В простом ночном светильнике для обнаружения сумерек используется фоторезистор

Уличное, аварийное и охранное освещение должно автоматически включаться с наступлением темноты. Схема управления основана на сопротивлении фоторезистора, которое изменяется в зависимости от интенсивности падающего света. Сопротивление фоторезистора, составляющее несколько мегаом в темноте, уменьшается до нескольких сотен ом при ярком свете (Рисунок 1). Это свойство позволяет схеме отличать одну лампочку от двух, прямой солнечный свет от полной темноты, а также все промежуточные уровни освещенности.

Рисунок 1.	Сопротивление фоторезистора резко падает при освещении.

Фоторезистор можно использовать в схеме, которая обнаруживает темноту и включает светодиод (Рисунок 2). В схеме используется высоковольтный пороговый детектор, имеющий токовый выход и работающий как компаратор. Фоторезистор и потенциометр R₃ образуют одно плечо моста Витстона. Другое плечо образовано постоянными резисторами R₁ и R₂. Схема может работать от батареи напряжением от 5 до 65 В, поскольку возбуждение моста происходит от встроенного в микросхему последовательного стабилизатора, выходное напряжение 2.4 В которого привязано к напряжению питания. Микросхема поддерживает на выходе V_REG стабилизированное напряжение на 2.4 В более низкое, чем входное. Резисторы R₁ и R₂ задают фиксированное опорное напряжение на неинвертирующем входе внутреннего компаратора микросхемы A₁. Фоторезистор и резистор R₃ формируют переменное напряжение на инвертирующем входе. При снижении уровня освещенности напряжение на инвертирующем входе падает ниже опорного напряжения до тех пор, пока не сработает компаратор, активируя реле и светодиод. Общее напряжение на резисторах всегда равно 2.4 В. Сопротивления этих резисторов выбирают в зависимости от желаемого порогового напряжения, используя формулу

где V_TH – пороговое напряжение, LDR – сопротивление фоторезистора.

Рисунок 2.	Эта схема ночника включается при снижении освещенности фоторезистора.

Можно поменять местами фоторезистор и потенциометр R₃, чтобы включать реле, когда освещенность превысит заданный уровень. С помощью потенциометра можно настроить включение реле на любой уровень света, что делает его идеальным датчиком освещенности. Когда напряжение на инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем, выходной ток микросхемы не превышает 100 нА. Выходной ток возрастает до 1 мА, если напряжение на неинвертирующем входе больше напряжения на инвертирующем входе. Этот ток идет в привязанный к земле резистор, создавая сигнал логического уровня на выходе D_OUT. Логический сигнал буферизуется n-p-n транзистором, который управляет релейным переключателем S₁.

Для удержания якоря на месте после отключения тока возбуждения следует использовать реле с блокировкой, в котором используются постоянные магниты.

При включении светодиода сопротивление фоторезистора может резко уменьшиться, и компаратор переключится, снизив выходной ток до наноампер, в то время как реле с блокировкой будет поддерживать свет включенным.

Материалы по теме

1. Datasheet Analog Devices AD8214