Фотореле на операционном усилителе, есть схемы, которые никогда не стареют и сопротивляются времени и прогрессу. Одной из схем, безусловно, является сумеречный выключатель, который остается практически неизменным, по крайней мере, до тех пор, пока день не сменится ночью и не понадобится что-то, чтобы включать и выключать лампы в зависимости от внешнего освещения. В этот раз представлена схема с минимальными размерами платы, которая в своем классицизме адаптируется к потребностям современности, прежде всего к миниатюризации.
На самом деле представлена схема фотореле на операционном усилителе, оснащенная релейным выходом (для управления нагрузками, работающими от 220 В переменного напряжения), печатная плата со всеми компонентами имеет размеры всего 29x29x15 мм. Но, не теряя времени на преамбулы, давайте посмотрим, как устроена схема фотореле на операционном усилителе, взглянув на схему, показанную на рисунке.
Это очень просто операционный усилитель, установленный как компаратор, и фоторезистор, который нам нужен для определения уровня освещенности в окружающей среде. Цепь завершается исполнительным механизмом, который в нашем случае представляет собой небольшое реле. Для обнаружения освещения мы используем фоторезистор с маркировкой FR1, который имеет максимальное сопротивление в темноте (около 1 МОм) и минимальное (несколько сотен Ом) при воздействии сильного света, эта прерогатива позволяет нам определять уровень освещенности окружающей среды на основе значения сопротивления, принимаемого компонентом, то есть путем установки фоторезистора в делитель напряжения.
Использование делителя позволяет использовать компаратор, с помощью которого мы определяем порог напряжения, соответствующий определенному значению яркости, при котором реле должно включатся. Введение подстроечного резистора в цепь компаратора оставляет нам регулировку уровня яркости, при котором реле должно начать срабатывать. Давайте посмотрим, как это работает в общем, предположив, что мы начнем с состояния полной темноты, в этом случае сопротивление, предполагаемое FR1, намного выше, чем сопротивление резисторов R3 и R5, поэтому напряжение, присутствующее в этой точке, образованным R3 и R6, примерно равно напряжению, после диода D1, и, следовательно, то же самое, что питает операционный усилитель U1.
Если движок подстроечного резистора RV1 находится далеко от положительной цепи (т.е. от катода D1), то на инвертирующем входе операционного усилителя присутствует напряжение ниже, чем на неинвертирующем, поэтому на выходе U1 находится высокий логический уровень и открывает транзистор T1, который проводит ток и одновременно питает катушку реле и R2/LD1, заставляя светодиод светится (тем самым сигнализируя об включении) и задействует реле RL1. Последнее замыкает цепь между контактами С и НО, тем самым включая потребитель. Вариант печатной платы фотореле на операционном усилителе представлен на рисунке.
Когда освещение увеличивается, напряжение, подаваемое через резистор R6 и D3 на контакт 5 U1, начинает падать из-за того, что сопротивление фоторезистора начинает постепенно уменьшаться по отношению к интенсивности света. В определенный момент неинвертирующий вход оказывается на более низком потенциале, и компаратор инвертирует состояние своего выхода, которое переходит на низкий уровень и позволяет транзистору T1 закрыться, теперь светодиод гаснет, а реле отключается.
Если яркость освещения снова падает, контакт 7 U1 возвращается к высокому логическому уровню, и реле снова запитывается (также включается светодиод). Точка, в которой реле срабатывает и загорается светодиод, определяется с помощью подстроечного резистора RV1, перемещение курсора этого компонента к земле снижает напряжение, при котором компаратор возвращается в состояние покоя, и поэтому требуется больше освещенности.
На схеме обратим внимание на диод D3 (он служит для прохождения напряжения от R6 препятствуя разрядке конденсатора C3 через него), установленный для получения вместе с конденсатором C3 своего рода антидребезга, необходимый для избежания того, включается ли компаратор при возникновении кратковременного изменения освещения, при переходе от темноты к освещению и наоборот, появляется дребезг реле, потому что компаратор неоднократно меняет свое состояние, поскольку значение сопротивления меняется. Этой ситуации также можно было бы избежать с помощью положительной обратной связи U1, создавая тем самым гистерезисную цепь (т. е. с двумя разными порогами переключения), но в этом случае выбран нормальный компаратор. Кратко о компонентах, реле на плате используется миниатюрное при желании можно задействовать на необходимый ток пример включения показан на рисунке в тексте. Фоторезистор 2- 20К.