Содержание
Схемы датчиков освещенности
Датчики освещенности или так называемые фотодатчики, по своей сути, устройства несложные. При желании простое изделие такого рода можно вполне собрать самостоятельно, имея элементарные навыки чтения электронных схем и умение держать в руках паяльник. Подобное устройство может управлять, например, включением или выключением какого-нибудь бытового прибора в зависимости от освещенности того места, где установлен датчик.
Так или иначе, схемы фотодатчиков весьма просты. Три из них, давно зарекомендовавшие себя и считающиеся классическими, мы и рассмотрим ниже. С их помощью можно будет легко автоматизировать то, что может нуждаться в такой автоматизации.
Сигнализация при затемнении с функцией ручного сброса
На данном рисунке представлена классическая и очень простая схема, могущая стать основой для системы охранной сигнализации, работающей по принципу детектора падающего светового потока:
В качестве индикатора срабатывания здесь используется светодиод (обозначенный как LED), который начинает светиться в момент, когда на фоторезистор PR не попадает достаточного количества света. Свет может быть естественным или искусственным, в зависимости от того места, где будет установлено данное устройство.
Если датчик установить в жилом помещении, то это будет, например, сигнализация контроля определенной зоны в доме. Если же установку произвести на улице, то к срабатыванию устройства побудит либо наступление сумерек, либо в светлое время суток — пересечение рабочей зоны датчика посторонним движущимся объектом.
Схема работает очень просто. Пока на датчик PR попадает достаточно света, его электрическое сопротивление постоянному току очень мало, следовательно в цепи постоянного тока данного устройства при указанном напряжении питания (от 10 до 18 вольт) вместе с резистором R1 образован такой делитель напряжения, что на элементе PR падение напряжения настолько мало, что этого напряжения не хватит чтобы тиристор VS перешел в проводящее состояние.
Конденсатор C1 практически шунтирован элементом PR. Но как только световой поток значительно уменьшится или прервется, сопротивление чувствительного элемента PR тут же вернется к значению в несколько мегаом! В этот момент параметры делителя напряжения радикально изменятся, напряжение повысится, и от источника питания U через резистор R1 начнет активно заряжаться конденсатор C1.
Как только напряжение на конденсаторе C1 достигнет напряжения отпирания тиристора VS (в районе 1 вольта), он тут же перейдет в проводящее состояние и светодиод LED получит питание через ограничительный резистор R2.
Чтобы переключить датчик в исходное состояние достаточно замкнуть кнопку S (здесь может быть установлена кнопка без фиксации или микропереключатель), а затем отпустить ее — ток через тиристор прекратится, он снова будет «ожидать», пока датчик освещенности PR не окажется затемнен.
Принципиально вместо светодиода LED с ограничительным резистором R2 в схему можно установить слаботочное электромагнитное реле с током срабатывания в районе 20 мА и с подходящим напряжением питания. Очевидно, если напряжение питания сделать больше или меньше, то и включающееся при отпирании тиристора устройство также должно быть соответствующим, то есть рассчитанным на установленное на входе схемы напряжение.
Тиристор в принципе может быть любым из тех, что применяют в устройствах плавного пуска коллекторных двигателей или в диммерах, главное чтобы параметры тиристора по току и нарпяжению обеспечивали запас относительно параметров нагрузки.
Фотодатчик PR при необходимости можно составить из нескольких соединенных параллельно элементов, с тем чтобы повысить его чувствительность. Конденсатор С1 лучше выбрать пленочный. Конденсатор фильтра по питанию C2 – чем больше — тем лучше, однако при небольшой мощности потребителя, такого как светодиод или реле, достаточно и 100 мкФ. Питание схемы осуществляется от блока питания или от набора аккумуляторов.
Датчик освещенности с регулировкой чувствительности на базе операционного усилителя
Данная схема, в отличие от предыдущей, чуть-чуть усложнена. Сюда добавлен компаратор, включенный по схеме операционного усилителя с петлей положительной обратной связи, получаемой при помощи внедренного в схему резистора R4. Операционный усилитель DA с резистором R4 защищен таким образом от паразитных колебаний и самовозбуждения.
Постоянное питание 12 вольт подается на слаботочное реле, срабатывание которого наступает в момент снижения освещенности чувствительного элемента PR, что приводит к коммутации цепи исполнительного устройства.
Чувствительность фотодатчика, построенного по данной схеме, настраивается регулировкой подстроечного резистора R3.
Для защиты транзистора VT от индуктивных выбросов с обмотки реле К (в момент резкого размыкания цепи транзистором VT), в схему включен защитный диод VD. Операционный усилитель может быть использован любой подходящий. А за подавление высокочастотных помех по питающему напряжению отвечает конденсатор C, емкости которого в 47 нФ вполне достаточно.
Итак, пока на чувствительный элемент PR датчика освещенности падает достаточное количество света, его сопротивление мало. Соответственно делитель напряжения, образованный элементами PR и R1 дает на входе №2 операционного усилителя (на неинвертирующем его входе) потенциал больший, чем на входе №3 (на инвертирующем входе операционного усилителя).
В таком состоянии на выходе операционного усилителя будет минимальный уровень напряжения и транзистор VT не откроется, так как напряжение (определяемое делителем на резисторах R5 и R6) и ток его базы (ограничиваемый резистором R5) находятся на уровне нуля.
В такой ситуации обмотка реле К не получает питания.
Как только освещенность элемента PR окажется настолько слабой, что его сопротивление повысится до такой степени, что потенциал на входе №2 операционного усилителя окажется ниже потенциала на его входе №1, в этот момент на выходе ОУ появится напряжение высокого уровня, которое приведет к отпиранию транзистора VT и к питанию через него обмотки реле К, коммутирующего исполнительное устройство. Исполнительным устройством может выступать лампа, сирена, электрический замок и т.д.
Фотореле на 555 таймере
Для включения ночного освещения на территории приусадебного участка или возле подъезда, отлично подойдет это несложное устройство на базе популярной микросхемы 555.
Когда на чувствительный фоторезистор PR падает достаточное количество света, его сопротивление сильно снижено, так что через делитель напряжения на резисторе R1 и сопротивлении элемента PR, на базу транзистора VT поступает очень слабый ток, недостаточный для отпирания данного транзистора.
Если освещенность уменьшается, сопротивление PR возрастает, и напряжение и ток базы транзистора VT увеличиваются, что приводит в свою очередь к тому, что транзистор VT переходит в проводящее состояние. Обмотка реле К1 активируется и коммутирует тиристор VS анодом к плюсовой шине питания.
Таймер 555 запускается, и на выводе №3 данной микросхемы появляется напряжение 10,5 В. Данное напряжение способно питать обмотку маломощного реле К2 (с током потребления обмотки до 250 мА).
Реле К2 коммутирует нагрузку, например лампу системы освещения во дворе и т.п. Главное условие — чтобы реле К2 допускало пропускание через себя номинального тока нагрузки и при этом не перегревалось. При восходе солнца лампа погаснет (по принципу, аналогичному схеме №2)
Характеристики пассивных и активных элементов, приведенных на данных принципиальных схемах, подбираются исходя из величины напряжения и возможностей источника питания, а также в соответствии с параметрами нагрузки, включение и выключение которой призвана автоматизировать та или иная собираемая схема.
Ранее ЭлектроВести писали, что в Луцке (Волынская область) планируют обустроить 9 новых «умных» остановок общественного транспорта на солнечных панелях и с контейнерами для раздельного сбора мусора.
По материалам: electrik.info.
Датчик освещённости своими руками | KAVMASTER
В этой статье будет рассмотрена схема и пошаговая сборка датчика освещенности, который может пригодиться в быту или хозяйстве. Схема датчика освещенности очень проста, есть печатная плата и подробное описание.
Датчик освещённости может пригодиться например для контроля освещения в закрытой теплице, когда нужно автоматически включать или выключать свет, ориентируясь на время суток. Например если на улице ночь, то и в теплице свет гореть не будет, если на улице день, то свет соответственно включается.
Это устройство регистрирует интенсивность попадающего на него солнечного света. Когда света будет много, т.е. взойдёт солнце, на выходе установится лог. 1. Когда день подойдёт к концу, солнце уйдёт за горизонт, на выходе будет лог.
0, лампы освещения выключатся до следующего утра. Вообще, область применения датчика освещённости весьма широка и ограничивается лишь фантазией собравшего его человека. Нередко такие датчики используются для подсветки шкафа при открытии дверцы.
Схема датчика освещённости
Ключевое звено схемы – фоторезистор (R4). Чем больше света на него попадает, тем сильнее уменьшается его сопротивление. Можно применить любой фоторезистор, какие получится найти, ведь это достаточно дефицитная деталь. Импортные фоторезисторы компактные, но стоят порой весьма существенно. Примеры импортных фоторезисторов — VT93N1, GL5516. Можно применить также отечественные, например, ФСД-1, СФ2-1. Они стоят куда меньше, но также будут неплохо работать в этой схеме.
Если достать фоторезистор не удалось, а сделать датчик освещённости очень хочется, то можно поступить следующим образом. Взять старый, желательно германиевый транзистор в круглом металлическом корпусе и спилить его верхушку, оголив тем самым кристалл транзистора.
На фото ниже показан как раз такой транзистор со спиленной крышкой.
Очень важно при этом не повредить сам кристалл, отрывая крышку. Подойдут практически любые транзисторы в таком круглом корпусе, особенно хорошо будут работать советские германиевые, например, МП16, МП101, МП14, П29, П27. Т.к. теперь кристалл такого «модифицированного» транзистора открыт, сопротивление перехода К-Э будет зависеть от интенсивности света, попадающего на кристалл. Вместо фоторезистора впаиваются коллектор и эмиттер транзистора, вывод базы просто откусывается.
В схеме используется операционный усилитель, можно применить любой одинарный, подходящий по цоколёвке. Например, широкодоступные TL071, TL081. Транзистор в схеме – любой маломощный структуры NPN, подходят BC547, КТ3102, КТ503. Он коммутирует нагрузку, которой может служить как реле, так и небольшой отрезок светодиодной ленты, например. Мощную нагрузку желательно подключать с использованием реле, диод D1 стоит в схеме для гашения импульсов самоиндукции обмотки реле.
Нагрузка подключается к выходу, обозначенному OUT. Напряжение питания схемы – 12 вольт.
Номинал подстроечного резистора в этой схеме зависит от выбора фоторезистора. Если фоторезистор имеет среднее сопротивление, например, 50 кОм – то подстроечный должен иметь в два-три раза большее сопротивление, т.е. 100-150 кОм. Мой фоторезистор СФД-1 имеет сопротивление более 2 МОм, поэтому и подстроечный я взял на 5 МОм. Существуют и более низкоомные фоторезисторы.
Сборка датчика освещённости
Итак, перейдём от слов к делу – в первую очередь нужно изготовить печатную плату. Для этого существует ЛУТ метод, которым я и пользуюсь.
Файл с печатной платой к статье прилагается, отзеркаливать перед печатью не нужно.
Скачать печатную плату:
Скачать печатную плату датчика освещенности
Плата рассчитана на установку отечественного фоторезистора ФСД-1 и подстроечного резистора типа CA14NV. Несколько фотографий процесса:
Теперь можно впаивать детали.
Сначала устанавливаются резисторы, диод, затем всё остальное.
В последнюю очередь впаиваются самые крупные детали – фотодиод и подстроечный резистор, провода для удобства можно вывести через клеммники. После завершения пайки обязательно нужно удалить с платы флюс, проверить правильность монтажа, прозвонить соседние дорожки на замыкание. Только после этого можно подавать на плату питание.
Настройка датчика
При первом включении светодиод на плате либо будет светится, либо будет полностью погашен. Аккуратно вращаем подстроечный резистор – в каком-то его положении светодиод сменит своё состояние. Нужно установить подстроечный резистор на эту грань между двумя положениями, и закрывая или наоборот засвечивая фоторезистор добиться нужного порога срабатывания.
Как работает датчик освещённости видео
Руководство по созданию цепи датчика
В настоящее время на рынке существует несколько типов датчиков, таких как ИК-датчики, датчики присутствия, датчики освещенности, датчики движения и т.
д. Сегодня наше внимание сосредоточено на схеме переключателя датчика освещенности.
Как правило, световые датчики представляют собой фотоэлектрические устройства, функция которых заключается в преобразовании световой энергии (инфракрасного/видимого света) в выходной электрический сигнал. Датчики света включают фототранзисторы, фоторезисторы, фототрубки и фотогальванические элементы.
Содержание
Что такое датчик света?
Цепь переключателя датчика освещенности представляет собой электрическую цепь, которая регулирует нагрузку устройств, таких как кондиционеры, вентиляторы и другие. Управление происходит путем автоматического включения и выключения после обнаружения света. Таким образом, вместо ручного выключателя мы можем использовать интенсивность дневного света для управления электрическими нагрузками и увеличения энергосбережения.
(уличные фонари с автоматическим включением)
Как работает схема переключателя датчика освещенности?
Давайте рассмотрим эту схему датчика освещенности, чтобы понять ее функциональные возможности.
Принципиальная схема работы цепи датчика освещенности
Из приведенной выше схемы
- VR1 (потенциометр) и LDR1 (светозависимый резистор) образуют мост Уитстона – сеть мостов сопротивления с регулируемым плечом. И наоборот, постоянные резисторы R2 и R1 образуют еще один компонент мостовой сети.
- Оба плеча моста создают потенциальные разделительные сети поперек напряжения питания.
- Между тем, V2 и V1, выходы напряжения питания, соответственно подключаются к инвертирующему и неинвертирующему входам операционного усилителя.
- Дифференциальный усилитель/компаратор напряжения с обратной связью представляет собой конфигурацию операционного усилителя. Кроме того, разница между напряжениями/входными сигналами V2 и V1 определяет состояние выходного напряжения дифференциального усилителя.
- Кроме того, если вы объедините R2 и R1, вы получите фиксированное опорное напряжение на V2 (отношение R1/R2).
- Тогда на V1 у вас будет переменное напряжение после объединения VR1 и LDR1. Напряжение пропорционально уровню освещенности, который обнаруживает фоторезистор.
- Обратный диод D1 защищает реле управления выходом операционного усилителя.
Краткий обзор работы схемы
LDR сначала определит уровень освещенности. Выход операционного усилителя активирует реле, если опорное напряжение на V2 выше его выходного напряжения. Состояние также переключит подключенную нагрузку.
При увеличении уровня освещенности выходное напряжение переключается обратно, тем самым отключая реле.
Вы можете использовать резистор обратной связи/гистерезиса Rf, чтобы установить гистерезис между двумя точками переключения.
Как собрать схему выключателя датчика освещенности?
Здесь мы узнаем об автоматическом переключателе датчика дневного света и принципиальных схемах, которые вы можете использовать в домашних условиях.
Использование вентилей NOT и вентилей CMOS NAND для создания переключателя день-темнота, активируемого светом
Наш второй проект включает в себя использование микросхем CMOS для создания схемы переключения дневного и темного времени суток.
Список компонентов
- Д1 – 1N4007,
- P1 — предустановка 1M,
- R2 — 10 тыс. ¼ Вт,
- Т1 – BC547,
- — вы можете использовать IC 4049 или IC 4093,
- R1 — подойдет любой LDR (светозависимый резистор) с приблизительным сопротивлением от 10 кОм до 50 кОм при дневном свете,
ИС
.
(значок LDR)
- C1 – керамический диск 0,1 мкФ и, наконец,
- Реле — 12 В, 400 Ом, 5 А.
Использование вентилей NOD и NAND в схеме
Описание схемы
Начните с замыкания обоих входов вместе, чтобы сформировать инверторы из каждого логического элемента.
Таким образом, вы фактически инвертируете входной логический уровень вентилей на их выходах.
Примечание; Один вентиль И-НЕ часто эффективен для реализации работы схемы, но вместо этого мы использовали три вентиля. Они действуют как буферы и обеспечивают лучшие результаты, а также сокращают потери.
Затем вы будете сопровождать ворота, отвечающие за светочувствительность, с помощью светочувствительного устройства (LDR). Соединение такое, что вы подключаете LDR к входу ворот. Вы также разместите переменный резистор на положительном конце.
Переменный резистор гарантирует, что затвор имеет точку срабатывания после того, как свет, падающий на LDR, достигает идеального уровня.
Впоследствии вход логического элемента увеличивается, а выходной сигнал снижается по мере увеличения выходного сигнала буферных ворот. Это приводит к сборке реле и триггеру на транзисторе. Наконец, подключенная нагрузка начинает выполнять свою функцию.
Схема автоматической светодиодной лампы ночного освещения
Наша третья схема довольно сложна, но следование рекомендациям облегчит вам работу.
Здесь основное внимание уделяется созданию чего-то похожего на фонарики, изготовленные из ярких и высокоэффективных светодиодов.
Необходимые компоненты
- Резистор 1K (один),
- 1 ПНП BC557A (Q1),
- Монета на одну батарейку 3 В,
- Один совместимый фототранзистор и
- Один сверхъяркий светодиод (белый).
Схема цепи автоматической светодиодной лампы ночного режима
Описание схемы
Фототранзистор помогает схеме работать даже в темноте. Таким образом, он будет включать светодиод в ночное время. Кроме того, вам может понадобиться только один тип батарейки-таблетки, чтобы ваша схема была компактной.
Напряжение эмиттера фототранзистора остается высоким, когда на него падает окружающий свет, и оно удерживает базу Q1 закрытой.
Однако в темное время суток фототранзистор теряет проводимость. Напряжение на эмиттере падает и постепенно отключается. Далее, Q1, через резистор заземления/базы, R получает смещение, а затем увеличивает интенсивность света вглубь темноты.
Кроме того, вы можете изменить значение резистора R, чтобы добиться желаемого уровня внешней освещенности светодиода во включенном состоянии.
Наконец, схема может потреблять 13 мА при включении светодиода и несколько сотен при выключении светодиода.
Использование транзисторов для создания светового переключателя «день-ночь»
В нашем последнем проекте мы покажем вам, как создать схему подключения датчика освещенности с использованием транзисторов.
Аппаратные компоненты
- Трансформатор – 0–12 В/500 мА или 1 А (в качестве источника питания),
- С2 — 10 мкФ/25 В,
- С1 – 470 мкФ/25В,
- VR1 — пресет 10k,
- Все диоды — 1N4007,
- Реле — 12 В, 400 Ом, 5 А,
- R1, R2 и R3 — 4k ¼ Вт,
- Т1, Т2 – BC547,
- LDR — подойдет любой LDR с приблизительным сопротивлением от 10 до 50 кОм в тени.
Принципиальная схема светового выключателя на транзисторах
Работа цепи
Во-первых, транзисторы действуют как инверторы. Другими словами, когда вы выключаете Т2, включается Т1 и наоборот. Точно так же, когда T1 проводит, T2 выключается и, следовательно, выключает свет или подключенную нагрузку. В темноте происходит обратное.
T1 работает как компаратор и содержит положительное питание через предустановку и LDR, размещенный в его базе. LDR дополнительно запускает T1, если уровень освещенности превышает установленный порог, и определяет условия окружающего освещения. Предустановка P1 устанавливает точку.
Использование двух транзисторов обычно уменьшает количество схем. Почему стеры, которые могли бы получиться только с одним транзистором.
Заключение
Бесспорно, есть множество датчиков, один из них — датчик выключателя света.
Датчики часто предпочитают источники света, такие как лампы накаливания. Более того, их использование выгодно, потому что они позволяют снизить затраты на электроэнергию и обеспечить устойчивое управление освещением. Вы также можете использовать схемы датчика освещенности во многих приложениях на основе датчиков, таких как системы охранной сигнализации.
Для получения дополнительной информации о технологии датчика света, пожалуйста, свяжитесь с нами.
MakingaLight/Dark Sensor
MakingaLight/Dark Sensor
| НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ УКАЗАТЕЛЬНУЮ СТРАНИЦУ | ||
| ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДАТЧИКА СВЕТА / ТЕМНИ | ||
| В. Райан 2005 — 2022 | ||
| PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ РАБОТЫ ДЛЯ ПЕЧАТИ НА УПРАЖНЕНИИ НИЖЕ |
||
Напротив — простой датчик света/темноты. Это может быть связано каквход или переключиться на другую цепь. Датчики имеют три зеленых провода (1, 2 и 3). Провод 2 всегда должен быть подключен к одному из входов. Если провод 1 также подключен, тогда датчик работает как датчик темноты. Если провода 2 и 3 подключены к входам, тогда датчик работает как свет датчик. Предустановленный резистор позволяет человеку, использующему схему, |
||
| ПОСТРОЕНИЕ ЦЕПИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ | ||
| Все схемы нарисованы в программе типа Crocodile Clips. Используя это программного обеспечения отдельные компоненты могут быть объединены на экране.  После того, как схема нарисована, ее работу можно смоделировать, чтобы увидеть, работает. Если это не удается, это можно исправить на экране компьютера и протестировать. еще раз. Использование программного обеспечения для тестирования схем экономит время, поскольку нет необходимости физически спаять компоненты. Это также экономит деньги в качестве компонентов и материалы не тратятся впустую на вышедшие из строя схемы |
||
| Затем схема превращается в печатную плату (печатная плата). Доска). Компоненты добавляются и припаиваются на месте (см. раздел «Печатные платы» на этом веб-сайте). Два взгляда на такая же схема показана ниже. Чем они отличаются? |
||
3 .
от Метки: Комментарии | ||
Добавить комментарий