Энергосберегающие лампы. Принцип работы, устройство и ремонт своими руками

Как отремонтировать энергосберегающую лампу своими руками

Срок эксплуатации энергосберегающих лампочек (ЭСЛ) большой. Но часто, из-за недобросовестности производителя или неправильного обращения, лампа перестает работать через месяц. Потребители интересуются: возможен ли ремонт энергосберегающих ламп своими руками. Все возможно. Но следует оценить, стоит ли его производить, изучить принцип действия и ремонта.

Стоит ли ремонтировать энергосберегающие лампы

К вопросу стоит ли ремонтировать энергосберегающую лампу своими руками подходят индивидуально. Кто-то не хочет заморачиваться, купит новую или обменяет по гарантии. Кто-то захочет разобраться в чем причина поломки и исключить ее. Но стоит понимать, что ремонт производится при наличии нескольких неисправных лампочек. Так как из трех вышедших из строя ламп соберется одна исправная.

Каждая лампочка рассчитана на конкретный срок, имеет ограниченные резервы. Такие данные указаны на индивидуальной упаковке.

Надо понимать, что на ремонт придется потратиться на запчасти, если невозможно их взять с ряда поломанных ламп. Также уйдет время на поездку в магазин, поиск причины, ремонт.

Часто после ремонта лампочки при включении загораются с опозданием.

Принцип действия и схема

При ремонте следует учесть что ЭСЛ состоит из нескольких элементов: электроды в колбе, цоколь (резьбовой, штырьковой), пусковое устройство. Благодаря встроенному последнему элементу, устройство малогабаритно.

Принцип работы: при включении подается напряжение, в результате чего происходит нагревание электродов. После чего высвободившиеся электроны вступают во взаимодействие со ртутными атомами, происходит ультрафиолетовое излучение. Оно незаметно для восприятия глазом. Для этого система включает вещество под названием люминофор, поглощающее данное излучение и вырабатывающее привычный нам свет.

Работа энергосберегающей лампочки разбирается при рассмотрении схемы. Для примера описывается работа по схеме 11 ваттной лампочки.

Из схемы видно, что она состоит из цепей питания, в которые включены дроссель L2, предохранитель F1, четыре диода 1N4007 составляют диодный мост, С4 – конденсатор, C2, D1, R6 – элементы схемы, динистор, D2, D3, R1, R3 – элементы защитной функции. Не все лампочки содержат защитные элементы, их убираю производители при экономии на деталях.

В момент включения лампочки подается импульс C2, R6, он подается на транзистор Q2, происходит его открытие. Диод D1 после запуска блокирует часть схемы. Трансформатор TR1 возбуждается транзисторами. Через конденсатор С3 передается напряжение с контура L1, TR1, С3, С6. Трубка загорается в период, когда на конденсаторе С3 достигается напряжение в 600В. При розжиге лампы открывается первый транзистор и сердечник TR1 насыщается.

Причины неисправности лампочки

Чтобы понять причину поломки, надо разобраться в устройстве энергосберегающей лампы.

Все действия проводятся последовательно:

  • Готовится рабочее место.
  • Собирается весь инструмент, который может понадобиться в процессе – отвертка, мультиметр, паяльник, паечный набор.
  • Разбирается ЭСЛ.
  • Определяется причина поломки – мультиметром в лампочке проверяются нити накаливания. При исправном состоянии нитей проверяется балласт. И наоборот.
  • Устраняется.
  • Производится сборка системы.

Как разобрать

При разборе лампочки колба отсоединяется от цоколя. При этом проявляется аккуратность, так как цоколь легко повреждается. Отверткой отсоединяются детали, зафиксированные защелками (отвертка проникает в щель, и поворотом раздвигает половинки) – продвигается по контуру до полного отсоединения цоколя и колбы.

Открепляются проводки, которые направлены на нити накаливания.

Все работы проводятся очень аккуратно, так как недопустимо оторвать проводку, которая отходит от цоколя.

После раскрытия будет видна плата самого электронного блока – своего рода пусковое устройство, которое есть во всех первоначальных лампах дневного света. Только современные электронные, а в старых – стартер, дроссель.

Поиск и ремонт неисправности

Поломка может заключаться в коротком замыкании либо пробое. Для этого первоначально осматривается электронная плата на элементы видимых повреждений. Осмотр проводится с двух сторон. Повреждения платы – деформирование, черные точки, пробои.

Если найдено повреждение невооруженным глазом, то все равно требуется проверка поверхности всей платы.

Предохранитель

Предохранитель найти легко. Эта система находится в объединении цоколя и платы. Он сверху покрыт изоляционным слоем и находится в состыковке с резистором. Для определения работоспособности предохранителя необходимо воспользоваться мультиметром. Для этого одно щупальце присоединяется к предохранителю, а другое к плате. Так проводится измерение сопротивления.

Читайте также:
Регулятор мощности на тиристоре

При исправности сопротивление покажет значение примерно в 10 Ом. При повреждениях – 1 Ом. При неисправности этого элемента он устраняется, новый припаивается.

Колба

Поломка может заключаться в перегорании нити электрода в колбе. Неисправная нить подлежит замене. Если нити нет, то возможна установка резистора с таким же сопротивлением. Для этого он припаивается параллельным способом со спиралью, которая сгорела. Далее требуется проверка работоспособности всей платы (полупроводников).

Транзисторы и резисторы

Чтобы проверить исправность транзистора, для начала он изымается из схемы. Это обязательный момент, поскольку переходы находятся в обмотке. Если выявлена поломка транзистора, то замена производится на идентичный. Не допустима замена на элемент с другими параметрами. При этом корпусная часть может быть различной, это не повлияет на ход ремонта.

При проверке резистора используется также мультиметр. Номинальное значение просматриваем на корпусе устройства. Все элементы должны быть проверены последовательно.

Конденсаторы

Конденсаторы проверяются аналогично прописанным способом. Ремонт предусматривает замену неисправного элемента. Вышедший из строя конденсатор принимает деформированную форму – протечка, вздутие корпуса.

Поломка конденсатора – самая распространенная причина выхода из строя энергосберегающих ламп. Особенно китайского производства.

Ремонт балласта

Если колба исправна, то поломку надо искать в балласте. Он осматривается на предмет сгоревших элементов. Если замечены прогоревшие следы, вздутия, деформация, то требуется замена вышедших из строя элементов. При не восстановлении работоспособности лампы после замены данных компонентов, требуется прозвон всей цепи.

Последовательность поиска неполадок балласта:

  • Замена резистора-предохранителя – частая проблема балласта.
  • Выпаиваются конденсаторы. (После пайки требуется проверка мультиметром – проверяются диоды моста без их предварительного выпаивания).
  • Если проверка предыдущих элементов не нашла неисправностей, то переходит работа на поиск неисправностей в транзисторе. Для этого требуется выпайка элемента.
  • При замене всех частей начинается этап сборки.

Ремонт при перегоревшей нити

При починке перегоревшей нити проводят работу в балласте во внештатном режиме. При подаче сильного напряжения пусковая деталь ломается. При одинаковой подаче напряжения лампа прослужит до 1,5 года. Также срок эксплуатации зависит о качества и вида встроенных схем. Если перегоранию подверглась одна нить, проводится ее шунтирование сопротивлением. Для этого необходима установка резистора с сопротивлением равным сопротивлению уцелевшей нити.

Советуем посмотреть видео-инструкцию:

Сборка энергосберегающей лампы

После восстановления всех деталей ЭСЛ, требуется ее протестировать до сборки. Для этого производится вкручивание в патрон и наблюдается ее загорание. Если мерцание отсутствует, следующее действие – сборка энергосберегающей лампочки.

Если пусковое устройство не подходит для ниши, то производится подгибание конденсаторов сопротивления. При этом необходимо наблюдение за отсутствием замыканий. Далее собирается лампа в обратном направлении. Производится подклейка частей, поврежденных при разборке.

Профилактика

Чтобы уменьшить процент выхода из строя энергосберегающих лампочек, необходимо применять методы профилактики:

  • Исправная вентиляционная система позволяет улучшить отток тепла. При этом сократятся случаи короткого замыкания, которые случаются из-за перегрева лампочек либо схем балласта.
  • Установка стабилизаторов. Они позволяют нормализировать подачу напряжения. Так как при резких перепадах случается пробой пускового устройства. Такое часто бывает и при установке производителями дешевого пускового устройства.
  • Установка между нитями накаливания NTC-термистора. Он поможет урегулировать подачу тока. При этом уменьшается вероятность перегорания нитей.
  • Не следует подвергать лампы механическому воздействию, это приедет к выходу из строя внутренних деталей либо поверхностным трещинам.

Термистор не устанавливается вблизи балласта, так как произойдет перегревание термистора, и он сломается.

В заключение

Отремонтировать энергосберегающую лампу своими руками возможно, но это требует времени, возможно, материалов. Не каждый человек сможет подойти к ремонту ответственно. Но починка дешевле, чем приобретение новой лампочки. Особенно, если из стоя вышло несколько лампочек.

Статья пригодилась? Оставьте комментарий, поделитесь с друзьями в соцсетях.

Схемы фотореле для управления освещением

Одной из задач, выполняемых при помощи фотодатчиков, является управление освещением. Такие схемы называются фотореле, чаще всего это простое включение освещения в темное время суток. С этой целью радиолюбителями было разработано немало схем, вот некоторые из них.

Наверное, самая простая схема показана на рисунке 1. Количество деталей в ней, невелико, меньше уже не получится, а эффективность, читай чувствительность, достаточно высокая.

Это достигнуто тем, что транзисторы VT1 и VT2 включены по схеме составного транзистора, называемой также схемой Дарлингтона. При таком включении коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления составляющих транзисторов. Кроме того, такая схема обеспечивает высокий входной импеданс, что позволяет подключать высокоомные источники сигнала, как показанный на схеме фоторезистор PR1.

Рисунок 1. Схема простого фотореле

Работа схемы достаточно проста. Сопротивление фоторезистора PR1 с увеличением освещенности уменьшается до нескольких КОм (темновое сопротивление несколько МОм), что приведет к открыванию транзистора VT1. Его коллекторный ток откроет транзистор VT2, который включит реле K1, которое своим контактом включит нагрузку.

Диод VD1 защищает схему от ЭДС самоиндукции, возникающей в момент выключения реле K1. Таким образом, очень маломощный сигнал фоторезистора преобразуется в сигнал достаточный для включения обмотки реле.

Чувствительность этой простой схемы достаточно высока, иногда просто избыточна. Чтобы ее уменьшить, и регулировать в необходимых пределах можно добавить с схему переменный резистор R1, показанный на схеме пунктиром.

Напряжение питания указано в пределах 5…15В, – зависит от рабочего напряжения реле. Для напряжения 6В подойдут реле РЭС9, РЭС47, а для напряжения 12В РЭС49, РЭС15. При указанных на схеме транзисторах ток обмотки реле не должен превышать 50мА.

Если вместо транзистора VT2 поставить, например, КТ815, то выходной ток может быть больше, что позволит применить более мощные реле. А вообще, чем выше напряжение питания, тем выше и чувствительность фотореле.

Схема фотореле с фотодиодом

Схема этого фотореле показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема фотореле с фотодиодом

Как и предыдущая, она также содержит минимальное количество деталей, благодаря применению операционного усилителя (ОУ). В данной схеме ОУ включен по схеме компаратора (сравнивающего устройства). Нетрудно видеть, что фотодиод LED1 включен в фотодиодном режиме, – питание подано так, что фотодиод смещен в обратном направлении.

Поэтому, при снижении уровня освещенности сопротивление светодиода Led1 возрастает, что приводит к уменьшению падения напряжения на резисторе R1, а следовательно и на инвертирующем входе компаратора OP1.

Напряжение на неинвертирующем входе ОУ устанавливается при помощи переменного резистора R2, и является пороговым – задает порог срабатывания. Как только напряжение на инвертирующем входе станет меньше, чем пороговое, на выходе компаратора появится высокий уровень напряжения, который откроет транзистор T1, который включит реле K1.

Реле и транзистор в этой схеме можно подобрать, руководствуясь рекомендациями к схеме, показанной на рисунке 6. В качестве компаратора можно использовать ОУ типа К140УД6, К140УД7 или подобные. Источник питания для схемы подойдет любой, можно даже бестрансформаторный, без гальванической развязки от сети. В этом случае при наладке следует быть внимательным, соблюдать правила техники безопасности. Идеальным вариантом следует считать использование для настройки схемы разделительного трансформатора или, как его иногда называют трансформатора безопасности.

Настройка устройства сводится к установке порогового напряжения таким образом, чтобы включение происходило уже при наступлении сумерек. Чтобы не дожидаться этого природного момента, можно в затемненной комнате засвечивать фотодиод лампой накаливания, включенной через тиристорный регулятор мощности. Эта же методика пригодна для настройки и других схем фотореле.

Возможно, что при срабатывании фотореле релюшка будет дребезжать. Избавиться от этого явления можно присоединив параллельно катушке электролитический конденсатор на несколько сотен микрофарад.

Фотореле на микросхеме

Специализированная микросхема КР1182ПМ1 представляет собой фазовый регулятор мощности, то же самое, что обычный тиристорный. Весьма важным и ценным свойством такого регулятора мощности является то, что он включается в схему как двухполюсник, не требуя для себя дополнительного провода питания: просто включил параллельно выключателю и все уже работает! На рисунке 4 показано, как на этой микросхеме можно построить несложное фотореле.

Рис. 3. Микросхема КР1182ПМ1

Рисунок 4 . Схема фотореле на микросхеме КР1182ПМ1

Управляющие выводы микросхемы 3 и 6. Если между ними подключить просто обычный однополюсный выключатель, то при его замыкании нагрузка будет отключаться! Если его разомкнуть, то нагрузка подключится. Кстати, без дополнительных внешних тиристоров или симистора, и даже без радиатора, микросхема выдерживает нагрузку до 150Вт. Это в случае, если при включении нагрузки нет бросков тока, как у ламп накаливания. Лампу накаливания в таком варианте можно включать мощностью не более 75Вт.

Просто выключатель к этим выводам подключать как бы ни к чему, если только в комплексе с другими деталями. Если не обращать внимания на фототранзистор и электролитический конденсатор, мысленно оставить только переменный резистор R1, то получается просто фазовый регулятор мощности: при перемещении его движка вверх по схеме выводы 3 и 6 замыкаются накоротко, тем самым отключая нагрузку, как упомянутым выше контактом. При перемещении движка вниз по схеме мощность в нагрузке изменяется от 0…100%. Тут все понятно и просто.

Если к этим выводам подключить электролитический конденсатор (считаем, что фототранзистора в схеме пока нет), то получится просто плавное включение нагрузки. Каким образом?

Сопротивление разряженного конденсатора невелико, поэтому поначалу управляющие выводы микросхемы 3 и 6 практически замкнуты накоротко и нагрузка отключена. По мере заряда сопротивление конденсатора возрастает (достаточно вспомнить проверку конденсаторов омметром), напряжение на нем тоже растет, мощность в нагрузке плавно увеличивается. Получается устройство плавного включения нагрузки. Причем мощность в нагрузку будет подана на столько, насколько введен движок переменного резистора R1. При отключении устройства от сети конденсатор разряжается через резистор R1, подготавливая устройство к следующему включению. Если конденсатор разрядиться не успеет, то плавного включения не будет.

Вот теперь и добрались до самого главного, до фотореле. Если теперь к управляющим выводам 3 и 6 подключить фототранзистор, то получится фотореле. Работает оно следующим образом. Днем при высокой освещенности фототранзистор открыт, поэтому сопротивление его участка коллектор – эмиттер невелико, выводы 3 и 6 замкнуты между собой, нагрузка отключена.

При плавном уменьшении освещенности в вечерние часы фототранзистор плавненько будет открываться, постепенно увеличивая мощность в нагрузке, то есть в лампе. Никаких пороговых элементов в этой схеме нет, поэтому лампа будет зажигаться и гаснуть постепенно.

Чтобы фотореле не сработало в тот момент, когда включится своя же лампа, фототранзистор желательно защитить от такой подсветки. Проще всего это сделать с помощью пластиковой трубки.

Фотореле своими руками для уличного освещения

Лучшим решением для управления светильниками является фотореле. Оно регулирует работу осветительных устройств и экономит электроэнергию. И в этом мастер-классе я покажу как собрать фотореле не хуже заводского.

Фотореле, если кратко, это прибор, реагирующий на изменение освещения. Если его подключить к освещению, то можно контролировать включение и отключение ламп. Чаще всего в фотореле применяют фоторезистор. При дневном освещении его сопротивление падает, реле разомкнуто, и лампа не горит. При наступлении сумерек фоторезистор увеличивает сопротивление и (в зависимости от настройки, которая совершается подстроечным резистором) реле замыкается, тем самым включая лампу.

Создание фотореле:

На плате я решил разместить лишь стабилизатор напряжения 7805 (его использование не обязательно, да и можно заменить на другие 78xx) и сам датчик, который включает в себя микросхему lm358 (операционный усилитель в режиме компаратора), фоторезистор, подстроечный резистор и обвязку для них. Блок питания и реле с транзистором я спаял отдельно навесным монтажом. В конце статьи будет архив с платой и схемой.

Плата изготавливалась методам ЛУТ. А вытравливалась в растворе перекиси с лимонной кислотой и солью.

После чего были запаяны элементы.

Фоторезистор был вынесен на проводах в кембриках, а сам датчик помещён в такого рода крепление для проводов (смотреть фото), название крепления не знаю.

Блок питания выполнен на корпусном трансформаторе с выходным напряжение 11 Вольт, диодном мосте в корпусе и конденсаторе.

В Леруа купил распределительную коробку. На дне были стойки, которые мешали креплению элементов. Поэтому я взял кусок гетинакса и закрепил его ко дну коробки.

Плату с датчиком закрепил на одном винте, а блок питания с реле закрепил на стяжках. Для удобного подключения питания и управляемой нагрузки я купил разъёмы Wago.

Об устройстве:

В данном фотореле используется гистерезис, что позволяет избавиться от мерцания лампы во время восхода и заката. Конденсатор на плате служит защитой от ложных срабатываний, то есть задаёт время задержки включения или отключения лампы. Его емкость может быть любой.

На плату можно подавать напряжение от 7 до 20 Вольт.

Реле в данной схеме можно заменить на симистор, что будет долговечнее и практичнее.

Монтаж фотореле:

  • Датчик (фоторезистор) нужно установить так, чтобы на него попадал дневной свет.
  • Любые другие искусственные источники света должны находиться как можно дальше от датчика, дабы избежать ложных срабатываний.

Смотрите видео

На видео представлена работа устройства, где я показал, как работа задержка включения и отключения.

Архив с печаткой и схемой:

Как быстро сделать простое фотореле, схемы не сложных фотореле

Фотодатчики и реализованные на их основе электронные устройства, управляющие различными бытовыми приборами, давно завоевали популярность.

Казалось бы, невозможно уже найти что-либо новое в схемном решении для таких устройств. Ниже предлагаю читателям три надежные схемы, отличающиеся простотой и высокой чувствительностью к воздействующему на датчики световому потоку.

Эти несложные можно использовать в своих конструкциях автоматики и в устройствах управления.

Устройство охранной сигнализации с самоблокировкой

Простое и надежное устройство охранной сигнализации с самоблокировкой представлено на принципиальной схеме (рис. 1).

Рис 1. Охранная сигнализация с самоблокировкой.

Устройство применяется в качестве детектора освещения: светодиод HL1 загорается, если на фотодатчик – фоторезистор PR1 не попадает естественный или электрический свет. Практически этот электронный узел поможет при контроле зоны безопасности дома или садового участка.

Пока фоторезистор PR1 освещен, его сопротивление постоянному электрическому току мало, и падение напряжения на нем недостаточно для отпирания тиристора VS1.

Если поток света, воздействующий на фотодатчик, прерывается, сопротивление PR1 увеличивается до 1. 5 МОм, тогда конденсатор С1 начинает заряжаться от источника питания.

Это приводит к отпиранию тиристора VS1 и включению светодиода HL1. Кнопка S1 предназначена для возврата устройства в исходное состояние.

Вместо светодиода HL1 (и включенного последовательно с ним ограничивающего ток резистора R2) можно использовать маломощное электромагнитное реле типа РЭС 10 (паспорт 302, 303), РЭС 15 (паспорт 003) или аналогичное с током срабатывания 15. 30 мА. При увеличении напряжения источника питания ток потребления реле повышается.

Вместо тиристора КУ101А можно применить любые тиристоры серии КУ101. Фотодатчик PR1 состоит из двух параллельно соединенных (для лучшей чувствительности нет необходимости в дополнительном усилителе сигналов) фоторезисторов СФЗ-1. Конденсатор С1 типа МБМ, КМ или аналогичный.

Светодиод – любой. Все постоянные резисторы типа МЛТ-0/25. Кнопка S1 может быть любой. В авторском варианте использован’микропереключатель МПЗ-1.

Датчик освещенности на ОУ

На рис. 2 изображена схема датчика освещенности с усилителем на базе операционного усилителя К140УД6.

Рис. 2. Схема датчика освещенности на ОУ.

Резистор положительной обратной связи R4 вводит в схему петлю гистерезиса с целью предотвращения паразитных колебаний. Без положительной обратной связи, при эксплуатации узла с источником питания с напряжением более 11 В, в такой схеме возникают паразитные колебания (усилитель самовозбуждается и генерирует ложные срабатывания реле).

Значение сопротивление резистора R4 установлено для напряжения источника питания 12 В. При увеличении Un сопротивление резистора R4 необходимо подобрать точнее. Чувствительность устройства регулируется переменным резистором R3.

Операционный усилитель DA1 включен по классической схеме с коэффициентом усиления 1. Диод VD1 защищает транзистор VT1 от бросков обратного напряжения при срабатывании реле.

Вместо микросхемы К140УД6 можно без изменений схемы применять однотипные операционные усилители К140УД608, К140УД7. Конденсатор С1 служит в схеме для фильтрации высокочастотных помех по напряжению. Транзистор VT1 можно заменить на КТ315А-КТ315В, КТ312А-КТ312В. Переменный резистор R3 типа СПЗ-1ВБ.

Фотореле на таймере КР1006ВИ1 (555)

На рис. 3 показана схема с универсальным таймером КР1006ВИ1.

Этот простой автомат для включения ночного освещения можно эффективно применять как в городских условиях, так и на даче или в сельской местности.

Рис. 3. Электрическая принципиальная схема фотореле (фото-датчика) на основе таймера КР1006ВИ1.

Если на фоторезистор (два параллельно подключенных для лучшей чувствительности фоторезистора СФЗ-1) попадает хотя бы слабый дневной свет – транзистор VT1 закрывается, так как сопротивление между его базой и эмиттером значительно меньше, чем сопротивление между его базой и положительным выводом источника питания.

При уменьшении освещенности рабочей поверхности фоторезисторов сопротивление между базой и эмиттером транзистора VT1 возрастает – становится больше 100 кОм.

Когда сопротивление между базой VT1 и положительным выводом источника питания низкое, транзистор VT1 открывается. Реле К1 срабатывает и подключает вывод анода тиристора VS1 к «плюсу» источника питания.

После этого включается универсальный таймер DA1 КР1006ВИ1 и на его выходе (вывод 3) устанавливается напряжение 10,5 В.

К1006ВИ1 имеет достаточно мощный выход (вывод 3), позволяющий управлять устройствами нагрузки, потребляющими ток до 250 мА. Поэтому к выходу DA1 можно подключать маломощные реле без ключевого транзисторного каскада.

Реле К1 срабатывает и удерживает во включенном состоянии лампу освещения HL1. Вместо лампы возможно применение другой активной нагрузки с потребляемой мощностью не более 0,2 А (этот параметр обусловлен характеристиками маломощного реле).

Таким образом, нагрузка (электрическая лампа освещения) оказывается включенной всегда, пока на фотодатчик не воздействует хотя бы минимальный световой поток.

Устройство выдержало экспериментальные испытания и работает надежно, оно применяется в авторском варианте для включения энергосберегающей лампы подсветки вечером и ночью (фотодатчик обращен к естественному свету). Благодаря высокой чувствительности прибора лампа освещения выключается при восходе солнца.

Тиристор VS1 – КУ101А-КУ101Г, КУ221 с любым буквенным индексом. Транзистор VT1 можно заменить на КТ312А-КТ312В, КТ3102А-КТ3102Ж, КТ342А-КТ342В или аналогичный по электрическим характеристикам.

Коэффициент усиления этого транзистора по току h21e должен быть не менее 40. Реле – любое маломощное, с током срабатывания 15. 30 мА при напряжении 12 В. Все постоянные резисторы типа MЛT-0.125. Конденсатор С1 типа КМ. С2 – типа К50-20 на рабочее напряжение более 16 В.

Диоды VD1, VD2 защищают соответственно переход транзистора VT1 и выход микросхемы DA1 от бросков переменного тока и препятствуют дребезгу контактов соответствующих реле К1, К2 при их срабатывании. Такие диоды можно заменить на любые из серии КД522.

Все три схемы непритязательны к питающему напряжению и при использовании в качестве узлов коммутации маломощных реле, стабильно работают с бестрансформаторными (способными отдать полезный ток более 70 мА) и трансформаторными стабилизированными источниками питания с выходным напряжением 10-16 В.

Литература: Кашкаров А. П. Электронные устройства для уюта и комфорта.

Уличное фотореле своими руками по схеме

Для контроля работы многих электрических приборов необходимы специальные контроллеры, которые отвечают за точность и правильность их работы. Предлагаем рассмотреть, как подключить простое уличное фотореле, что это такое и его принцип работы.

Описание фотореле

Чувствительное фотореле на симисторе ГОСТ 51324.2.1-99. представляет собой оптронный прибор, состоящий из светодиодов, оптически связанных с контактами электроприборов. Его еще часто называют сумеречный светодиодный датчик, приспособление день-ночь и т.д.

Фото — Фотореле фото

Фотореле предлагают различные преимущества по сравнению с механическими реле времени:

  1. Малый размер. Размещенное в небольших блоках, таких как USOP, приспособление разрабатывается с уменьшенной платой;
  2. Длительный срок службы. При отсутствии механического контакта, значительно продлевается срок годности за счет того, что полностью отсутствует износ;
  3. Слаботочный привод. Данный прибор может работать с поступающим током даже в несколько миллиампер без усилителя. Таким образом, соседние устройства могут обходиться без драйверов;
  4. Бесшумная работа. При отсутствии механического контакта, бесконтактное реле при работе не издает совершенно никаких звуков;
  5. Высокая скорость. Фотореле примерно в 10 раз быстрее, чем механические аналоги (которые принимают несколько миллисекунд для переключения).
  6. Отличная производительность, многие приборы поставляются с таймером.

Составляющими прибора являются: три контактных провода для подключения к общей сети, магнитный пускатель, якорь.

Фото — Фотореле в разобранном виде

Видео: простое фотореле

Принцип действия

На схеме показан принцип действия устройства. Фоторезистор PR1 уменьшает при повышении освещенности свое сопротивление до нескольких Ком, благодаря чему открывается фототранзистор VT2, который включает фотореле K1, и уже это устройство, в свою очередь, начнет передавать сигналы. Защищает схему от самоиндукции диод VD1. Благодаря такому принципу, даже очень слабые сигналы позволяют включать или выключать свет.

Главная рабочая часть — фотоэлемент, представляет собой газовую трубку, в которой производится ионизация газа. Она имеет катод, который способен вырабатывать электроны пропорционально интенсивности направленного к ней света, также трубка оснащена анодом для сбора электронов.

Фото — Фотореле

Всякий раз, когда отрицательно заряженная поверхность помещается в атмосферу ионизируемого газа, такого как пары ртути или какой-либо инертный газ, на неё переходят электроны. Там посредством использования теории скоростей Ферми-Дирака, электроны ускоряются в зависимости от силы приложенного электрического поля.

Фото — Фотореле TDM

Эти электроны перемещаются на относительно короткое расстояние до столкновения с атомом ионизирующего газа. Когда электрон, имеющий постоянную кинетическую энергию, проходит через ионизирущее вещество, он нарушает атомы, с которыми сталкивается. Также его траектория действия может периодически меняться. Если материал является газообразным, то полученные фрагменты или ионы могут перемещаться в противоположную сторону друг от друга. Но если электроны выбиты из атомов, то они двигаются в одном направлении, а остаточные положительные ионы — в противоположном. Выход типа ионизации или фотоэлемента зависит от числа электронов на аноде.

Именно перемещения электрических частиц в определенной последовательности и становится причиной переключения приспособления. Нужно сказать, что это особенно удобно для устройств с датчиком движения Finder, Legrand.

Применение и подключение

Электронные приборы со встроенным фотодатчиком света используются для организации и контроля автоматического уличного освещения, наружного фасадного, подъездного или бытового. Часто с ним в комплекте используются консольные светильники по типу ЖКХ, которые оснащены защитным стеклом и специальной решеткой.

Устройство работает на очень маленькой микросхеме и транзисторах, также на корпусе чаще всего дана инструкция, как правильно присоединить прибор. Мы используем светоконтролирующий выключатель, для того, чтобы продемонстрировать пошагово, как производится монтаж приспособления. Несмотря на внешне небольшой размер, этот прибор отлично справляется с функцией освещения дворов, парков и садов.

Фото — фотореле ФР-3

В основном фотореле для уличного освещения рекомендуется устанавливать в среднем положении. Чтобы своими руками установить включатель, нужно воспользоваться специальным кронштейном, который крепится в стену. Навес при помощи винта устанавливается непосредственно в фотореле. Место установки зависит от освещенности, постарайтесь подобрать такой участок, где ничто не мешает солнечным лучам попадать на рабочую поверхность приспособления, иначе на фотодиоде начнутся помехи, и прибор будет работать неверно. В зависимости от того, какие у устройства характеристики, не допускается наличие перед фотореле деревьев, мебели, занавесок и т.д.

Схема фотореле и его принцип подключения в сеть чаще всего изображено на коробочке от устройства, это очень удобно, не нужно искать подходящее именно под Ваш прибор. Подробная инструкция, как производится подключение фотореле своими руками:

  1. Из реле выходит три провода: коричневый, синий и красный. Исходя из стандартных параметров и показателей, коричневый – это фазовый кабель, красный – выносным провод, уходит как коммутация на лампу, синий – нулевой (если Вы разрабатываете самодельное реле, то нужно учитывать эти разветвления);
  2. Чтобы все правильно соединилось, необходимо как нагрузку подключить провода к консольной лампе, это демонстрирует обозначение схемы.

Чтобы проверить правильность подключения нужно включить пускатель в сеть, и посмотреть, работает ли прожектор или фонарь.

Фото — Подключение фотореле

Установка реле и заземление

В случае, если в квартире, доме или на улице применяется система заземления типа TN-S либо TN-C-S, электрическая схема питается от сети трехжильным кабелем (фазовый провод, нулевой, заземление). Но для подключения ламп при электропроводке типа TN-C, соединение будет отличаться только тем, что отсутствует проводник PE.

Регулировка производится согласно установкам производителя. Перед тем, как подключить светильник обязательно проверяйте паспорт, сертификат и патент продавца, чтобы потом не пришлось делать капитальный ремонт проводки в квартире. Желательно установить в распределительный щит (шкаф) отдельный автомат на этот контроллер.

Купить фотореле можно в любом электротехническом магазине, цена напрямую зависит от марки и области действия (улица — ФР-601 ИЭК, ФР-602, фасады — ФРСУ-1-0 ухл 4.2, ФРСУ-2-0 и прочие типы). Наиболее популярны следующие модели ФР-1 12 вольт, УТФР-1М, CSM, LUNA 110 AL, TWS-1, TWS-1M, AWZ-30, ABB (АВВ), LXP-01, DLS-1/50, AZH-S, АС-7, РФС-11, ФБ-2-16А (диап. 2-4 кВт), ЛЮКС 2.

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

Это пожалуй самый простой датчик освещённости для включения лампы на 220V в сумеречное время который мне удалось найти, применить его можно у себя во дворе или подъезде. Схема фотореле состоит всего из 3-х распространённых элементов. Спаять данную конструкцию сумеречного датчика сможет любой человек у которого есть паяльник, припой и флюс, даже нет необходимости для этого вытравливать плату.

Детали для датчика освещённости:

  • Симистор BT136-600E, купить на Aliexpress – http://ali.pub/3w39vz;
  • Фоторезистор GL5516 (на свету его сопротивление – 5-10 кОм, в полной темноте – 0,5 МОм) – http://ali.pub/3w3a3d;
  • Резистор на 330 кОм.

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

Как сделать датчик освещённости (фотореле) для лампы на 220V, процесс изготовления:

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

Так как устройство очень простое то паять схему фотодатчика будем навесным монтажом. Сначала берём симистор BT136 (или BT137), лицевой стороной с маркировкой вверх. Впаиваем между второй и третьей его ногой резистор на 330 кОм.

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

Фоторезистор припаиваем между 1-й и 3-й ножкой симистора.

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

Берём сетевую вилку с проводом на 220V, один провод припаиваем к 1-й ножке симистора а второй провод будет идти ко второй ножке но в его разрыв будет подключен патрон для лампы.

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

На фото ниже показана уже полностью собранная схема датчика освещённости для лампы 220V, как Вы можете видеть, что при свете в комнате лампа не светится.

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

Но стоит мне закрыть трубочкой фотодатчик как лампа сразу начинает зажигаться, что показывает, что данный сумеречный датчик работает отлично!

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

То же самое происходит когда выключить свет, лампа сразу начинает светить, устройство работает как с лампами накаливания так и светодиодными лампами, данную самоделку советую к повторению, так как она очень простая. Благодаря малому количеству деталей эту схему легко разместить в патроне для лампы, просверлив окошко под фоторезистор, чтобы датчик освещённости мог срабатывать при наступлении темноты и выключаться на рассвете.

Самый простой датчик освещённости для лампы на 220V

Похожие самоделки:

  • Сумеречный выключатель на симисторе для лампы 220В
  • Диод в качестве датчика света для автоматического…
  • Включение освещения по движению, как подключить…
  • Мощное твердотельное реле на 220В своими руками
  • Правильное подключение выключателя с подсветкой 220 вольт
  • Датчик движения на HC-SR505, увеличиваем дальность…
  • Регулятор мощности паяльника
  • Простой детектор скрытой проводки на одном транзисторе
  • Абажур из ниток для лампы

Всем привет!)
Сделал всё как тут было сказано, купил такие же детали (кроме резистора, так как его мощность не указана, взял на 2Вт). И, не работает. В патроне лампы 128 В, если вкрутить лампу, падает до 40В. Не регулирует, не работает никак к сожалению. Что я мог сделать не так? Подключил всё как тут 1 в 1.

Здравствуйте, если все детали такие же как в схеме (резистор по мощности в схеме 0,25 Вт но можно ставить мощнее того же сопротивления) тога попробуйте вместо фоторезистора подпаивать резисторы попеременно то на около 5 кОм то на 500 кОм (это мин/макс пределы сопротивления фоторезистора), то есть имитируя ночь и день, должна при одном резисторе лампа светить, а при другом резисторе нет.
Ещё можете заменить симистор, может он не рабочий.
А лампу почему подключили на 128В? Схема ведь на переменное напряжение 220В рассчитана, сгореть ведь лампа может.

Добрый день! Спасибо за помощь!
Фоторезистор я проверил мультиметром — его сопротивление менялось от 200 ОМ (если светить прямо в него светодиодным фонарём) до где то 60-70 кОм (если максимально плотно закрыть его пальцем)
Симистор заменить попробую, брал его только один.
Про 128 В — это я имел ввиду, что это столько на патроне лампы, если устройство воткнуть в сеть без лампы. При этом состояние фоторезистора (на свету/в тени) роли не играет, напряжение в патроне лампы не меняется.
Если вкрутить одну светодиодную лампу, то напряжение на клеммах становится 80 В и она блекло светится, не реагируя на состояние фоторезистроа.
Если вкрутить другую светодиодную лампу, то напряжение становиться 40 В, и лампа не горит, изредка вспыхивает.
Вот такое странное поведение, и 128 В на пустом патроне.
Интересно вот, что может быть не так?

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

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: