4.11 Автомат уличного освещения

Схема автомата, позволяющего автоматически включать вечером и выключать утром уличное освещение, представлена на рис. 91. Датчиком освещенности является фоторезистор R4. Когда он затемнен, его сопротивление велико (несколько мегаом), на входах логического элемента DD1.1 - напряжение высокого уровня, такое же напряжение на выходе элемента DD1.2. Транзистор VT1 и тринистор VS1 открыты, и уличные осветители EL1 включены.

При наступлении рассвета сопротивление фотодатчика R4 уменьшается, логические элементы DD1.1 и DD1.2 переключаются в противоположные состояния, транзистор VT1 и тринистор VS1 закрываются и фонари на улице гаснут.

На логических элементах DD1.1, DD1.2 и резисторах R2, R3 выполнен триггер Шмитта. Это устройство, как и обычный (счетный) триггер, обладает двумя устойчивыми состояниями. Но в отличие от счетного триггера, состояние которого изменяется после прихода очередного импульса на вход, триггер Шмитта переключается при изменении уровня входного напряжения. Можно так подобрать резисторы R2 и R3, что пороги переключения при увеличении входного напряжения и при его уменьшении не будут равны между собой. Например, для нашего триггера при увеличении входного напряжения порог переключения может составлять 3 В, а при уменьшении напряжения 2 В. Разность порогов переключения называют гистерезисом триггера. Гистерезис тем больше, чем больше отношение R2/R3.

Если в автомате не использовать триггер Шмитта (т. е. резистор R3 исключить, а R2 замкнуть накоротко), то при изменении освещенности может наблюдаться мерцание осветительных ламп, при этом на выходе элемента DD1.2 будет напряжение, находящееся между напряжениями низкого и высокого уровней. В триггере Шмитта такого быть не может, поскольку обратная связь через

резистор R3 с выхода элемента DDL2 на вход элемента DD1.1 ускорит процесс переключения, сделает его лавинообразным. Такую обратную связь называют положительной. Работа триггера Шмитта уже рассматривалась при описании реле времени и регулятора мощности (см. рис. 52 и 72) для формирования прямоугольных импульсов из синусоидального сигнала.

В качестве датчика освещенности можно использовать фоторезисторы ФС-К (с любыми цифрами), а также фотодиоды ФД-1. ФД-2, ФД-3 (подключают катодом к резисторам R1, R2).

Фотодатчик следует располагать в таком месте, куда не попадает прямой свет фонарей EL1, иначе автомат будет работать неустойчиво. Резистором R1 можно изменять уровень освещенности, при которой включаются и выключаются осветители. Разницу в порогах включения и выключения осветительных ламп можно изменять подбором резистора R2.

Максимальная мощность осветительных ламп определяется типами тринистора VS1 и диодов VD2-VD5. В данном случае она составляет 2 кВт. Тринистор и диоды устанавливают на радиаторы.