Простая схема сумеречного выключателя

По всему миру в городах и поселках устанавливаются светодиодные уличные фонари, чтобы помочь сэкономить электроэнергию, снизить затраты, защитить окружающую среду и улучшить освещение для своих граждан. Несмотря на эту тенденцию, контролю времени включения и выключения ламп уделяется мало внимания.

Вебинар «Экономичные решения МЕAN WELL для надежных разработок» (30.09.2021)

Правильное управление может значительно сэкономить энергию, потому что свет может включаться слишком поздно или слишком рано, тратя энергию впустую или не создавая достаточного освещения. Использование сумеречного выключателя позволяет значительно снизить энергопотребление всех типов ламп (Рисунок 1). Он обеспечивает экономичный, компактный и надежный способ контроля времени освещения.

Эта емкостная схема эффективно питает сумеречный выключатель от сети переменного тока.
Рисунок 1. Эта емкостная схема эффективно питает сумеречный выключатель
от сети переменного тока.

В схеме не используются реле, а значит, в ней нет подвижных частей и она не подвержена окислению контактов. Вместо реле использован симистор, способный коммутировать сотни ватт.

Схема не требуется много энергии. Для питания схемы от сети переменного тока 220 В в ней используется диодно-емкостная цепь, потребляющая лишь 37 мВт. Схема состоит всего из нескольких недорогих компонентов.
Уровни освещенности, при которых схема включает и выключает свет, можно регулировать с помощью единственного потенциометра R1. Схема автоматически включает лампы с наступлением темноты и выключает их на рассвете. Ее можно использовать с лампами накаливания, люминесцентными лампами или светодиодными.

Уровень внешней освещенности измеряется фоторезистором LDR (Рисунок 2). Для достижения хороших характеристик убедитесь, что спектральный отклик используемого фоторезистора близок к отклику человеческого глаза. Схема основана на компараторе с дополнительным гистерезисом, поскольку в базовом включении компаратора его выходной сигнал колебался бы при приближении уровня освещенности к границе между естественным светом и темнотой. Гистерезис устанавливает два порога переключения схемы. Величина верхнего порога равна 8.47 В для входного напряжения, возрастающего при изменении освещенности от естественного света к темноте, а нижнее пороговое напряжение составляет 7.75 В для уменьшающегося входного напряжения при переходе от темноты к естественному свету. Таким образом, соотношением сопротивлений резисторов 82 кОм и 4.7 кОм устанавливается гистерезис с шириной петли 0.72 В. Этого значения достаточно для исключения ложных срабатываний от световых помех.

Для измерения уровня окружающей освещенности в схеме используется фоторезистор.
Рисунок 2. Для измерения уровня окружающей освещенности в схеме используется фоторезистор.

Когда внешняя освещенность падает ниже уровня, установленного потенциометром R1, входное напряжение VI поднимается выше верхнего порогового напряжения, а уровень выходного сигнала компаратора становится низким и включает симистор. Когда внешняя освещенность начинает превышать уровень, установленный потенциометром R1, входное напряжение опускается ниже нижнего порогового значения, а уровень выходного сигнала компаратора становится высоким, отключая симистор.

Необходимо исключить засветку фоторезистора лампой, чтобы не допустить возникновения световой обратной связи. В противном случае попадание света лампы на фоторезистор приведет к колебаниям выходного сигнала компаратора и включению/выключению лампы. Симистор BTA16, который можно приобрести у многих поставщиков, подходит для коммутации ламп мощностью более 2000 Вт.

Компаратор управляет оптоизолятором с симисторным выходом типа IL4216 или BRT12-F.
Рисунок 3. Компаратор управляет оптоизолятором с симисторным выходом
типа IL4216 или BRT12-F.

Компаратор управляет оптопарой IL4216 или BRT12-F с симисторным выходом (Рисунок 3). В свою очередь, оптопара управляет мощным симистором BTA16-600SW с лампой в цепи его нагрузки.

  1. Datasheet STMicroelectronics BTA16
  2. Datasheet Vishay BRT12-F
  3. Datasheet Vishay IL4216
  4. Datasheet Texas Instruments LM397

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 62
сейчас смотрят 6
представлено поставщиков 1569
загружено
позиций
25 067 862