در موقعیت‌هایی که نیاز به روشن و خاموش شدن لامپ‌ها بدون حضور فیزیکی افراد داشته باشیم، می‌توان از مدار فتوسل استفاده کرد. فتوسل یکی از پرکاربردترین قطعات در سیستم روشنایی خودکار به حساب می‌آید. این قطعه با حضور نور در محیط، به شدت واکنش می‌دهد و می‌تواند تجهیزات الکتریکی را فعال و یا غیرفعال کند.

عملکرد فتوسل در مدار

دستگاه فتوسل قابلیت تشخیص نور و مقدار آن را دارد. فتوسل‌ها در زمان برخورد شعاع نوری به صفحه‌شان ولتاژی را تولید کرده و از طریق آن می‌توانند تیغه رله‌ای خود را آزاد نموده و امکان گذر ولتاژ به بخش خروجی را قطع می‌کند. همچنین زمانیکه نوری را از محیط دریافت نکند، تیغه‌های خود را به حال قبل برگردانده و اجازه عبور جریان فراهم می‌شود. با استفاده از دستگاه پتانسیومتر می‌توان میزان حساسیت مدار تنظیم نمود تا در شدت نور خاص، عملکردهای فتوسل فعال و یا غیرفعال شود، که معمولا فتوسل‌های امروزی از یک پتانسومتر کوچک در داخل خود تشکیل شده‌اند.

اجزاء و نقشه مدار فتوسل

عکس مدار

عملکرد فتوسل در مدار به گونه‌ای است که با تغییر مقدار نور می‌تواند مقدار مقاومت را تغییر دهد. همچنین می‌تواند ولتاژ خروجی مدار را به عنوان ولتاژ ورودی به بخش‌های دیگر مدار مانند رله‌ها و میکروکنترلرها هدایت کند. با کنترل این ولتاژ، مدار می‌تواند عملکرد خاصی مانند روش و خاموش کردن چراغ، فعال کردن هشدار و یا کنترل دستگاه‌ها را داشته باشد. یک مدار فتوسل ساده شامل بخش‌های مختلفی می‌باشد که به طور کامل آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

فتوسل یا سلول نوری

حسگر اصلی مدار که نور را به تغییر مقاومت و با سیگنال همانطور که توضیح داده‌ایم، تبدیل می‌کند. نوع رایج این دستگاه فتورزیستور با فتودیود می‌باشد.

مقاومت متغییر یا ثابت

جهت تنظیم حساسیت مدار و تشکیل تقسیم ولتاژ با فتوسل به دستگاه‌هایی مانند پتانسیومتر و یا مقاومت بار نیاز داریم.

منبع تغذیه

جهت تامین انرژی لازم در مدار از منبع تغذیه‌هایی مانند منبع DC و یا باتری استفاده می‌شود.

خروجی مدار

مصرف کننده می‌تواند یک رله، LED، میکروکنترلر و یا هر دستگاه کنترلی باشد که بر اساس سیگنال فتوسل عمل می‌کند.

انواع  فتوسل

فتوسل‌ها در دو دسته سه سیمه و چهار سیمه تقسیم‌بندی می‌شوند، که هر سیم با کارکرد مختلف و با رنگ متفاوتی مشخص می‌شوند. در واقع بین فتوسل سه سیم و چهار سیم تفاوتی وجود ندارد و تنها اختلاف دیاگرام این دو دسته، وجود یک کابل نول اضافی می‌باشد. در فتئوسل، کابل مشکی مختص ورودی از منبع تغذیه به فتوسل می‌باشد. کابل سفید ( در بعضی مدل‌ها آبی) به نول شهری متصل می‌شود. کابل قرمز از طرفی به مصرف کننده و از طرف دیگر به نول شهری متصل می‌شود.

نقشه مدار فتوسل سه سیمه

همانطور که مشاهده می‌فرمایید فاز ورودی با استفاده از سیم مشکی از برق شهری وارد مدار می‌شود. همچنین با استفاده از سیم قرمز فاز خروجی را برای فتوسل و مصرف کننده مهیا می‌کنیم. زمانیکه فتوسل نور کم را تشخیص دهد این سیم برق‌دار شده و ولتاژ را به مصرف کننده ( اینجا لامپ) می‌رساند. در انتها با استفاده از سیم آبی فاز نول را برای فتوسل و مصرف کننده مهیا می‌کنیم، بطوریکه از سیم نول انشعاب گرفته و به هردو متصل می‌کنیم. توجه داشته باشید جهت سیم‌کشی این مدار حتما سیستم برق اصلی را غیر فعال کرده باشید تا دچار برق گرفتگی نشوید.

نقشه مدار فتوسل حالت 3 سیمه

نقشه مدار فتوسل چهارسیمه

از فتوسل چهار سیم معمولا جهت مواردی که مدار فرمان و مدار قدرت از یکیدیگر جدا باشند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین در مواقعی که نیاز به کنترل چند فاز یا مدار با یک سنسور را داشته باشیم می‌توان از این نوع فتوسل استفاده نمود. در تهیه نقشه این مدار سیم مشکی (L) را به فاز شبکه اصلی برق جهت تامین فاز ورودی متصل می‌کنیم. سپس یکی از سیم‌های آبی را به نول ورودی اتصال نموده. در این حالت فقط مدار سنسور و یا فتوسل فعال می‌شوند. سپس با استفاده از سیم قرمز، فتوسل را به مصرف کننده متصل کرده و فاز خروجی را تکمیل می‌کنیم. در انتها با استفاده از سیم آبی یا سفید دیگر، فاز خروجی نول را تشکلیل می‌دهیم.

نقشه مدار فتوسل حالت 4 سیمه

کاربردهای فتوسل

همانطور که اشاره نمودیم، فتوسل با تغییر نور محیط ،مقاومت مدار را تغییر می‌دهد. از این جهت می‌توان این دستگاه را نوعی مقاومت در مدار هم دانست. به طور کلی، تجهیزات ابزار دقیق از جمله فتوسل، در حوزه‌های مختلفی از جمله وسایل روزمره افراد، صنایع کوچک و بزرگ کاربرد فراوانی دارند. در ادامه به معرفی پرکاربردترین موارد استفاده از این دستگاه می‌پردازیم.

  • روشنایی معابر: بزرگترین کاربرد مدار فتوسل جهت روشنایی معابر در زمان شب بدون نیاز به دخالت انسان می‌باشد.
  • سیستم امنیتی: امکان تشخیص عبور یا ورود افراد با تغییر نور تابیده شده محیط
  • کشاورزی هوشمند: اندازه‌گیری هوشمند نور جهت رشد گیاهان داخل گلخانه‌ها
  • صنعت خودرو: روشنایی خودکار چراغ‌های جلو خودرو با توجه به شرایط نوری محیط

راه‌های ارتباطی نیک صنعت