Устройство и схема подключения фотореле для уличного освещения

Устройство и принцип работы

Все действия датчиков освещения были бы немыслимы без фотореле. Его электрические контакты замыкают цепь, если освещенность падает до заданного уровня. Размыкание контактов происходит, как только поток света вырастает до другого установленного заранее значения. Световое реле устроено довольно просто. Корпус служит для размещения основных элементов. Также в нем подготавливают отверстия для крепежей или прочих приспособлений. Оценку освещенности берет на себя фотоэлемент. Под действием света в нем возникает электрический ток. По параметрам этого тока автоматика может оценить, насколько сильный поток света поступает извне. Электронная часть содержит:

• усилитель сигнала;
• блок питания;
• электромеханическое реле, которое и помогает непосредственно «щелкать выключателем».

Но такое устройство характерно только для самых простых моделей. Иногда приходится коммутировать нагрузку большой мощности. Тогда к электронному блоку добавляется повторитель контактов реле. Чтобы свести к минимуму ложные срабатывания, конструкторы часто предусматривают включение или отключение света с определенной задержкой. Благодаря этому тень, отбрасываемая проехавшим грузовиком, не заставит систему включить освещение. И наоборот, упавший ночью на датчик отблеск фар, иной случайный луч не приведет к отключению света. Фотоэлементы могут очень сильно различаться между собой. Есть 4 основных типа датчиков:

• фототиристор;
• световой транзистор;
• фотосимисторный блок;
• светодиодный элемент.

Самостоятельная сборка

Исходя из того, какой вид светового реле вы избрали, будет определяться и схема его изготовления. Сейчас мы рассмотрим простую схему, по которой можно будет без каких-либо затруднений смонтировать прибор своими руками. В собственной основе фотореле имеет микросхему КР1182ПМ1. Если на улице светло, фоторезистор (фотодиод) VT1 засвечен. Протекающий через его p-n переход электроток закрывает внутри фазового регулятора симисторы. Вследствие этого симистор VS1 окажется закрыт, а лампочка EL1 не станет светиться.

Как только подходит вечер, происходит понижение освещенности фотодиода VT1. Вследствие этого уменьшается и электроток, проходящий через p-n переход. Это влечет за собой то, что в микросхеме открываются транзисторы. Они, как правило, содействуют открыванию симистора VS1 и включению лампочки.

Лишь потому, что схема изготовления подобного датчика не имеет пороговых компонентов, включение лампочки и ее отключение осуществляется размеренно. Помимо этого, большая чувствительность сумеречного выключателя дает возможность включаться осветительному прибору на всю силу исключительно при приходе глубоких сумерек.

В роли конденсатора нужно брать К73-16 либо К73-17 с напряжением не меньше 400 В. Равным образом можно применять конденсаторы К50-35. На теплоотвод с поверхностной платформой в 300 см2 нужно инсталлировать симистор VS1. Катушку индуктивности делаем из 2 склеенных ферритовых фильтров К38×24×7 (можете взять модель М2000НМ). Обмотку накручиваем в один слой, который должен состоять из 70 витков проволоки ПЭВ-2 с сечением в 0,82 миллиметра.

Грамотно собранное световое реле не имеет нужды в отладке. При возникновении потребности увеличить чувствительность в схему следует добавить еще один фотодиод. При его отсутствии можно сделать из старого транзистора МП 39 либо МП 42 – срезать у него оболочку напротив коллектора

При отладке непременно соблюдайте меры предосторожности, поскольку все элементы прибора будут пребывать под напряжением

Виды фотореле

Многие виды выпускаемых моделей оснащены не только датчиками освещенности, но могут выполнять дополнительные функции. Выпускается несколько типов комбинированных фотореле для уличного освещения:

Оснащены датчиками движения. Наиболее распространённые модели — совмещенные с датчиками движения фотоэлементы, реагируют на движение в области действия. Датчик движения работает только ночью, при дневном свете его работа блокируется фотоэлементом;

• Имеют таймер. Реле со встроенным таймером позволяет задавать время включения света в определенном интервале, при настройке можно задать время включения светильников только ночью, при сумерках с определенным интервалом. Еще одним преимуществом таймера является возможность совместить схему включения освещения с системой полива лужаек. При этом орошение газона будет происходить автоматически ночью в заданный временной интервал. Для безопасности можно подключить реле к части осветительной системы дома — свет будет включаться дома в определенное время, имитируя присутствие хозяев;
• Таймер, датчик движения и фотоэлемент — такие комбинации встречаются довольно редко, они оснащены специальным табло. Могут включать свет при движении в любое время суток и в заданном интервале;
• Программируемые устройства — можно задать программу, учитывая разное время года и погодные условия.

Выпускаются два варианта фотореле — наружные (герметичный закрытый корпус, размещаются на улице) и внутренние (установка внутри помещения на электрощите). Внутренние модели имеют переносной фотоприемник на двух длинных проводах для подсоединения к управляющему модулю.

Виды приборов

В зависимости от назначения и выполняемых функций фотореле подразделяются на несколько основных видов.

Со встроенным фотоэлементом

Зачастую такие приборы объединены в единый блок с управляемым устройством, светильником и предназначены для установки на улице. Характеризуются высоким уровнем пыле-влагозащиты, не менее IP44. Работают только с тем устройством, в которое встроены.

С выносным фотоэлементом

Электронный блок устанавливается в щит, шкаф или монтируется в другом защищенном от воздействия погодных условий месте, поэтому требования к IP снижены, достаточно IP20. Фотоэлемент выносится наружу и соединяется проводами с электронным блоком. Требования к IP фотодатчика такие же, как для уличного исполнения, не ниже IP44. Разнесённая конструкция позволяет создавать щиты автоматизированного управления наружным освещением, где фотореле является одним из звеньев сложной, многоуровневой схемы. При подключении контактов фотореле к мощному внешнему реле или контактору, появляется возможность управлять нагрузкой большой мощности, например, в случае управления освещением парковки гипермаркета или автодороги.

На различные уровни напряжения

Питание фотореле может быть рассчитано на различные напряжения, 380, 220, 24, 12 Вольт. Есть модели, с очень широким диапазоном питающих напряжений от 12 до 264 В.

Модели на низкое напряжение 12 и 24 В способны работать в схемах с применением альтернативных источников электроэнергии, солнечных батарей, ветрогенераторов с аккумуляторной поддержкой.

Разновидностей приборов управления освещением довольно много. Среди них есть как простые, с функцией вкл/откл, так и профессиональные. Последние имеют расширенный набор функций, встроенные таймеры, календарь событий, умеют управлять основным и дежурным освещением и т.д. Для облегчения настройки и наблюдения за работой системы они оснащены дисплеем. Наличие энергонезависимой памяти даёт возможность запоминать введённые настройки.

Проверка установки

Перед окончательной установкой нужно проверить исправность системы. На датчике располагаются несколько переключателей, отвечающих за настройку детектора:

• LUX. Переключатель отвечает за пороговую освещенность. Если на улице достаточно света от солнца, то датчик реагировать на движение не будет.
• TIME. Время, на которое будет включаться свет после срабатывания (от 2 секунд до 15 мин). Отсчет идет с момента, когда объект выходит из зоны действия.
• SENS. Чувствительность зависит от яркости ИК света, на который должен срабатывать прибор.

Угол обзора

В дешевых вариантах устройств доступны только настройки чувствительности, времени действия и уровня порогового освещения, а угол обзора фиксирован. Более дорогие аналоги позволяют регулировать и эту характеристику. Если прибор часто срабатывает не вовремя либо появляются слепые зоны, то стоит проверить правильность направления угла обзора.

Совет! Для максимальной эффективности настенных уличных датчиков оптимальное место для установки находится на высоте 2,5-3 м. Дальность действия около 10-20 м и высота 1,5 м. Не стоит пробовать увеличить регламентированную дальность путем установки детектора на более высоком или низком уровне.

Уровень освещенности

Правильная настройка уровня освещенности увеличит экономичность осветительного прибора: работа светильника при достаточном свете от солнца — пустая трата денег. Чтобы настроить LUX-параметр, регулятор нужно поставить в максимальное положение (работа ночью), после чего постепенно поворачивать его вправо.

Задержка выключателя

Время задержки варьируется от 2 секунд до 15 минут. Оптимальным временем считается 50-60 с. Нужно выкрутить TIME до минимального значения, а затем плавно повышать время. Первое отключение после настройки произойдет несколько позже, чем было установлено. Последующие будут производиться согласно настройкам.

Чувствительность

При повышенной чувствительности детектора движения вероятны ложные срабатывания. При высоком уровне чувствительности детектор срабатывает на появление в зоне животных. Чтобы корректно настроить устройство, следует начать с минимального значения и плавно повышать SENS-регулятор.

Второй метод сборки

Имеется и несколько иной метод. Тут сборка осуществляется на основе полупроводникового встроенного устройства Q6004LT (квадрак). В такой версии вам потребуются:

• устройство Q6004LT;
• фотодиод;
• обыкновенный резистор.

Собранный прибор будет питаться от электросети в 220 В. Принцип действия этой схемы такой.

• Свет создает на фотодатчике небольшое сопротивление. Одновременно на управляющем электроде устройства Q6004LT будет пребывать маленькое напряжение.
• Квадрак останется закрытым. Вследствие чего сквозь него электроток проходить не будет.
• Когда светосила уменьшится, на фотодиоде увеличится сопротивление, что будет способствовать резкой смене напряжения, подающегося на тринистор.
• Повышение амплитудного значения напряжения до метки в 40 В влечет за собой открытие симистора. По цепи побежит ток, в итоге включится освещение.

Использование мощного устройства Q6004LT позволяет подсоединить к самодельному прибору нагрузку мощностью до 500 Вт. А применение в схеме вспомогательного теплоотвода даст возможность повысить мощность до 750 Вт. В будущем возможно использование квадрака, обладающего рабочими токами 6, 8, 10 либо 15 А.

Основные достоинства такой схемы сборки – это минимальное количество элементов, нет блока питания и возможность увеличения мощности. Вследствие этого сборка данного прибора в домашних условиях пройдет довольно скоро и без затруднений, даже когда этим займется новичок.

О том, как собрать фотореле своими руками, смотрите далее.

Устройство и принцип работы

Следует сказать, что фотореле для уличного освещения похоже на некий датчик освещенности, что работает благодаря оснащенности специальным фотоэлементом. С использованием именно этой составляющей датчик может оценить осветительный уровень открытого пространства, и при совпадении ряда характеристик осуществляет активацию света в механизме освещения уличного исполнения.

План фотореле не слишком труден и может уместиться в корпус малых размеров, откуда уходят 3 проводника. Они необходимы для подключения гаджета к обычной электросети. Часто они применяются и для активации такой техники в зависимости от необходимого осветительного уровня в настройках. Такой датчик обычно используется для управления наружным вариантом освещения.

Если регулятор поставить в режим «– », то освещение будет активироваться лишь ночью, а если в режим «+», то уже во время сумерек. Но большинство производителей рекомендует выбирать нечто среднее между режимами, чтобы стабильность работы оборудования такого типа была максимальной.

Отдельно следует заметить, что максимально эффективное управление датчиком невозможно без понимания некоторых параметров:

• диапазон световой чувствительности – от 5 до 50 люкс;
• мощность – 1-3 киловатта;
• максимальная энергонагрузка – 10 ампер.

Кроме того, следует знать, что существует еще несколько категорий фотореле. Их отличие будет в расположении фотоэлемента. По этому критерию они бывают:

• с выносным фотоэлементом;
• со встроенным.

Если говорить о решениях первого типа, то тут конструкция устройства будет состоять из 2 элементов: фотоэлемента, расположенного на открытом воздухе, и выключателя, который следует подсоединить отдельно. Вариант с фотоэлементом встроенного типа получает реле времени и регулятор. Тогда подключение устройства будет осуществляться по простой электросхеме для фотореле.

Упомянутое решение обычно используется в различных сложных осветительных механизмах. Тут будет необходима щитовая схема подключения.

Еще одним решением подключения будет вариант при помощи таймера. Тогда можно просто поставить датчик на включение либо отключение регулятора. По этой причине активация света будет осуществляться через определенное время, что позволит существенно снизить расходы на электрическую энергию.

Теперь немного скажем о принципе использования подобной системы. Датчик в данном варианте будет работать через специальный фотографический элемент, который можно быть разного типа:

• диод;
• тиристор;
• резистор;
• транзистор;
• симистор.

Каждый из упомянутых типов по-разному реагирует на наличие света:

• диод будет во время облучения потоком света выбрасывать специальный импульс, что имеет прямо пропорциональное значение осветительной интенсивности;
• тиристор при светооблучении будет осуществлять взаимодействие с током постоянного типа;
• резистор меняет величину собственного сопротивления, что станет причиной отключения либо включения света;
• транзистор проводит регулировку при облучении электросигнала светом;
• симисторное решение активирует или деактивирует свет при работе с «+» или «–» составляющей.

Как установить и настроить?

Существует немало вариантов подключения фотореле к системе внешнего освещения. Какой бы метод ни был избран, после окончания монтажа следует проверить работоспособность всех устройств и правильность регулировок. Проще всего подсоединить фотореле к сети на 220 В можно при помощи распределяющих коробок. Схема подразумевает стыковку контактов реле с фазным проводом, который подает ток на нужный источник света. При этом «ноль» соединяет светильник и распределяющую коробку без посредника.

Датчик движения следует монтировать на провод фазы сразу после фотореле. Иначе подходят к делу, когда нужно поставить реле в цепь, отдающую команды контактору либо магнитному пускателю. Готовые схемы отыскать не так трудно, гораздо сложнее разобраться в последовательности шагов. Пропустив хотя бы один шаг, легко столкнуться с множеством проблем. Прежде всего следует правильно выбрать место.

Если его не сделать и закрепить датчик как придется, то вполне вероятна преждевременная поломка. Точная последовательность шагов при установке определяется особенностями конкретного устройства. Разберем ее на примере «ФР-601» и аналогов этого датчика. Когда выбрано место окончательно, на нем отмечают все необходимые линии и точки. Сверлят или готовят отверстия, которые позволят установить кронштейн.

Далее присоединяют провода к фотореле. Делать это следует, постоянно сверяясь с рекомендованной производителем схемой. Лишь затем фиксируют фотореле. Как только оно смонтировано на отведенном месте, подключают к фазному проводу освещения те провода, которые отходят от фотореле. Обычно для этого приходится открывать распределяющую коробку. Каждая точка соединения должна быть изолирована. Нельзя забывать, что распределяющая коробка закрывается. Если фотореле ставят в шкафу для электрооборудования, его крепят на ДИН-рейку. При этом фотоэлемент должен находиться за пределами здания. Между ними оставляют ровно то расстояние, которое может быть покрыто соединительными проводами из комплекта поставки.

Иногда люди жалуются, что уличный фонарь, регулируемый при помощи датчика освещения, нормально работает только в полной темноте. А пока длятся сумерки, он включается и сразу выключается. Обычно это связано с грубейшей ошибкой: датчик поставлен под сам фонарь. Естественно, при включении он сразу определяет, что «стало светло», поэтому дает команду на отключение. Для более точной калибровки можно использовать черные мешки, идущие в комплекте.

Формально ничего страшного из путаницы не должно произойти. Однако требования электробезопасности написаны не зря. Если требуется выпрямлять напряжение, применяются диодные мосты. По мнению специалистов, фоторезисторы и фотодиоды вполне заменяют друг друга. Но лучше все же при подборе компонентов проконсультироваться с профессионалами. Тестирование датчиков в помещении должно производиться строго на уровне пола, максимум на 0,1-0,15 м выше его. Устройство не должно срабатывать при включенном освещении или в дневное время. Если регулировка производится со смартфона, требуется перезагружать его при любом сбое. Только когда это не помогает, прибегают к иным методам.

О том, как правильно подключить датчики освещения, смотрите в следующем видео.

Фотореле: назначение и область применения

Прибор предназначается для автоматического управления электрическими цепями уличного освещения. Говоря простыми словами, это тот же выключатель освещения, только управляемый электроникой. При восходе солнца, когда уже нет потребности освещения улиц, фотореле срабатывает на отключение света, а при появлении первых сумерек – включает его.

Широкое применение устройство получило в сфере коммунального хозяйства для освещения улиц. Это позволило намного снизить потребление электроэнергии светильниками ЖКХ и управлять процессом без присутствия человеческого фактора. Ранее необходимо было в определенное время включить уличное освещение, а с приходом рассвета – отключить. Теперь, благодаря датчику, данная функция выполняется автоматически.

Фотореле также широко используют для автоматического контроля освещения частных или загородных домов, автостоянок, щитов, BIG-бордов, витрин магазинов, фасадных зданий и прочих конструкций, требующих подсветки в ночное время.

Вас также может заинтересовать для чего нужен дроссель. Рекомендуем Вам более подробно прочитать об этом.

Для управления уличным освещением в автоматическом режиме необходимо включить в питающую электрическую цепь светильников датчик фотореле. Также можно использовать уличный датчик движения.

От размещения зависит чувствительность срабатывания датчика присутствия для включения света. Если фотореле закрывается посторонним предметом (например, ветка дерева), то чувствительность его срабатывания кардинально снижается.

Фотореле также широко применяется не только для наружного освещения, но и для внутреннего освещения интерьера домов. Датчик обеспечивает ночную подсветку светильника для освещения декоративных изделий или прочих предметов в помещении (настенные часы, картины, награды, статуэтки, аквариумы). Использование данного элемента практически безгранично.