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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Dämmerungsschalter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Beleuchtung Das Gerät ermöglicht das automatische Ein- und Ausschalten einer leistungsstarken Last (bis zu 6 A, aus einem 220-V-Netz) abhängig von der Beleuchtung des lichtempfindlichen Elements. Das Gerät verfügt über eine Ein-/Ausschaltschwelleneinstellung. Geringe Größe und Gewicht, hohe Zuverlässigkeit und einfache Herstellung machen den Dämmerungsschalter äußerst effektiv, um die Steuerung Ihrer elektrischen Geräte zu automatisieren und Energie zu sparen. Darüber hinaus stört das Gerät nicht das Stromnetz. Sie können ein solches Gerät aus dem MASTER KIT NK005 zusammenbauen. Auf der Straße, im Landhaus oder in einer Stadtwohnung ist es oft notwendig, Elektrogeräte tageszeitabhängig (also von der Lichtausleuchtung des Objekts) zu steuern. Wie praktisch ist es, wenn mit Einbruch der Dämmerung die Glühbirne zur Beleuchtung der Straße, des vorderen oder dunklen Treppenhauses des Eingangs automatisch angeht und morgens wieder ausgeht; Auf dem Land schaltet sich das Heizelement in Ihrer Dusche ein oder die Pumpe startet und speichert Wasser für die morgendliche Bewässerung. Neben der Automatisierung von Schaltvorgängen ist auch an die Möglichkeit erheblicher Energieeinsparungen bei einer solchen zeitlichen Aufteilung des Betriebs von Elektrogeräten zu denken. Alle diese Funktionen lassen sich einem lichtempfindlichen Last-Ein-/Ausschalter, dem sogenannten Dämmerungsschalter, zuordnen. Technische Eigenschaften
Solche Geräte sind weit verbreitet. Es gibt mehr als ein Dutzend verschiedene Schaltungslösungen, sowohl einfachste als auch sehr komplexe mikroprozessorgesteuerte Systeme. Daher hatten die Entwickler von MASTER KIT die Aufgabe, das einfachste, modernste (im Verhältnis zur Elementbasis), preiswerteste, kleinste, aber gleichzeitig attraktivste Gerät mit den attraktivsten Verbrauchereigenschaften und der größten Zuverlässigkeit zu entwickeln. Beschreibung des Moduls Schematische Darstellung des Dämmerungsschalters ist in Abb. 1 dargestellt.
Der Dämmerungsschalter besteht aus einem VD1-Fotodetektor (eine Fotodiode in umgekehrter Verbindung ist ein Analogon eines Fotowiderstands), einem Schmitt-Trigger, einem Transistorschalter, einem elektromagnetischen Relais und einer Stromquelle. Der Schmitt-Trigger erfolgt am Operationsverstärker DA1, abgedeckt durch positive Rückkopplung über den Widerstand R6. Der nichtinvertierende Eingang DA1 ist über den Widerstand R5 mit dem Motor des variablen Widerstands R2 verbunden, der zur Einstellung der Schaltschwelle dient. Die Ausgangsspannung des Schmitt-Triggers über den Widerstand R7 steuert den Betrieb des elektronischen Schlüssels, der am Transistor VT1 erfolgt. Im Kollektorkreis VT1 ist über den parallel geschalteten Widerstand R9 und den Kondensator C2 die Wicklung des elektromagnetischen Relais K1 angeschlossen, dessen Kontaktgruppe K1.1 schließt / öffnet (abhängig von den Lastanschlusspunkten, nämlich Punkte 5- 6 für Kurzschluss, 5-7 für Öffnen des Relais) der Stromversorgungskreis der über den XS2-Stecker angeschlossenen Last. Wenn der elektronische Schlüssel VT1 geschlossen ist, erzeugt der Kondensator C2, der sich über die Wicklung des Relais K1 auflädt, einen Stromimpuls, der ausreicht, um den Anker dieses Relais anzuziehen. Nachdem der Kondensator aufgeladen ist, wird der Anker des Relais durch den geringeren Stromfluss durch den Widerstand R9 gehalten, was das Gerät hinsichtlich des Stromverbrauchs sparsamer macht. Die Diode VD1 schützt den Transistor VT2 vor einem Impulsausfall beim Starten des Relais K1. Das Netzteil des Dämmerungsschalters besteht aus einem Widerstand R10, einer Zenerdiode VD2 mit einer Stabilisierungsspannung von 24 V, einem Kondensator C3 und einer Diodenbrücke VD3. Die Diodenbrücke erhält über den Löschwiderstand R11 und den parallel geschalteten Kondensator C4 eine Netzspannung von 220 V (Stecker XS2). Wenn die Stromversorgung zum Gerät unterbrochen wird, wird der Kondensator C4 über den Widerstand R11 entladen, wodurch die Gefahr eines Stromschlags verringert wird. Wenn eine Last mit einem Verbrauchsstrom von mehr als 6 A geschaltet werden muss, kann das Relais K1 durch ein stromstärkeres (mit ähnlichen Parametern zum Schließen der Primärwicklung) ersetzt oder das Relais K1 zum Einschalten eines anderen verwendet werden , leistungsstärkeres Relais. Viele werden sich fragen: „Warum wurde als Schaltelement ein elektromagnetisches Relais gewählt? Könnte man doch guten Gewissens einen Thyristor einsetzen?“ Die Antwort auf diese Frage ist äußerst offensichtlich. Erstens ermöglicht das Relais eine absolute elektrische Trennung der Lichtmaschine und der geschalteten Geräte. Zweitens beträgt der Spannungsabfall an ihm im offenen Zustand etwa 2 V, was bei einem Strom von 6 A einer Verlustleistung von 12 W entspricht, da es sich beim Thyristor um eine mehrschichtige Halbleiterstruktur handelt. Und jetzt können Sie die Abmessungen des elektromagnetischen Relais und des Thyristors mit einem Kühler vergleichen. Durch den Einsatz moderner Feldeffekttransistoren mit geringem Drain-Source-Widerstand im offenen Zustand anstelle eines Thyristors ist eine deutliche Reduzierung der Verlustleistung möglich. In diesem Fall haben wir die minimale Verlustleistung, jedoch keine galvanische Trennung des Dämmerungsschalters und der geschalteten Geräte. Aufmerksamkeit! Da dieses Gerät über ein transformatorloses Netzteil verfügt, ist das Berühren offener stromführender Teile der Platine lebensgefährlich. Design Das Aussehen des Dämmerungsschalters ist auf dem Foto zu sehen, die Leiterplatte in Abb. 2 (im Maßstab 2:1), die Anordnung der Elemente in Abb. 3.
Konstruktiv ist der Dämmerungsschalter auf einer Leiterplatte aus Folienfiberglas gefertigt. Zur Befestigung der Platine sind Befestigungslöcher für 2,5 mm Schrauben vorgesehen. Das Design des Geräts ermöglicht die Montage des Geräts im BOX-G025-Gehäuse unter Klemmung der Platinenkanten mit Schrauben. Um den Anschluss von Versorgungsspannung, Last und Fotodiode zu erleichtern, verfügt die Platine über reservierte Plätze für Schraubklemmen (gepaart – Punkte X1 und X2, X3 und X4; dreifach – Punkte X5, X6, X7). Aufmerksamkeit! Da das Gerät nicht galvanisch vom Wechselstromnetz getrennt ist, muss der Dämmerungsschalter sorgfältig gegen Feuchtigkeit und einen möglichen Kontakt mit stromführenden Leitern isoliert werden. Aufgrund der fehlenden galvanischen Trennung vom Wechselspannungsnetz empfiehlt es sich, im Inneren des Gehäuses der Lichtmaschine eine Fotodiode zu installieren, die das Gerät elektrisch sicherer macht. Ein korrekt montierter Dämmerungsschalter erfordert keine Anpassung. Überprüfen Sie jedoch vor der ersten Verwendung, ob die Installation korrekt ist. Aufmerksamkeit! Überprüfen Sie besonders sorgfältig die korrekte Installation von Transistor, Mikroschaltung, Diode, Zenerdiode, Diodenbrücke und Elektrolytkondensatoren. Abschluss MASTER KIT bereitet die Veröffentlichung einer neuen Version des NK005-Kits vor, das aus einer Leiterplatte, einem BOX-G025-Gehäuse, allen erforderlichen Komponenten sowie einem Montage- und Konfigurationshandbuch besteht. Weitere Informationen erhalten Sie auf der Website masterkit.ru Autor: G. Ganichev, Moskau.
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