Особенность автоматического сумеречного выключателя в том, что можно в очень широких пределах и независимо друг от друга устанавливать пороги освещенности, при которых происходит включение и выключение светильника. Но и это не все, - измерять освещенность при которой происходит включение и выключение можно не в одной точке, как это бывает обычно, а в разных точках пространства (и даже в разных помещениях).


А достигается это тем, что в автомате есть не один, а два датчика света, один из которых включает светильник, а другой его выключает.

Как работает выключатель освещения

Принципиальная схема на рисунке 1. F1 и F2 - это датчики света. Они сделаны из фотоприемников - датчиков от шариковой компьютерной мыши.
При увеличении освещения сопротивление датчиков уменьшаются. Датчик F1 управляет выключением света (при условии, что S3 находится в показанном на схеме положении), F2 - включением Чувствительность (световой порог срабатывания) устанавливается переменными резисторами R1 и R2 раздельно для каждого из датчиков.

Датчики могут быть как расположены в одном месте (вариант установки на плате, которой смонтировано все устройство), так и разнесены и соединены с платой экранированными кабелями. В этом случае, моменты включения и выключения можно контролировать в разных точках. Например, уровень света, при котором нужно включать искусственное освещение можно измерять непосредственно в том, месте которое будет освещено искусственным источником после того как он будет включен.

То есть, фотодатчик включения света может быть освещен включаемым светильником, по тому, что этот датчик управляет только включением света и не может выключить свет, даже если после включения светильника его освещенность увеличилась. Это очень удобно с точки зрения расположения датчиков, поскольку исключается влияние на датчик источника света, которым автомат управляет.

Это же касается и датчика выключения света, так как он может определять уровень освещенности, когда искусственный источник света нужно выключить, даже с учетом засветки, создаваемой этим источником света. Датчик выключения только выключает свет, поэтому, даже если после выключения светильника станет темнее, ниже порога выключения, это не повлияет на работу устройства.

Свет останется выключенным до тех пор, пока не сработает датчик включения света. Алгоритм работы задан простой логикой RS-триггера, выполненного на микросхеме D1, который заключается в устойчивости состояний триггера.

И так, датчик F2 управляет включением света (при положении S3, показанном на схеме).
Пока естественная освещенность достаточна, сопротивление F2 значительно выше сопротивления R2 и на входах D1.1 есть напряжение логической единицы, а на его выходе, -логический ноль. При снижении освещения сопротивление F2 растет и это приводит к уменьшению напряжения на входах D1.1.

В определенный момент это напряжение становится ниже порогового значения и воспринимается элементом D1.1 как логический ноль На его выходе возникает единица, которая переключает триггер на элементах D1.2 и D1.3 в состояние с логической единицей на выходе элемента D1.2. Ключ VT1 открывается и включает реле К1, а то, в свою очередь, включает своими контактами светильник.

В момент включения светильника уровень освещенности F2 может увеличиться (за счет попадания на него света от светильника) и на выходе D1.1 единица сменится на ноль. Но это не изменит состояния триггера.

Выключением света управляет датчик F1. Утром, на рассвете, солнечная освещенность увеличивается и уровень естественного освещения (или суммарного, в зависимости от того попадает свет от светильника на F1 или нет) датчика F1 возрастает. Его сопротивление уменьшается и напряжение на выводе 1 D1.2 начинает расти.

Достигнув порога логической единицы, это напряжение переключает триггер в противоположное состояние и ключ VT1 выключает реле, которое, в свою очередь, выключает светильник. Даже если после выключения светильника уровень освещения F1 снизится ниже порогового значения, это не приведет к включению света, поскольку триггер установился в устойчивое состояние. Ситуацию может изменить (включить свет) только уменьшение освещенности F2 ниже его порогового значения.

Для ручного управления светом служат кнопки S1 и S2. Переключатель S3 служит для выбора варианта, - «включение» или «выключение». Если его перевести в противоположное показанному на схеме положение, то при снижении освещенности нагрузка будет не включаться, а выключаться. Это может пригодиться для управления какими-то другими приборами.

Питается автомат от сетевого адаптера с выходным напряжением 9-10V (от телевизионной игровой приставки), для его подключения установлен соответствующий разъем.

С целью устранения сбоев в работе автомата из-за кратковременных отключений электроэнергии в его схеме есть своеобразный резервный источник питания, состоящий из конденсатора С3 большой емкости и диода VD1, предотвращающего разряд этого конденсатора через цепи реле и светодиода во время отключения электроэнергии.

Запаса энергии в конденсаторе емкостью 2200 мкФ хватает на одну-две минуты работы логической схемы без сетевого источника.
Светодиод HL1 служит индикатором включения в сеть. Выключателя питания нет, -если нужно выключить автомат можно отключить сетевой адаптер.

Печатная плата автомата выключателя
Напряжение питания схемы около 9V, но обмотка реле рассчитана на 5 V, поэтому, последовательно с ней включен резистор R9 гасящий избыток напряжения и одновременно снижающий воздействие тока самоиндукции обмотки реле на транзистор.

Схема автомата смонтирована на печатной плате с односторонним расположением проводников Перемычек нет. Резисторы R1 и R2 расположены за пределами платы. Кнопки и переключатель миниатюрные, распаяны прямо на плате (конечно, возможна установка их и за пределами платы, с соединением с платой монтажными проводниками).

Фотодатчики могут быть расположены как на плате, так и за её пределами. Во втором случае соединение желательно выполнить экранированными проводниками.

Фотодатчики - от старой компьютерной мыши (с шариком). Они черного цвета с тремя выводами, по форме корпуса похожи на транзисторы КТ315. Выступ на корпусе со стороны нечувствительной к свету При монтаже на плату этот выступ обращен к деталям, а поверхность без выступа - к краю платы. Третий вывод оставлен свободным.