Politechnika Opolska

Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki

Instytut Układów Elektromechanicznych i Elektroniki Przemysłowej

Projekt Elektronika i energoelektronika II

Studia stacjonarne pierwszego stopnia

Elektrotechnika III

Projekt wyłącznika zmierzchowego

Prowadzący: ---------------		Pracę wykonał: -------------- nr albumu:-------------

Opole, Styczeń 2015

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zaprojektowanie automatycznego wyłącznika zmierzchowego.
Zapoznanie się z podstawowym i najprostszym sposobem pomiaru oświetlenia i zamiany go
na parametry elektryczne. Wykonano również projekt płytki w programie Eagle.

2. Opis układu
Jest to bardzo prosty układ wyłącznika zmierzchowego. W momencie gdy zrobi się ciemno, wzrasta oporność fotorezystora. W konsekwencji tranzystor T2 przestaje przewodzić, a tranzystor T1 zostaje włączony i przekaźnik RL1 zwiera styki. Spadek napięcia na rezystorze R3 określa histerezę włącznika. Kondensator C1 chroni układ przed krótkotrwałymi zmianami oświetlenia wywoływanymi na przykład przez reflektory przejeżdżających samochodów. Oporność fotorezystora w świetle dziennym wynosi kilkaset omów, a po zmroku wzrasta do kilkudziesięciu kiloomów. Za pomocą potencjometru PR1 regulujemy próg zadziałania układu włącznika.

3. Właściwości

a) Czujnik światła: fotorezystor
b) Układ z histerezą
c) Płynna regulacja czułości zadziałania
d) Element załączający oświetlenie - przekaźnik
e) Maksymalne obciążenie styków przekaźnika: 10A
f) Maksymalne napięcie na stykach przekaźnika: 250 VAC / 30 VDC
g) Zasilanie 12VDC

4. Wykaz zastosowanych elementów

a) Rezystory: 4,7kΩ, 3,3kΩ, 33Ω
b) Potencjometr: 5kΩ
c) Kondensatory: 2x10µF
d) Fotorezystor: CDS8003
e) Tranzystory: CT-BC5488
f) Dioda prostownicza: 1N4148
g) Przekaźnik: HF-118F 12VDC

5. Schemat układu

6. Symulacja przed kolektorem tranzystora

7. Program Eagle

a) Schemat układu

b) Projekt płytki PCB

8. Zdjęcie zlutowanego układu

9. Ważniejsze parametry elementów z datasheet

a) Dioda prostownicza: 1N4148:
- Hermetyczna obudowa szklana SOD27 (DO-35)
- Szybkość przełączania: max 4 ns
- Napięcie po stronie blokowania: max 100 V
- Szczytowe napięcie wsteczne: max 100 V
- Maksymalny prąd: 450mA
- Zależność przepływającego prądu od temperatury

b) Fotorezystor: CDS8003
- Napięcie maksymalne: 100VDC
- Moc maksymalna : 90mW
- Temperatura pracy: -30~+70*C
- Widmo światła: 540nm
- Zakres rezystancji: 5-10MΩ

c) Tranzystory: CT-BC5488

- Napięcie kolektor-baza: 30V
- Napięcie kolektor-emiter: 30V
- Napięcie emiter-baza: 5V
- Prąd tranzystora: 500mA
- Temperatura pracy: -55~150*C

d) Przekaźnik: HF-118F 12VDC
- Maksymalny prąd przekaźnika: 10A
- Pobór prądu: 220-290mW
- Napięcie znamionowe:12V
- Maksymalne napięcie przełączania: 440VAC/125VDC
- Temperatura pracy: -40~85*C
- Czas przełączania: 5-10ms
- Prędkość styków: NC: 49m/s² NO:98m/s²
- Żywotność przekaźnika w zależności od obciążenia


-Maksymalny prąd w zależności od napięcia

10. Wnioski

Ideą włącznika zmierzchowego jest to aby reagował on na zmianę oświetlenia a właściwie nasłonecznienia ponieważ montowane są one w większości przypadków na zewnątrz budynków.
Wartości elementów zostały dobrane eksperymentalnie przy czym bazą do doboru był fotorezystor. Celem jaki należało osiągnąć to uzyskanie napięcia 12V na kolektorze tranzystora od pewnej rezystancji fotorezystora.
Analizując przeprowadzoną symulację można stwierdzić, że owy eksperymentalny dobór powiódł się i układ działa tak jak powinien.
Układ scalony jest zasilany napięciem 12VDC.