فتوسل چیست؟
امروزه برای بهبود زندگی بشر وسایل و ابزار آلات گوناگونی اختراع شده است تا بتواند با استفاده از نیروی برق کارهای خود را انجام دهد. یکی از ابزار آلاتی که از آن در صنعت استفاده های بسیاری می شود، فوتوسل است. ممکن است این سوال برای شما به وجود بیاید که فوتوسل چیست؟
لازم به ذکر می باشد که فوتوسل وسیله ای است که نسبت به نور حساس بوده و با برخورد شعاع های نوری با صفحه آن از خود ولتاژی تولید می کند و از تولید این ولتاژ می توان رله ای را به کار انداخت که مداری را قطع یا وصل نماید.در این مقاله از وب سایت آژند برق به بررسی فوتوسل و کاربرد آن و هم چنین نکات مربوط به آن می پردازیم، بنابراین برای کسب اطلاعات بیشتر تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
فوتوسل چیست؟
می توان بیان کرد که فوتوسل قطعه ای الکترونیکی می باشد که در آن از سنسور حساس به نور استفاده شده فوتوسل به صورت کاربردی به دو دسته زیر تقسیم بندی می شود:
- فوتوسل ولتاژی
- فوتوسل مقاومتی
می توان اذعان داشت که در نوع فوتوسل ولتاژی با برخورد شعاع های نوری با صفحه آن از خود ولتاژی تولید می کند و از تولید این ولتاژ می‌توان رله ای را به کار انداخت که مداری را قطع یا وصل کند. نوع مقاومتی آن در اکثر فوتوسل های موجود در بازار یافت می شود و هم چنین قیمت کمتری نسبت به نوع ولتاژی آن دارد و به اسم LDR شناخته می شود.
لازم به ذکر است که فوتوسل، برای طیف وسیعی از برنامه ها به یک مدار الکتریکی یا دستگاه متصل می باشد. آن ها مخصوصاً برای روشنایی غروب تا طلوع خورشید مفید هستند که وقتی سطح نور کم است به طور خودکار روشن خواهند شد، اما دارای کاربرد هایی در مناطق دیگر به عنوان سنسور برای مواردی مانند درب اتوماتیک یا آلارم مزاحم نیز می باشند. کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی کار فوتوسل ها و مواردی که از آنها استفاده می شود به شما کمک می کند تا درک کنید که چگونه آن ها را قادر می سازد تا نور غروب را روشن کند و می تواند یک سیستم زنگ خطر را برای حضور یک متجاوز هشدار دهد.
می توان بیان کرد که فوتوسل یک مقاومتی است که مانند مقاومت های متغیر به کمک تابش نور مقدار آن تغییر خواهد کرد.که این فوتوسل ها در دسته مقاومتی جای می گیرند و همان گونه که اشاره داشتیم، نام فوتوسل مقاومتی به اختصار LDR یا (Light Dependent Resistor) است که به معنای مقاومت متکی به نور می باشد. لازم به ذکر است که این سنسور نوری ۲ پایه دارد.
نکات بسیار مهم:
- هنگام استفاده از فوتوسل باید سطح خارجی آن را تمیز کنید تا در معرض مستقیم نور قرار بگیرد. در غیر این صورت وقتی این لایه با گرد و خاک پوشیده شده باشد نور رسیده به آن کاهش می یابد و مقاومتش افزایش می یابد.
- فوتوسل ها در تاریکی مقاومت بالایی دارند اما در هنگام قرار گرفتن در معرض نور مقاومت بسیار کمتری دارند.
- از آن جا که آن ها به برخورد نور به سطح سلول پاسخ می دهند، می توان از آن ها به عنوان سوئیچی استفاده کرد که پاسخگوی میزان نور در محیط باشد. این امر باعث می شود آن ها برای طیف گسترده ای از دستگاه ها مفید باشند.
- فوتوسل یک نسخه کوتاه شده از سلول فوتوالکتریک است، اما مدت کوتاه آن بسیار متداول است.
نکته:
ممکن است این سوال برای شما به وجود بیاید که فوتوسل از چه ماده ایی ساخته شده است؟برای پاسخ به این سوال می توان بیان کرد که در ساختمان فوتوسل از یک ماده معمولی مانند سولفید کادمیوم استفاده می شود.
قطعات تشکیل دهنده فوتوسل چه می باشد؟
لازم به ذکر است که معمولا فوتوسل از قطعاتی که در زیر به آن ها اشاره می شود، تشکیل شده است:
- دو الکترود
- یک ماده با نام سولفید کادمیوم
- مواد حساس به نور
- دو پایه خروجی
زمانی که نور به ماده حساس برخورد کند، موجب می شود که الکترون های والانس اتم سازنده آن، انرژی نور را دریافت نماید و از اتم جدا گردند. سپس در اثر حرکت الکترون های آزاد شده جریان الکتریسته ایجاد می شود. به این ترتیب هر چه مقدار نور تابیده شده بیشتر باشد تعداد الکترون های آزاد شده نیز بیشتر خواهد شد و باعث افزایش جریان الکتریکی می شود. لازم به ذکر می باشد که فوتوسل را در مراکز برق نصب می کنند که همراه آن یک تقویت کننده موجود می باشد و به این وسیله تغییرات جریان را در اثر نور تقویت کرده و رله راه اندازی می شود.
طرز کار فوتوسل :
باید بیان شود که یک فوتوسل بر اساس اثر فوتوالکتریک و پدیده مقاومت الکتریکی کار می کند و می تواند نیاز های ما را بر طرف نماید. اثر فوتوالکتریک نامی است که هنگامی که نور بر روی یک هدایت کننده یا هادی تابیده می شود، به تولید جریان خواهید رسید به دلیل آن که نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی می باشد و هم چنین کاملا مانند جریان الکتریکی است. با ترکیب این مفاهیم، یک فوتوسل از مقاومت بالایی برخوردار می باشد، اما به نور نیز پاسخ می دهد.
همان گونه که اثر فوتوالکتریک توضیح داده شده است، بنابراین مقاومت فوتوسل، مناسب و زیاد می باشد، به جز زمانی که مقاومت در معرض نور قرار گیرد. سپس اثر فوتوالکتریک جریان اضافی را ایجاد می کند، گویی مقاومت کم تر شده است. این تغییر در مقاومت ظاهری می تواند برای تحریک جلوه های مختلف هنگام وارد شدن به دستگاه مورد استفاده قرار گرفته شود.
فوتوسل و استفاده از آن:
لازم به ذکر است که تغییر مقاومت در اثر وجود نور در یک فوتوسل، در نورهای غروب تا سپیده دم استفاده می گردد. همان گونه که بارها به آن اشاره داشتیم، در طول روز، یک سنسور بر روی نور به طور مداوم در معرض نور قرار می گیرد و مقاومت آن کم می شود.
با غروب خورشید، سطح نور کاهش پیدا می کند و در نتیجه مقاومت آن افزایش می یابد. این تغییر مقاومت باعث می گردد که چراغ روشن شود، به این معنی که چراغ های غروب تا طلوع خورشید در شب روشن می گردند، بدون آن که نیازی به تخمین زمان غروب خورشید با سوئیچ تایمر باشد یا روشن کردن آن ها به صورت دستی صورت بگیرد. هنگامی که خورشید در هنگام طلوع خورشید طلوع می کند، اثر فوتوالکتریک دوباره شروع به ایفا نقش می نماید، یعنی مقاومت آن کم می شود و سپس چراغ خاموش می گردد.
سایر موارد استفاده برای فوتوسل ها:
شایان به ذکر می باشد که فوتوسل ها هنگام ترکیب شدن در دستگاه ها می توانند کاربرد های دیگری نیز داشته باشند. که در زیر به آن اشاره می نماییم:
اگر یک دستگاه فتوسل حساس به نور مادون قرمز در وسیله ای دارید که منبع نور مادون قرمز در آن می درخشد، می توان اذعان داشت که یک جریان ثابت در دستگاه وجود دارد مگر این که چیزی از تابش نور در آشکار ساز جلوگیری کند. این ایده اصلی برای عملکرد اتوماتیک شیرآلات در حمام ها و شناسایی مزاحمان در سیستم های امنیتی خانگی استفاده می شود. در هر دو حالت، چیزی که مانع از پرتو نور می شود باعث تغییر مقاومت و رفتار مورد نظر از دستگاه نیز می گردد. از فتوسل معمولا برای خاموش و یا روشن کردن اتوماتیک لامپ های معابر، باغ های بزرگ، حیاط ویلا‌ها و ... استفاده می شود.
چگونگی استفاده از فوتوسل و کاربرد های آن:
همان گونه که تا این قسمت از مقاله اشاره کردیم، فوتوسل سنسوری می باشد که به نور حساس است و امکان تشخیص نور را فراهم می نماید. فوتوسل ها کوچک، ارزان، کم قدرت و هم چنین بسیار آسان برای استفاده هستند. به همین دلیل است که اغلب در ابزارها مورد استفاده قرار می گیرد و کاربرد های بسیاری دارد. معمولا از فوتوسل برای خاموش یا روشن کردن اتوماتیک لامپ های منازل و خیابان ها استفاده می گردد.
ما همیشه به دنبال راهی برای کاهش مصرف انرژی و برق هستیم، که خوشبختانه با استفاده از فوتوسل می توانیم این منظور را تحقق دهیم، لازم به ذکر است که با استفاده از فوتوسل مصرف برق به شکل چشم گیری کاهش می یابد و در مصرف انرژی صرفه جویی می شود.
در زیر به چگونگی استفاده از فوتوسل و هم چنین کاربردهای آن می پردازیم:
- چگونگی عملکرد فوتوسل به این شکل است که وقتی در طول روز باشد فوتوسل به علت نور زیاد مقاومت کمی دارد و به وسیله رله ای ( نوعی کلید اتوماتیک قطع و وصل) مدار روشنایی را قطع کرده و لامپ ها خاموش می شوند. وقتی شب فرا می رسد و نور وجود نداشته باشد مقاومت زیاد می شود و جریان به رله نمی رسد تا رله مدار در وضعیت روشن قرار بگیرد. بنابراین لامپ خیابان ها روشن می شود
- می توان اشاره کرد که برای تقویت جریان از یک ترانزیستور استفاده می شود به این علت که فوتوسل نمی تواند به تنهایی جریان لازم برای رله را فراهم کند. بنابراین جهت خاموش و روشن کردن اتوماتیک لامپ های معابر، راه پله ها، باغ های بزرگ، حیاط، محوطه پارک و ویلا ها بسیار کاربرد دارد. هم چنین می توان اشاره داشت که برای تنظیم نور محیط منزل و قطع و وصل کردن تابلوهای تجاری نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
- لازم به ذکر می باشد که یکی دیگر از مصارف فوتوسل جهت سلول های خورشیدی می باشد. به این ترتیب که نور تابیده شده توسط خورشید را به برق تبدل می کنند و از این طریق جهت تولید انرژی الکتریکی پاک مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه با توجه به کاهش آلودگی های زیست محیطی از این روش بسیار استقبال می شود و مهندسان علاقه دارند تا این روش را در سرتاسر دنیا برای جلوگیری از آلودگی استفاده نمایند. در حال حاضر به وسیله باتری های خورشیدی سیلیسیم جهت تامین انرژی ماهواره ای زمین و سفینه های فضایی به کار گرفته می شود.
- یکی دیگر از کاربرد های بسیار مهم فوتوسل را می توان به سنسورهای تشخیص دود نام برد. به این ترتیب که با کمک فوتوسل می توان یک مدار حساس نسبت به دود طراحی کرد که کاربرد زیادی در شرایط کنونی خواهد داشت و شرکت های تولید کننده زیادی انواع مختلف آن را طراحی می کنند.
- نمونه دیگر فوتوسل ها شامل فوتوسل پریزی می شود که به وسیله پریزهای برق استاندارد عمل می کنند و موجب سهولت در قطع و وصل چراغ مطالعه یا آباژور می شوند.
عملکرد فوتوسل در لنز دوربین عکاسی:
لازم به ذکر است که یکی از مصارف فوتوسل که بسیار کاربردی نیز می باشد می توان به لنز دوربین های عکاسی اشاره داشت که وقتی شرایط نوری تغییر کند دوربین قادر می باشد طبق شرایط تغییر الگو دهد و عکسی با کیفیت مطلوب گرفته می شود.
انواع فوتوسل کدام است؟
فوتوسل ها معمولا به دو دسته بسیار کلی تقسیم بندی می شود و تمامی فوتوسل های موجود در بازار و هم چنین فوتوسل های کاربردی در صنعت، در این دو دسته جای می گیرند. از انواع فوتوسل ها می توان به دو مورد زیر اشاره داشت:
- فوتوسل درونی
- فوتوسل بیرونی
حال در زیر به بررسی هر کدام از این فوتوسل ها می پردازیم.
فوتوسل درونی چیست؟
فوتوسل های درونی، سنسور هایی هستند که از مواد نیمه هادی خالص مانند سیلیسیوم یا ژرمانیوم تهیه می شوند که می توان اذعان داشت، این عناصر دارای ۴ الکترون والانس می باشند و هنگامی که در کنار یکدیگر قرار می گیرند به صورت جفت جفت پیوند کوولانسی ایجاد می کنند. اغلب تعداد کمی از آن ها با دریافت انرژی به الکترون آزاد تبدیل می شوند و باعث برقرار شدن جریان می شوند و جریان کمی را عبور می دهند.
فوتوسل بیرونی چیست؟
لازم به ذکر می باشد که این نوع از فوتوسل ها از سیلیسیوم و ناخالصی هایی همانند فسفر تولید می شوند. هر اتم سیلیسیوم ۴ و هر اتم فسفر ۵ الکترون والانس دارند که اگر در کنار هم قرار بگیرند، 4 پیوند کوولانسی بین الکترون ها ایجاد می شود و تنها یک الکترون فسفر بدون پیوند باقی می ماند. این الکترون با دریافت انرژی نور تبدیل به الکترون آزاد می گردد و باعث انتقال جریان نیز می شود. معمولا در این نوع فوتوسل ها مقدار ناچیز نور باعث خواهد شد که جریان به سرعت افزایش پیدا کند.
نکته قابل توجه:
اختلاف بین فتوسل بیرونی با درونی در ناخالصی عنصر می باشد که در فوتوسل بیرونی با افزودن مقدار اندکی ناخالصی می توانیم میلیون ها الکترون آزاد در سیستم ایجاد نماییم.
بررسی انواع فتوسل از نظر کاربرد:
همان گونه که اشاره کردیم، فتوسل ها به صورت کلی به دو دسته فتوسل بیرونی و فتوسل درونی تقسیم بندی می شوند، اما اگر بخواهیم فتوسل ها را به دسته های جزئی تر تقسیم بندی نماییم باید بیان کنیم که انواع فتوسل به صورت زیر می باشد:
- فتوسل نوری
- فتوسل نجومی
- فتوسل تایمر دار
- فتوسل چهار سیمی
- فتوسل ساعتی
- فتوسل لیزری
در زیر به توضیح هر کدام از این انواع فتوسل ها می پردازیم.
فتوسل نوری چیست و چه کاربردی دارد؟
لازم به ذکر می باشد که فتوسل نوری؛ معمولی ترین نوع سنسور است که از نوعی نور برای روشن و خاموش کردن روشنایی به صورت اتوماتیک و هم چنین بر اساس میزان تابش خورشید استفاده می گردد. یک فتوسل نوری میزان درخشندگی نور خورشید را به راحتی تشخیص می دهد و اگر نور خورشید کم باشد، فتوسل نوری به وصل کننده مدار روشنایی فرمان وصل شدن می دهد و روشنایی مربوطه را روشن می نماید. لازم به ذکر است که هر زمان که نور خورشید به حالت روز برگردد، فتوسل معمولی این فرآیند را به صورت معکوس انجام می دهد و موجب خاموش شدن روشنایی می شود.
فتوسل نجومی چیست و کاربرد های آن کدام است؟
می توان اذعان داشت که تفاوت فتوسل نجومی با فتو معمولی در این است که فتو نجومی نیاز به مشاهده نور خورشید ندارد. این دستگاه به کمک یک برد الکترونیکی می تواند میزان تابش نور خورشید را با دقت بسیار مناسب اندازه گیری نماید و بعضی از انواع این فتوسل ها قابلیت تنظیم و برنامه ریزی را دارند و هم چنین برای صرفه جویی در مصرف انرژی نیز بسیار کاربردی می باشند.
فتوسل تایم دار یا زمان دار:
ساختمان فوتوسل زمان دار با ساختمان فتوسل نجومی و روشنایی بسیار متفاوت است. اساس عملکرد فتوسل تایم دار زمانی می باشد که کاربر برای آن تعیین می نماید. بر خلاف فوتوسل های نجومی و روشنایی، این نوع از فوتوسل ها وابستگی به نور محیط نخواهند داشت و کاربر میتواند بر حسب نیاز برای مدت معینی که وابستگی به نور محیط نداشته باشد، تنظیم کند.
فوتوسل چهار سیمی:
می توان بیان کرد که این نوع از فوتوسل سیستمی شبیه به فوتو معمولی دارد. اما می توان بیان کرد که تنها تفاوت فوتوسل چهار سیمی با فوتوسل معمولی در این می باشد که:در این مدل از فوتوسل می توان یک خروجی دیگر هم از فوتو گرفت و این خروجی ممکن است برای موارد ایمنی یا هر مورد دیگری باشد.
فوتوسل ساعتی چیست و چه کاربردی دارد؟
لازم به ذکر می باشد که این نوع از فتوسل علاوه بر سیستم های روشنایی برای قطع و وصل کردن هر سیستم دیگری نیز کاربرد دارند. امروزه از فوتوسل ساعتی در کارخانه ها و شرکت های بزرگ استفاده های فراوانی می شود. این وسیله قابلیت برنامه ریزی برای دوره های مشخص یک روزه، یک هفته ایی و 30 روزه را دارد. هر کدام از این دوره ها ممکن است تعداد قطع و وصل مشخصی داشته باشد. در مدل های پیچیده تر این امکان وجود دارد که هر روز در یک ماه تعداد فرمان های مشخصی صادر شود.
فوتوسل لیزری چیست و کاربرد آن کدام است؟
این نوع از فوتوسل به کمک نور لیزر دستور قطع و وصل را صادر می نماید و یک منبع لیزر مسیر مشخص شده ایی را روشن می کند. در صورتی که این مسیر به هر دلیلی قطع شود، دستور مشخصی از طرف فوتوسل لیزری صادر می گردد. باید بیان شود که این دستور ممکن است دستور روشن شدن یک منبع روشنایی، به صدا در آمدن یک آژیر یا حتی به کار افتادن یک تلفن هوشمند باشد. فوتو لیزری بسته به دقت، سرعت عملی که دارند و هم چنین قدرت آن ها، مدل های بسیار متنوع و پیچیده ایی خواهند داشت. لازم به ذکر است که فوتوسل لیزری کاربرد بسیار خاصی دارد و معمولا در مکان های بسیار حساس صنعتی یا نظامی مورد استفاده قرار می گیرند.
آموزش سیم کشی فتوسل (فتو الکتریک)
سیم کشی فتوسل دو نوع است سه سیمه و چهار سیمه روش نصب فتوسل دقیقا مشابه کلید تک پل است با این تفاوت که به تجهیزات سیم نول هم دادیم. فتوسل در اصل وسیله ای است که برای قطع و وصل مجدد یک یا چند چراغ استفاده می شود.
استفاده از فتوسل دارای مزایای ویژه ای نسبت به سوئیچ های تک پل است و این فتوسل ها می توانند به صورت خودکار مورد استفاده قرار گیرند. معمولاً بهتر است از فتوسل استفاده کنید، زیرا هنگام غروب خورشید، یک سنسور در داخل فتوسل وجود دارد که می تواند به طور خودکار چراغ را روشن کند و با طلوع خورشید آن را خاموش کند. اصل کاربرد فتوسل این است چراغ ها در غروب روشنو هنگام طلوع چراغ ها راخاموش می کند.
نحوه صحیح نصب فتوسل و انواع آن
فتوسل اساساً به سه خط و چهار خط تقسیم می شود. نحوه نصب هر فتوسل متفاوت است.
نحوه نصب فتوسل 4-wire
در فتوسل چهار سیم، اساسا دو سیم سفید با رنگ های مشابه وجود دارد. به علاوه در این فتوسل دو رنگ دیگر سیم ها مشکی و قرمز هستند. سیم مشکی به طور مستقیم به سیم فاز متصل می شود. و سیم قرمز به یک سر لامپ متصل است. از طرف دیگر، سیم هسته اتصال دهنده فتوسل را از طرف دیگر به لامپ متصل می کنیم. فتوسل عمدتا در معابر عمومی، خیابان ها و شهرداری ها استفاده می شود. البته برخی از افراد در حیاط خانه و باغچه خود نیز از این سیستم های روشنایی اتوماتیک استفاده می کنند.
نحوه نصب فتوسل سه سیم
فتوسل 3-wire از سیم های سیاه، قرمز و سفید تشکیل شده است. سیم مشکی متصل به فاز ورودی مدار سیم قرمز خروجی دستگاه فتوسل می باشد این سیم به مدار وصل می شود و سیم سفید برای اتصال به نول استفاده می شود. هنگام نصب صحیح فتوسل باید به چند نکته توجه داشته باشید. حتما فتوسل را در جایی نصب کنید که در شب نور نباشد. قبل از نصب فتوسل باید به آنچه روی فتوسل نوشته شده است توجه کنید. توجه داشته باشید که هنگام اتصال فتوسل به هیچ عنوان به برد الکترونیکی داخل آن دست نزنید. زیرا برق شهر نیز در این قسمت جریان دارد. این به این دلیل است که برق شهر 220 ولت است.
