فتوسل (Photocell) چیست؟ 14 کاربرد + نصب فتوسل 4 سیم

فتوسل (Photocell) در واقع یک مقاومت نوری (Photo resistor) و یا یک مقاومت وابسته به نور (Light-Dependent Resistor) است که به اصطلاح به آن LDR هم گفته می شود. در حقیقت این مقاومت شباهت زیادی به مقاومت های متغیر دارد که با استفاده از تابش نور، مقدارش تغییر می کند.فتوسل یک نوع سنسور است که یکی از کاربردهای آن برای روشن کردن اتوماتیک روشنایی ها است و بیشتر از این سنسور در مکان هایی مورد استفاده قرار می گیرد که با تاریک شدن هوا به صورت اتوماتیک و خودکار روشنایی هایی که به این سنسور مجهز هستند، روشن و به مرور زمان با روشن شدن هوا هم خاموش می شوند. نمونه بارز این سنسورها را می توان در روشنایی حیاط ها، محوطه، معابر باز که در معرض نور خورشید قرار دارد، مشاهده کرد.

فتوسل چیست؟

فتوسل چیست، فتوسل مقاومتی است که نسبت به نور حساس بوده و مقدار آن متناسب با مقدار نوری که دریافت می کند تغییر می یابد بنابراین به آن مقاومت وابسته به نور نیز می گویند. طرز کار فتوسل بدین صورت است که با کاهش نور مقاومت آن بسیار و با افزایش نور مقاومت آن کاهش می یابد. از photocell جهت روشن و خاموش شدن خودکار چراغ های خیابان، خانه، سلول های خورشیدی، سنسورهاي تشخيص دود، لنز دوربين هاي عكاسي استفاده می شود.

آموزش سیم کشی فتوسل (فوتوسل)

در این بخش به نصب فتوسل با کلید تک پل و آموزش نصب فتوسل میپردازیم. سیم کشی فتوسل در دو نوع سه سیمه و چهار سیمه انجام می شود و نحوه نصب فتوسل دقیقا بصورت کلید تک پل می باشد با این تفاوت که یک سیم نول هم به دستگاه می دهیم. فتوسل های در اصل وسیله ای هستند، که به منظور قطع و وصل یک یا چند چراغ مورد استفاده قرار می گیرند. همچون کلید های تک پل می مانند.سیم کشی فتوسل روش های متعددی دارد که با تمام این روش ها در دوره آموزش برق ساختمان درجه ۲ آشنا می شوید. استفاده از فتوسل ها نسبت به کلید های تک پل، مزایای ویژه ای داشته و می توان به صورت اتوماتیک از این فتوسل ها استفاده نمود.

معمولا استفاده از فتوسل ها از این رو بهتر است، زیرا زمانی که خورشید غروب می کند، درون فتوسل ها سنسوری قرار گرفته است که به صورت خودکار چراغ را وصل و در زمان طلوع خورشید، چراغ را خاموش می کند. اصل فتوسل ها به چراغ ها فرمان قطع می دهند. پیشنهاد می شود مقاله دیگر ما درباره کلید تبدیل چیست را بخوانید.

چگونگی کارکرد سنسور فتوسل چهار سيم

در مورد نحوه کارکرد فتوسل ابتدا نيازمند نقشه نصب فتوسل چهار سيم  هستيد كه باید این سنسور در زمان تابش نور به مثل یک کلید عمل كند و از رسیدن جریان برق به روشنایی‌هايي مثل چراق‌ها و... جلوگیری و دفاع کند و زماني كه هوا رو به  تاریک شدن مي رود همچون یک کلید بسته تلاش در رساندن جریان برق به روشنایی‌ها می‌کند.این نشان دهنده این امر است که فتوسل اگر نوری که به آن می تابد ناچيز و اندك باشد، مقاومتش فزوني پيدا مي كند و بالعكس اگر نوری که به  فتوسل می تابد زیاد باشد، مقاومت فتوسل کم می شود و به مانند یک فتوسل معکوس عمل می کند و تمامی این موارد كه در بالا عنوان شد به تنظیم حساسیت فتوسل ارتباط تنگاتنگي دارد.

در واقع عملکرد یک فتوسل بر اثر رسانایی نورى است ه دريات مي‌كند و برای ساخت یک فتوسل در اندازه کوچک تنها کاری که  نياز به انجام دادن هست، این است که یک ماده حساس به نور را در قسمت بیرونی فتوسل پوشاند و این  عينا مثل چشم های انسان است که به منابع نوراى که به چشمش وارد می‌شود حساسیت خاصي بروز می دهد.در واقع اثر رسانایی نوری یکی از خصوصیات بعضي از مواد هست که با استفاده از تابش اشعه نور خورشيد باعث ايجاد تغییر رسانایی الکتریکی می گردد و اگر تمایل به خرید فتوسل نوری داريد حتماً به این ويژگى‌ها توجه کنید. مورد دیگری که باید به آن توجه کنید نقشه فتوسل (نقشه نصب فتوسل) و همچنين قیمت فتوسل روشنایی هست که با توجه به عملکردی که دارا است قیمت فتوسل روشنایی هم گوناگون است.

طریقه نصب فتوسل ها و انواع آنها

فتوسل ها در اصل به دو نوع سه سیم و چهار سیم تقسیم می شوند. نحوه نصب هر یک از این فتوسل ها با یکدیگر متفاوت می باشد.

نحوه نصب فتوسل 4 سیم

در فتوسل های چهار سیمه اصولا دو رنگ سیم شبیه به هم که سفید هستند وجود دارد. علاوه بر آن دو رنگ دیگر سیم به رنگ سیاه و قرمز نیز در این فتوسل ها می باشد. سیم سیاه به صورت مستقیم به سیم فاز متصل می شود. در حالی که سیم قرمز به یک سر لامپ متصل می شود. از طرف دیگر سیم نولی که به فتوسل متصل است را نیز از سمت دیگر به لامپ وصل می کنیم. در صورتی که علاقه مند به فعالیت در زمینه برق و الکترونیک هستید همین حالا در دوره آموزش برق ساختمان شرکت کنید.اصولا از فتوسل ها در معابر عمومی، خیابان ها و شهرداری ها استفاده می شود. البته برخی از افراد برای حیاط منازل و باغ های خود نیز از این سیستم های اتوماتیک روشنایی استفاده می کنند.

طریقه نصب فتوسل 3 سیم

نصب فتوسل سه سیم به این صورت است که فتوسل از سه سیم به رنگ های مشکی، قرمز و سفید تشکیل شده است. که سیم مشکی برای اتصال به فاز ورودی مدار، سیم قرمز خروجی فاز دستگاه فتوسل بوده و این سیم به مدار متصل می شود و سیم سفید برای اتصال به نول استفاده می شود.برای نصب صحیح فتوسل ها باید چند نکته را مد نظر داشته باشید. دقت کنید فتوسل را در محلی نصب نمایید که در شب به ان قسمت نوری تابیده نشود. باید پیش از اقدام به نصب فتوسل ها به این مسئله دقت داشته باشید که جریان نوشته شده بر روی فتوسل چیست.توجه داشته باشید، زمانی که فتوسل وصل است، به هیچ عنوان به برد الکترونیکی داخل آن دست نزنید. زیرا برق شهر در این قسمت نیز جریان دارد. آن هم به دلیل 220 ولت بودن جریان های برق شهری می باشد. 

نصب فتوسل

سنسورهای فتوسل دارای سه رشته سیم هستند و نحوه سیم کشی و فیلم نصب فتوسل آن به این صورت است که آن را در جایی به کار می برند که نور خورشید به آن برسد تا به هنگام روشنایی هوا به موقع لامپ ها و روشنایی ها خاموش شوند.در واقع این سنسور هم به مانند تمامی دستگاه های برقی به یک سیم فاز و یک سیم نول نیازمند است و یکی از نکات مهمی که باید به آن توجه کنید این است که به هنگام نصب حتماً باید فاز به صورت مستقیم به سنسور وصل باشد. اما از آن طرف سیم نول هم به سنسور فتوسل و هم به لامپ وصل است و دقیقاً به مانند یک کلید تک پل عمل می کند.

مدار سیم کشی فتوسل ها و نحوه تقویت جریان رله فتوسل توسط کنتاکتور

نحوه ی سیم کشی این فتوسل ها دقیقا شبیه به کلید های تک پل می باشد. تنها یک تفاوت در این سیم کشی وجود دارد، آن هم اضافه نمودن یک سیم نول به دستگاه است. زیرا فتوسل ها خود به تنهایی یک دستگاه محسوب می شوند. از این رو هر وسیله ی الکتریکی به یک سیم نول و یک سیم فاز نیاز دارند.برای سیم کشی فتوسل ها از این نوع ، باید برخی نکات را به یاد داشته باشید. مثلا باید بدانید در زمان سیم کشی حتما حداکثر جریان مجاز فتوسل را در نظر داشته باشید. یا در مکان هایی که از لامپ های بسیار زیادی استفاده شده است، فتوسل ها معمولا نمی توانند تمام جریان مورد نیاز را برای این لامپ ها تامین کنند.

از این رو استفاده از یک کنتاکتور برای تقویت جریان رله فتوسل لازم و ضروری به شمار می رود. در این حالت فتوسل به کنتاکتور دستور می دهد وکنتاکتور چراغهاراروشن وخاموش  میکند. برای آشنایی بیشتر با رله می توانید مقاله رله چیست و چه کاربردی دارد را مطالعه کنید.

نحوه سیم کشی فتوسل (فوتوسل) با کلید سلکتوری کاستوم اتوماتیک و صفر برای روشنایی

نحوه سیم کشی کلیدهای گردان یا سلکتوری کاستوم اتوماتیک، برای فتوسل ها دقیقا با همان روش سیم کشی فتوسل (فوتوسل) انجام می شود. این کلیدها نیز به منظور قطع و وصل مکانیکی جریان برق مورد استفاده قرار می گیرند. این کلید ها تقریبا به صورت نیمه مستقل دستی فعالیت می کنند.به این صورت که بخشی از این اعمال مستقیم انرژی به صورت دستی بوده و بخشی دیگر آن به صورت اتوماتیک عمل می کند. این کلید ها در حالتی به صورت اتوماتیک به فعالیت می پردازند، که اپراتور تاخیر در قطع یا ول کردن جریان داشته باشد.از این کلید های سلکتوری کاستوم یا گردان برای قطع و وصل کردن مدارها، منابع تغذبه، آمپر متر، موتور های ستاره – مثلث و… استفاده می شود.

همه ی این کلید ها در طرح ها و انواع مختلفی ساخته و طراحی شده اند. می توانید با ظرفیت آمپر متناسب با محل نصب فتوسل ها، کلید های سلکتوری کاستوم را انتخاب نمایید. پس از آن اقدام به نصب این کلید ها بر روی فتوسل های مورد استفاده خود نمایید.در صورتی که علاقه مند به مباحث برق ساختمان هستید و اندکی با مباحث برق ساختمان و سیم کشی آشنایی دارید و قصد دارید به برقکاری حرفه ای تبدیل شده و اطلاعات خود را در این زمینه به روزتر کنید، توصیه می کنیم همین حالا در دوره آموزش برق ساختمان آموزشگاه فنی برق ثبت نام نمایید.

انواع سنسور فتوسل

برای دسته بندی باید عرض کنیم که این نوع سنسورها به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

دسته اول: فتوسل درونی (Intrinsic photocell)

مواد تشکیل دهنده و سازنده مدل درونی فتوسل مواد نیمه هادی خالص مانند ژرمانیوم یا سیلیسیوم است. در واقع این عناصر (مدل درونی) چهار الکترون والانس در اختیار دارند و هرگاه در کنار یکدیگر قرار بگیرند این الکترون ها هستند که به صورت دو به دو با یکدیگر پیوند کووالانسی برقرار می کنند و از آن طرف تعداد کمی از آن ها این توانایی را دارند که با دریافت انرژی به الکترون آزاد تبدیل و در نهایت باعث برقراری جریان شوند. پس مقدار کمی جریان را از خودشان عبور می دهند.

دسته دوم: فتوسل بیرونی (Extrinsic photocell)

مدل بیرونی فتوسل تشکیل شده از سیلیسیوم و ناخالصی هایی مانند فسفر است و هر اتم سیلیسیوم از چهار و هر اتم فسفر هم از پنج الکترون والانس برخوردار است که هرگاه در کنار یکدیگر قرار بگیرند چهار پیوند کووالانسی بین الکترون ها برقرار می شود که از این بین، یکی از این الکترون های فسفر بدون پیوند باقی می ماند. این الکترون هایی که جدا از هم هستند با دریافت انرژی نور به یک الکترون آزاد تبدیل شده که باعث انتقال جریان برق می شود.در هر دو نوع فتوسل بیرونی و درونی مقدار کمی نور می تواند موجب شود که جریان برق به سرعت افزایش پیدا کند.

تفاوتی که بین این دو نوع فتوسل بیرونی و درونی وجود دارد بیشتر در مواد تشکیل دهنده یا همان ناخالصی است که در نوع بیرونی با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی، میلیون ها الکترون آزاد در سیستم ایجاد می شود. پیشنهاد می شود مقاله دیگر ما درباره کانکتور پیچی چیست را بخوانید.

مزیت ها و معایبی که در فتوسل وجود دارد

به طور حتم مزایا و معایب زیادی در این فتوسل وجود دارد که ما سعی می کنیم به مهم ترین آنها اشاره ای تیتروار داشته باشیم:

مزیت ها

قیمت ارزان

جابجایی راحت و آسان

اندازه کوچک

معایب فتوسل

در واقع مي‌توان گفت تنهاترين و اما از مهم ترین معایب فتوسل این قلمداد مي‌شود که دقت مقاومت نوری بسیار اندكي دارد.کاربرد سنسور فتوسل

اگر بخواهیم به کاربردهای این مقاومت بپردازیم باید به موارد زیادی اشاره کنیم. اما ما سعی کردیم به مهم ترین این کاربردها اشاره ای کوتاه و مختصر داشته باشیم که در هر کدام به نوعی به کاهش مصرف انرژی الکتریکی آن هم به صورت قابل ملاحظه ای اشاره می کند.

کاربرد فتوسل چیست؟

کاربرد اول: فتوسل در سلول های خورشیدی

سلول های خورشیدی به راحتی با استفاده از photocell این توانایی را دارند که نور ساطع شده از خورشید را به انرژی برق تبدیل کنند و به همین دلیل است که از سلول های خورشیدی به عنوان یک منبع بی پایان برای تولید انرژی الکتریکی پاک، یاد می شود که روز به روز هم عمومیت و محبوبیت بیشتری بین مردم پیدا می کند. یک نمونه از کاربردهای سلول ها یا همان باتری های خورشیدی سیلیسیم، برای تأمین انرژی برق مورد استفاده در ماهواره های زمین و سفینه های فضایی است. پیشنهاد می شود درباره نحوه استفاده از ترمینال برق بخوانید.

کاربرد دوم: استفاده در سنسورهای تشخیص دود

یکی دیگر از کاربردهای فتوسل استفاده در سنسورهای تشخیص دود است و به وسیله آن می توان یک مدار حساس به دود ساخت که به هنگام آتش سوزی سیستم آبرسانی را فعال می کند تا آتش به وجود آمده را خاموش کند.

کاربرد سوم: استفاده در لنز دوربین های عکاسی

کاربرد photocell در لنز دوربین های عکاسی به این شکل است که هنگامی که شرایط نوری تغییر می کند دوربین هم این توانایی را دارد که بتواند به حالت های مختلف تغییر مد دهد تا عکس بهتر و مناسب تری بگیرد.

کاربرد چهارم: استفاده از فتوسل در لامپ هاي اتوماتيك

همان طوری که در بالا هم به این موضوع اشاره کردیم از فتوسل به طور معمول برای خاموش و روشن کردن اتوماتیک و خودکار لامپ های خانه ها و خیابان ها مورد استفاده قرار می گیرد که به وسیله این سنسور به صورت قابل ملاحظه ای در مصرف برق و انرژی صرفه جویی خواهد شد.

نحوه و شیوه نصب فتوسل چهار سیم

 در مدار فتوسل چهار سیمه در واقع دو سیم هم رنگ که معمولاً سفید است، وجود دارد. علاوه بر این، دو سیم دیگر به رنگ های قرمز و سیاه هم وجود دارد که سیم سیاه به سیم فاز آن هم به صورت مستقیم وصل است و سیم قرمز به یک سر لامپ وصل می شود.در طرف مقابل سیم نولی که به فتوسل وصل است را از سمت دیگر به لامپ متصل می کنیم که از این روش در معابر عمومی، خیابان ها و شهرداری ها مورد استفاده قرار می گیرد که البته خیلی از افراد هم از این نمونه فتوسل ها در حیاط منزل و باغ های خودشان استفاده می کنند.

نصب فتوسل برای چند لامپ

پس از آن که با نحوه نصب مدار فتوسل با کلید تک پل  آشنا شدید، نوبت به آن می‌رسد که بدانید هر فوتوسل چند لامپ یا مهتابی را می‌تواند روشن یا خاموش کند و اگر تعداد زیادی از لامپ‌ها را به یک فوتوسل نصب کنیم، آیا موجب آسیب رساندن به آن خواهید شد؟در واقع، هر فتوسل با توجه به ظرفیت مشخصی که دارد، می‌تواند لامپ یا تجهیزات الکتریکی دیگر را به آن وصل کرد و اگر از ظرفیت تعریف شده فوتوسل بیشتر استفاده کنید و جریان آمپر بیشتری را از آن عبور دهید، در نهایت موجب خواهد شد تا رله داخل فوتوسل معیوب شود و بسوزد.

نکته مهم دیگر در نصب فتوسل برای چند لامپ، این است که در هنگام خرید، حتما به آمپر خروجی فوتوسل‌ها توجه ویژه داشته باشید. از نظر ظاهری اکثر فتوسل‌ها شبیه به هم هستند و برای افراد عادی که سررشته‌ای از آن ندارند، بی‌تفاوت به نظر می‌رسد اما این‌گونه نیست و حتما باید این نکته مهم را در نظر بگیرید.همچنین با توجه آمپر خروجی فتوسل‌ها، قیمت آن‌ها نیز در بازار متفاوت است و هر فتوسل ارزانی نشانه این نیست که می‌تواند نیاز شما را برطرف کند، زیرا با یک انتخاب اشتباه، تمام پول خود را دور خواهید ریخت. پس از آنکه خرید خود را انجام دادید، برای نصب فتوسل برای چند لامپ، باید ببینید هر لامپ چه مقدار از جریان عبوری از فتوسل را مصرف خواهد کرد.

فرمول محاسبه جریان خروجی از هر لامپ

معمولا روی لامپ‌ها، جریان مصرفی نوشته نمی‌شود و برای این کار باید با استفاده از یک فرمول خاص، کار خود را پیش ببرید. توجه کنید که تنها توان مصرفی روی هر لامپ، به‌صورت جداگانه نوشته می‌شود. حال باید این عدد که به وات است را تقسیم بر 220 که ولتاژ برق ایران است، کنید. در اینصورت، عدد به دست آمده، آمپر مصرفی لامپ مورد نظر است. فرمولی که در ادامه آمده است، در واقع برای فهم بهتر شما آورده شده است تا بتوانید به راحتی شدت جریان عبوری از هر لامپ را محاسبه کنید.

I=x/y

I=شدت جریان عبوری از هر لامپ
x=توان مصرفی هر لامپ که در روی هر لامپ نوشته شده است
y=در این‌جا همان برق کشور که 220 است در نظر گرفته می‌شود

پس اگر از لحاظ تئوری این مسئله را حل کنیم، در حقیقت:

• یک فتوسل که ظرفیت 6 آمپری دارد، می‌تواند برای 13 عدد لامپ 100 وات، به خوبی کار کند.
• یک فتوسل که ظرفیت 10 آمپری دارد، می‌تواند برای 22 عدد لامپ 100 وات، نصب شود.
• یک فتوسل که ظرفیت 16 آمپری دارد، می‌تواند برای 35 عدد لامپ 100 وات، مورد استفاده قرار گیرد.

قانون 30 درصد در نصب فتوسل برای چندین لامپ

اگر به فرمولی که در قسمت قبلی توضیح داده شد نگاه کنید، متوجه می‌شوید که تعداد لامپ‌های مورد استفاده برای هر فتوسل، تنها به‌صورت تئوری به‌دست آمده است و تنها در حالت ایده‌آل قابل استفاده است. به‌طور مثال: زمانی که دمای هوا در حدود 24-25 درجه سانتی‌گراد باشد یا اینکه جنس تمامی سیم‌های مورد استفاده در مدار فتوسل مرغوب باشند، فرمول تئوری قابل اجرا است. پس در این‌صورت قانونی در الکترونیک به عنوان قانون 30 درصد وجود دارد که برای ایمنی بیشتر، باید 30 درصد از بخش تئوری کم کنیم.

پس اگر از لحاظ عملی این مسئله را حل کنیم، در حقیقت:

• یک فتوسل که ظرفیت 6 آمپری دارد، می‌تواند برای 10 عدد لامپ 100 وات، به خوبی کار کند.
• یک فتوسل که ظرفیت 10 آمپری دارد، می‌تواند برای 20 عدد لامپ 100 وات، نصب شود.
• یک فتوسل که ظرفیت 16 آمپری دارد، می‌تواند برای 30 عدد لامپ 100 وات، مورد استفاده قرار گیرد.

نکات مهم در نصب فتوسل برای چند لامپ

• گاهی اوقات، ممکن است قصد این را داشته باشید که وسیله الکتریکی را که جریان مصرفی بسیار بالاتری به نسبت فتوسل دارد را روشن کنید. به‌طور مثال: قصد این را دارید که تعدادی نورافکن را با استفاده از یک فتوسل که ظرفیت کمتری به نسبت جریان خروجی نورافکن‌ها دارد، روشن کنید. در این‌صورت می‌توانید برای هر نورافکن به‌طور جداگانه فتوسل تهیه کنید که موجب خواهد شد تا هزینه‌ها به شدت افزایش پیدا کنند. اما راه بعدی این است که برای مدار فتوسل خود کنتاکتور نصب کنید تا مشکل شما به‌صورت کلی حل شود و فتوسل به هیچ عنوان نسوزد.

• اگر بیش از اندازه از توان فتوسل بهره بگیرید، معمولا دو حالت بیشتر وجود نخواهد داشت، یا اینکه به‌صورت کلی لامپ‌های شما روشن خواهد ماند و اصلا خاموش نمی‌شوند یا اینکه لامپ‌ها کلا روشن نخواهند شد. در این حالت اگر آشنایی با تعویض رله سوخته فتوسل را دارید، می‌توانید با هزینه خیلی پایین، این کار را در اسرع وقت انجام دهید.

• نکته مهم دیگر در این زمینه، این است که روشن نشدن لامپ‌های متصل به مدار فتوسل، همیشه به دلیل خرابی رله آن نیست و گاهی ممکن است مشکل از برد فتوسل باشد. در این‌صورت باید برد آن را تعویض کنید، زیرا معمولا قابلیت تعمیر ندارند.

برخی از سوالات متداول

1. فتوسل چیست؟

فتوسل چیست، فتوسل مقاومتی است که نسبت به نور حساس بوده و مقدار آن متناسب با مقدار نوری که دریافت می کند تغییر می یابد بنابراین به آن مقاومت وابسته به نور نیز می گویند.

2. طریقه نصب فتوسل چگونه است؟

فتوسل ها در اصل به دو نوع سه سیم و چهار سیم تقسیم می شوند. نحوه نصب هر یک از این فتوسل ها با یکدیگر متفاوت می باشد. در داخل متن روش نصب فتوسل 3 سیم و 4 سیم بطور کامل توضیح داده شده است.