Comutatoarele acționate de schimbările de intensitate a luminii sunt utile pentru multe aplicații și se numără printre cele mai populare circuite pentru pasionații de electronică amatori. Acestea pot fi utilizate în aplicații cum ar fi iluminatul automat pentru terase/verande, lumini automate de parcare și alarme antifurt. Modelul simplu prezentat în schema electronică din figura poate fi reglat dintr-o gamă largă de sensibilități, oferind un punct de comutare ce poate avea loc oriunde, de la lumină slabă până la lumină foarte puternică. Acest circuit este de tipul în care releul este activat dacă nivelul luminii scade sub pragul prestabilit (tipul de comutator necesar în majoritatea aplicațiilor). Cu toate acestea, va fi descrisă și o versiune alternativă în care releul este pornit dacă nivelul de lumină de prag este depășit.
Celula fotosensibilă este un tranzistor fotodarlington (Tr1), iar acesta prezintă un curent de scurgere care variază în funcție de nivelul de lumină la care este supus. Un nivel de lumină crescut oferă un curent de scurgere mai mare. Terminalul bazei este conectat pur și simplu la bara de alimentare negativă pentru a preveni sensibilitatea excesivă a fotocelulei. VR1 și R1 formează rezistența de sarcină pentru Tr1, iar această rezistență a fost făcută variabilă astfel încât sensibilitatea dispozitivului să poată fi modificată. Rezistența maximă de sarcină corespunde sensibilității maxime.
Tensiunea de ieșire a circuitului fotocelulei este trimisă la intrarea unui circuit simplu de tip trigger Schmitt, care se bazează pe o pereche de porți CMOS conectate ca inversoare. Dacă tensiunea de intrare este de aproximativ jumătate din tensiunea de alimentare sau mai mică, ieșirea circuitului trigger va scădea practic la potențialul barei de alimentare negative. Tr2 este atunci blocat și nu se furnizează o putere semnificativă către bobina releului care constituie sarcina sa din colector. Dacă nivelul de lumină primit de Tr1 este suficient de scăzut pentru a furniza o tensiune mai mare de aproximativ jumătate din tensiunea de alimentare către circuitul trigger, ieșirea acestuia din urmă trece în starea „high” (ridicată), pornind Tr2 și releul. O pereche de contacte de releu de tip adecvat este utilizată pentru a controla sarcina.
Consumul de curent de repaus al dispozitivului depinde într-o oarecare măsură de reglajul lui VR1 și de nivelul de lumină primit de Tr1. Cu toate acestea, în mod normal, acesta este de doar aproximativ 10 până la 20 µA (microamperi), deși crește până la aproximativ 1mA atunci când nivelul luminii se apropie de pragul de comutare. Consumul de curent este de aproximativ 35 până la 40mA atunci când releul este activat.
Ghid de înlocuire a componentelor (Modernizare)
Acest circuit funcționează ca un releu crepuscular clasic (aprinde lumina când se înserează). Iată cum poți înlocui piesele vechi:
1. Fotocelula Tr1 (Photodarlington transistor)
- În original: Tranzistoarele fotodarlington vechi în capsulă metalică cu fereastră de sticlă sunt greu de găsit și scumpe astăzi.
- Echivalent modern: Poți folosi o foto-rezistență standard (LDR) de uz general (cum ar fi tipul comun GL5516 / GL5528) sau un fototranzistor modern (ex. TEPT5600). Dacă folosești o foto-rezistență (LDR), circuitul va funcționa la fel de bine, însă va trebui să experimentezi puțin cu valoarea lui R1 și VR1 (de obicei un potențiometru de 10kΩ sau 50kΩ este ideal pentru reglaj).
2. Porțile CMOS (Circuitul Trigger Schmitt)
- În original: Un integrat CMOS (cel mai probabil tot un 4001 ca în proiectele anterioare, legat ca inversor).
- Echivalent modern: CD4001BE. Alternativ, pentru o performanță și mai curată la comutare fără fluctuații ale releului, poți folosi un integrat cu inversoare Trigger Schmitt integrate nativ, precum CD40106B sau porți NAND tip CD4093B (legat ca inversor).
3. Tranzistorul de forță Tr2
- În original: Tranzistor NPN pentru comanda releului.
- Echivalent modern: Clasicul BC547 sau BC337. Nu uita să montezi o diodă de protecție (precum 1N4148) în paralel cu bobina releului (cu catodul la plus), montată invers, exact ca în proiectele anterioare, chiar dacă autorul nu o menționează explicit în acest text; ea protejează tranzistorul Tr2 de vârfurile de tensiune inductivă.
