Απλός Διακόπτης Λυκόφωτος

light_operated_relay_circuit_555_2_breadboad
light_operated_relay_circuit_555_2_breadboadlight_operated_relay_circuit_555_1_breadboard


 

Ο απλός διακόπτης λυκόφωτος ενεργοποιεί έναν ηλεκτρονόμο όταν επέλθει σκοτάδι στον περιβάλλοντα χώρο. Ο ηλεκτρονόμος απενεργοποιείται όταν υπάρχει επαρκής φωτισμός. Το κύκλωμα έχει εξαιρετική σταθερότητα διότι χρησιμοποιεί την υστέρηση που παρέχει το 555 ως Schmitt trigger (συγκριτής με υστέρηση).  

Το 555 χρησιμοποιείται στο κύκλωμα ως συγκριτής με υστέρηση. Η τιμή της R1 θα πρέπει να ρυθμιστεί προσεκτικά, έτσι ώστε κάτω από κανονικές συνθήκες φωτισμού (όταν η φωτοαντίσταση φωτίζεται), η τάση στα άκρα της φωτοαντίστασης να είναι μικρότερη από Vcc/3 και η έξοδος του 555 να παραμένει σε λογικό 1. Η τιμή ρύθμισης της R1 εξαρτάται από από τα χαρακτηριστικά της φωτοαντίστασης (LDR).

Αφού γίνει η αρχική ρύθμιση της R1 όπως παραπάνω, καθώς ο φωτισμός στον περιβάλλοντα χώρο εξασθενεί (ή διακοπεί εντελώς - επέλθει σκοτάδι) η τάση στα άκρα της φωτοαντίστασης (LDR) θα αυξάνεται και κάποια στιγμή θα γίνει μεγαλύτερη από  2Vcc/3, με αποτέλεσμα η έξοδος του 555 να αλλάξει λογική κατάσταση. Τη στιγμή εκείνη θα ενεργοποιηθεί ο ηλεκτρονόμος και θα παραμείνει ενεργοποιημένος έως ότου η φωτοαντίσταση φωτιστεί και πάλι και η τάση στα άκρα της γίνει μικρότερη από Vcc/3. 

 

Το κύκλωμα του διακόπτη λυκόφωτος
Το ηλεκτρονικό κύκλωμα του διακόπτη λυκόφωτος

Ο ηλεκτρονόμος ενεργοποιείται ή απενεργοποιείται όταν η τάση στα άκρα της φωτοαντίστασης γίνει μεγαλύτερη από 2Vcc/3 ή μικρότερη από Vcc/3, αντίστοιχα. Υπάρχει μία διαφορά τάσης ίση με Vcc/3 μεταξύ των δύο ορίων και αυτή η διαφορά προκαλεί μία υστέρηση που αποτρέπει ενδεχόμενη αναπήδηση του διακόπτη. Ωστόσο, η υστέρηση ταυτόχρονα περιορίζει κάπως την ευαισσθησία του κυκλώματος. Γι αυτό το λόγο χρησιμοποιούμε την αντίσταση R2, προκειμένου να περιορίσουμε την υστέρηση. Η τιμή της R2 θα πρέπει να είναι ίση περίπου με το μισό της αντίστασης που παρουσιάζει η φωτοαντίσταση όταν φωτίζεται. 

Ο ηλεκτρονόμος θα πρέπει να είναι τύπου DC και θα πρέπει να καταναλώνει το πολύ έως 200mA όταν οπλίζει. Η ονομαστική τάση λειτουργίας του πηνίου του ηλεκτρονόμου θα πρέπει να είναι ίση με την τάση τροφοδοσίας του κυκλώματος.

Ο ηλεκτρονόμος είναι ένα επαγωγικό φορτίο, επομένως παράγεται υπέρταση λόγω αυτεπαγωγής όταν διακόπτεται και αποκαθίσταται απότομα το ρεύμα στο πηνίο του. Η υπέρταση (ανάστροφη τάση λόγω αυτεπαγωγής) θα μπορούσε να καταστρέψει την έξοδο του 555. Γι αυτό χρησιμοποιούμε την D1 για προστασία. Η D1 υπό κανονικές συνθήκες είναι πολωμένη ανάστροφα και δεν άγει. Πολώνεται όμως ορθά από την παραγόμενη υπέρταση και απορροφά το ανάστροφο ρεύμα μη αφήνοντάς το να καταστρέψει το 555.