воскресенье, 23 декабря 2012 г.

Фотореле своими руками.


В статье фотодатчик своими руками описывалось создание датчика реагирующего на свет и приводились примеры схем управления маломощным электродвигателем и светодиодом. Более полезным было бы управление какой либо мощной нагрузкой например: лампой накаливания, мощным электродвигателем и т.д. Простая схема фотореле для мощной нагрузки приведена на рисунке 1:

Рисунок 1 - Фотореле срабатывающее при уменьшении освещённости 
без регулировки чувствительности

В этой схеме используется электромагнитное контактное реле. Самым простым дешёвым и доступным способом управления мощной нагрузкой является использование электромагнитного контактного реле:
Реле показанное на фотографии выше извлечено из сломанного импортного холодильника, это реле может коммутировать (подключать и отключать в данном случае) нагрузку потребляющую ток не более 16А. 16А вполне достаточно для многих бытовых электроприборов. На корпусе этого реле написано что для катушки постоянного тока необходимо 12 В но на практике для срабатывания данного реле было достаточно 9В с блока питания для модема с выпрямителем:
Если 9В окажется недостаточно то можно запитать схему от 12В. Если заменить резистор R1 переменным или подстроечным то можно будет регулировать чувствительность к свету.
 
Обратный ток данного фотодиода усиливается транзистором VT1:
Данный транзистор образует делитель напряжения вместе с резистором R1:
Как было упомянуто выше данный резистор можно заменить переменным или подстроечным для того чтобы можно было регулировать чувствительность схемы.
Непосредственное управление катушкой реле осуществляет транзистор VT2:


КТ973 хорошо подходит для данной цели. Реле подключается к коллектору данного транзистора.
Для того чтобы транзистор VT2 не перегорел при резком его закрытии параллельно катушке реле ставится обратный диод:
Данный диод можно заменить каким либо другим подходящим диодом.
Резистор R2 не обязателен но его можно поставить для ограничения тока или уменьшения его потребления.
Для силовой части схемы нужны разъёмы и провода:
Реле может подключать нагрузку к сети 220В. Не стоит забывать о том что напряжение сети опасно и при работе с ним необходимо соблюдать меры предосторожности для того чтобы не получить поражение электрическим током.
После подготовки всех необходимых деталей можно приступать к сборке реле.
Обратный диод лучше подпаять сразу к реле.
К собранному реле можно подключать нагрузку с источником питания (не обязательно сеть 220В). Используя данное фотореле в паре с источником инфракрасного излучения можно сделать датчик присутствия:

Если направить инфракрасный свет на фотодиод фотореле то при перекрытии этого света реле будет срабатывать и замыкать источник питания на нагрузку, таким образом можно вызвать некоторое действие при пересечении кем либо (или чем либо) инфракрасного луча. Для того чтобы включение нагрузки происходило при увеличении освещения можно использовать реле с нормально замкнутыми контактами. Для того чтобы включать (или выключать) несколько нагрузок можно использовать реле с несколькими контактами. Также для того чтобы включение нагрузки происходило при увеличении освещения можно использовать схему на рисунке 3:
Рисунок 2 - Схема включающая нагрузку при увеличении освещения

 
Если фотореле включает лампу накаливания при уменьшении освещенности то необходимо как нибудь закрыть фотодиод от света лампы накаливания иначе при уменьшении освещенности реле начнёт часто включаться и выключаться что приведёт к быстрому его износу и выходу из строя. Если используется инфракрасный фотодиод то фотореле не будет реагировать на свет лампы дневного света (если не поднести её достаточно близко) или светодиодной лампу (если в ней нет инфракрасных светодиодов с соответствующей длинной волны излучаемого света). Пульт ик-управления лучше не испытывать на данном фотореле:

53 комментария:

  1. почему у тебя кт973 в схеме pnp переход а в рисунке обозначает что npn переход

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Потому что я ошибся! Спасибо что что написал!
      На рисунке косяк (кт973 pnp типа составной по схеме Дарлингтона с обратным диодом а на рисунке кт972 то же самое только npn) в схемах всё правильно (как минимум по тому что работают как надо).
      Рисунок исправлю а на видео косяк останется.

      Удалить
  2. Здравствуйте скажите а как использовать вместо фотодиода фототранзистор из старой шариковой мышки

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Для начала надо выяснить где у фототранзистора коллектор и где эмиттер, потом эмиттер подключать в схему вместо анода а коллектор вместо катода (если n-p-n). Можно мультиметром в режиме проверки диодов выяснить между какими парами выводов в каком направлении нет низкого сопротивления и эти выводы с учётом направления подключать к схеме вместо фотодиода и смотреть как работает. Да наверно можно просто втыкать по всякому вместо фотодиода и смотреть как заработает, ничего страшного скорее всего не произойдёт т.к. ток ограничивается реле и резистором.

      Удалить
    2. Спасибо за ответ буду пробовать. Еще, а если использовать фотодиод ФД256 он вроде 5V значит нужно реле на 5V или вообще работать не будет.

      Удалить
    3. Диод может перегореть если обратное напряжение на нем будет больше максимально допустимого. В данном случае возможно этого не будет и всё заработает но я точно не знаю.

      Удалить
  3. Здравствуйте, подскажите схемку для включения 4-х светодиодов 3V при наступлении сумерек. Питание минимально возможное т.к. очень ограничен в размерах батареек.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Может подойдёт такая схема:
      http://yadi.sk/d/60P-k8LODwkbr

      Удалить
    2. И еще один вопрос. Как подобрать замену транзистору, если нет указанного в схеме? Может есть какая-нибудь справочная литература? И по микросхемам тоже нужна такая информация.

      Удалить
    3. В данном случае, думаю, можно подобрать транзистор по двум параметрам:
      1)Uкэо - Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер
      2)Iкmax - Максимально допустимый постоянный ток коллектора
      Нужно чтобы Uкэо транзистора было больше напряжения питания а Iкmax было больше тока протекающего через этот транзистор, в данном случае этот ток можно определить умножив ток светодиода на 4. Для слабых светодиодов ток может быть около 0.005А, для мощных около 0.03А (ну это так для примера).
      Справочные данные (для отечественных транзисторов и микросхем) есть на сайте:
      http://www.chipinfo.ru/dsheets/index.html
      Также можно искать справочные данные на сайтах:
      http://www.compel.ru/
      http://www.platan.ru/
      По отечественным транзисторам есть справочник:
      Брежнева К М Транзисторы Для Аппаратуры Широкого Применения

      Удалить
    4. Большое спасибо за такой подробный ответ.

      Удалить
  4. Этот комментарий был удален автором.

    ОтветитьУдалить
  5. Как подключить это фотореле к электродвигателю РД - 9 на 220В с реверсом

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Наверное можно так:
      http://yadi.sk/d/dJpfO36UEdHQC
      Нужно реле переключающее с одного контакта на другой, как в схеме по этой ссылке.

      Удалить
    2. Подскажите, а куда поставить концевые выключатели т.е. для открытия и закрытия дверцы. Двигатель служит для привода актуатора. Может поставить реле с двумя группами контактов, а выключатель исключить.
      Тогда как будет выглядеть схема? Заранее благодарен за ответ.

      Удалить
    3. Если я правильно понял задумку то можно сделать как то так:
      http://yadi.sk/d/lRpFpQhGEgB8b
      Концевые выключатели в схеме тогда будут располагаться так:
      http://yadi.sk/d/yPNwcz8EEgBeo

      Удалить
  6. Где поставить светодиоды (какие, как правильно подключить) для визуального контроля процессов т.е. Сеть, открыто, закрыто и т. д., покажите на схеме.
    Спасибо. Дмитрий.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Схема со светодиодами по ссылке:
      http://yadi.sk/d/lRpFpQhGEgB8b
      Светодиоды "открыто", "закрыто" на прямой ток 20мА можно выбрать на странице:
      http://www.transled.ru/products/led_5mm/
      или на платане или компеле.
      Светодиод "сеть" наверное можно такой же но я точно не знаю, не проверял.
      Инфракрасные светодиоды можно подобрать на платане:
      http://www.platan.ru/cgi-bin/qweryv.pl/0w54396.html
      фотодиоды должны иметь такую же длину волны как и у светодиодов.

      Удалить
    2. фотодиоды должны иметь такую же длину волны как и у ИНФРАКРАСНЫХ светодиодов. Иначе фотодиоды не будут реагировать или будут но слабо. Также необходимо чтобы внешний свет не попадал на фотодиоды иначе дверь будет всё время в одном положении. Можно сделать например коробку с небольшим окошком через которое будет поступать инфракрасное излучение от светодиода на фотодиод в этой коробке. Вместо инфракрасных светодиодов можно лампу накаливания использовать.

      Удалить
  7. Вот нашел видео, примерно будет как-то m.youtube.com/watch?v=4BuGN4ag_fk&feature=youtu.be&desktop_uri=%2Fwatch%3Fv%3D4BuGN4ag_fk%26feature%3Dyoutu.be

    ОтветитьУдалить
  8. Ответы
    1. Эта схема тоже дополнена
      http://yadi.sk/d/yPNwcz8EEgBeo

      Удалить
  9. Съездил на радио рынок, подсчиталцену по деталям: получается дороговато, в магазине - ФРЛ -02 стоит около 80 руб., а если поставить такое фотореле, то как изменится схема http://yadi.sk/d/yPNwcz8EEgBeo т.е. получается, двигатель и фотореле на 220В.
    С уважением Дмитрий.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Если я не ошибаюсь то ФРЛ -02 не переключает с одного контакта на другой а просто отключает/подключает нагрузку к сети, если так то наверное можно попробовать использовать такую схему:
      http://yadi.sk/d/pHGT3v-SEzD8d
      ёмкость конденсатора со звёздочкой придётся подбирать, может быть эта схема даже нормально заработает. Она проще, но я бы такую схему использовать не стал а сделал бы что нибудь на транзисторах и обычном реле.

      Удалить
  10. Добрый вечер.
    Сергей объясните, для чего нужен конденсатор с звездочкой? И еще у ФРЛ -02 выходит три провода т.е. один на подключение в сеть(фаза), он же через реле на нагрузку - это второй, а третий - ноль.
    Как на схеме будут выглядеть светодиоды - открыто и закрыто?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Конденсатор с звездочкой нужен для того чтобы двигатель вращал в другую сторону когда контакты реле разомкнуты. Светодиоды - открыто и закрыто лучше вынести отдельно с отдельным питанием (1.5В, 3В, ... в зависимости от светодиодов) т.к. при питании от сети на резисторах теряется много энергии.
      http://yadi.sk/d/pHGT3v-SEzD8d

      Удалить
  11. Всё разобрался, только не понял как подбирать конденсатор с звездочкой.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Ставить разные (неполярные, на сетевое напряжение) конденсаторы пока не заработает как нужно.

      Удалить
    2. Параллельно концевому выключателю стоящему последовательно с реле можно поставить конденсатор с ёмкостью равной ёмкости конденсатора с звёздочкой для того чтобы дверь не дёргалась:
      http://yadi.sk/d/pHGT3v-SEzD8d

      Удалить
    3. Желательно чтобы эти ёмкости были небольшими.

      Удалить
  12. Спасибо за дополнения, пытаюсь подобрать конденсатор с звездочкой. Ставил 0,1 мкФ, получается что при нажатии на левый (глядя на схему) конечный выключатель, двигатель меняет направление, но не останаввливается. С вторым нормально.
    Другой вариант :0,5мкф *-с правым все хорошо, останавливается, а левый вообще не реагирует, как крутился так и крутится.
    Буду подбирать другие, 2го на работу, там и займусь этим.
    Да!
    С наступающим Новым Годом!
    С уважением Дмитрий.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. По идее если ёмкость конденсатора стоящего параллельно левому выключателю точно равна ёмкости конденсатора со звёздочкой то вращения быть не должно т.к. сдвига фазы между напряжениями поступающими на обе катушки быть не должно но на практике если это и возможно то добиться очень трудно, к тому же ток при этом будет слабо ограничиваться обмотками двигателя и конденсаторами. По хорошему нужно реле переключающее с одного контакта на другой или два реле одно нормально замкнутое при освещении другое нормально разомкнутое.

      Можно ещё как вариант попробовать использовать такую схему:
      http://yadi.sk/d/5jf6YWZXFGY9C
      Реле К1 должно быть таким чтобы его обмотка работала от переменного тока и не перегорела от сетевого напряжения. Я таких реле не знаю, но может они и есть. Если такого реле нет то можно такую схему:
      http://yadi.sk/d/My0odn6TFGb3H

      Удалить
  13. Сергей посмотри эту страницу http://delaysam.ru/rembyttech/rembyttech21.html, что думаешь?

    ОтветитьУдалить
  14. Все вроде получилось(с=с*=1мкф), но иногда бывает что двигатель как-то гудит, раз-два нажав на конечный выключатель, перестает гудеть. Может из-за плохого контакта, так как все сделано на скрутках?

    ОтветитьУдалить
  15. Т.е гудит когда нажимаю на конечный выключатель и двигатель останавливается.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Через двигатель проходит переменный ток возможно поэтому он и гудит. Схемы на странице http://delaysam.ru/rembyttech/rembyttech21.html можно использовать только нужен двигатель постоянного тока и источник питания для него.
      И ещё есть такие варианты:
      http://yadi.sk/d/5jf6YWZXFGY9C
      http://yadi.sk/d/My0odn6TFGb3H

      Удалить
  16. Сергей почему после С*, перед конечным выключателем нет напряжения т. е. аркашка показывает что фаза есть, а мультиметр - напруги нет?

    ОтветитьУдалить
  17. То есть хотел повесить на этот конечный выключатель светодиод (так же как "Сеть" на 220 В), но при подключении происходит :светодиод загорается и постепенно тухнет, как я понял идет разряд конденсатора С*. То есть "Сеть", "Закрыто" подключил, а "Открыто" не получается. На Вашей схеме-питание 1.5В, хотелось чтобы все питание было на 220В. Сергей что посоветуете?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Можно попробовать использовать неоновые лампы для индикации, например ИН-3
      последовательно резистор около 110кОм.
      http://yadi.sk/d/pHGT3v-SEzD8d

      Удалить
  18. Спасибо за консультацию, все работает!
    Сергей, а по ярче есть неоновые лампы и желательно в цвете?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. В википедии перечислены отечественные неоновые лампы:
      ВМН-1, ВМН-2, ИН-3, ИН-3А, ИН-25, ИН-28, ИН-29, ИНС-1, ИФ-1, МН-3, МН-4, МН-6, МН-7, МН-11, МН-15, 95СГ-9, ТН-0,2-2, ТН-0,3, ТН-0,3-3, ТН-0,5, ТН-0,9, ТН-1, ТН-20, ТН-30, ТН-30-1, ТН-30-2М, ТНИ-1,5Д, ТМН-2, ТНУ-2
      на счёт яркости я не знаю.
      В схеме можно попробовать понемногу уменьшать сопротивление резистора стоящего последовательно с лампой тогда может яркость увеличиться, главное не поставить слишком низкое сопротивление иначе лампа перегорит.
      Есть импортные лампы NE-2.
      NE-2G -зелёная
      есть других цветов но они дефицитны.

      Удалить
  19. Сергей спасибо за консультацию, все крутится - вертится и светится. Вытравил плату, осталось впихнуть все в коробку и столярные работы. Еще раз большое спасибо.
    Дмитрий.

    ОтветитьУдалить
  20. Этот комментарий был удален автором.

    ОтветитьУдалить
  21. Здравствуйте, подскажите пожалуйста! использую реле http://www.mobicon.ru/product_info.php?products_id=16713 . схему несколько раз проверил-все правильно, а вот реле не соображу как подсоединить т.к. новичок в электрике. нагрузка светодиоды и питание схемы по 12в

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. На странице http://www.mobicon.ru/product_info.php?products_id=16713 под ссылкой на документацию и в документации есть рисунки на которых показано где контакты а где обмотка. Обмотка почему то там изображена как резистор. У этого реле судя по рисункам обмотка подсоединена к выводам 5 и 2. В общем нужно взять это реле перевернуть контактами вверх сравнить с рисунком в документации на всякий случай проверить омметром (или мултиметром) что есть сопротивление (не слишком большое (напр. 1Мом) и не слишком маленькое (напр. 1Ом)) у этой обмотки, проверить контакты (у нормально замкнутых очень низкое сопротивление у нормально разомкнутых очень высокое настолько что обычный мультиметр не покажет т.к. там большая воздушная прослойка д.б.). Если это реле плохое окажется (бывали с такой конструкцией) то нужно поставить другое, если есть возможность то лучше перед покупкой мультиметром и проверить.

      Удалить
  22. На рисунке 3 переменное сопротивление R1 тоже 100кОм?

    ОтветитьУдалить
  23. Все хорошо, но сама схема морально устаревшая на мой взгляд. Если применить схему резисторного моста, то получится на много все проще и схема будет в разы чувствительнее и без всяких заморочек с составными транзисторами. Слишком большое усиление может привести к ложным срабатываниям.

    ОтветитьУдалить
  24. И вообще, уже давно для таких целей используют компараторы... А эта схема как будто из журнала "Юный Радиолюбитель"... По моему автор Борисов... Короче, не хотим мы двигаться вперед... Все пытаемся собрать космическую ракету на радиолампах...

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Конечно можно придумать схему лучше но для начинающих которые хорошо понимают биполярные транзисторы -это простая и понятная схема. Похожая на журнальную эта схема по тому что с такими деталями по любому такая получиться если думать как сделать нормальную схему на таких деталях, транзисторы ведь - распространённые детали поэтому хорошо было бы применить их для какого либо дела чтобы не валялись, но всё таки это дело вкуса поэтому не стоит судить как лучше по тому что в разных ситуациях по разному лучше.

      Удалить