Фотодатчици. Датчици за светлина. Фотоелектрически ключове.

Принцип на действие на фотодатчиците

Фотодатчиците, наричани още фоточувствителни ключове служат за автоматично включване на външно осветление при намалена осветеност на околната среда. Те могат да бъдат интегрирани в самото осветително тяло или да бъдат разположени в близост до него. Основен техен компонент е фотосензора, реагиращ на светлина. Често тези фотоелектрически превключватели се използват за контрол и включване на уличното осветление в градовете или осветяването на:

• паркове;
• пристанища;
• гари;
• общите части на летища;
• казарми;
• складови площи;
• фасади на еднофамилни домове и вили;
• автоматично включване осветлението на витрини и др.

Това устройство може да работи без намесата на човека и това е основното му предимство. Не се влияе от лятно и зимно часово време, има много ниска собствена консумация и при по-сложните модели може да се настрои чувствителността му, посредством потенциометър, има разновидности и с външен датчик,

Фотореле с външен фотодатчик

свързан със самия превключвател с кабел, което позволява монтажа на ключа в елтаблото, а не навън, при неблагоприятни атмосферни условия. Съществуват фотоелектрически ключове произведени за 12 волта постоянно напрежение и такива за 220 волта променливо напрежение. Обикновено долния праг на включване на нерегулируемите фоточувствителни ключове е 30lx, а горния праг на изключване на осветителните тела, свързани към тях – 150lx.

Нерегулируем фоточувствителен ключ

Особености при монтаж на фотодатчици

При монтаж на фотоелектическите ключове се допуска една елементарна грешка, водеща до неправилна работа на устройството и влизането му в цикличен режим на включване и изключване. Става въпрос за следното: ако поставите фоточувствителния ключ, така че фотосензора да попада в обсега на осветяване на осветителното тяло, което датчика за светлина включва, то той разбира си превишава горния праг, при който се изключва и съответно изключва лампите, след това фотосензора попада отново на тъмно, преминава долния праг на задействане и отново включва лампите. След това процеса се повтаря и фотодатчика изключва отново осветлението. За да се избегне това, трябва да се прецени много внимателно местоположението на монтаж на фотоелектрическия ключ.

Добре е да се избира мястото на светлочувствителния датчик през тъмната част на денонощието, при включено осветление. Така ще се вземе в предвид и разсеяната светлина идваща и от други светлинни източници, несвързани с осветителната система комутирана от фотоключа, например от прозорци на съседни сгради и др. Ако подходящото място за датчика е такова, че има паразитно осветяване от едната му страна, може от тази страна светлочувствителната повърхност да се боядиса в черно, за да се изолира чувствителността му именно от тази страна. Ако, в крайна сметка, сензора не задейства на избраното място, при включено по обичайния начин осветление, странични паразитни светлини и т.н., значи мястото е избрано правилно. Разбира се, самия монтаж може да се извършва по светло, след като мястото вече е избрано.

Хубавото на този вид уреди е, че дори най-елементарния и евтин вид е достатъчен за създаване на една интелигентна система за управление на осветлението на вашия двор или около вашия склад. Нека разгледаме например един обикновен нерегулируем фотоелектрически ключ. На цена само от 7.50лв с ДДС вие получавате светлиннозависим превключвател, с който можете да автоматизирате външното си осветление. Ако мощността на ключа е недостатъчна, можете да включите уреда към оперативната верига на контактор, а товара (осветителните тела) – към силовата му верига.

Устройства използващи фотодатчици

Фотодатчиците се използват в най-различни устройства с най-разнообразни приложения. Фотодатчици може да се открият в:

• принтери;
• скенери;
• копирни машини;
• CD плеъри;
• DVD плеъри;
• видеокамери;
• дори в компютърната мишка,

както и в различни радиолюбителски конструкции. В болшинството от всички тези случаи става въпрос за фотопрекъсвачи, реагиращи на прекъсване на лъч светлина или инфрачервен лъч, при преминаване на предмет през него, или промяна на интензивността на лъч.

Други фотоелементи

Фоторезистор. Конструктивно фоторезисторът представлява метален корпус със стъклен прозорец, през който се вижда сива плочка със зигзагообразна пътечка. По-съвременните модели са с пластмасов корпус. Бързодействието на фоторезисторите не е голямо, затова те могат да се използват само при ниски честоти, което силно ограничава тяхната употреба. За да се провери изправността на един фоторезистор е достатъчно да се използва мултицет. При липса на светлина, т.н. тъмно съпротивление, трябва да е голямо, от порядъка на 20-30 MOhm. Когато осветим фоторезистора, съпротивлението му спада до няколко kOhm.

Светлочувствителни резистори

Фотодиоди. Те ммного приличат на конвенционален изправителен диод, ако не е способността им да реагират на светлина. Ако тестваме изправността на фотодиода с мултицет, при липса на светлина, резултатите ще са както при измерването на обикновен диод: в права посока уредът ще отчете малко съпротивление, а в обратна – голямо. Счита се, че диодът е свързан в обратна посока, когато ток през него практически не тече, но ако в този момент включим светлина, съпротивлението рязко спада. Този режим на работа на фотодиода се нарича фотодиоден режим.

Във фотодиода има също така фотогалванически режим на работа, при който при попадане на пряка светлина върху него, генерира слабо напрежение, като слънчева батерия, което ако се усили, може да се използва като полезен сигнал, но все пак най-често фотодиода се използва във фотодиоден режим. Стария вид фотодиоди представляваха метален цилиндър с два извода и стъклена леща отгоре. Съвременните фотодиоди имат тяло изработено от прозрачна пластмаса и на вид много приличат на светодиодите (LED).

Фотодиод

Фототранзистори. На външен вид са почти неотличими от фотодиодите – същия цилиндър от прозрачна пластмаса или цилиндър с леща отгоре, и два извода отдолу: емитер и колектор. Базата, като извод, при фототранзистора не е необходим, защото за него светлината играе ролята на база. Въпреки това, обаче, някои фототранзистори все пак имат база, което позволява да бъдат управлявани, освен чрез светлинен поток и електрически. Това може да се види в някои транзистори оптрони.

Фоторезисторите могат да се проверят за изправност също с мултицет, дори да са без база. Когато се настрои мултицетът да измерва съпротивления, съпротивлението между колектора и емитера, трябва да е голямо при затъмнен фототранзистор. Когато на лещата попадне достатъчно светлина като интензивност и ширина на спектъра – омметъра трябва да покаже малко съпротивление, разбира се ако полярността е спазена. По същество такова поведение на фототранзистора, много наподобява поведението на обикновения транзистор, с тази разлика, че при фототранзистора управляващият сигнал е светлинен, а не електрически. Заслужава да се отбележи още, че освен интензивността на светлината немалка роля играе и нейния спектър.

Фототранзистор