Включаем свет своими руками

Делаем фотореле своими руками

Одним из многочисленных автоматов, в общем смысле слова, является фотореле. Оно визуально незаметно, малофункционально и применяется во многих нишах. Устройство обладает единственной реакцией на внешний фактор наличия или отсутствия света — соединение или разрыв линии, по которой идет ток. Последнее используется как напрямую для отключения или активации потребителей, так и в качестве сигнального импульса. Встретить фотореле можно во многих сферах жизни, от контрольных линий производства или турникетов метро, до их присутствия в роли элементов выключателей освещения различного плана.

Турникеты в метро:

Многие не раз попадали в ситуации, когда в темноте не видно расположения предметов. Причем это мешает не только процессу личного перемещения, но и создает неудобство, когда нужно что-то найти в темноте. Вопрос вполне решаем установкой лампы. Вот только сразу выявляется проблема с ее включением в темноте. Здесь в роли автомата может применятся фотореле, включающее освещение именно в те моменты, когда наступает темнота.

Упомянутая ниша использования не единственная. На основе реакции датчика на видимое излучение, построены и считающие единицы товара приборы, и охранные устройства. Оба названых типа определяют пересечение луча света объектом. На том же принципе бывают выполнены системы автоматического открытия дверей, ворот или шлагбаумов.

Простота конструкции позволяет легко изготовить комплекс из реагирующей части и фотореле своими руками, о чем и пойдет речь в статье. Будут рассмотрены виды соединения готовых сборок, выпускаемых промышленностью и их схемы, раскрывающие сущность названых частей, от самых элементарных, до использующих в своей основе микроконтроллер.

Схема простого фотореле

Начнем с простого устройства наподобие ночника. Когда светло, он выключен, но чем темнее становится, тем ярче горит лампа. Сразу маленькое напоминание — питание устройства 220 В, так что нужно быть аккуратнее и внимательнее при его сборке и проверке.

Чем меньше освещенность фоторезистора, тем сильнее открыт семисторный ключ Q6004LT. Соответственно, больше тока предоставляется нагрузке, в роли которой выступает маломощная лампа накаливания.

Есть вариант описанной схемы, использующий уже 5 элементов. В ней лампа просто загорается в темноте на максимальную яркость и гаснет в моменты попадания света на фоторезистор.

Простая схема фотореле:

Настройка чувствительности выполняется подбором значения R1. Изменять в какую-либо сторону его нужно в относительно небольших пределах. Мощность резистора выбирается для всех случаев равной 1 Вт. Семистор КУ208Г можно сменить на КУ601Г без потери функциональности конечного устройства, но в любом случае, на названый элемент схемы нужно ставить теплоотвод — при использовании указанной нагрузки, он сильно греется.

Другой несложной конструкцией можно назвать использование фотореле в связке с несколькими транзисторами. Приведенная схема изначально рассчитана на подключение потребителей через линию размыкания электромагнитного реле.

Фоторезистор PR1 с подстроечником R1 выступают в роли делителя напряжения, управляющего состоянием транзистора VT1, который в свою очередь открывает или закрывает VT2. Последний, и производит пропуск тока на реле K1, размыкающее или соединяющее линию питания нагрузки. Диод VD1 шунтирует скачки тока в моменты срабатывания электромагнитного элемента, защищая транзисторы.

Обратите внимание! Указанное устройство питается уже не от сети 220 В, а имеет свой токовый ввод от 5 до 15 В. Что касается функций подстроечника R1 — он нужен для установки чувствительности к потоку света, приводящего к срабатыванию самого устройства.

Повторяемый промышленный вариант

В качестве своеобразного эталона рассмотрим схему фотореле ФР-602 от компании EIK. Большая часть представленных на рынке устройств аналогичного плана конструктивно похожи, отличаясь лишь в мелочах.

Принципиальная схема фотореле вместе с печатной платой:

Как видно, конструкция проста и может быть выполнена в домашних условиях. Элементарная база:

Обозначение на схеме	Модель/тип	Характеристики	Аналоги
С2	Конденсатор	0.7мкф, 400 В
C4	Электролитический конденсатор	100 мкф, 50 В
C5		47 мкф 25 В
R2	Резистор	1.5 МОм, 0.125 Вт
R3		220 Ом, 2 Вт
R4		1 МОм, 0.125 Вт
R5		560 кОм, 0.125 Вт
R6		200 кОм, 0.125 Вт
R7		100 кОм, 0.125 Вт
R8		75 кОм, 0.125 Вт
R9		33 кОм, 0.125 Вт
WL	Построечный резистор	2.2 мОм
ZD1	Стабилитрон 1N4749	24 В	3 последовательно соединенных Д814А, или 2 Д814Д
D1-D5	Выпрямительный диод 1N4007
VD1	Выпрямительный диод 1N4148
Q1, Q2	Биполярный транзистор BC857A	КТ3107Б
PH	Фотоэлемент (фоторезистор)	До 110 кОм
Rel	Реле SHA-24VDC-S-A (Rel1)

Схема подключения классических фотореле к линии потребления

Все виды выпускаемых промышленностью или сделанных самостоятельно реле, требуют отдельного питания. Соответственно, и два контакта устройства будут предназначены названым целям. Причем встречаются модели фотореле без встроенного преобразователя напряжения, что означает подачу питания к ним не от сети 220 В, а через отдельный понижающий блок. Линий, идущих к потребителям может быть несколько, в зависимости от количества внутренних электромагнитных переключателей. Причем ввод может быть и раздельным для каждого контакта, — объединенным между прочими — или вообще интегрированным с питанием самого фотореле.

Датчик света у большинства моделей встроен в корпус самого устройства, но существуют и раздельные варианты, позволяющие выносить его в сторону от самого аппарата. Последнее нужно для случаев исключения засветки фотоприемника от управляемых ламп, чтобы система не превращалась в стробоскоп. То есть, когда темно — аппарат включает лампы. Становится светло — он их отключает. Опять срабатывает на мрак. И так по кругу.

Одинарная

Описанная ранее модель ФР-602 и аналогичные ей подключаются к линии следующим образом:

На большое количество потребителей энергии

Для управления мощной нагрузкой, например, при подключении прожектора или многочисленных ламп, лучше использовать промежуточные реле. В роли последних выбираются соответствующие приборы, которые выдерживают прохождение большого тока, достаточного для питания. Примером могут стать РК-1p/2p (Un), МРП-2, IEK ORM-41F-1, DEKraft ПР-102 и им подобные. Обратите внимание, что часть из реле аналогичного плана рассчитаны на управление переменным током (AC), в то время как другие постоянным (DC). Кроме того, напряжения включения может отличаться в нижнюю сторону от номинала розетки. Последние два фактора важно учитывать при проектировании монтажной схемы. Если реле-посредник питается от постоянного тока, то фотореле должно управлять подачей электричества к блоку преобразования. Который уже включившись, приведет в действие электромагнитный контактор, активирующий основную линию питания клиентских устройств.

Использование иных моделей фотореле

Здесь представлена схема подключения фотореле для другого варианта исполнения конечного автомата — с выносным датчиком чувствительности к свету и раздельными контактными линиями. Изначально она подготовлена для ФР-7Е, но подходит и для аналогичных моделей иных производителей.

Обратите внимание, что представленное фотореле и упомянутое ранее, различаются корпусом, а в частности защитой устройства от внешних факторов. ФР-601/602 можно безболезненно размещать под открытым небом на улице, а у ФР-7Е для аналогичного действия требуется установка дополнительного кожуха. Но устройства подобного плана установки выпускаются со всеми необходимыми креплениями в стандартный электротехнический щиток, включая подготовленные места монтажа к DIN-рейке.

Расширение функциональности с добавлением реле времени

Планируя использовать фотореле для уличного освещения своими руками, можно слегка расширить его функциональность, добавив таймер отключающий свет через установленное время. Причина проста — не нужно тратить электричество на работу ламп всю ночь, когда они точно никому не нужны. С целью реализации можно использовать реле отключения, наподобие IEK ORT-A2-AC230V, THC-B1 или аналогичные.

Расширенная схема питания уличного освещения:

Микропроцессорное фотореле

Современные технологии коснулись и фотореле. Все чаще начинают применяться устройства на базе микроконтроллеров, которые позволяют не только производить определение наличия светового потока, но и совмещать множество других функций. Причем расширение не требует сильного изменения аппаратной составляющей, достаточно модифицировать внутреннюю программу.

Микроконтроллер — маленький компьютер, изначально ориентированный на управление устройствами в зависимости от внешних факторов и алгоритма. Кроме того, его возможностей вполне достаточно для присоединения к общей цифровой сети, объединяющей группы оборудования различного плана.

Также стоит упомянуть о промышленных образцах фотореле, оснащенных «умной» частью. Но их функциональность обычно ограничена производителем. Поэтому лучше рассмотреть другую систему. К примеру, Arduino. Его возможностей вполне достаточно для осуществления контроля света, отключения линии днем и ночью, отправки сообщений о текущем используемом режиме или сигнализации о нарушениях в работоспособности лампы.

На аппаратной стороне, все что непосредственно не касается функций контроля, возлагается на дополнительно подключаемые «шилды» к Arduino. В приведенной схеме последнее будет относиться к часам, датчику света и самому реле. Вопрос отправки статуса конечному владельцу решается за счет GSM модуля связи, который и будет отсылать SMS о текущем режиме работы системы.

Принципиальная схема конструкции достаточно проста:

Есть примечание, касающееся приведенной сборки. Обратите внимание, что релейный модуль имеет стороннее питание. Это сделано в целях избежания скачков тока, так как шилд берет много электричества из общей линии и может вызвать «просадку» напряжения при переключениях. Отдельное питание рекомендуется и SIM800L (на приведенной схеме он подключен напрямую к самому Arduino). Также модуль GSM-связи достаточно потребляющий элемент — ему нужно выработать определенную мощность для соединения с сотовой вышкой, а взять энергию с названой целью он может только из линии снабжения.

Что касается программной части, написать соответствующий алгоритм сможет любой, знакомый с программированием микроконтроллеров Arduino. Тем более, есть множество кодов в интернете.

Несмотря на функциональную простоту фотореле, ниш применения у него достаточно. Тем более, что малые возможности расширяются добавлением новых за счет небольшого усложнения схемы и использования микроконтроллеров.

Видео по теме

Источник

Автосвет своими руками

Существует множество вариантов реализации автоматического включения автомобильного света. Каждый подбирает решение для себя индивидуально, исходя из своих предпочтений, руководствуясь своими знаниями и опытом. Главная задача реализации – повышение удобства использования автомобиля, а как известно удобство складывается из мелочей.

Классический, заводской автосвет на KIA Sorento I. Головной свет включается до старта двигателя.	Реализованный автосвет. Питание на ДХО (габариты или ближний) подается после пристегивания ремня безопасности водителя и отключается после остановки двигателя.

Принципиально можно выделить несколько подходов к реализации автоматического света:

1. Минимальные изменения в электросхеме или настройках бортового компьютера для активации уже заложенной производителем функции автосвет.

2. Простые незначительные изменения, как правило в блоке управления светом, с использованием одного реле.

3. Более серьезные вмешательства в электросхему автомобиля с использованием реле, контроллеров и подключением к датчикам автомобиля.

Люди устанавливающие автоматическое включение света как правило стараются учесть следующие нюансы:

• Включение света после запуска двигателя, т.к. при холодном пуске важно сохранить для стартера каждый ватт энергии;
• Возможность легкого, быстрого отключения, ведь в жизни бывают разные ситуации, возможно Вам потребуется холодной зимней ночью долго просидеть в заведенной машине не привлекая к себе внимания.

Реализовать автоматическое включение света будем на автомобиле Шкода Октавия тур по простой схеме с применением одного пятиконтактного реле. В данном авто есть возможность реализации штатными средства, а именно заменой реле управления светом, но использовать его мы не будем, т.к. алгоритм включения будет стандартным – свет будет включаться в момент включения зажигания и потухать во время работы стартера, после чего снова загораться. При таком подходе мы снижаем ресурс ламп, а главное снижаем вероятность запуска двигателя после холодной ночи. В своей работе мы решили использовать сигнал пристегнутого ремня водителя, на подавляющем большинстве современных автомобилей в замке ремня есть датчик.

Выбор данного алгоритма обладает следующими плюсами:

1.Водитель как правило пристегивается после старта двигателя, т.е. до и во время работы стартера нет лишних потребителей.

2.Водитель ездит всегда пристегнутым, а значит свет горит тогда, когда машина едет и выключается когда водитель отстегивается или глушит машину.

3.Если необходимо оставить заведенную машину без обозначения светом, просто не пристегиваемся.

Перед началом лучше ознакомиться с инструкцией по ремонту вашего автомобиля, что бы узнать как добраться до тех или иных блоков, а также какие управляющие сигналы использовать.

Итак, все готово можно приступать:

В работе мы используем крестовую отвертку, бокорезы, пятиконтактное реле, мультиметр.

Силовые провода в колодке реле лучше поменять на более толстые, не менее 2,5 квадратов т.к. стандартные, тонкие провода сильно нагреваются под нагрузкой, а если провода греются то и до пожара недалеко. Управляющие можно оставить заводские, нагрузка там минимальна.

План подключения следующий:

• 85 управляющий контакт реле – к плюсу после замка
• 86 управляющий контакт реле – к постоянному минусу на датчике непристегнутого ремня (минус пропадает после пристегивания)
• 30 силовой контакт – к плюсу после замка (позволит избежать потребление тока на заглушенной машине)
• 87А (88) — силовой контакт – к силовому проводу на габариты или ближний свет (можно включить габариты, ближний свет и подсветку приборов, для этого необходимо перед каждым отходящим проводом поставить диод )

1.Находим фишку под сидением водителя, вынимаем её из разъема и определяемся с необходимым проводом для упавляющего сигнала.

2.Разбираем порог водительской двери, находим в косе нужный провод и подключаемся к нему, после подключения лучше проверить мультиметром что вы выбрали нужный провод.

3.Пробрасываем провод с управляющим минусом к блоку управления светом.

4.Находим, управляющий и питающий провод после замка зажигания (питающий провод должен быть сечением не менее 2,5 квадратов).

5.Подключаем провода к колодке реле в соответствии с планом подключения (любые вмешательства в проводку необходимо производить при отключенной плюсовой или минусовой клемме аккумулятора).

6.Тщательно изолируем, тестируем, все ОК – собираем.

Данная конкретная схема применима только к автомобилю Skoda Octavia tour, т.к. полярность проводки датчика непристегнутого ремня у Вас может быть другой, алгоритм работы датчика и включения света также может отличаться. В данном автомобиле происходит размыкание цепи при обнаружении пристегнутого ремня. Помните – некомпетентное вмешательство в проводку автомобиля может привести к серьезным затратам на ремонт, если вы на 100% не уверены в своих силах или знаниях обратитесь к профессиональному электрику в крупном автосервисе.

Универсальная схема включения автосвета

Ваша машина ночует в гараже, Вас мало волнует проблемы холодного запуска и уж тем

85 управляющий контакт реле – к плюсу после замка

86 управляющий контакт реле – к массе

30 силовой контакт – к постоянному плюсу (к массе в зависимости от того + или – подается на лампы фар при включении)

87 — силовой контакт – к силовому проводу на габариты или ближний свет

Источник