Сумеречный выключатель своими руками

Для включения света на улице или в местах общественного пользования очень часто требуется полная автоматизация процесса. Сумеречный выключатель с фотоэлементом позволяет полностью исключить человеческий фактор при управлении системами освещения.

Что это такое

Сумеречный светочувствительный выключатель или фотореле – это устройство, которое выключает или включает свет в зависимости от уровня освещенности. Прибор является очень удобным в использовании и имеет целый ряд преимуществ перед классическим выключением света:

1. Полная автоматизация процесса. Как только уровень солнечной активности снижается до определенного предела, датчик это распознает и включает свет;
2. Экономия электроэнергии. Светильник будет гореть только до того момента, пока уровень солнечных лучей снова не повысится. Это позволяет сразу после рассвета отключать свет в различных общественных местах – подъездах, арках, площадях и т. д.;
3. Возможность установки индивидуальных параметров включения – выключения. С такими целями используется программируемый сумеречный выключатель со встроенным таймером. Он позволяет изменять настройки, установив определенное время включения лампы и т. д.;
4. Любой фотовыключатель можно выключить вручную. Иногда случаются непредвиденные ситуации, во время которых устройство прекращает контролировать систему освещения. В таком случае, реле света требуется выключить при помощи стандартного переключателя. Не во всех датчиках есть подобная функция.

Фото – датчик Steinel NightMatic

Его аналогом является автомобильный световой датчик, который встраивается в лобовое стекло. Он необходим для автоматического включения фар при заезде в тоннель, подземку или лес.

Виды датчиков

Существует четыре основных типа сумеречного реле:

1. Устройство на микроконтроллере, с таймером времени, фотоэлементом и прочими дополнениями (TW1 от ABB – АВВ, Luna Star, SOU, LXP-02);
2. Выносным фотоэлементом (Multi 9 ID-RCCB, GFK 3, Plexo, АС-112);
3. Встроенным фотоэлементом (ic-50 Schneider Electric – Шнайдер Электрик, Vega, DeLux YCC);
4. С возможностью регулировки порога срабатывания (Siemens Steine Night Matic NM 2000, Theben, Энергис).

Наиболее часто встречаются модели со встроенным фотоэлементом. Они идеально подходят для наружного использования, т. к. у них фотоэлемент защищен от воздействия внешних факторов (воды, пыли, пара), перепадов температур, а зачастую и вандализма. Это довольно функциональный прибор, который может использоваться как в домашних условиях, так и для контроля освещенности улиц, парков, складов.

Фото – сумеречное реле со встроенным фотоэлементом

Выключатель с датчиком определения света и таймером позволяет управлять параметрами включения света. Он определяет не только уровень освещенности, но и временной интервал, в который нужно включать лампу. Это экономная и практичная схема. В зависимости от места монтажа и условий использования, можно подобрать модели с часовым таймером, недельным, месячным и даже годовым. Их можно установить на din-реку – модели с исполнением типа УТФР- 1РМ.

Фото – модель Шнайдер

Сейчас активно осуществляется производство сумеречных выключателей с настраиваемым порогом срабатывания (ic2000p), которые в основном применяются для помещения. В зависимости от корректировки, фотореле могут реагировать на затемнение во время грозы или тумана на улице.

Фото – конструкция фотореле

Если Вам нужно установить блок управления и сумеречный выключатель на небольшом расстоянии друг от друга, то рекомендуется купить модель с выносным фотоэлементом. Особенностью конструкция является возможность монтировать блок питания и сенсор на расстоянии до 150 метров друг от друга.

Принципиальные схемы включения

Чтобы установить простой сумеречный автоматический выключатель (например, ФБ-4М) своими руками, понадобится электрическая схема. В отличие от чертежей, где подключаются модели с датчиком, на схеме ниже показан вариант соединения, где в качестве индикатора используется сверхчувствительный светодиод.

Фото – схема подключения

Такое автоматическое реле учитывает разницу сопротивления в резисторах (обозначение на рисунке R1 и R2). При том, второй резистор – R2 необходим для контроля номинального входящего напряжения VT1. Оно, используя силу постоянного напряжения HL1, помогает регулировать порог включения света.

Также, помимо включения в сеть готового реле, можно сделать самому датчики освещенности и сумеречные выключатели на компараторе для дома или двора. К слову, простое фотореле можно собрать даже из трех деталей. Условно выделим:

1. Фотоэлемент;
2. Пороговая деталь (компаратор);
3. Выходное реле.

Нам нужно добиться, чтобы со снижением уровня солнечной активности увеличивалось сопротивление фоторезистора (фотоэлемента), после чего должна срабатывать пороговая деталь. Далее, включается в работу фотореле, выключающее (включающее) свет.

В качестве порогового реле можно использовать симистор, но у него должен быть включен в цепь симметрий динистор. Такие детали называют квадрак. Конструктивно они не отличаются от симисторов за исключением модернизированной цепи включения.

Фото – схема самодельного сумеречного выключателя

Квадрак или Quadrac может иметь различные технические характеристики, Вам требуется выбрать оптимальные параметры. Далее, нужно подобрать сопротивление резистора, т. к. это самый важный параметр для работы сумеречного выключателя.

В системах управления освещением величина сопротивления определяется по выбранному фотоэлементу, поэтому рекомендуем отталкиваться от данных на схеме. Для нормальной работы подойдет самый просто фотоэлемент (белый или желтый), в нашем случае, это стандартный фоторезистор (ФСК-7,ФСК-Г1).

Для первого испытания самодельного устройства с фотодатчиком можно использовать простую лампу накаливания. Но для её подключения нужно использовать регулятор мощности. Еще одним важным условием работы является установка охлаждения.

Видео: устройство самого простого сумеречного выключателя

Эксплуатация

Инструкция по применению сумеречных выключателей типа Legrand (Ленгранд):

1. Обязательно внимательно изучите сертификат в частности, параграфы, где указаны параметры стойкости к влаге и пыли – если уровень защиты недостаточный, то устройство нельзя устанавливать на улице;
2. Периодически требуется протирать сенсор от пыли;
3. Два раза в год нужно устраивать контрольные проверки датчика.

Цена сумеречного выключателя варьируется от 300 рублей до нескольких тысяч. Купить устройство можно в любом городе России и стран СНГ (Екатеринбурге, Москве и прочих).

Сейчас несложно купить сумеречный выключатель и подключить к нему искусственный источник света, например, уличный светодиодный прожектор для освещения входа в частный дом или техническое здание.

Однако, настоящий домашний мастер непременно попробует досконально разобраться в принципах работы такой конструкции.

В этой статье мы знакомимся с довольно простой, но надежной схемой, которую несложно собрать, настроить и эксплуатировать своими руками. Она по силам любому человеку, который умеет держать в руках паяльник, может выполнять несложные электротехнические работы.

Автоматический выключатель для сумеречного освещения собирается из дешевых и доступных материалов. Их можно приобрести через интернет. Но, у большинства умельцев они, скорее всего, имеются в арсенале радиодеталей.

Благодаря этой самоделке вы можете доверить управление освещением автоматике, которая будет напоминать о качественно выполненной работе, поднимет ваш авторитет в глазах окружающих как способного мастера.

Принцип работы самодельного сумеречного выключателя

По внутреннему устройству электрическая схема состоит из трех частей:

1. силовой схемы управления лампочкой светильника;
2. блока питания;
3. блока управления.

Они соединены проводами, запитаны от однофазной переменной сети 220 вольт.

Силовая схема

Лампочка светильника управляется выходным контактом реле точно так же, как работает обычный выключатель в квартире: фазный потенциал от защит квартирного щитка через силовой контакт реле P1. 2 поступает на удаленную контактную площадку патрона светильника и проходит через нить накала.

Рабочий ноль постоянно подключен к боковому контакту патрона. При срабатывании реле на включение лампочка загорается, а при отпадании — тухнет.

Блок питания

На его вход поступает напряжение однофазной сети, а с выхода уходит 24 вольта выпрямленного тока. Для питания схемы управления вполне достаточно всего 15 миллиампер. Поэтому конструкция обладает малой мощностью.

В схеме можно использовать готовые блоки от любой радиоаппаратуры с подходящими электрическими параметрами или изготовить самостоятельно.

Вашему вниманию предлагается использовать самостоятельно одну из двух доступных схем:

1. трансформаторную;
2. бестрансформаторную.

Второй вариант более компактен, быстрее собирается. Но, при его использовании отсутствует трансформаторное разделение цепей на первичную и вторичную схему. А это значит, что при пробое какой-либо токоограничивающей детали потенциал фазы может пройти в цепи управления, выжечь ее детали.

Номиналы всех обозначенных на схеме элементов приведены таблицей, расположенной в конце статьи.

Блок управления

За основу работы блока управления принята схема, использующая изменение фоторезистором своего электрического сопротивления под воздействием излучаемого на него светового потока.

Фоторезистор подключен последовательно к источнику стабилизированной ЭДС через дополнительный резистор R, в котором проходят токи, зависящие по величине от силы падающего света. На этом резисторе создается напряжение, которое называют опорным.

Величина опорного напряжения тоже зависит от светового потока и выражается линий 3 на графике работы компаратора — специального электронного устройства, реагирующего на величину входного напряжения.

Прямая линия 3 этого графика представляет опорное напряжение. Оно может изменяться, быть выше или ниже контрольного значения, представленной коричневой горизонталью 4.

Когда опорное напряжение не достигло контрольного уровня 4, то на выходе компаратора сигнала нет: он закрыт. При возрастании линии 3 компаратор откроется и пропустит в выходные цепи поступившее напряжение. Его величина будет транслироваться на обмотку реле, которое своими контактами Р1.2 включит лампочку освещения.

Таким способом обеспечивается включение света при наступлении сумерек и снятие с лампочки напряжение после рассвета.

Конструкция самодельного сумеречного выключателя

Фоторезистором в схеме блока управления используется прибор ФСК-Г7Б, представленный на принципиальной схеме элементом R9.

В качестве компаратора выбрана микросхема К554СА3 —элемент DD1. Размеры ее корпуса в миллиметрах представлены нижерасположенной картинкой.

Исполнительным органом схемы управления работает электромагнитное реле Р1 малогабаритной конструкции серии РП-21 с номинальным напряжением обмотки на 24 вольта.

При выборе мощности светильника следует учитывать, что номинальный ток контактов рассчитан на 5 ампер. Бо́льшие нагрузки следует подключать через повторители мощности.

Возможное расположение электронных компонентов схемы управления, совмещенной с блоком питания бестрансформаторной конструкции представлено на картинках двухсторонней печатной платы.

Номиналы деталей платы

Все основные электрические характеристики конденсаторов, резисторов и диодов предлагаемой схемы сумеречного выключателя сведены в таблицу.

№ п/п	Обозначение	Характеристики	Примечание
Конденсаторы
1.	C1	250В — 1 мкФ
2.	C2	50В — 1000 мкФ
Резисторы
3.	R1	0.39 кОм
4.	R2	0,27 кОм
5.	R3	1мОм
6.	R4	5,1 Oм
7.	R5	5,1 Oм
8.	R6	0,27 кОм
9.	R7	1 кОм
10.	R8	1,5 кOм	Для опорного напряжения
11.	R9	Фоторезистор ФСК-Г7Б
12.	R10	47 кОм
13.	R11	47 кОм
Диоды
14.	VD1—VD4	КЦ405И
15.	VD5	Д226Б
16.	VD6	АЛ307 МБ	Зеленый светодиод
17.	VD7	АЛ307 ВМ	Красный светодиод

На основе предложенного материала вы можете собрать автоматику сумеречного выключателя своими руками, успешно эксплуатировать его в домашней проводке.

А в заключение статьи рекомендуем посмотреть видеоролик по уроку пайки. Даже если вы давно занимаетесь подобной работой, то все равно сможете пополнить свои знания по этому вопросу.

Возможно, что у вас остались неясные вопросы: спрашивайте. Для этого создан раздел комментарии.

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Бытовая техника >

Сумеречный выключатель освещения, на микросхеме NE555 + симистор.

Сумеречный выключатель это устройство коммутации, снабженное выносным или встроенным сумеречным датчиком и включаемое в электрическую цепь с нагрузкой из ламп и световых приборов. С наступлением темноты датчик подает сигнал на схему реле и оно, замыкает цепь или наоборот разрывает, выключая освещение в светлое время суток.

Подобных схем разработано достаточно много, как в любительских, так и в промышленных условиях.

 В основном это всегда схемы с использованием реле.

Предлагаю вашему вниманию схему, с применением моей любимой микросхемы NE555 (NE7555, КР1006ВИ1), управляющей нагрузкой с помощью симистора. 

 Плюс  такой схемы:

• сердцем устройства является чудесный и популярный «Интегральный таймер» 555.
• малогабаритность (такую схемку несложно будет вмонтировать практически в любой светильник).
• небольшое собственное потребление энергии схемой,
• нет  контактов, которые со временем просто обгорают.

(но и недостаток есть, по сравнению со схемой с реле, который никто не оспорит, нет универсальности выхода, реле хорошо держит перегрузки.

С другой стороны нет никаких преград,  эту схему можно чуть изменить и использовать в ней реле вместо симистора). 

В магазинах электротоваров сейчас продается немало простых и дешевых сумеречных выключателей, пользуюсь, знаю, но качество их работы зачастую неудовлетворительно. 

Дальше все банально, как обычно все пишут, перерыл весь инет, но то, что мне нужно не нашел.

Я мог бы тоже это написать, но это будет неправда, так как весь инет перерыть нельзя…. и все что нужно обычно в нем есть!

 Может даже есть  стопицот%, схема  похожая на эту, но скажу вам точно тут не копипаст , тут оригинал….  :)))))

По большому счету, в этой схеме нет ничего нового, микросхема 555 и ее принцип работы, уж точно растолкован в интернете на каждом «углу». Про применение симисторов столько — же.

Безтрансформаторное питание? тоже очень, очень много схем и статей…

Но при сборке всегда возникает один нюанс, это  принципиальная схема такого устройства по которой можно повторить такое устройство для своего пользования,

я не буду приводить примеры, но в такой простой рисованной схеме че только не умудряются «накосячить»;….

  Сетевое напряжение, оконечная  нагрузка, питание микросхемы, ну что угодно, может быть не в ту степь, а подключение симистора настолько «разнообразно» …., не знаю, наверное,  все пишут про одно и то же, только стандарт обозначения симистора у всех разный, или рисуют схему исключительно по «памяти», или паяльник в руках давно держали…

Фухх…  перечитал все что написал, как будто моя биография в последнем предложении:-)))).

Ладно, надеюсь, что схема в моей статье не пополнит ряды неточностей в интернете, так как все проверено в «железном» отладчике.

  

                                                 Это фото тому есть, подтверждение… (кликабельно))))))

Схема не капризна, но могут потребоваться небольшие подстройки под индивидуальные условия использования.

      С1 задержка включения нагрузки (гистерезис, исключает  эффект мигания лампы освещения).

      R1 задается порог чувствительности наступления сумерек.

      R2 придется подобрать, если будет применен другой тип симистора (например, для ВТ137, R2=1 ком, ток не менее 8mА).

   Резистор R3 не менее 0.5ватт (обозначение резисторов на схеме и плате, соответствует СМД маркировке деталей). Вот и все особенности!

Так выглядит готовая плата, размер 30х50х15.

При установке схемы очень важно расположить направление датчика, исключить попадание света от ламп и светильников на датчик, что бы избежать эффекта мигания.

Данная схема   применена для управления «домиком для комаров» (схема встроена в верхней части прибора),  работает успешно и надежно весь летний сезон.

Файлы:

Печатная плата

Все вопросы в Форум.

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Эти статьи вам тоже могут пригодиться: