работает в циклическом режиме с интервалом отсчёта 20…30 мин, по прошествии которого, лампа кратковременно, на десятые до ли секунды погасает, а затем включается вновь, при усло­вии, если уровень внешнего освещения окажется ниже за­данного порога.

Работа устройства

Схема электрическая фотореле показана на рис.1. Сиг­нал фотодиода усиливается ОУ DA2.1 и с его выхода посту­пает на вход компаратора DA2.2, обладающего свойствами триггера Шмитта для более чёткого срабатывания.

В светлое время суток, когда уровень освещённости вы­ше порогового значения, сопротивление перехода фотодио­да относительно невелико, а выходное напряжение ОУ DA2.1 выше порогового значения компаратора DA2.2, которое за­даётся подстроечным резистором R26. При уменьшении уров­ня естественного освещения, сопротивление перехода фото­диода VD5 возрастает, поэтому уменьшается напряжение на выходе ОУ DA2.1. Когда напряжение на входе компаратора DA2.2 станет меньше его порога переключения, на выходе компаратора сформируется положительный перепад напря­жения, который приведёт к открыванию транзисторов VT4 и VT5, а после дифференцирования цепочкой C10R28, приве­дёт к перезапуску таймера DD2.

Таймер DD2 включен по схеме одновибратора, благодаря соединению его выхода (вывод 10) с входом ST (вывод 3). В случае подачи на вход таймера R0 короткого импульса по­ложительной полярности, на его выводе 10 устанавливается уровень лог. «0», а на выводе 9 с открытым стоком — бла­годаря резистору R30 — уровень лог. «1». При указанных на схеме номиналах элементов С11 и R31 длительность импуль­са на выходе таймера составляет около 20 мин. Частоту за­дающего генератора можно рассчитать по формуле f=1/T=1/1,8RC. Коэффициент 1,8 в знаменателе, по сравне­нию с типичным значением 1,4 для таких генераторов, по­лучается из-за того, что вход «RC» таймера (вывод 4) обла­дает гистерезисными свойствами с уровнем 0,5 В.

Коэффициент деления счётчиков таймера при указан­ном на схеме положении переключателя SA1 составляет К1 =30x60x2048=3686400, что соответствует работе автомата в основном режиме. При установке переключателя SA1 в нижнее по схеме положение, устанавливается минимальный коэффициент деления равный К2=2048, что соответствует ра­боте автомата в сервисном режиме.

После запуска таймера уровень лог. «1» с его выхода приводит к закрыванию транзистора VT1 и открыванию VT3. При этом конденсатор С5 начинает постепенно заря­жаться (в течение 1 с), что приводит к открыванию тран­зистора VT2.

Для работы регулятора яркости в схему введён узел вы­деления момента прохождения сетевым напряжением нуле­вого значения, собранный на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Короткие отрицательные импульсы пилообразной фор­мы в моменты, когда сетевое напряжение близко к нулю, снимаются с катода стабилитрона VD2 и через делитель R4R5 подаются на вход одновибратора (DD1.1, DD1.2). Он необхо­дим для формирования стабильных по длительности, но уже прямоугольных отрицательных импульсов, которые быстро разряжают конденсатор С7 в моменты начала каждого полупериода сетевого напряжения.

Прежде чем зарядится конденсатор С5 и произойдёт вклю­чение лампы на максимальную яркость, уровнем лог. «1» с выхода компаратора DA2.2 открываются транзисторы VT4 и VT5, и на лампу подаётся небольшое начальное напряжение, задаваемое резистором R18. Этим резистором устанавлива­ется начальная яркость на уровне 5… 10%, что необходимо для предварительного прогрева нити накаливания. После то­го, как конденсатор С5 зарядится через резистор R13 и от­крытый транзистор VT3, откроется транзистор VT2, и уровень яркости лампы накаливания теперь будет определяться вве­дённой частью сопротивления резистора R14. Яркость мож­но установить в пределах 0…80%, чего в большинстве слу­чаев оказывается вполне достаточно. При такой яркости лам­пы (не более 80% от максимального значения) обеспечива­ется наиболее благоприятный режим её работы.

Как отмечено выше, конденсатор С7 быстро разряжает­ся через диод VD4 каждым отрицательным импульсом с вы­хода одновибратора в моменты перехода сетевого напряже­ния через ноль. После открывания транзисторов VT4 и VT5 уровень яркости лампы будет определяться введённой час­тью сопротивления резистора R18, а после открывания тран­зистора VT2 — ещё и сопротивлением резистора R14.

После завершения короткого отрицательного импульса, на выходе одновибратора появляется уровень лог. «1». Теперь конденсатор С7 начинает заряжаться через резисторы R14 и R18 и открытые транзисторы VT2 и VT5. Когда напряже­ние на входе элемента DD1.3 достигает порога переключения, на его выходе формируется отрицательный перепад напряже­ния, который, дифференцируясь цепочкой C8R19, вызывает формирование на выходе логического элемента DD1.4 корот­кого положительного импульса длительностью около 12 мкс. Этот импульс после инвертирования и усиления его транзи­стором VT2 открывает симистор VS1, который подключает лампу накаливания к сети. Время зарядки конденсатора С7 определяется введёнными сопротивлениями резисторов R14 и R18. Чем больше постоянная времени R14R18C7, тем позже формируется импульс управления симистором, счи­тая с момента перехода через ноль, тем меньше мощность, отдаваемая в нагрузку, и наоборот. Такой способ управле­ния яркостью лампы называется фазоимпульсным.

После завершения выдержки таймера, на его выходе фор­мируется уровень лог. «0», который закрывает транзистор VT3 и открывает VT1. Конденсатор С5 быстро разряжается через резистор R8, и лампа кратковременно (на десятые доли секун­ды) выключается. Если при этом уровень внешнего освещения оказывается недостаточным (в ночное время суток), то вновь срабатывает пороговый компаратор DA2.2 и перезапускается таймер DD2. Такой циклический режим работы повторяется с интервалами около 20 мин. Лампа будет светить до тех пор, пока уровень внешней освещенности не достигнет заданного по­рога. Если при очередном кратковременном выключении лам­пы сопротивление фотодиода VD5 окажется достаточно низким (высокая освещённость), то напряжение на входе компаратора DA2.2 окажется выше порога его переключения, и перезапус­ка таймера DD2 не произойдёт. Таймер DD2 останется в ис­ходном состоянии, а лампа — в выключенном состоянии. Авто­мат будет оставаться в режиме ожидания до очередного сни­жения уровня освещённости меньше заданного порога.

Конструкция и детали

Фотореле собрано на печатной плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм разме­рами 120×50 мм. Плата устанавливается в пластмассовую разветвительную коробку подходящих размеров. В крышке коробки необходимо предусмотреть отверстия для фотодио­да и переключателя SA1.

В устройстве использованы постоянные резисторы типа МЛТ-2 (R1, R2), МЛТ-0,5 (R21, R22), подстроенные (R13, R18, R25, R26) — типа СПЗ-386 в горизонтальном исполнении, ос­тальные — МЛТ-0,125 ±5%.

Конденсаторы неполярные типа К10-17, оксидные типа К50-35 или импортные.

Интегральный стабилизатор DA1 типа КР1181ЕН5А (78L05). ИМС КР1564ТЛЗ (74HC132N) заменима КР1554ТЛЗ (74AC132N).

Соответствующие транзисторы VT1-VT5 могут быть из се­рий КТ503, КТ3107 или импортные из серий KSC815, ВС557 с любыми индексами. Транзистор VT6 должен быть с рабо­чим напряжением не менее 400 В, например, типа КТ538А.

Фотодиод использован типа ФД263.

Для установки переключателя SA1 типа П1Т-1-1В на пла­те предусмотрены отверстия соответствующей конфигурации.

Стабилитрон VD2 должен быть с напряжением стабили­зации обязательно ровно 10 В, например, типа BZX55C10, Д814В1, КС510А. От напряжения его стабилизации зависит правильная работа схемы идентификации нуля.

Диодный мост VD1 должен быть с минимальным рабочим напряжением не менее 400 В. Симистор VS1 может быть из серий ВТ137, ВТ138, ВТ139 с рабочим напряжением не ме­нее 400 В. При мощности лампы накаливания до 100 Вт си­мистор в радиаторе не нуждается.

Настройка фотореле

Она заключается в установке максимальной чувствитель­ности подстроечным резистором R25, порога срабатывания компаратора резистором R26, минимальной яркости резис­тором R18, времени нарастания яркости резистором R13 и максимальной яркости резистором R14. При настройке лам­пу EL1 направляют на фотодиод и подключают автомат к сети. Максимальную яркость лампы устанавливают резисто­ром R14 в основном режиме при показанном на схеме по­ложении переключателя SA1. Подстройкой резистора R14 ус­танавливают максимальную яркость на уровне около 70…80% от максимальной паспортной яркости лампы, а резистором R18 — на уровне 5…10%, т.е. таким образом, чтобы свече­ние лампы сначала было едва заметно, а потом лампа за­горалась с максимальной заданной яркостью. Для этого не­обходимо, чтобы лампа загоралась не сразу, а с некоторой задержкой, поэтому подстроенный резистор R13 вначале ус­танавливают на максимум сопротивления.

Читайте также  Как рассчитать количество арматуры для фундамента?

Затем фотореле отключают от сети (!) и переводят в сервисный режим переключением SA1 в нижнее по схеме положение. Движок резистора R13 устанавливают на мини­мум сопротивления. Автомат вновь подключают к сети и под­стройкой резистора R25 устанавливают максимальную чув­ствительность, а подстройкой R26 добиваются чёткого сра­батывания компаратора DA2.2. Теперь при низком уровне внешней освещённости лампа должна кратковременно пога­сать и включаться с периодом около 1 с. В завершении про­цедуры настройки, резистором R13 устанавливают время на­растания яркости в пределах 0.5…1 с, т.е. таким образом, чтобы зажигание лампы было визуально заметно. Далее с помощью вспомогательного источника света (например, дру­гой лампы) освещают фотодиод. Мигание лампы EL1 должно прекратиться, и она должна оставаться в выключенном со­стоянии. Затем фотореле переводят в основной рабочий ре­жим (при отключенной сети!) переключением SA1 в верхнее по схеме положение. На этом настройка завершена.

Внимание! При настройке автомата следует помнить, что все элементы находятся под напряжением сети!

Литература

  1. Одинец А.Л. Фотореле с нестандартным алгоритмом //Электрик. — 2013. — №11. — С.60.
  1. Одинец А.Л. Фотореле со специальным алгоритмом //Электрик. — 2015. — №4. — С.48.

Автор: Александр Одинец, г. Минск

Принцип работы, разновидности и способы подключения фотореле для уличного освещения

Сегодня речь пойдет об устройстве для автоматического включения/выключения осветительных приборов. Официальное его название – фотореле для уличного освещения. Оно значительно упрощает эксплуатацию источников света, создавая тем самым дополнительный комфорт жильцам. Мы рассмотрим самые популярные вопросы об этом приспособлении и узнаем, стоит ли тратиться на подобное оборудование и можно ли правильно своими руками подключить такое устройство.

Что такое фотореле и как оно работает

Люди с давних пор стремятся к автоматизации как на работе, так и в быту. А фотореле – это логическое усовершенствование (разновидность) обычного механического переключателя, иначе называемого сумеречный выключатель или светореле.

Оно служит для автоматического управления электрическими цепями различных источников света, в зависимости от интенсивности наружного освещения. Действующими элементами устройства являются:

  • Датчик света. Его фотоэлемент реагирует на изменение уровня освещенности и передает сигнал на реле.
  • Реле. Получает информацию от датчика и в соответствии с выставленными параметрами управляет (замыкает/размыкает) электроцепью светильника.

Вот и весь принцип работы фотореле. С помощью специального регулятора на корпусе можно выставлять порог срабатывания прибора. Так можно добиться более или менее раннего включения/отключения света в зависимости от ваших потребностей.

Сфера применения

Использование фотореле не ограничивается лишь уличным освещением. Проявив немного фантазии, его можно применять и в других местах, вот некоторые примеры:

  • Гараж. Очень удобно, когда, открывая снаружи ворота гаража, свет будет зажигаться автоматически и не нужно на ощупь искать выключатель. Правда это больше актуально в городских гаражах, где свет снаружи горит постоянно. Для загородных домов такая схема будет работать только днем.
  • Управление поливом. Еще одно интересное применение фотореле – это активация капельного орошения в ночное время. Отличное решение для дачных участков и частных домов, которое значительно сэкономит ваше время в дневные часы. Будь то лужайка с газоном или грядки, за ночь все будет хорошенько увлажнено без вашего участия. Но тут нужно следить за погодой и отключать систему в дождливые дни.

В последнее время все популярнее становится система под названием – «Умный дом», где царит полная автоматизация. Так вот, фотореле занимает в ней не последнее место, используясь в совокупности с датчиками движения и другими «умными» приспособлениями.

Разновидности

По типу конструкции фотореле для уличного освещения делятся на два вида:

  1. У первого все составляющие части находятся в одном корпусе. С одной стороны, это довольно удобно, закрепил его рядом с нужным светильником, подключил и готово. С другой стороны, устройство получается более громоздким, что не всегда удобно. Зато не нужно тянуть провода до распределительного щита.

Фотореле фр-601 и фр-602

  1. У этих устройств выносной фотоэлемент располагается снаружи, а само реле крепится в щитке на дин-рейку. Такое исполнение надежно защищает устройство от повреждения, атмосферных осадков и т. п, а небольшой датчик будет менее заметен.

Реле с выносным фотодатчиком для установки в щитке

Приборы типа ФР-601 или ФР-602 имеют регуляторы в нижней части корпуса и обозначаются «+» и «—». У реле с выносными датчиками такие регуляторы расположены на внутренней части фотореле, которая располагается в распределительном щите. При повороте в сторону минуса, чувствительность датчика снижается и реле срабатывает только при сильной темноте, а подкручивая в плюс, наоборот, когда еще достаточно светло.

Наиболее популярные и надежные производители фотореле: ФР, ИЭК, LXP, CSM. Они довольно неприхотливы в эксплуатации и обслуживании.

Помимо обычных фотореле с регулятором, есть также устройства сдатчиком движения. То есть даже после того, как стемнело свет будет выключен до тех пор, пока кто-нибудь не подойдет к датчику. Это может значительно экономить электроэнергию, потому ночью передвижение людей обычно минимально.

Пример фотореле с датчиком движения и лампой ДРЛ

Самые навороченные модели оснащаются таймерами, которые можно запрограммировать на разный режим работы. Принцип их действия простой – летом темнеет намного позже, чем зимой, поэтому такие приборы регулируются на каждый промежуток времени отдельно, вплоть до годового цикла.

Фотореле фр-136 с таймером

Подбираем параметры устройства

Прежде чем купить фотореле, нужно определиться с техническими характеристиками прибора:

  1. На какое напряжение оно рассчитано. В большинстве случаев это 220 вольт, импортные модели могут иметь требование на 110 или 127 В. Встречаются приборы на 12 и 24 В (чтобы подключить такие к обычной сети понадобится блок питания). Загляните в щиток, чтобы узнать напряжение вашей сети.
  2. Значение максимального тока нагрузки. Чаще всего этот параметр имеет диапазон от 5 до 16 А. Он выбирается исходя из количества и мощности подключаемых через фотореле источников света.
  3. Диапазон срабатывания датчика. В стандартном исполнении приборы имеют границы от 5 до 50 Лк (люкс – единица измерения освещенности). Модели подороже обладают более точной регулировкой.
  4. Потребление мощности устройства в покое (от 0,1 до 1 Вт) и при срабатывании (от 2 до 10 Вт).
  5. Интервал времени (от 15 до 30 сек.) при случайном затемнении фотоэлемента. Если на датчик ненадолго попадет сильная тень или свет фар, это предотвратит ложное срабатывание.
  6. Степень защиты корпуса устройства от внешних факторов. Для уличного освещения обычно выбирают с индексом – IP 65 или IP 44, маркировка IP 40 говорит о том, что фотореле можно использовать под открытым небом только с защитным кожухом.
  7. Максимально допустимая температура наружного воздуха для нормальной работы фотореле, этот диапазон составляет от -20 до +50 ⁰С.
  8. Размеры устройства выбирают в зависимости от месторасположения прибора, габаритов щитка. Нужна ли компактная внешняя часть или это не так важно, все подбирается индивидуально.

Установка фотореле

Перед монтажом системы под управлением фотодатчика следует знать некоторые детали процесса:

  1. Выбирая место установки фотореле для уличного освещения учитывайте, чтобы свет от источника не попадал на фотоэлемент.
  2. Избегайте мест установки с агрессивной средой (химические и легковоспламеняющиеся, горючие материалы).
  3. Не допускается монтаж устройства «вверх ногами». То есть основание должно быть направлено вниз, во избежание попадания воды, пыли и т. п.
  4. Убедитесь, что технические характеристики устройства соответствуют параметрам вашей электросети.

Схема подключения

Чтобы своими руками произвести подключение фотореле вы можете обратиться к следующей схеме либо изучить документацию к прибору. В ней или на обратной стороне устройства обязательно должно быть схематичное изображение подключения.

Схема подключения фотореле

Это самая простая схема, согласно которой правильно собрать электроцепь самостоятельно не составит труда даже неопытному человеку. Расцветка выходящих проводов может быть любой, нулевой кабель чаще всего бывает синего цвета, фазный черного или коричневого, а красный – питающий, на лампу. Все соединения проводов рекомендуется производить в распределительной (монтажной) коробке (см. фото ниже), используя специальные зажимы или клемники.

На следующей схеме показано, как правильно подключить фотореле для уличного освещения с датчиком движения. На данной схеме дополнительно присутствует провод заземления (зеленый), выходящий из щита с нулевым и фазным. Датчик движения просто является дополнительным звеном, в цепи разрыва фазы.

Устанавливая датчик движения на улице, учитывайте те же условия, что и для монтажа фотореле

Если ваш выбор пал на фотореле для уличного освещения с выносным датчиком, то предлагаем ознакомиться со схемой его подключения:

Схема фотореле для уличного освещения с выносным датчиком

Блок реле (1) устанавливается в распределительный щит, фотоэлемент (2) крепится снаружи, в месте, исключающем попадание лучей светильника (3) и по возможности затеняющих предметов.

Еще один очень частый вопрос читателей – это подключение фотореле к фонарям с лампами ДРЛ (дуговая ртутная лампа).

Чаще всего такие лампочки устанавливаются в следующие осветительные приборы:

Светильники для ламп ДРЛ

Это могут быть приборы как для освещения городских улиц, так и приусадебных участков (фонари, прожекторы и т. п.). ДРЛ гораздо экономичнее чем лампы накаливания, поэтому их применение для уличного освещения более оправданно, особенно в паре с датчиком движения.

Чтобы правильно подключить фотореле к светильнику с лампой ДРЛ, нужно добавить в схему дроссель или ПРА (пускорегулирующий аппарат) либо приобрести светильник со встроенным пускателем.

Схема подключения светильника с лампой ДРЛ

Немного о ценах

Стоимость фотореле на самом деле не так высока. Вот пример ценников на самые популярные модели:

  • ФР-601 от 200 до 300 р.
  • ФР-602от 300 до 400 р.
  • LXP-01 от 240 р.
  • LXP-02 от 350 р.
  • LXP-03 от 420 р.

Цены на датчики движения:

  • IEK от 400 р.
  • CAMELION от 350 р.
  • ТДМ от 400 р.
  • REV RITTER от 550 р.

Это средние цены по России, для разных регионов стоимость может несколько варьироваться. Если вы задались автоматизацией своего жилища, то задумку можно легко воплотить и не слишком разориться при этом.

Вывод

Мы осветили часто встречающиеся вопросы о выборе, принципе действия, разновидностях, схемах подключения и ценах на фотореле. Мы также выяснили, что сделать все это своими руками довольно просто любому человеку, было бы желание и средства. А уж если вы воплотите свою затею в жизнь, то ваши близкие и гости по достоинству оценят всю прелесть современных благ цивилизации.