Устройство фотосторожа с фотоэлементом, схема, чертеж датчика


Книги по ремонту автомобилей в электронном виде

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.


Книги по ремонту автомобилей в электронном виде