Фотореле на микросхеме кр1182пм1

Принципиальная схема

«Главная» деталь устройства (рис. 1) — микросхема КР1182ПМ1, представляющая собой фазовый регулятор мощности. Работает фотореле так. В светлое время суток фототранзистор VT1 освещен, ток через его переход протекает такой, что напряжение на выв. 6 и 3 микросхемы DA1 мало. Транзисторные аналоги тринисторов микросхемы закрыты, симистор VS1 закрыт, лампа накаливания EL1 не светится.

При наступлении темноты ток через фототранзистор значительно уменьшается, а напряжение на управляющих выв. 6 и 3 микосхемы DA1 увеличивается. Узел управления микросхемы открывает ее тринисторы, что приводит к открыванию симистора и зажиганию лампы накаливания.

Рис. 1. Принципиальная схема фотореле.

Так как устройство не содержит пороговых элементов, то при наступлении темноты и рассвета лампа зажигается и гаснет постепенно. Чувствительность устройства к свету весьма высока, в результате зажигание лампы на полную мощность происходит в поздние сумерки, когда это действительно необходимо.

Использованная микросхема способна работать без внешнего симистора с нагрузкой мощностью до 150 Вт. Но лампы накаливания имеют одну нехорошую «привычку» — неожиданно перегорать не только при включении, но и во время работы.

А это может сопровождаться импульсом тока, достигающим десятков ампер. Такой ток неизбежно приводит к повреждению микросхемы. Если защитить лампу от перегорания в момент включения питания достаточно легко, то предугадать ее поведение во время работы невозможно.

Чтобы избежать неоправданного повреждения микросхемы, желательно устанавливать симистор, если используется лампа мощностью более 40 Вт.

Конденсатор С1 предназначен для плавного зажигания лампы, когда напряжение питания на устройство подается в темное время суток. Резистор R1 быстро разряжает конденсатор С1, когда при неосвещенном фототранзисторе могут происходить отключения и включения сетевого напряжения. Дроссель L1 и конденсатор С4 уменьшают помехи, возникающие при работе устройства.

Детали

«Цоколевка» указанного на схеме фототранзистора приведена на рис. 2. Его можно заменить на L51P3, L32P3C, а симистор -на КУ208Д1, ТС112-10-4, ТС112-16-4, ТС122-25-6, BT138X-600F, BT136B-800F и другие аналогичные на напряжение не менее 400 В и соответствующий ток нагрузки.

При необходимости симистор устанавливают на теплоотвод. К примеру, с симистором КУ208Г в качестве нагрузки можно использовать лампы накаливания общей мощностью до 1000 Вт, при этом симистор устанавливают на теплоотвод с площадью поверхности не менее 300 см2.

Рис. 2. Цоколевка фототранзистора.

Конденсатор С4 — К73-16, К73-17, К78-2 на напряжение не менее 400 В, остальные конденсаторы — К50-35, К53-4 или импортные аналоги.

Дроссель наматывают проводом ПЭВ-2 0,82 (70 витков) на двух склеенных (например, клеем БФ-2) кольцах К38х24х7 из феррита М2000НМ. Предварительно острые кромки феррита затупляют, а затем сложенные кольца обматывают тесьмой или фторопластовой лентой.

Провод укладывают с «натягом», в один слой. Готовый дроссель пропитывают лаком, что уменьшает его жужжание. При работе автомата с нагрузкой мощностью менее 300 Вт допустимо использовать магнитопровод меньших габаритов. Для защиты микросхемы и симистора от бросков напряжения параллельно конденсатору С4 можно подключить варистор на напряжение 420…470 В, например, типа FNR-10K431.

Налаживание

Правильно смонтированное устройство в налаживании не нуждается. Фототранзистор устанавливают так, чтобы на него не попадал свет от ламп накаливания. Если понадобится увеличить чувствительность устройства, следует воспользоваться вторым фототранзистором, включенным параллельно первому.

При установке устройства на улице следует выбрать для него затемненное место, например, на северной стороне фонарного столба. Корпус устройства раскрашивают светлой краской, он должен быть достаточно просторным и не иметь вентиляционных отверстий, иначе с наступлением осенних холодов может стать пристанищем для насекомых.

В случае установки фотореле вне помещения необходимо использовать соединительные шнуры и провода, предназначенные для наружной проводки, например, ШРТ, ШПС. В особых случаях нужно учитывать возможность повреждения проводов грызунами, поэтому лучше использовать провод в металлической оплетке -типов ПРФ, ПРФЛ, ПРИ.

Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов — Радиолюбителям схемы, Москва 2008.

Схема более мощного егулятора

Однако, мощность нагревательного прибора обычно больше 200Вт. Для усиления выхода можно схему дополнить симистором, как показано на рисунке 2. Но, здесь речь не об этом.

Если переменный резистор для регулировки заменить фоторезистором или термистором, то можно будет организовать довольно интересный прибор, который, в отличие от многих «типовых» будет не включать и выключать нагрузку в зависимости от температуры или освещения, а плавно регулировать её мощность.

Например, если это касается освещения, то яркость света лампы будет плавно нарастать на закате, и плавно гаснуть на рассвете. Если же дело касается нагревательного прибора, то его мощность его также будет плавно регулироваться в зависимости от температуры.

Рис. 2. Схема включения микросхемы КР1182ПМ1 с симистором КУ208Б для управления мощностью нагревательного тена.

Важно и то, что закон регулировки регулятора на КР1182ПМ1 при котором с увеличением сопротивления возрастает мощность нагрузки как раз подходит именно для таких целей. Ведь сопротивление фоторезистора обратно пропорционально яркости света, а сопротивление полупроводникового терморезистора (термистора) обратно пропорционально температуре

Но с этим есть несколько нюансов.

Вот на рисунке 3 показана схема регулятора освещения, в котором используется относительно низкоомный фоторезистор GL5506. Световое сопротивление его около 2-5 кОм, темновое около 500 кОм. При всем этом, и то и другое сопротивление слишком велико. Темновое сопротивление легко понизить включением ему параллельно дополнительного резистора, в данном случае, R1.

Но темновое сопротивление, даже такое малое как 2-5 кОм приведет к тому, что нить накала лампы будет слегка накалена, потому что для полного выключение нужно менее 1 кОм.

В принципе, с этим можно мириться. Но большинство доступных фоторезисторов более высокоомны чем GL5506. Например популярный фоторезистор GL5528 на свету имеет сопротивление около 20 кОм. Если его включить так же, как на рис 3, то лампа будет и днем гореть достаточно ярко.

Рис. 3. Схема фотореле на основе микросхемы КР1182ПМ1.

В таком случае нужно сделать усилитель, хотя бы на одном транзисторе, как это показано на рисунке 4. Здесь фоторезистор и переменный резистор R1 образуют делитель напряжения, устанавливающий напряжение смещения на базе транзистора VТ1.

И при сопротивлении FR1 уже около 20-30 кОм (зависит от регулировки резистора R1) транзистор откроется на столько, что напряжение на конденсаторе С3 будет около нуля и лампа будет полностью выключена.

Датчик света, на рисунке 4, настраивается при помощи переменного резистора R1 С его помощью можно отрегулировать то, как резко будет изменяться яркость света лампы в зависимости от изменения естественной освещенности.

Возможно, параллельно конденсатору С3 нужно включить дополнительный резистор сопротивлением 100 кОм Но у меня схема нормально работала и без этого резистора.

Рис. 4. Регултяор яркости свечения лампы 220В с датчиком света, КР1182ПМ1.

При размещении нужно учесть то, что фоторезистор FR1 должен быть расположен таким образом, чтобы на него не попадал прямой свет от лампы Н1.