Как сделать фотореле на основе газонного светильника

Сегодня вниманию читателей предлагается устройство, которое выполняет ту же функцию, но несколько проще — содержит меньше деталей.

В этом фотореле применён светодиодный газонный светильник, в частности, его солнечная батарея использована в качестве датчика освещённости. Фотореле включит маломощный источник освещения с наступлением темноты и выключит его с наступлением дня. Может возникнуть вопрос: зачем применять для изготовления фотореле солнечную батарею от газонного светильника, если в качестве датчика освещения можно применить фоторезистор или фотодиод? Дело в том, что использовав в качестве основы газонный светильник, можно получить не только датчик освещения, но и корпус всего устройства. Для этого, конечно, надо использовать газонный светильник подходящего размера. Ранее уже было опубликовано описание аналогичного фотореле [1]. Предлагаемый вариант имеет более простую схему.

Отличительная особенность этого фотореле — экономичность, собственный потребляемый ток не превышает 1 мА. Обусловлено это применённым тринистором, поскольку для его открывания требуется ток управляющего электрода, не превышающий 100 мкА, при этом напряжение на нём должно быть около 0,8 В [2]. Но этот тринистор маломощный, поэтому ток нагрузки не должен превышать 300 мА, т. е. мощность коммутируемой нагрузки не должна быть более 60 Вт.

Схема устройства показана на рис. 1. Сетевое напряжение поступает на контакты 1 и 3 разъёма XT 1 и затем выпрямляется диодным мостом VD2— VD5. Пульсирующее напряжение поступает на тринистор VS1. Нагрузка, которую подключают к контактам 1 и 2, включена последовательно с выпрямительным мостом, поэтому на неё поступает переменное напряжение. Одновременно сетевое напряжение поступает на выпрямитель на диоде VD1. Через резистор R2 сглаживающий конденсатор С2 заряжается до напряжения около 100 В. Через резистор R3 открывающий ток поступает на управляющий электрод тринистора VS1.


В тёмное время суток напряжение на солнечной батарее GB1 отсутствует, транзистор VT1 закрыт, поэтому весь ток резистора R3 поступает в управляющий электрод тринистора, и он открывается. В результате на нагрузку поступает практически всё сетевое напряжение. Напряжение на резистивном делителе R4R5 мало, поэтому на резисторе R5 напряжение близко к нулю.

С увеличением освещённости напряжение солнечной батареи увеличивается и транзистор VT1 начинает открываться. Ток резистора R3 начинает протекать через транзистор, и напряжение на управляющем электроде тринистора уменьшается. В какой-то момент тринистор открываться не будет, и напряжение на нагрузку перестанет поступать. В этот момент плюсовое напряжение на резистивном делителе R4R5 увеличивается, и дополнительное напряжение с резистора R5 через солнечную батарею поступает на базу транзистора VT1 и ещё больше открывает его. Так обеспечивается устойчивое выключение фотореле. Конденсатор С1 относительно большой ёмкости подавляет пульсации и помехи на базе транзистора VT1.

При уменьшении освещённости напряжение на солнечной батарее также уменьшается, транзистор VT1 закрывается, что приводит к открыванию тринистора и появлению питающегося напряжения на нагрузке. Одновременно напряжение на резисторе R5 уменьшается и транзистор ещё больше закрывается. Так фотореле переходит во включённое состояние.

Таким образом, напряжение на резисторе R5, которое появляется или пропадает в зависимости от того, открыт тринистор или нет, обеспечивает гистерезис при переключении фотореле. Подстроечным резистором R1 можно установить порог включения, подборкой резистора R5 устанавливают гистерезис переключения. Фотореле было испытано для включения как светодиодных, так и ламп накаливания.


Все элементы фотореле, кроме солнечной батареи GB1, смонтированы на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 2. Смонтированная плата показана на рис. 3. Она размещена в прямоугольном корпусе газонного светильника размерами 25x45x45 мм, в который встроена солнечная батарея размерами 30x30 мм (рис. 4). Но подойдёт и подходящий по размерам газонный светильник в цилиндрическом корпусе с солнечной батареей размерами 25x25 мм.

Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, подстроечный — СПЗ-19, оксидные конденсаторы — импортные. Класс тринистора по напряжению — восьмой (максимальное допустимое напряжение — 400 В). Диоды можно применить любые маломощные с прямым допустимым током не менее 300 мА и обратным напряжением не менее 400 В. ХТ1 — клеммник прямой винтовой трёхконтактный для установки на плату KLS2-300-5.00-03P-2S (DG300-5.0-03P-12), расстояние между выводами — 5 мм.

Провода для сетевой вилки и нагрузки выводят через заднюю крышку корпуса (рис. 5). Если фотореле будет установлено на улице, после проверки и налаживания плату с двух сторон надо покрыть влагостойким лаком, а после сборки с помощью силиконового герметика замазать все щели и отверстия. Установить фотореле надо в месте, защищённом от осадков, и, кроме того, на него не должен попадать прямой солнечный свет, а также свет от искусственных источников освещения.