Κύκλωμα φωτοδιακόπτη

Κύκλωμα Φωτοδιακόπτη
Κύκλωμα ΦωτοδιακόπτηΑπλός Φωτοδιακόπτης



Εδώ παρουσιάζουμε ένα κύκλωμα φωτοδιακόπτη.
 Ο διακόπτης δομείται από έναν ηλεκτρονόμο (ρελέ) που ενεργοποιείται και απενεργοποιείται αυτόματα στο σκοτάδι και στο φως, αντίστοιχα. Το κύκλωμα ελέγχου του ρελέ είναι αρκετά απλό και αποτελείται μόνο από 14 εξαρτήματα. Η λειτουργία του φωτοδιακόπτη στηρίζεται σε μία φωτοαντίσταση (LDR - Light Dependent Resistor) που χρησιμοποιείται σε ρόλο αισθητήρα φωτός. Τα κυριότερα εξαρτήματα του κυκλώματος, πλην της φωτοαντίστασης και του ηλεκτρονόμου, είναι δύο τρανζίστορ γενικής χρήσης τύπου BC547. Έχουμε επίσης συμπεριλάβει στο κύκλωμα ένα ποτενσιόμετρο για τη ρύθμιση της ευαισθησίας του φωτοδιακόπτη..

Ο ηλεκτρονόμος ενεργοποιείται στο σκοτάδι και το κύκλωμα θα πρέπει να τροφοδοτηθεί από μία τάση στα όρια 5 με 12V. Η τάση τροφοδοσίας εξαρτάται από την ονομαστική τάση λειτουργίας του πηνίου του ρελέ.

Η φωτοαντίσταση που χρησιμοποιούμε παρουσιάζει αντίσταση γύρω στα 100-600 Ω όταν εκτίθεται στο φως και περισσότερο από 10KΩ στο σκοτάδι. Το κύκλωμα μπορεί να τροφοδοτήσει ένα οποιοδήποτε ρελέ που απαιτεί μέγιστο ρεύμα έως και 50mA. Έχουμε συμπεριλάβει και ένα ενδεικτικό LED που ανάβει όταν ο ηλεκτρονόμος είναι ενεργοποιημένος. Όσον αφορά το LED, χρειάζεται κάποια προσοχή έτσι ώστε αυτό να μην τοποθετηθεί κοντά στην φωτοαντίσταση διότι τότε θα έχουμε θετική οπτική ανάδραση και έναρξη ταλαντώσεων. 

Simple Light Controlled Switch

Αρχή λειτουργίας

Η φωτοαντίσταση R5 και η αντίσταση R6 συνθέτουν ένα διαιρέτη τάσης που παράγει μία τάση εξόδου που είναι κλάσμα της τάσης τροφοδοσίας. Η τάση εξόδου του διαιρέτη τάσης εμφανίζεται στα άκρα της R6,  εξαρτάται από την τιμή της R5 και αυξάνεται αυξανομένης της έντασης του προσπίπτοντος φωτός. 

Στο φως

Η τάση στα άκρα της R6 παραμένει σχετικά υψηλή όταν η φωτοαντίσταση εκτίθεται στο φως και φορτίζει τον πυκνωτή C1 μέσω της αντίστασης R4. Όταν η τάση στα άκρα του C1 υπερβεί τα 0.7V περίπου, τότε το τρανζίστορ Q1 οδηγείται στον κόρο και η τάση στο συλλέκτη του σχεδόν μηδενίζεται. Έτσι, το Q2 οδηγείται στην αποκοπή (επειδή δεν υπάρχει αρκετή τάση στη βάση του) και το ρεύμα στο πηνίο του ηλεκτρονόμου μηδενίζεται. Ο ηλεκτρονόμος παραμένει απενεργοποιημένος καθόσον το Q2 βρίσκεται στην αποκοπή. 

Στο σκοτάδι

Στο σκοτάδι, η πτώση τάσης στα άκρα της R6 παραμένει σε πολύ χαμηλή στάθμη και το Q1 οδηγείται στην αποκοπή. Τότε, η R3 δεν διαρρέεται από ρεύμα και η τάση στο συλλέκτη του Q1 γίνεται αρκετά μεγάλη και οδηγεί το Q2 στον κόρο. Το "κορεσμένο" Q2 ενεργοποιεί το ρελέ και ανάβει το LED.  Καθόσον η φωτοαντίσταση βρίσκεται στο σκοτάδι, ο ηλεκτρονόμος και το LED παραμένουν ενεργοποιημένα.

Ο πυκνωτής C1 σε συνδυασμό με την R4 συνθέτουν έναν ολοκληρωτή προκειμένου να προκαλείται καθυστέρηση στην απόκριση του κυκλώματος έτσι ώστε αυτό να μην επηρεάζεται από στιγμιαίες αναλαμπές και να αποφεύγονται οι "αναπηδήσεις".