Схема фотоэлемента. Фотоэлементы: принцип работы, устройство и применение в системах автоматики

Как работают фотоэлементы. Из каких компонентов состоит фотоэлемент. Где применяются фотоэлементы в современной технике. Какие бывают типы фотоэлементов. Как подключить фотоэлементы к автоматике ворот.

Принцип работы фотоэлемента

Фотоэлемент — это устройство, преобразующее энергию света в электрическую энергию. Принцип его работы основан на явлении фотоэффекта, открытом А.Г. Столетовым в конце 19 века. При попадании света на светочувствительный слой фотоэлемента происходит выбивание электронов, что приводит к появлению электрического тока.

Существует два основных типа фотоэлементов:

• Вакуумные фотоэлементы
• Полупроводниковые фотоэлементы

В вакуумных фотоэлементах светочувствительный слой (фотокатод) нанесен на внутреннюю поверхность вакуумной колбы. При освещении фотокатода происходит эмиссия электронов, которые собираются на аноде, создавая ток во внешней цепи.

Полупроводниковые фотоэлементы работают за счет внутреннего фотоэффекта в полупроводниковых материалах. При поглощении света в полупроводнике образуются свободные носители заряда — электроны и дырки, которые создают фототок.

Устройство фотоэлемента

Типичный полупроводниковый фотоэлемент состоит из следующих основных частей:

• Полупроводниковая подложка (например, кремний)
• p-n переход
• Прозрачный электрод на освещаемой стороне
• Металлический электрод с обратной стороны
• Антиотражающее покрытие
• Защитное покрытие

При попадании света на p-n переход происходит генерация электронно-дырочных пар. Электрическое поле p-n перехода разделяет носители заряда, что приводит к возникновению фотоЭДС и появлению тока во внешней цепи.

Применение фотоэлементов

Фотоэлементы нашли широкое применение в различных областях техники:

• Солнечные батареи для получения электроэнергии
• Фотодатчики в системах автоматики и безопасности
• Экспонометры в фотоаппаратах
• Детекторы в оптических линиях связи
• Преобразователи изображения в видеокамерах
• Датчики освещенности в системах управления освещением

Одно из важных применений — использование фотоэлементов в качестве датчиков в системах автоматики ворот, шлагбаумов и дверей. Рассмотрим это подробнее.

Фотоэлементы в системах автоматики ворот

В автоматических воротах и шлагбаумах фотоэлементы выполняют функцию датчиков безопасности. Они предотвращают закрытие ворот при наличии препятствия в проеме. Как это работает?

• На противоположных сторонах проема устанавливаются передатчик и приемник инфракрасного излучения
• Передатчик постоянно излучает невидимый ИК луч на приемник
• При пересечении луча препятствием сигнал на приемнике пропадает
• Блок управления воспринимает это как наличие препятствия и останавливает закрытие

Таким образом обеспечивается защита от защемления автомобиля или человека воротами. Это значительно повышает безопасность эксплуатации автоматических ворот.

Подключение фотоэлементов к автоматике ворот

Рассмотрим типовую схему подключения фотоэлементов на примере откатных ворот:

1. Передатчик и приемник устанавливаются на столбах или стойках по обеим сторонам проема на высоте 50-70 см от земли
2. От блока управления к фотоэлементам прокладывается кабель (обычно 4х0.5 мм²)
3. Питание подается на клеммы + и — обоих фотоэлементов
4. Выход приемника (NC — нормально замкнутый контакт) подключается к входу PHOTO на блоке управления
5. При необходимости настраивается логика работы фотоэлементов в блоке управления

При правильном подключении размыкание цепи фотоэлементов должно вызывать остановку закрывающихся ворот и реверс движения. Это можно проверить, перекрыв луч рукой при закрытии.

Типы фотоэлементов для ворот

Для систем автоматики ворот применяются следующие виды фотоэлементов:

• Проводные — требуют прокладки кабеля от блока управления
• Беспроводные — работают от батареек, не требуют проводки
• Рефлекторные — передатчик и приемник в одном корпусе, луч отражается от рефлектора
• Активные — отдельные передатчик и приемник
• Синхронизированные — могут работать попарно без взаимных помех

При выборе учитываются особенности объекта, ширина проема, требуемая дальность действия. Для больших проемов рекомендуется устанавливать несколько пар фотоэлементов на разной высоте.

Настройка и проверка работы фотоэлементов

После установки и подключения фотоэлементов необходимо выполнить их настройку и проверку:

1. Проверить правильность подключения и питания элементов
2. Настроить оптическую юстировку передатчика и приемника
3. Проверить срабатывание при перекрытии луча
4. Настроить чувствительность и задержку срабатывания при необходимости
5. Проверить работу в составе всей системы автоматики ворот

Важно регулярно проверять работоспособность фотоэлементов, так как от них зависит безопасность эксплуатации ворот. При неисправности фотоэлементов автоматические ворота должны быть остановлены до устранения проблемы.

Преимущества использования фотоэлементов

Применение фотоэлементов в системах автоматики дает ряд важных преимуществ:

• Повышение безопасности эксплуатации ворот и шлагбаумов
• Защита от повреждения автомобилей при случайном закрытии
• Предотвращение травм людей и животных
• Увеличение срока службы привода ворот
• Возможность автоматического открытия при приближении автомобиля
• Дистанционный контроль проезда через ворота

Поэтому установка фотоэлементов настоятельно рекомендуется на любых автоматических воротах и шлагбаумах. Это относительно недорогое дополнение, которое значительно повышает удобство и безопасность.

Схемы с фотоэлементами | Техника и Программы

Светочувствительные фотоэлементы весьма широко исполь­зуются во всех областях электроники для преобразования света в электрические сигналы. Они находят применение в киноаппа­ратуре, промышленных системах контроля, устройствах защи­ты, в системах регулирования уличного освещения. По краю-кинопленки имеются светлые и темные участки, соответствую­щие звуковому сопровождению фильма. Свет, проходящий через эти участки, изменяет свою интенсивность. Эти изменения вос­принимаются фотоэлементом и .преобразуются в электрические звуковые сигналы, которые затем усиливаются и воспроизво­дятся динамиком. В промышленных установках присутствие, отсутствие или изменение светового потока вызывают замыка­ние или размыкание соответствующих реле, которые приводят в действие сервомеханизмы (см. разд. 13.12 — 13.14). В защит­ных устройствах, например в системах охраны или системах защиты машин, прерывание луча света вызывает подачу сигна­ла тревоги или выключает рабочий процесс машины.

В домаш­них и уличных системах освещения с наступлением темноты фотоэлемент включает освещение.

Фотоэлементы бывают двух типов: на основе фотоэлектриче­ского и фоторезистивного эффектов. Схема, в которой исполь­зуется фотоэлемент с фотоэлектрическим эффектом, изображена на рис. 13.14, а. Такой фотоэлемент вырабатывает электрическое напряжение, и до тех пор, пока на него падает свет, в замкну­той цепи протекает ток. В фотоэлементе с фоторезистивным эф­фектом (рис. 13.14,6) под действием света изменяется сопро­тивление, а следовательно, и проводимость. Таким образом, для работы схем с фоторезистивным элементом требуется внешний источник напряжения.

Фотоэлементы изготовляют разнообразных типов: в виде ва­куумных или газонаполненных ламп, полупроводниковых дио­дов или транзисторов. Полупроводниковые фотоэлементы, в которых в качестве светочувствительного материала использует­ся селен, работают на принципе фотоэлектрического эффекта. Они имеют высокую чувствительность и находят широкое при­менение в тех случаях, когда частота изменения светового пото­ка не превосходит 2000 Гц.

Фототранзисторы обладают также высокой -светочувствительностью, но могут работать при значи­тельно более высоких частотах по сравнению с селеновыми фо­тоэлементами. Основным представителем класса фотопроводящих приборов является фотосопротивление. Фотосопротивления изготовляют из сульфида кадмия; они также имеют очень вы­сокую светочувствительность. Однако область применения этих приборов ограничивается низкими частотами, поэтому их при­меняют главным образом в переключающих (релейных) схемах. (Выпускавшиеся ранее фотоэлементы вакуумного типа имели высокую светочувствительность и хорошие частотные характе­ристики, в то время как рабочая частота газонаполненных фо­тоэлементов не превышала 10 кГц.)

Рис. 13.14. Схемы с фотоэлементами (а — г) и условные обозначения послед­них (д — ж).

В фотоэлектрических релейных схемах для увеличения то­ка, поступающего в обмотку реле, используются транзисторные усилители. На рис. 13.14, в показано реле с нормально разомк­нутыми контактами, хотя в случае необходимости могут исполь­зоваться реле и с нормально замкнутыми контактами. Напря­жение, снимаемое с фотоэлемента, в соответствующей поляр­ности прикладывается к транзистору р — n — р-типа и создает на его базе прямое смещение. При увеличении интенсивности света, падающего на фотоэлемент, с последнего будет снимать­ся более высокое напряжение и будет протекать больший ток через транзистор. При достаточной величине тока через тран­зистор реле замыкается, а когда интенсивность света уменьшит­ся ниже заданного уровня, реле размыкается.

На рис. 13.14,г показана схема, приводящая в действие ре­ле при помощи фоторезистивного элемента. В этой схеме све­точувствительный резистор, или фоторезистор, включен после­довательно с источником прямого смещения в цепь базы тран­зистора. Как показано на рисунке, на эмиттере транзистора создается положительный потенциал от источника, а его отрица­тельный полюс приложен к базе через фоторезистор. При не­большом световом потоке, падающем на фоторезистор, сопро­тивление последнего будет большим, и создаваемое смещение базы транзистора недостаточно для его отпирания. При увели­чении интенсивности светового потока проводимость фотоэле­мента возрастает, увеличивается прямое смещение базы тран­зистора и возникающий ток транзистора включает реле. По мере увеличения проводимости фоторезистора увеличивается ток между базой и эмиттером и транзистор усиливает это измене­ние тока. Бели чувствительность реле низкая (для его переклю­чения требуется большая величина тока), используется допол­нительный каскад усиления.

На рис. 13.14, д показано условное обозначение светодиода. Такие приборы применяются для индикации включения элект­ронных устройств или определенного режима их работы. Свето-диоды излучают свет, когда между анодом (А) и катодом (К) приложено напряжение ~5 В.

Условное обозначение фотодиода показано на рис. 13.14, е. Такие приборы вырабатывают напряжение на выходных зажи­мах при воздействии на них световой энергии. На рис. 13.14, ж показано условное обозначение фототранзистора.

Therapy – Videos купить, смотреть фильм, кино, скачать, бесплатно

Принцип работы фотоэлемента | | Гарантстрой 2003

Фотоэлементом называют прибор, который под воздействием Солнца вырабатывает фототок. Практическую возможность получения электрической энергии из света разработал профессор физики МУ А.Г. Столетов. Он объяснил происхождение фотоэффекта и сумел преобразовать солнечную энергию в фотоЭДС. На основании этого сегодня изготавливают электровакуумные и полупроводниковые фотоэлементы, которые используют в измерительной, контрольной и автоматической аппаратуре.

Устройство представляет собой кварцевую или стеклянную колбу. С ее внутренней стороны нанесен светочувствительный слой щелочного металла (катод). Он контактирует с проводом, соединенным с отрицательным полюсом источника питания. В середине устройства расположен электрод, называемый анодом. Он соединен с положительным полюсом. Под воздействием света из катода вырываются электроны. В электромагнитном поле они устремляются к аноду, создавая в цепи ток.

Полупроводниковый фотоэлемент

Полупроводник имеет устойчивую структуру. Атомы прочно связаны ковалентной связью. Если энергии кванта хватает, чтобы разорвать связь электрона с атомом, электрон становится свободным. На его месте рождается дырка — положительный заряд, равный заряду электрона. Если приложить разность потенциалов, появится электрический ток.

Слабую проводимость чистых полупроводников увеличивают с помощью примесей других веществ, чтобы получить больше свободных положительно или отрицательно заряженных частиц:

1. примеси, создающие избыток электронов образуют полупроводник n-типа.
2. примеси, создающие избыток дырок — полупроводник p-типа.

 

Если соединить материал n-типа и p-типа, на границе произойдет перераспределение зарядов: дырки будут двигаться в n-область, а электроны — в p-область, пока на границе не возникнет двойной слой зарядов, называемый p-n-переходом и электрическое поле, препятствующее их дальнейшему перераспределению. Если цепь замкнуть, появится электрический ток, пропорциональный:

• интенсивности светового потока;
• площади полупроводника;
• времени действия света.

Устройство фотоэлемента

Применение

Фотоэлементы прочно вошли в нашу жизнь. Фотореле пропускает нас в метро, управляет процессами современного производства, обеспечивает безопасность человека и механизмов, контролируют качество продукции по классической схеме. На ее входе устанавливается фотоэлемент, реагирующий на световой поток. Сигнал усиливается и подается на реле в исполнительную цепь, управляя работой двигателей, станков и целых систем, применяемых в быту и на производстве.

Изучение света продолжается и сегодня. Ученые уверены, что потенциал фотона колоссален, а гелиевая энергетика в скором времени изменит свет во всех отношениях.

Подключение фотоэлементов безопасности к автоматике для ворот своими руками

Фотоэлементы представляют собой инфракрасные сканеры, которые обнаруживают преграды на пути движения створок ворот и предотвращают столкновение.

Устанавливаются парные датчики по разные стороны проезда строго друг напротив друга. При включении автоматики от элемента-передатчика к элементу-приемнику идет инфракрасный луч, не видимый глазу. Если в проезде возникнет какое-либо препятствие, то оно прервет луч, после чего ворота остановятся или начнут открываться (зависит от настроек и направления движения створок). 

О чем пойдет речь далее:

• Возможные различия между моделями фотоэлементов. 
• Схема подключения к приводу откатных ворот. 
• Схема подключения с распашными воротами. 
• Схема подключения датчиков безопасности к шлагбауму. 

Возможные различия между моделями фотоэлементов

Различия между моделями фотоэлементов бывают по нескольким направлениям:

• Питание элементов

• Особенности монтажа

• Дальность действия датчиков и угол рассеивания луча

Питание элементов

Можно приобрести проводные сканеры проезда или беспроводные модели. 

Электропроводку традиционных датчиков прокладывают до монтажа самих элементов. Оптимальной считается скрытая проводка, когда под проездом провода протягивают внутри пластиковой водопроводной трубы сечением 15-25 мм, в грунте и внутри опор – в гофре.

Работа беспроводных фотоэлементов обеспечивается за счет пальчиковых батареек, установленных внутрь корпуса. Такие датчики обычно обходятся в 2-2,5 раза дороже обычных проводных моделей, к тому же требуют постоянного контроля работоспособности и своевременной замены элементов питания. 

Особенности монтажа

Рекомендуется устанавливать датчики на высоте 50-100 см от земли. Обычно выбирают отметку в 60 см, чтобы контролировать появление в проеме бампера машины.

Конструктивно датчики бывают встраиваемыми («утапливаются» заподлицо с монтажной поверхностью) или накладными (выступают над основанием). 

Чаще всего фотоэлементы устанавливают непосредственно на воротные столбы.  

С откатной конструкцией можно установить сканеры на нащельниках, спрятав их от посторонних глаз. 

Для повышения уровня безопасности рекомендуется устанавливать вторую пару элементов на стойках с противоположной стороны проезда. С откатными конструкциями датчики можно установить со стороны двора близко к линии ворот – нескольких сантиметров будет достаточно.

С распашными воротами стойки выносятся за линию открытых створок. К примеру, при ширине створки в 2 м, датчики устанавливают на дистанции 2,2-2,5м от линии ворот, чтобы сами створки не перекрывали при движении инфракрасный луч. 

Пример установки стоек с датчиками показан на схеме ниже. Ворота в данном случае открываются внутрь двора.

Иногда дополнительную пару фотоэлементов ставят на другой высоте, поближе к земле, чтобы обеспечить безопасность маленьким детям или домашним животным. Кстати, дети вообще могут экспериментировать с проползанием под лучом или перепрыгиванием через него, так что пара сканеров на разной высоте позволит усилить защиту. 

Дальность действия датчиков и угол рассеивания луча

Для различных по ширине проемов предназначены разные модели датчиков. Определить подходящую пару позволяет значение дальности действия луча. Чаще всего параметр расположен в диапазоне от 10 до 30 м. Для небольших проездов подойдут любые датчики, а для более широких ворот следует внимательнее выбирать модель с достаточной дальностью луча. 

Угол рассеивания луча влияет на требование к точности монтажа парных датчиков. В одних случаях места установки должны выбираться очень тщательно, чтобы соблюдался единый горизонт без каких-либо отклонений, в других требования будут менее жесткие. К примеру, значение 7° говорит о допустимости некоторого небольшого расхождения.

Некоторые модели оснащены поворотной платформой. В этом случае даже установка со значительным перепадом высоты между элементами не будет помехой для датчиков – работа оптики согласовывается за счет корректировки положения платформ.

Схема подключения к приводу откатных ворот

Продемонстрируем включение фотоэлементов в автоматическую откатную систему на примере привода Miller Technics 1000.

Подключение осуществляется между блоком управления и двумя фотоэлементами. Предварительно прокладываются электрокабели от привода к местам крепления датчиков. Оптимально провода в гофре проводить на глубине порядка 70 см, а к дальнему фотоэлементу под проезжей частью – внутри трубы (подойдет пластиковая водопроводная с диаметром 15-20 мм). 

Ниже приводится схема разводки проводов с указанием количества жил и размеров сечения:

Сначала необходимо снять крышку привода и добраться к плате управления. 

Для подключения ближайшего к приводу элемента к плате соединяют следующие контакты:

• «+» и «-» датчика с питанием 15 В платы;

• «COM»  датчика с «GND» платы; 

• «NC» датчика с «INFRO» платы.

С дальнего фотоэлемента идут лишь провода от контактов «+» и «-» к питанию 15В на плате.

Обычно в блоке управления предустановлена пара перемычек. При подключении фотоэлементов снимается перемычка с клемм «INFRO-GND», а на паре «STOP-GND» все остается без изменений.

Далее проверяется срабатывание датчиков. С откатной автоматикой остановка с реверсом предусмотрена только для закрывающейся створки. Поэтому следует открыть ворота, а при закрывании оборвать луч (просто встать между датчиками) – створка должна остановиться и начать открывание. 

В случае, если ворота продолжают закрываться, не реагируя на прерывание луча, следует поменять местами проводку следующих пар контактов: «L1» с «L2» и «OL» с «CL».

Схема подключения с распашными воротами

Подключение инфракрасных датчиков к автоматической распашной системе проиллюстрируем на популярной модели Miller Technics 4000.

Плата управления размещена в отдельном коробе, который крепится на заборе или иной вертикальной поверхности рядом с одним из приводов. Проводка от фотоэлементов должна вестись к этому блоку.  

К плате можно подвести две пары фотоэлементов. Пока они не установлены, DIP-переключатели с маркировкой «Ph_conn1» и «Ph_conn2» остаются в положении «ON». Когда подключается 1 пара фотоэлементов, то устанавливается положение «OFF» на DIP-переключателе с подписьюю «Ph_conn1», второй остается без изменений. 

Далее приводятся схемы, как именно производятся подключения. 

Ближний к блоку фотоэлемент:

Удаленный датчик:

Схема подключения датчиков безопасности к шлагбауму

Пример подключения сканеров к шлагбауму продемонстрируем на модели Professional 306.

Блок управления шлагбаума расположен внутри тумбы. Открываем дверцу и подключаем фотоэлементы к плате. 

Фото ниже показывает узел с клеммами, которые отвечают за подключение датчиков безопасности.

Схема подключения ближнего (Приемник) и дальнего (Передатчик) фотоэлементов выглядит следующим образом:

Важно: Фотоэлементы подключаются после того, как другое воротное оборудование установлено и проверено в работе. 

При возникновении дополнительных вопросов по подключению фотоэлементов или иных аксессуаров можно обратиться за бесплатной консультацией к нашему инженеру. 

Устройство фотосторожа с фотоэлементом, схема, чертеж датчика

Даже если у вас есть возможность нанять круглосуточную охрану вашего дома или автомобиля, все равно нет 100 % гарантии безопасности. Почему? Нет непогрешимых людей. Человека, приставленного к выполнению монотонных обязанностей, одолевают скука, утомление и прочие беды, что ведет к общему снижению бдительности. А электрическая схема эквивалентного электронного фотосторожа неутомима и не подвластна человеческим слабостям.

Устройство фотосторожа с одним и несколькими фотоэлементами, электрическая схема, принцип работы, конструкция и чертеж фотодатчика.

Если у человека средствами наблюдения являются зрение и слух и в зависимости от того, что он чувствует, принимается решение, то в простой, но эффективной сигнализации вместо глаз используется фотоэлемент. Он не уснет и не станет глядеть куда не надо. Будет на посту круглосуточно в любой день недели.

Конечно, несмотря на эти замечательные свойства, фотоэлементу не сравниться с человеческим глазом. Однако при использовании его надлежащим образом он способен держать территорию или автомобиль под постоянным визуальным контролем. Наш электронный фотосторож использует фотоэлемент, чтобы заметить движение в охраняемой зоне.

Фотосторож, электрическая схема которого приведена на рисунке ниже, контролирует территорию между источником света и фотоэлементом PC. Фотодатчик представляет собой светонепроницаемую трубку, на одном конце которой укреплен фотоэлемент (фоторезистор), так что свет к нему проходит через всю трубку. В данной схеме использован резистивный фотоэлемент Clairex CL603A.

Электрическая схема фотосторожа с одним фотоэлементом.

Фотодатчик направлен на фиксированный источник света, расположенный на расстоянии около метра от него. В режиме ожидания резистором R9 устанавливают в точке А напряжение +12 В относительно общей шины. При этом транзистор Q4 открыт, что равнозначно замыканию между точками В и С.

Пока ничто не мешает свету освещать фотоэлемент, потенциалы точек А и В остаются без изменения. Но как только луч будет прерван, изменения напряжений на выходе схемы вызовут сигнал тревоги. Большую территорию лучше охранять, поместив источник света на ее середину, а по сторонам зоны установить направленные на него фотоэлементы. В качестве источника света может быть использован любой осветительный прибор.

Работа электрической схемы фотосторожа с одним фотоэлементом.

Транзисторы Q1 и Q2 составляют высокоомный эмиттерный повторитель, который практически не нагружает фотоэлемент. С помощью резистора R9, который выполняет роль регулятора чувствительности, на базе транзистора Q1 устанавливается напряжение, чуть меньшее половины напряжения питания схемы.

Опорное напряжение на базе транзистора Q3 устанавливается посредством делителя напряжения на резисторах R6 и R7 на уровне 60% напряжения питания. Когда фотоэлемент освещается свободно, напряжение на резисторе R2 получается меньше, чем напряжение на базе транзистора Q3. Оно почти равно напряжению на базе Q1.

Прямое смещение на базу этого транзистора, получившееся как разница напряжений на его базе и эмиттере, открывает его, а за ним и транзистор Q5. При этом в точке А возникает положительный потенциал, открывающий транзистор Q4. При затемнении фотоэлемента напряжение на базе транзистора Q1 поднимется почти до напряжения питания. То же самое произойдет и с напряжением на эмиттере транзистора Q3. Он закроется обратным смещением, и схема передаст дальше сигнал тревога.

Сборка электрической схемы фотосторожа с одним фотоэлементом.

Детали электрической схемы фотосторожа могут быть смонтированы на листе изоляционного материала, а потом помещены в любой металлический или пластмассовый корпус. К монтажу не предъявляется никаких особенных требований. Главное — произвести его аккуратно.

Конструкция и чертеж фотодатчика для фотосторожа.

Длина используемой трубки фотодатчика для фотосторожа определяет отчасти дальность размещения источника света. Если увеличить длину трубки, угол обзора из точки, где находится фотоэлемент, уменьшится. Следовательно, источник света может находиться на более далеком расстоянии без опасения паразитного влияния других осветителей. В случае же, если фотоэлемент освещается многими побочными источниками, фон от них может снизить чувствительность схемы к небольшим объектам.

Обычно, если расстояние между фотоэлементом и источником не очень большое, достаточно трубки длиной 15 см. При большей дистанции длина ее может доходить до 30 см. В каждом конкретном случае, немного поэкспериментировав, можно подобрать оптимальную длину. Основными факторами, определяющими возможности фотосторожа, являются чувствительность фотоэлемента и яркость источника света.

После того как вы подобрали длину светонепроницаемой трубки, укрепите с помощью непрозрачной эпоксидной смолы на одном из ее концов фотоэлемент. Выводы неплохо изолировать кембриком. Может оказаться, что вам не удалось найти подходящую по диаметру трубку.

Если диаметр трубки больше диаметра фотоэлемента, обмотайте последний изолентой или бумагой до необходимого размера. Фотоэлемент следует крепить как можно ровнее, поскольку перекос его может снизить чувствительность фотосторожа.

Приспособление фотосторожа для работы в системе сигнализации.

Подайте напряжение питания на электрическую схему фотосторожа и осветите фотоэлемент. Подключив вольтметр к эмиттеру транзистора Q1. Добейтесь с помощью резистора R9, чтобы на нем было напряжение от 3 до 4 В. При этом в точке А напряжение должно быть около 9 В.

Наблюдая за напряжением в этой точке, прервите световой луч, падающий на фотоэлемент фотосторожа. Напряжение в точке А должно упасть почти до нуля и оставаться таким при затемненном фотоэлементе. Поэкспериментируйте с разными источниками света, с расположением фотодатчика. С настройкой резистора R9 и объектами разного размера, пересекающими луч. Это позволит вам достичь наилучших результатов.

Многоканальный фотосторож позволяющий одновременно использовать до пяти фотодатчиков.

На рисунке ниже приведена электрическая схема, позволяющая одновременно использовать до пяти фотодатчиков (типа Clairex CL603A) для фотосторожа. Говоря о выходе устройства, его можно уподобить незамкнутым контактам. Они остаются в таком положении все время, пока фотоэлементы освещены.

Выходной каскад этого фотосторожа такой же, как и в одноканальном с одним фотоэлементом, и может использоваться точно так же. Каждый из фотоэлементов помещен в непрозрачную трубку и применяется по мере надобности.

Введение в действие многоканального фотосторожа аналогично процедуре настройки одноканального. Разомкните все контакты от S2 до S5, оставив замкнутым только S1, и подайте питание на электрическую схему фотосторожа. Подключите высокоомный вольтметр ко входу первого инвертора (вывод 3 микросхемы). Второй вывод вольтметра подключается к общему проводу.

Переключатель пределов вольтметра установите в положение наибольшей чувствительности. Когда он еще не зашкаливает. Ползунок резистора R1 должен находиться в левом (по схеме) положении. Направив фотодатчик на источник света, вращайте его в разные стороны. Пока не заметите, в каком положении вольтметр покажет максимальное напряжение.

Это означает, что фотоэлемент освещен наиболее ярко. При этом вольтметр должен показывать значение, равное 2/3 напряжения питания. Этого достаточно для хорошей работы электрической схемы многоканального фотосторожа. Если источник света достаточно сильный, напряжение на входе инвертора может оказаться близким к напряжению питания. Его снижают регулировкой резистора R1 до уровня 2/3 или 3/4 напряжения питания.

Электрическая схема многоканального фотосторожа с пятью фотодатчиками.

При таком напряжении на входе инвертора схема будет лучшим образом реагировать на проходящие через луч небольшие объекты. Напряжение на выходе 6-го инвертора (вывод 15 микросхемы) будет при этом чуть меньше напряжения питания.

Это напряжение создает на базе транзистора Q1 открывающее смещение, и относительно клемм В и С он представляется как замкнутый контакт. Подобным образом настраиваются остальные каналы. Только не забывайте включать соответствующие выключатели (S2-S5).

В случае, если фотодатчик фотосторожа должен размещаться на расстоянии более 1,5 метров, его следует соединить с электрической схемой через двухпроводный экранированный кабель. Высокоомный вход инвертора весьма чувствителен к наводкам.

Между клеммой В и положительной шиной питания можно включить небольшое электромагнитное реле с нормально замкнутыми контактами. Можно также использовать поляризованное реле с нормально замкнутыми или нормально разомкнутыми контактами (по выбору) для работы в паре с имеющейся у вас сигнализацией.

С клеммы А во внешнее устройство может поступать напряжение, близкое к напряжению питания, и максимальный ток до 20 мА. При сборке электрической схемы фотосторожа надо быть весьма осторожными с микросхемой. Она может выйти из строя из-за статического электричества. При ее распайке следует пользоваться заземленным инструментом.

Похожие статьи:

• Руководство по эксплуатации на ГАЗ-330811 Вепрь многофункционального назначения, 330811-3902010 РЭ.
• Термическая обработка титановых сплавов, виды термической, термомеханической и химикотермической обработки, сведения о взаимодействии титана с легирующими элементами, принципы классификации титановых сплавов.
• Руководство по эксплуатации на УАЗ Патриот и УАЗ Пикап с МКПП Dymos, АКПП Punch 6L50, раздаточными коробками Dymos, Divgi TTS и УАЗ, 316300-3902002-18.
• Устройство вызова экстренных оперативных служб ЭРА-ГЛОНАСС на УАЗ Патриот и УАЗ Пикап, назначение, компоненты, режимы работы и тестирования.
• Руководство по эксплуатации и ремонту на Toyota Camry V50 с 2011 года выпуска с двигателями 2,5 л 2AR-FE и 3,5 л 2GR-FE.
• Руководство по эксплуатации на Валдай ГАЗ-33106, ГАЗ-331061 и ГАЗ-331063 с двигателями Cummins ISF3.8s3154 Евро-3 и Cummins ISF3.8е4R154 Евро-4, 33106-3902010 РЭ.

ПРОСТОЕ ФОТОРЕЛЕ НА ТРАНЗИСТОРЕ | ArduinoKit

Принципиальная схема простого фотореле

 

PC1 — Фоторезистор.
R1 — Резистор 470 Ом.
VR1 — Подстроечный резистор 1000 Ом (1K).
L1 — Светодиод 20 Мили Ампер (mA)(LED)
Q1 — Подходящий транзистор NPN типа  2N3904, 2N2222, и др.
B1 — Батарея 9V.
SW1 — переключатель Вкл — Выкл.

Все компоненты для этой схемы, в том числе замену элементов, можно найти в любом радио магазине. Данная схема является достаточно чувствительной, чтобы сработать при не значительном изменении освещенности, если фотоэлемент кажется вам слишком чувствительным, достаточно покрыть его несколькими слоями прозрачного скотча или другим подходящим материалам.

Фотоэлемент PC1 должен быть «фоторезистивный», то есть сопротивление его должно изменяться при изменении освещенности на его чувствительном элементе. Этот эффект типичен для фотоэлементов на основе сульфида кадмия (CDS). Изменение сопротивления фотоэлемента варьируется от многих тысяч Ом, при затемнении, до несколько сотен Ом при значительном увеличении освещенности.

Эта схема будет работать с широким спектром фотоэлементов. Переменный резистор VR1 используется для регулировки чувствительности схемы от уровня освещенности на фотоэлемент PC1 и может варьироваться, от 1000 Ом (1 кОм) до 10000 Ом (10 кОм), однако характеристика чувствительности тоже возможно тоже изменится при изменении этого резистора. Значения подстроечного резистора может не хватить при его изменении против часовой стрелки (CCW). Это можно исправить путём добавления дополнительного резистора в нижнее плечо переменного резистора (CCW), но его значение будет зависеть от параметров фотоэлемента и номинала переменного резистора.
Транзистор Q1 используется для усиления небольших изменений в напряжения / тока, созданных делителем напряжения на фотоэлементе PC1 и переменном резисторе VR1, которых хватит для включения светодиода, при низких уровнях освещенности.

Резистор R1 необходим для ограничения тока через светодиод, для распространенных светодиодов допустимый ток составляет около 20 миллиампер (0,02 ампера), но могут быть различия в допустимом токе конкретного светодиода. Если ваших знаний не достаточно для этих расчётов, то можно попробовать поизменять параметры резистора путем его замены, от 1 КОм до 100 Ом.

Напряжение батареи может изменяться в широких приделах, при разряде, до минимальных 3 вольт, схема всё ещё будет работать, но стоит учитывать то, что параметры работы схемы ухудшатся, т.к. работа расчитана на напряжение питания 9V (девять вольт).
SW1 — переключатель Вкл — Выкл, но энергопотребление этой схемы довольно низкое, когда светодиод не горит, поэтому переключатель может отсутствовать.

Если вы решите изменить напряжение питания батареи, необходимо изменить величина сопротивления R1, её можно рассчитать по формуле: R1 ( в Ом ) = напряжение батареи / 0,02 (ампера) . Затем использовать ближайшее значение используемого резистора.

Принципиальная схема фотореле — Техножук

Из принципиальной схемы, приведенной на рис. 58, мы видим, что пучок света, действуя на фотоэлемент, замыкает электрическую цепь, в которую включено реле, и оно „сра­батывает\», то-есть замыкает контакты и тем самым замыкает внешнюю исполнительную цепь, к которой приключены все­возможные приборы: мотор, звонок, электролампа и т. д.
Конденсатор постоянной емкости, включенный параллельно реле, необходим для сглаживания пульсации тока. При нем реле не вибрирует, а плотно замыкает контактные пластины и дает надежное соединение во внешней исполнительной цепи. Сопротивление Каминского подает смещенное напря­жение на управляющую сетку лампы и тем самым регулируют режим ее работы. Поэтому сопротивление лучше всего подобрать опытным путем, так как каждая лампа несколько отличается своим режимом работы от другой лампы. Вели­чина этого сопротивления может колебаться в пределах от 1,5 до 40—50 мегом.
В рабочий момент в фотореле происходит следующее: Пока фотоэлемент освещен, радиолампа, как говорят, „заперта\», то-есть сильный пучок света от осветителя, па­дая на светочувствительный слой фотоэлемента—катод, вы­зывает излучение электронов из этого слоя, и они под дей­ствием высокого напряжения осветительной сети, летя на анод фотоэлемента, создают своим потоком замкнутую цепь в фотоэлементе. Фотоэлемент замыкает ранее разомк­нутую цепь схемы и тем самым увеличивает отрицательный потенциал на управляющей сетке лампы,— другими словами сетка лампы не пропускает потока электронов с катода лам­пы на ее анод. При этом на аноде лампы остается постоян­ное незначительное напряжение, не действующее на обмотку реле.
Но как только действие света на фотоэлемент прекра­щается, замкнутая электронная цепь в нем прерывается, сетка лампы освобождается от излишнего отрицательного потенциала, поток электронов с раскаленного -катода лампы мгновенно направляется на анод лампы и тем самым увели­чивает анодный ток в цепи. А так как в анодную цепь включено электромагнитное реле,то от увеличения анодного тока, проходящего через обмотки, электромагнит притяги­вает якорек и реле замыкает исполнительную цепь схемы.

Из принципиальной схемы, приведенной на рис. 58, мы видим, что пучок света, действуя на фотоэлемент, замыкает электрическую цепь, в которую включено реле, и оно „сра­батывает\», то-есть замыкает контакты и тем самым замыкает внешнюю исполнительную цепь, к которой приключены все­возможные приборы: мотор, звонок, электролампа и т. д.
Конденсатор постоянной емкости, включенный параллельно реле, необходим для сглаживания пульсации тока. При нем реле не вибрирует, а плотно замыкает контактные пластины и дает надежное соединение во внешней исполнительной цепи. Сопротивление Каминского подает смещенное напря­жение на управляющую сетку лампы и тем самым регулируют режим ее работы. Поэтому сопротивление лучше всего подобрать опытным путем, так как каждая лампа несколько отличается своим режимом работы от другой лампы. Вели­чина этого сопротивления может колебаться в пределах от 1,5 до 40—50 мегом.
В рабочий момент в фотореле происходит следующее: Пока фотоэлемент освещен, радиолампа, как говорят, „заперта\», то-есть сильный пучок света от осветителя, па­дая на светочувствительный слой фотоэлемента—катод, вы­зывает излучение электронов из этого слоя, и они под дей­ствием высокого напряжения осветительной сети, летя на анод фотоэлемента, создают своим потоком замкнутую цепь в фотоэлементе. Фотоэлемент замыкает ранее разомк­нутую цепь схемы и тем самым увеличивает отрицательный потенциал на управляющей сетке лампы,— другими словами сетка лампы не пропускает потока электронов с катода лам­пы на ее анод. При этом на аноде лампы остается постоян­ное незначительное напряжение, не действующее на обмотку реле.
Но как только действие света на фотоэлемент прекра­щается, замкнутая электронная цепь в нем прерывается, сетка лампы освобождается от излишнего отрицательного потенциала, поток электронов с раскаленного -катода лампы мгновенно направляется на анод лампы и тем самым увели­чивает анодный ток в цепи. А так как в анодную цепь включено электромагнитное реле,то от увеличения анодного тока, проходящего через обмотки, электромагнит притяги­вает якорек и реле замыкает исполнительную цепь схемы.

Рис. 58. Принципиальная схема фотореле.

Фотореле для уличного освещения 11.41.8.230.0000 с фотосенсором 011.03, 230В AC

Характеристики контактов
Конфигурация контактов	1 переключающий контакт (SPST-CO)
Номинальный ток/Пиковый ток	16А/30A (120А в течение 5 мс)
Номинальное напряжение/Максимальное напряжение	250В~/400В~
Номинальная нагрузка AC1	4000 ВА
Номинальная нагрузка АС15	750 ВА
Номинальная мощность потребления ламп	2000Вт — лампы накаливания/галогенные 1000Вт — люминесцентные трубки с электронным дросселем 750Вт — люминесцентные трубки с электромагнитным дросселем 400Вт — компактные люминесцентные лампы 400Вт — светодиодные лампы 400Вт — низковольтные галогенные или светодиодные с электронным дросселем 800Вт — низковольтные галогенные или светодиодные с электромагнитным дросселем
Минимальная нагрузка на переключение	1000мВт (10В/10мА)
Стандартный материал контакта	AgSnO2
Характеристики питания
Номинальное напряжение (UN)	230B AC 50/60Гц
Номинальная мощность	5.2ВА (50Гц)
Рабочий диапазон	(0,8…1,1)UN
Дополнительные характеристики
Электрическая долговечность при номинальной нагрузке АС1	100×103 циклов
Задание порога	1…80 лк — стандартный диапазон 30…1000 лк — высокий диапазон
Гистерезис (коэф. перекл. Вкл/Выкл)	1
Время задержки ВКЛ/ВЫКЛ	15с/30с
Внешний температурный диапазон	-20°C…+50°C
Степень защиты фотореле	IP20
Характеристики чувствительного фотоэлемента
Степень защиты	IP66/67
Температура эксплуатации	-40°C…+70°C
Контакт	бескадмиевый
Поставка	вместе с фотореле
Материал кабеля для подключения	ПВХ, негорючий
Размер проводника	0,5мм2
Длина кабеля	500мм
Максимальная температура	+90°C

Китайская профессиональная схема фотоэлемента 12 В постоянного тока — 3 провода низкого напряжения 12 В с фотоэлектрическим управлением — фабрика и производители Chiswear

Теперь у нас есть много фантастических сотрудников-клиентов, превосходящих в рекламе, контроле качества и работе с множеством проблемных проблем в системе генерации для Релейный переключатель фотоэлемента , Тип блокировки Разъем для фотоуправления , Закорачивающий колпачок Замените фотоэлемент , Основная цель нашей компании — сохранить память о всех клиентах и ​​установить долгосрочные деловые отношения с покупателями и пользователями по всему миру.

---

Китайский профессиональный фотоэлемент 12 В постоянного тока — Низковольтный 3-проводной провод 12 В в фотоэлектрическое управление — Деталь Chiswear:

Фотоэлектрический переключатель JL-411 применяется для автоматического управления уличным освещением, садовым освещением, освещением проходов и освещением дверных проемов в соответствии с уровнем естественного окружающего освещения.

Характеристика

1. Задержка 15-30 с
2. провод в
3. Избегайте неправильного использования из-за прожектора или молнии в ночное время.
4. Инструкция по подключению
Черные линии (+) вход
Красные линии (-) выход
Белый (1) [вход, выход]
например, принципиальная схема подключения

---

Подробные изображения продукта:

---

Руководство по сопутствующей продукции:

---

Мы делаем упор на прогресс и ежегодно выводим на рынок новые товары. Китайский профессиональный фотоэлемент 12 В постоянного тока — Низковольтный 3-проводной провод 12 В в фотоэлектрическом управлении — Chiswear, продукт будет поставляться по всему миру, например: Лесото , Джохор , Южная Африка , Мы изо всех сил стараемся сделать больше клиентов счастливыми и довольными.Мы искренне надеемся на установление хороших долгосрочных деловых отношений с вашей уважаемой компанией с учетом этой возможности, основанной на равноправном, взаимовыгодном и беспроигрышном бизнесе с настоящего момента и до будущего.

Хрустальных фотоэлементов, январь 1957 г. Новости радио и телевидения

Любители электроники всегда с нетерпением ждем объявления о новом устройстве, которое, по прогнозам, произведет революцию мир технологий.В конце 1950-х годов нечто столь же относительно ручное, как кристаллический фотоэлемент. удовлетворил это желание. Эта статья 1957 года в журнале Radio & Television News является ярким примером. Сегодня требуется нечто вроде метаматериала с отрицательным показателем преломления. вызвать то же чувство трепета и удивления. Это были более простые времена, но опять же даже сегодняшние новички в мире проектирования и сборки электронных схем нужно где-то начинать, и эти типы схем так же хороши, как и любое другое место.

Схемы кристаллических фотоэлементов

Аллан М. Феррес

Разработка этого крошечного светочувствительного элемента делает возможным интересный разнообразие компактных блоков управления.

Фотоэлемент — наиболее интересный предмет для электронного экспериментатора. При подключении к реле количество применений, в которых его можно использовать, ограничено только изобретательностью экспериментатора. Его можно использовать для таких разнообразных приложений. как объявление о пациенте в приемной врача, включение домашнего света и рекламные вывески в сумерках, автоматически открывающиеся и закрывающиеся двери, предупреждающие домовладельцев злоумышленников, предотвращения краж в магазинах и т. д.Список кажется почти бесконечным, но теперь можно еще больше расширить с разработкой кристаллического фотоэлемента.

Общий вид блока управления и крупным планом 01 Clairex Кристаллический фотоэлемент CL-2, подключенный к штекеру Cinch-Jones, и внешний вид компонента размонтированный.

Эта крошечная ячейка имеет ряд преимуществ перед вакуумными и газонаполненными трубками. обычно используется в схемах фотоэлектрических реле. Его характеристики таковы, что световые реле теперь могут использоваться в приложениях, которые непрактичны с обычные фотоэлектрические трубки.

Кристаллический фотоэлемент — очень маленькое устройство размером с графитный карандаш. ластик диаметром 1/4 дюйма и длиной 1/2 дюйма. Светочувствительный элемент — чистый кадмий. кристалл сульфида, который реагирует на свет во всем видимом спектре. Кристалл представляет собой полупроводник, сопротивление которого уменьшается с увеличением интенсивности света. Его электрические характеристики таковы, что он может эксплуатироваться при значительных нагрузках. расстояние от соответствующего усилителя и реле.Этот фактор и его небольшие размеры сделать его идеальным там, где желательно скрыть устройство или где пространство ограничено. Кристалл настолько чувствителен, что работать с ним можно при нормальном освещении помещения. при использовании с простым усилителем. Это избавляет от необходимости использовать специальные возбуждающие лампы и оптическое оборудование. В некоторых приложениях реле может работать непосредственно самим кристаллом. Низкая стоимость и механическая прочность делают кристаллический фотоэлемент — идеальное устройство для экспериментов с реле, управляемым светом.

В этой статье описывается блок управления, использующий простой базовый усилитель фотоэлемента. и релейная схема. Также обсуждаются четыре другие схемы, которые будут представлять интерес. экспериментаторам.

Базовая схема, показанная на рис. 1A, достаточно чувствительна, чтобы работать на одной десятой фут-свечи света. Защитный резистор R ₁ , кристаллический фотоэлемент, Clailrex CL-2 и резистор переменной нагрузки R ₂ подключены последовательно через 117 вольт a.c. линия. C ₁ , который шунтирует нагрузочный резистор, заряжается до пикового напряжения в каждом цикле, чтобы обеспечить более высокое напряжение зажигания для тиратрон. Миниатюрный тиратрон, его токоограничивающий резистор, R ₃ , и реле также подключаются через линию через переключатель S ₁ . Реле представляет собой пластинчатое реле с сопротивлением катушки от 5000 до 8000 Ом. и рабочий ток не более 6 миллиампер и обеспечены с.п.d.t. контакты. C ₂ шунтирует катушку реле для предотвращения дребезга. Свет, звонок или другое устройство, которое должно работать, вставляют в розетку SO ₁ . Как фотоэлементное реле обычно работает непрерывно, без переменного тока. включен-выключен переключатель, но, конечно, при желании их можно добавить последовательно с линейным шнуром.

Рис. 1 — Пять практических схем с использованием Clairex CL-2 кристаллический фотоэлемент. (A) Базовая схема, которая будет работать при 1/10 фут-канделе.(В) Вариант базовой схемы, в которой питание подается на выходную розетку. когда свет падает на камеру. (C) Цепь для последовательного включения освещения. (D) Схема для высокоскоростной работы при низкой освещенности. и (E) простая установка, чтобы быть используется как сигнализация вторжения.

Общий вид фотоэлемента. Он встроен в 2 «x 3» Корпус x 5 дюймов. Размещение деталей некритично, так как нет нагрева. Блок CL-2 справа.

Пусковой анод тиратрона 5823 получает напряжение от напряжения делитель состоит из R ₁ , кристаллической ячейки и R ₂ . Когда элемент темный, его сопротивление высокое, а напряжение на аноде стартера слишком низкое, чтобы позвольте тиратрону потреблять ток пластины. Когда свет падает на клетку, ее сопротивление падает, увеличивая напряжение на R ₂ , и трубка проводит ток. С участием переключатель включен, контакты реле разводятся так, чтобы было подключено линейное напряжение к выходной розетке только в тот промежуток времени, когда загорается ячейка прервана.Когда выключатель выключен, кратковременное отключение света снимет напряжение пластины с тиратрона и питание будет подано на сосуд постоянно, даже если свет в клетке восстанавливается. Этот тип срабатывания блокировки желателен, когда устройство используется для звукового сигнала злоумышленника тревожный звонок.

Как показано на фотографиях, необходимые детали могут быть легко смонтированы в 2 «x Корпус 3 «X 5». Вентиляция корпуса не требуется, так как мощность рассеивается в единица меньше одного ватта.Размещение деталей совсем не критично, поэтому может использоваться любое удобное расположение. Клеммы 2, 5 и 6 разъема 5823 не должны использоваться в качестве связующих точек, так как эти штыри используются для внутренних соединений. в трубке. Кристаллический фотоэлемент подключается к вилке типа Cinch-Jones P-302-FHT. На корпусе установлена ​​подходящая розетка, так что ячейку можно прикрепить к корпусу или используется на расстоянии около 20 футов от него с помощью удлинителя шнур.

Для этой цели подходит обычный шнур лампы при условии, что его изоляция это хорошо, так как утечка между проводниками снижает чувствительность и может вызвать неустойчивая работа. Ячейка может быть защищена от постороннего освещения небольшой длиной. батиста.

Ввод в эксплуатацию производится переводом переключателя S ₁ в положение «включено», вставка сетевой шнур в переменный ток. выхода и направив фотоэлемент на источник свет.R ₂ настроен так, чтобы в тиратроне появлялось ровное синее свечение. и реле втягивается. Отключение света в ячейке вызовет синее свечение в трубке исчезнуть и реле выпадет. Регулировка R ₂ не критично, за исключением очень низких уровней освещенности. Колебания напряжения в сети мало повлияет на работу устройства.

Рис. 1B аналогичен базовому блоку, за исключением того, что питание подается на выходной приемник, когда свет падает на ячейку, а не когда ячейка темная.Для операции блокировки переключатель должен быть установлен в положение «включено». Единственная необходимая дополнительная часть R ₄ резистор 1 МОм, 1 Вт, который подключен для удержания лампы в проводимости при срабатывании реле. Эта цепь может использоваться для открытия ворот или дверь гаража, когда фары автомобиля освещают камеру.

Рис. 1C — хорошая схема для включения знаков или огней в сумерках, и чтобы выключить их снова на рассвете. Нагрузочный резистор ячейки разделен на две части: а дополнительный набор контактов реле используется для изменения значения нагрузки когда реле выпадает.Данную модификацию схемы желательно подстраховать. положительная работа реле в то время суток, когда свет медленно гаснет до рабочего значения. R ₅ необходимо сначала отрегулировать, чтобы реле въезжает, выключая искусственный свет на желаемое количество дневного света, и затем R ₆ настраивается на включение света в сумерках. Фотоэлемент должен быть защищенным от искусственного света, или свет будет мигать и гаснуть в форме колебания.

Рис.2 — Средние характеристики кристалла Clairex Type CL-2 фотоэлемент. См. Статью.

Таблица 1 — Технические характеристики фотоэлемента CL-2.

Схема, показанная на рис. 1D, полезна, когда требуется работа на высокой скорости. при очень низкой освещенности. Величина катодного конденсатора, C ₄ , зависит от количества доступного света. Для .1 фут-кандел C ₄ следует быть 100 мкфд.и на 1 фут-свечу — 10 мкфд. адекватно. Конденсаторы на 150 вольт должен быть использован. Если необходимо быстрое восстановление после перегрузки света. ₇ должен быть зашунтирован конденсатором С ₃ , величина которого определяется экспериментально, в реальных условиях эксплуатации. Реле срабатывает, когда ячейка подвергается воздействию светится и гаснет, когда в камере темно. Электропроводка выходной розетки регулируется типом требуемой операции. V ₂ может быть 6C4 или a12AT7 с секциями, соединенными параллельно.Получена более высокая рабочая скорость с 12AT7 Реле должно быть способно быстро работать, чтобы в полной мере использовать этой схемы. В некоторых приложениях вместо реле может использоваться счетчик.

Показана простая схема, которая подает звуковой сигнал, когда кто-то входит в дверной проем. на рис. 1Е. Для прямого срабатывания реле 1 миллиампер сила света требуется от 40 до 50 фут-свечей. Это удобно получить, поместив лампа мощностью 25 Вт на той же стороне дверного проема, что и фотоэлемент, и отражающая его осветить камеру с помощью увеличительного зеркала, расположенного на противоположном дверном косяке.А Зеркало для бритья подходит для этой цели. Необходимо установить небольшую увеличительную линзу. перед ячейкой, сфокусированной для получения максимального тока реле. Когда свет горит камеру прерывает кто-то входящий в дверной проем, реле выпадет и прозвучит звонок, подключенный к SO ₁ .

Экспериментатору в процессе работы придет в голову множество других схем и приложений. со светочувствительными клетками. График на рис. 2 и в таблице 1 дает полезные руководство по эксплуатационным характеристикам Clairex CL-2.При отработке других цепей, следует соблюдать осторожность, чтобы не превышать номинальную мощность 50 милливатт выше этой точки ячейка, поскольку работа имеет тенденцию становиться нестабильной.

Сервисный техник вполне мог бы увеличить свой доход за счет строительства и установка светового оборудования в магазинах, кабинетах врачей, механических цехах, и т. д. Построение базового блока, описанного в этой статье, или одной из других схем, — хороший способ начать разработку коммерчески прибыльных устройств.В более легкомысленный подход, их можно превратить в забавные салонные трюки.

Фотоэлемент Clairex типа CL-2 можно приобрести в Allied Radio Corporation, 100 North Western Avenue, Чикаго 80, Иллинойс; Компания Sun Radio and Electronics, 650 Avenue of the Americas, N. Y. 11, N. Y., и от Clairex Corporation, 50. Западная 26-я улица, Нью-Йорк 10, Нью-Йорк. Цена нетто составляет 3,50 доллара США.

Автор выражает благодарность г-ну Аль Деуту из корпорации Clairex за сотрудничество. в предоставлении данных, необходимых для подготовки данной статьи.

Опубликовано: 5 апреля 2021 г. (оригинал 21.06.2013)

фотоэлементов и датчиков движения: в чем разница?

Фотоэлементы и датчики движения — это электронные устройства, которые можно использовать для управления внутренним или наружным освещением. Эти датчики повышают безопасность вашего дома, автоматически включая свет, когда становится темно или они обнаруживают движение. Они также экономят электроэнергию, отключаясь, когда дополнительный свет не нужен.Изучите различия между фотоэлементами и датчиками движения и узнайте, как эти продукты, а также диммеры и другие элементы управления могут улучшить систему освещения вашего дома.

Наука о фотоэлементах

Доступно несколько типов фотоэлементов, но все они используют одну и ту же основную технологию, полупроводники, для управления электрическим током. В нормальных условиях полупроводники не проводят электричество, но при достаточном освещении начинает течь ток.В некоторых продуктах функция фотоэлементов регулируется, поэтому вы можете выбрать уровень освещенности, при котором будет активирован полупроводник.

Функции фотоэлемента: от заката до рассвета

Одно из наиболее распространенных применений фотоэлементов — включение внешнего освещения на закате и выключение на рассвете. Поскольку фотоэлементы воспринимают уровень внешней освещенности, они автоматически адаптируются к сезонным изменениям дневного / ночного цикла и не зависят от перехода на летнее время. Фотоэлементы, управляющие внешним освещением, в сочетании с таймерами, включающими внутреннее оборудование, создают иллюзию присутствия людей, когда вас нет дома, что может отпугнуть злоумышленников.Другие применения фотоэлементов включают включение парковочных или уличных фонарей после наступления темноты, регулировку диммеров в помещении для компенсации изменения уровня естественного освещения или включение или выключение световых вывесок.

Типы фотоэлементов

Сегодня доступно множество фотоэлементов.

• Вставные фотоэлементы работают со стандартной настенной розеткой и контролируют сквозную вилку. Это удобный способ включить и выключить одну настольную или торшер.
• Фотоэлементы цоколя лампы или канделябра ввинчиваются в патрон лампочки, превращая практически любую лампу или постоянный светильник в систему автоматического освещения.Для правильной работы вам необходимо установить по одному из этих устройств в каждую розетку.
• Сетевые фотоэлементы с проводным подключением контролируют всю электрическую цепь и являются идеальным способом управления охранным или ландшафтным освещением.

Датчики движения в действии

Основное различие между фотоэлементами и датчиками движения заключается в том, что первый обнаруживает изменение уровня освещенности, а второй реагирует на физическое движение. Есть два типа детекторов движения. Активные модели излучают свет, радио или ультразвуковой звук.Движение в зоне обнаружения изменяет отраженные сигналы и активирует датчик. Некоторые из этих устройств могут даже определять движение за углы. Пассивные датчики движения обнаруживают инфракрасную энергию, излучаемую теплыми объектами, такими как животные или люди. Когда эти теплые точки перемещаются, срабатывает датчик и любая подключенная электрическая цепь.

Многие датчики движения используют комбинацию методов обнаружения для обеспечения расширенного охвата и исключения ложных срабатываний. Устройства, предназначенные для использования на открытом воздухе, часто имеют функцию фотоэлемента, которая отключает систему в течение дня, что позволяет экономить энергию.Регулируемые таймеры, встроенные в некоторые датчики, позволяют контролировать, как долго подключенные источники света остаются активными после обнаружения движения.

Функциональность детектора

Датчики движения

часто используются для включения наружного освещения, когда они обнаруживают движение в зоне покрытия. Они также используются в качестве энергосберегающих датчиков присутствия в коммерческих зданиях, выключая свет в пустых офисах. Многие из этих продуктов имеют регулируемые зоны чувствительности, позволяющие охватить определенные места, такие как проезды или пешеходные дорожки, не улавливая движения ветвей деревьев или близлежащих улиц.

Разновидности датчика движения

Большинство датчиков движения, предназначенных для управления уличным освещением, подключаются непосредственно к цепи 120 В и управляют несколькими приборами. Датчики системы безопасности часто питаются от батарей и передают оповещения на базовую станцию ​​по беспроводной сети. Некоторые автономные датчики движения имеют встроенную подсветку, что упрощает их установку и использование практически в любом месте.

Яркие идеи для освещения

Различия между фотоэлементами и датчиками движения предлагают множество вариантов управления системами внутреннего и наружного освещения.

• Используйте комбинированный фотоэлемент и датчик движения, чтобы включить охранное освещение вокруг вашего дома, но только после наступления темноты.
• Разместите датчик движения и наружное освещение вдоль тротуара или садовой дорожки, чтобы обеспечить безопасную опору при выгуле собаки или выносе мусора в ночное время.
• Убедитесь, что декоративные светильники всегда включены после наступления темноты, используя фотоэлемент.
• Объедините лампу, съемный фотоэлемент и традиционный выключатель света, чтобы создать автоматический свет, который можно включать только тогда, когда это необходимо.
• Используйте датчики движения со встроенной подсветкой для освещения лестницы без помощи рук.

Датчики движения и фотоэлементы включают и выключают питание в зависимости от изменения уровня освещенности или обнаруженного движения. Они совместимы со многими типами осветительных приборов, а некоторые работают с системами безопасности. Экономьте энергию и улучшайте внешний вид и безопасность вашего дома с помощью этих гибких элементов управления.

Светодиодный фотоэлемент

— Спросите специалиста по свету

Q: Я планирую приобрести 18 столбов для освещения дороги в ближайшее время.Я хочу, чтобы они автоматически включались ночью. Придется ли мне покупать еще 18 фотоэлементов?

Карандашный фотоэлемент управления, используемый со многими фонарями.

A: Нет. Вам нужен только один фотоэлемент.

Фотоэлемент — это устройство, которое работает как электрический выключатель. Когда фотоэлемент обнаруживает окружающий свет, фотоэлемент выключает светильники, управляемые фотоэлементом. Когда фотоэлемент не обнаруживает окружающий свет, он включает те же светильники. Один фотоэлемент может управлять несколькими светильниками, предполагая, что они находятся на одной линии, точно так же, как ручной переключатель может включать и выключать несколько светильников.

Фотоэлементы

были разработаны, чтобы исключить необходимость выходить на улицу и вручную включать уличное освещение каждый раз, когда становится темно. Они также более эффективны, чем таймеры, которые включают и выключают свет в определенное время суток. Таймеры не учитывают изменение уровня освещенности, связанное с сезонными изменениями и переходом на летнее время, в отличие от фотоэлементов.

Так почему же покупать 18 фотоэлементов не имеет смысла? Потому что для управления группой осветительных приборов, подключенных к одному источнику питания, нужен только один фотоэлемент.Вот как это сделать.

• • Достаточное питание подается от линии к выключателю, который включает и выключает питание
  • Линия электропередачи продолжается до распределительной коробки, установленной в месте, способном обнаруживать естественный свет, но не освещение от светильников
  • Электропитание передается на фотоэлемент, установленный на электрическом ящике.
  • Фотоэлемент действует как второй переключатель. Если питание включено на первом переключателе, фотоэлемент будет управлять мощностью из электрической коробки.
  • Затем линия электропередачи продолжается к каждому из 18 столбов для освещения столбов
  • Когда первый переключатель включен, фотоэлемент определит, когда стемнеет, и включит все фонари на столбиках
  • Использование фотоэлемента гарантирует, что все светодиодные светильники будут включаться и выключаться одновременно.

Фотоэлементы

— это высокоэффективный вариант включения и выключения наружного освещения.Определенные типы фотоэлементов лучше работают с некоторыми продуктами по сравнению с другими, что обычно остается на усмотрение электрика. Фотоэлемент, показанный на изображении выше, представляет собой типичный фотоэлемент, который хорошо подходит для многих приложений. Фотоэлементы можно приобрести в Access Fixtures при покупке боллардов. Если у вас есть другие вопросы, обратитесь за помощью к специалисту по освещению Access Fixtures.

Принципиальная схема

LDR — Сборка электронных схем

На этой принципиальной схеме LDR показано, как можно сделать детектор света.LDR или «светозависимый резистор» — это резистор, сопротивление которого уменьшается с увеличением силы света.

Вот схема для цепи:

Легкозависимые резисторы

Светозависимые резисторы (LDR)

также называют фоторезисторами. Они изготовлены из полупроводникового материала с высоким сопротивлением. Когда свет попадает на устройство, фотоны отдают энергию электронам. Это заставляет их прыгать в проводящую полосу и тем самым проводить электричество.

Загляните в Википедию, чтобы узнать о физике;)

Как работает принципиальная схема LDR

Принципиальная схема LDR работает следующим образом:

В темноте LDR имеет высокое сопротивление. Это делает напряжение на базе транзистора слишком низким для включения транзистора.

Следовательно, ток не будет идти от коллектора к эмиттеру транзистора. Вместо этого весь ток будет проходить через LDR и потенциометр.

Когда светится, LDR имеет низкое сопротивление.Это увеличивает напряжение на базе транзистора. Достаточно высокий, чтобы включить транзистор.

Поскольку транзистор включен, через транзистор течет ток. Он течет от положительной клеммы аккумулятора через R1, светодиод и транзистор вниз к отрицательной клемме аккумулятора.

При этом загорается светодиод.

Компоненты, используемые в цепи светового извещателя

Резистор R1 регулирует величину тока, проходящего через светодиод.Подсчитать просто. Я написал статью о том, как рассчитать номинал резистора для светодиода.

Если вы используете светодиод с падением напряжения 2 В, у вас будет падение напряжения на резисторе 7 В, когда транзистор включен. Используя закон Ома, мы можем найти ток:

И 18 мА обычно являются хорошим значением тока для обычных светодиодов.

Что делать, если вы хотите запитать схему от чего-то другого, кроме батареи 9 В? Затем вам нужно изменить номинал резистора, чтобы получить правильное количество тока, протекающего через светодиод.

Переменный резистор R2 используется для изменения точки срабатывания светодиода. То есть, сколько света необходимо для включения и выключения светодиода.

Вероятно, вам удастся обойтись потенциометром 10k. Это зависит от сопротивления вашего LDR. Но с потенциометром 100k у вас будет место для более широкого диапазона значений LDR.

Включение светодиода в темноте

Вы также можете включить светодиод, когда он темный, а не светлый.Для этого замените транзистор NPN на транзистор PNP, например:

Построй сам

Пришло время построить эту схему. Очень важно создавать что-то, а не просто читать об этом. Так что приобретите необходимые компоненты и соберите их!

Приобретите необходимые компоненты в интернет-магазине электроники.

Оставьте свои комментарии или вопросы ниже =)

Ток и напряжение

Ток и напряжение

Напряжение фотоэлемента

Энергия, которую полупроводник может поглощать из света, зависит от ширины запрещенной зоны, разницы энергий между молекулярными орбиталями, заполненными наибольшей энергией, и незаполненными орбиталями с наименьшей энергией.

Дополнительная энергия (в джоулях), которую электрон имеет в возбужденном состоянии полупроводника, равна заряду этого электрона (в кулонах, Кл), умноженному на напряжение. Заряд 1 электрона равен 1,6 x 10 ^-19 кл.

Напряжение — это энергетический термин. Максимальное напряжение кремниевого солнечного элемента составляет от 0,5 до 0,6 В.

---

Ток фотоэлемента

Когда кремниевый полупроводник поглощает электрон и переходит в возбужденное состояние, он может вернуться в основное состояние, когда электрон:

(а) проходит через внешнюю цепь и выполняет работу, или
(б) рекомбинирует со своей «дырой» и теряет избыточную энергию в виде тепла.

Наличие p-n-перехода с кремнием, легированным p-примесью, и кремнием, легированным n-типом, увеличивает вероятность того, что электрон пройдет через внешнюю цепь.

Число электронов, проходящих через внешнюю цепь каждую секунду, представляет собой ток I, измеренный в амперах. Ток пропорционален количеству фотонов, попадающих на полупроводник за секунду, или интенсивности света.

На рисунке справа показан ток, вырабатываемый фотоэлементом, когда интенсивность солнечного света составляет 200 Вт на метр, 600 Вт на метр и 1000 Вт на метр.Обратите внимание, что напряжение не меняется с интенсивностью света.

Ток — это коэффициент скорости, с которой электроны проходят через цепь.

---

Мощность

При производстве электроэнергии важна мощность. Мощность — это скорость доставки энергии. Ватт равен 1 джоуль в секунду. P = V x I

---

Последовательные и параллельные соединения

Фотоэлементы соединены последовательно и параллельно, образуя массивы фотоэлектрических элементов.

Параллельно, когда положительные электроды каждой ячейки соединены вместе, а отрицательные электроды каждой ячейки соединены вместе, напряжение равно напряжению отдельной ячейки, а ток — это сумма тока каждой ячейки.

Когда элементы соединены последовательно, положительный электрод одной ячейки подключается к отрицательному электроду следующей ячейки, напряжение представляет собой сумму напряжений каждой ячейки, а ток такой же, как ток отдельной ячейки.

Обратите внимание, что мощность одинакова как в параллельных, так и в последовательных цепях.

Назад Компас Столы Индекс Вступление Следующий

фотоэлемент и светодиод — cmd_response 2014.0521.0 документация

Скетч cmd_response очень общий в отношении к АНАЛОГОВОМУ и ЦИФРОВОМУ ВХОДУ / ВЫВОДУ плат Arduino.Мы можем использовать его для считывания различных датчиков с удаленные компьютерные системы.

Сначала мы продемонстрируем, как Arduino cmd_response эскизные работы, строим простые схемы датчиков а затем общаться с нашим Arduino с помощью Python программа (см .: Пример: программа Python sequence.py).

Позже мы интегрируем Arduino с EPICS (см .: эпики). Наконец, мы поддерживаем постоянное значение датчика (фотоэлемента). путем регулировки яркости светодиода с помощью контура ПИД-регулирования в EPICS (см .: Пример: обратная связь с использованием эпид-записи).

фотоэлемент

Фотоэлемент представляет собой светочувствительный резистор на основе сульфида кадмия. Это недорогой прибор для измерения количества света. достигая его активной поверхности. Сопротивление фотоэлемента R2 изменяется при изменении интенсивности света.

Самый простой способ определить это сопротивление — построить простой делитель напряжения. схему, такую ​​как следующий рисунок, и измерьте напряжение, \ (V_P \) в середине цепи между R2 и R3.

\ [V_P = V_ {cc} \ left ({R2 \ over R2 + R3} \ right) \]

Поскольку сопротивление фотоэлемента R2, капает при увеличении интенсивности света, мы выбираем положить его ближе к напряжению питания \ (V_ {cc} \).Поскольку интенсивность света увеличивается, \ (V_P \) увеличивается в сторону \ (V_ {cc} \). Другой резистор R3 выбран для ограничения максимального тока через делитель. поскольку R2 стремится к нулю.

соединение:	Мы подключим \ (V_P \) к каналу АНАЛОГОВОГО ВХОДА A0.

светодиод

Светодиод — недорогое устройство, генерирующее светится, когда через него проходит ток. Резистор используется для ограничения тока, который проходит через светодиод, поскольку он управляется одним из ЦИФРОВЫХ контакты на Arduino.У Arduino есть пример для изменения интенсивности светодиода. с использованием широтно-импульсной модуляции и функции analogWrite () .

Ток, протекающий через светодиод, \ (i_ {LED} \), определяется по формуле:

\ [i_ {LED} = {V_ {LED} — V_ {drop} \ over R1} \]

На \ (i_ {LED} \) следует подавать только 10-30 мА. Напряжение прямого падения, \ (V_ {LED} \), вероятно, составляет около 1,6 В постоянного тока. При R1 = 330 Ом и \ (V_ {LED} = 5 \) В постоянного тока (полный выход с ЦИФРОВОГО вывода), тогда \ (i_ {LED} = 10 \) мА.Мы могли бы выбрать более низкий R1, пропуская больше тока через светодиод. Попробуйте сами.

Примечание

Интенсивность света от светодиода LED1 не зависит от значения ШИМ.

подключение:	Мы подключим \ (V_ {LED} \) к ЦИФРОВОМ (pwm) каналу D11.

Полный контур

Светодиод подключен к D11, а фотоэлемент подключен к A0 на Arduino.

В качестве дополнительного датчика проследим за напряжением на светодиоде, \ (V_ {LED} \), добавив провод от D11 к A1.Вот полная принципиальная схема:

Эта схема очень простая и представляет собой небольшой макет проекта. упростит сборку.

Подсказка

светодиода — поляризованные устройства. Если вы их установите наоборот, они не будут светить. Рассмотрение как они смотрят на этот сайт: http://www.bcae1.com/led.htm

Поскольку мы хотим измерить силу света от светодиода используя фотоэлемент, имеет смысл расположить их близко друг к другу на макетной плате и согните их выводы так, чтобы они смотрят друг на друга.Вот как это может выглядеть:

Уменьшить фоновую засветку

В зависимости от условий на вашем столе фотоэлементом может быть значительным, даже если Светодиод не горит! Если вы хотите сосредоточиться только на свете светодиода, рассмотрите возможность размещения фотоэлемента и светодиод в темном месте. Сравните разницу между местами.

Подсказка

Уменьшите фоновый свет, попадающий на фотоэлемент. Поместите фотоэлемент и светодиод в темное место.

Предложений для темного места:

• Поместите Arduino и макет в коробку
• поместите Arduino и макет под темное одеяло (не закорачивайте плату , а не !)
• накройте только фотоэлемент и светодиод кожухом

• кусок термоусадочной пленки (не усаживайте!)
• внешняя изоляция от многожильного кабеля

Идея кожуха позволяет нам видеть схему по мере продвижения.Мы закроем фотоэлемент и светодиод черной трубкой. Выберите кусок термоусадочной пленки или изоляцию от кабеля. Выберите достаточно большой кусок, чтобы поместиться поверх светодиода и фотоэлемента. например диаметром 10 мм. Точный размер значения не имеет. Просто попробуйте уменьшить фоновый свет, попадающий на фотоэлемент.

Вот наш кожух с изоляцией кабеля:

Осторожно вставьте фотоэлемент и светодиод в противоположные концы кожуха.