Фотореле для уличного освещения: устройство, схемы подключения

Что из себя представляет датчик света для уличного освещения, какие они бывают, где применяются?

Чаще всего такой датчик устанавливают для уличного освещения владельцы загородных домов. Этот шаг логичен, ведь нет потребности постоянно оставлять свет включеним. А если двор большой, то пока удастся добраться до включателя можно 10 раз упасть особенно зимой в гололед, в таком случае датчик станет настоящим волшебником и помощником. Коме того, этот прибор способен не просто экономить , а еще и продлевать срок службы ламп и другого осветительного оборудования.

Основными видами датчика света есть такие:

• Те что реагируют на уровень освещенности. Как только наступают сумерки они включают освещение, с приходом рассвета выключаются.
• Датчики движения. Его принцип действия заключается в особенностях излучения, которое выделяется человеческим телом. Так в дневное время оно не уловимо, а в сумерках и в темноте инфракрасные излучения подсказывают датчику что нужно включить освещения. То есть он улавливает инфракрасный диапазон, который каждый из нас излучает.
• Комбинированные. Они имеют специальный таймер, который можно запрограммировать на включение и выключение. То есть после того как свет с помощью него включиться, через определенное установленное время он выключиться.

В частных домах чаще всего применяют второй или третий тип. Так как необходимости в постоянном освещении в темное время суток нет, а первый востребован для использования в подъездах в многоквартирных домах или других общественных местах. Например, для освещения улиц или автомагистралей.

Технические характеристики

При выборе необходимого оборудования, необходимо учитывать следующие характеристики, предопределяющие функциональность:

• Напряжение: наиболее распространенными считаются датчики напряжением 220 В или 12 В. Зачастую выбираются по типу напряжения, которое питает наружное освещение. 12-вольтовые датчики используются также вместе с аккумуляторами.
• Режим работы: рекомендуется подбирать датчик день-ночь в зависимости от температурных особенностей Вашего региона. Кроме того, стоит выбрать устройство с более широким диапазоном температур на случай неожиданно больших перепадов.
• Класс предохранения корпуса: для монтажа на улице советуют выбирать класс ІР 44 или выше. Для установки внутри дома рекомендуется ІР 23. Данная классификация предписывает защиту от попадания твердых частиц с диаметром свыше 1 мм, а также водяных брызг. Не рекомендуется выбирать фотореле для наружной установки с пониженным классом защиты.
• Мощность нагрузок: каждое фотореле имеет свои пределы мощности нагрузок. Оптимальной считается общая мощность подключенных фонарей, которая меньше на 20%. При работе не достигается предел функциональности, поэтому, имеет большую продолжительность эксплуатации.

Данные параметры, безусловно, важны, но необходимо учитывать также следующие характеристики, как параметры регулировок, способные оптимизировать работу фотореле, сделав её более экономичной и эффективной. К таким характеристикам относятся следующие:

• Порог срабатывания: данный параметр повышает или понижает чувствительность. Рекомендуется понижать уровень чувствительности на зимний период, а также в городах при условии расположения поблизости ярко освещенных сооружений.
• Задержка на включение и выключение (сек.): при повышении порога задержки, происходит защита от ложного срабатывания от воздействия стороннего источника света, например, автомобильных фар. Кроме того, данный параметр предохраняет выключение уличного освещения при затемнении облаками или тенями иного характера.
• Диапазон освещенности: задается уровень освещенности, при котором фотодатчик дает сигнал на включение или отключение питания. Данные границы называются нижней и верхней границами освещения. Представленный диапазон колеблется от 2-100 Лк (при 2 Лк наступает полная темнота) до 20-80 Лк (20 Лк – сумерки с условием видимости очертаний предметов).

Как работает фоточувствительный автомат

Устройство, срабатывающее при изменении освещенности до порогового значения, может быть выполнено на различной элементной базе, но имеет примерно одну и ту же структуру.

1. В качестве светочувствительного элемента может быть применен полупроводниковый прибор, изменяющий свои параметры или генерирующий ЭДС под действием падающего света. Так, фоторезистор при облучении фотонами изменяет свое сопротивление, фотодиод создает ЭДС и т.д. Датчик уровня освещенности может быть встроен в корпус прибора или быть выносным.
2. Преобразователь трансформирует изменяемую величину в электрический параметр, с которым удобно работать. Если в качестве фотоэлемента используется фоторезистор, то его сопротивление преобразовывается в напряжение.
3. Усилитель усиливает напряжение до величин, при которых уровень помех и наводок становится незначительным.
4. Пороговое устройство сравнивает установленное значение напряжения с напряжением, поступающим с усилителя. Если оно становится больше или меньше опорного уровня, компаратор изменяет свое состояние с единицы на ноль или наоборот.
5. Таймер задержки. Не позволяет сработать реле, если длительность управляющего сигнала меньше заданного.
6. Исполнительное устройство. При изменении состояния компаратора, вызванного прохождением освещенности через заданный порог, выдает управляющий сигнал, который можно использовать для управления внешними устройствами. В большинстве бытовых приборов таким сигналом служит «сухой контакт» встроенного электромагнитного реле. Но может быть и дискретное напряжение от твердотельного коммутатора, изменение состояния транзистора с открытым коллектором и т.п.

Некоторые узлы могут быть совмещены. Так, преобразователь и усилитель комбинируются в одну схему. Таймера задержки в простых реле может и не быть, но он несет полезную функцию, о которой ниже. Может быть разной элементная база – аналоговое исполнение или цифровое. Но принцип действия остается: сравнение фактического уровня освещенности с заданным порогом и выдача управляющего сигнала.

Структурная схема фотореле.

Изготовление своими руками

Имея минимальные навыки использования паяльника можно собрать простейшее реле самостоятельно. Для начала стоит воспользоваться схемой с минимумом составляющих.

Такое фотореле сможет собрать даже начинающий

Вам понадобятся:

• PR1 — фоторезистор;
• R1 — электролитический конденсатор на 10K;
• VD1 КД522 — защитный теплоэлектрический диод;
• VT1 и VT2 — транзисторы структуры n-p-n;
• КТ315Б — транзистор;
• К1 — электролитический конденсатор на 10 000 микрофарад;
• К1.1 — включатель/выключатель;
• нулевой и фазовый провода.

Эти детали можно купить в магазине радиотоваров, или выпаять из старой ненужной техники.

В данной схеме транзисторы VT1 и VT2 формируют эмиттерный повторитель, благодаря которому сигнал от фотодатчика усиливается и оказывается достаточно мощным для размыкания электрической цепи. Благодаря диоду VD1 предотвращается течение обратного тока. А реле полностью заменяет транзисторный каскад, используемый в более сложных схемах.

Собранное своими руками фотореле

Для сборки фотодатчика необходимо последовательно спаять ножки используемых элементов, или воспользоваться платой с контактами. Чтобы удостовериться в работоспособности изделия желательно проверить его на стенде с одной лампой. Дабы установить подходящую чувствительность прибора, необходимо впаять в схему резистор переменной величины. Изменяйте сопротивление резистора, пока прибор не начнёт подавать сигнал включения/выключения при правильном уровне освещённости (эксперименты можно проводить вечером при выключенных светильниках). Как только нужный уровень сопротивления будет найден, вместо регулируемого резистора надо впаять постоянный. В качестве корпуса для изделия можно использовать распределительную коробку для наружного монтажа электропроводки, только в ней надо сделать окошко для фоторезистора.

Поскольку реле позволяет использовать схему в сети 220В, подключать его можно так же, как покупное.

Структура сумеречного выключателя

Ключевым компонентом светового реле является фотодетектор, в электросхемах могут использоваться транзисторы, диоды, фотосопротивление (фоторезистор), фотоэлементы. При перемене величины светового потока, падающего на фотоэлектрический элемент, меняются его характеристики, такие как электросопротивление резистора, перемена состояния электронно-дырочного перехода в полупроводниковых триодах и диодах, а также перемена напряжения на контактах фотоэлемента.

Затем сигнал обнаруживается усилителем и устройством сравнения (компаратором – в его роли можно задействовать операционный усилитель типа К140УД6, К140УД7 либо аналогичные) и осуществляется переключение двухтактного эмиттерного повторителя, переключая или отключая нагрузку.

Необходимо знать, что фотореле с тиристорным выходом не может функционировать с энергосберегающими лампочками, не предназначенными для этого, и монтируются в регулятор мощности лучистой энергии лампы

Этот аспект нужно принимать во внимание, чтобы не остаться со ставшими неработоспособными световым реле и лампочкой. Теперь разберем пару схем для сборки светового реле в домашних условиях своими силами

Разновидности датчиков освещённости

Обычные недорогие световые сенсоры позволяют автоматизировать освещение и подстроить его под продолжительность светового дня. Но поскольку в таком случае свет горит всю ночь, производители начали создавать модели с более широкими возможностями.

Пример фотореле с датчиком движения

Среди них:

• Фотореле с датчиком движения. Включают свет, когда в подконтрольной зоне начнёт что-то двигаться. Благодаря фотодатчику, сигнал на включение срабатывает только в тёмный период. Прибор недорогой, надёжный и компактный. Но если по территории бегают домашние животные, или в поле зрения датчика есть ветки растений, существует высокая вероятность ложного срабатывания сенсора.
• Фотореле, оснащённое и датчиком движения, и таймером. Прибор можно тонко настроить так, чтобы он срабатывал только когда нужно. Например, с 20.00 до 22.00 когда к калитке подходит гость либо возвращается хозяин.
• Фотореле с таймером. Прибор даёт возможность экономить электроэнергию, выключая свет в неиспользуемое время. Если привычки семьи устоялись и привязаны к определённому времени, такой вариант может быть очень удобным. Многие предпочитают этот вид приборов, поскольку их не обязательно монтировать на улице, таймер может подать сигнал к включению прямо из дома.
• Программируемые фотореле. Приборы этого типа самые дорогие, но превосходят другие типы по функциональности. Они дают возможность настроить включение/выключение освещение в зависимости от природной освещённости, периода времени, дня недели, сезона.

Ещё один подход к классификации фотосенсоров — вид исполнения. Различают:

• Фотореле для наружного монтажа. Устройство устанавливается на улице, чаще всего — на стене дома. Такой фотодатчик должен обладать герметичным корпусом и изготовляться из термо- и УФ-стойкого пластика.
• Фотореле для внутреннего монтажа. Прибор монтируется в основной электрощит дома на DIN-рейку. К нему прилагается выносной датчик, который необходимо закрепить на фасаде и соединить с блоком двумя проводами. Требования по защите основного корпуса в таком случае снижаются, но фотосенсор необходимо защитить от влаги и случайных ударов. Поскольку для прокладки провода придётся штробить стены, фотореле внутреннего монтажа лучше устанавливать на этапе ремонта.

Если у вас мало опыта в монтаже электроприборов, или вы опасаетесь повредить новые обои, лучше предпочесть фотореле наружного монтажа.

Производители фотореле: страны и цены

Изготовление таких приборов не требует уникального оснащения или сложных технологических процессов, поэтому наравне с западными изделиями рынок предлагает немало отечественных фотодатчиков. При этом у каждой страны есть как бюджетные, так и недорогие модели с разной степенью защиты.

Сравнительная таблица фотореле разных производителей

Если вы нашли модель с подходящим током коммутации, степенью защиты и другими параметрами среди изделий русских производителей, не стоит переплачивать за немецкий аналог. Но и слишком экономить не стоит, так как это скажется на долговечности датчика.

Фотореле IEK

В нашей стране очень популярны фотореле российского производителя IEK.

На вид фотореле IEK ФР 601 и ФР 602 одинаковые, обращайте внимание на маркировку

Таблица характеристик фотодатчиков марки IEK

Все модели датчиков этой марки изготовлены из негорючего пластика (поликарбоната), который защищает дом от случайного возгорания. По своим техническим характеристикам приборы подходят для Европы и средней полосы России, исключением могут стать только очень жаркие регионы и крайний Север.

Основные технические характеристики

Будь то лужайка с газоном или грядки, за ночь все будет хорошенько увлажнено без вашего участия

Обратите внимание!. Можно перейти к настройке подключенного оборудования

Каждый из перечисленных выше фотоэлементов по-разному реагирует на свет: резисторный тип — изменяет величину своего сопротивления, в результате чего и происходит включение света или его выключение; транзисторный тип осуществляет регулирование при облучении электрического сигнала светом. Пример смонтированного и подключенного реле Кроме того, система освещения выполняется функцию охраны, так как может включать свет при отсутствии хозяев

Можно перейти к настройке подключенного оборудования. Каждый из перечисленных выше фотоэлементов по-разному реагирует на свет: резисторный тип — изменяет величину своего сопротивления, в результате чего и происходит включение света или его выключение; транзисторный тип осуществляет регулирование при облучении электрического сигнала светом. Пример смонтированного и подключенного реле Кроме того, система освещения выполняется функцию охраны, так как может включать свет при отсутствии хозяев.

В чем может быть причина??? Когда стали переводить уличное освещение с выключателей на ые фотореле через управление катушка магнитного пускателя на одно реле возникла проблема.

Ну и плюс обращайте внимание на допустимую нагрузку. По логике нагрузка с катушки почти никакая, а на самом деле «обратка» по току делает свое дело

Зачищаем жилы от изоляции на мм, чтобы подключить их в клеммы.

Схемы подсоединения

Впрочем, большинство моделей оснащены обычными механическими тумблерами, настраивающими порог световой чувствительности. Чтобы понять, какой выбрать датчик, учитывается мощность нагрузки суммарная мощность источников света, ламп. Зато не нужно тянуть провода до распределительного щита.

Место установки зависит от освещенности, постарайтесь подобрать такой участок, где ничто не мешает солнечным лучам попадать на рабочую поверхность приспособления, иначе на фотодиоде начнутся помехи, и прибор будет работать неверно. Некоторые образцы включаются, при каком-либо движении напротив места установки. Каждый из перечисленных выше фотоэлементов по-разному реагирует на свет: резисторный тип — изменяет величину своего сопротивления, в результате чего и происходит включение света или его выключение; транзисторный тип осуществляет регулирование при облучении электрического сигнала светом.

Ноль вроде по схеме поступает и на реле, и на лампочку же. Подключил фотореле фр по схеме для освещения подъезда состоящего из 5-ти светодиодных светильников, но при срабатывании свет в подъезде начинает моргать.

Тем не менее, можно воспользоваться маленькими хитростями, облегчающими задачу: Воспользуйтесь куском пластиковой трубы желательно черного цвета длиной см с увеличенным диаметром, чтобы оградить фотореле или датчик от света, бьющего из окон или от фонарей. Так вы сможете выбрать более простой способ установки; при монтаже прибора помните, что его минимальный предел срабатывания будет составлять 5 Люкс. Угол подпиливания — о от столба или стены. В этих приборах сенсорный элемент располагается в прозрачном герметически закрытом корпусе.
КАК ОТПУГНУТЬ НОЧНОГО ВОРА.ОДИН ИЗ СПОСОБОВ!!!

Как выбрать?

Уже даже общее знакомство с основными моделями датчиков указывает на важность технических характеристик. Нельзя просто так взять любое произвольное устройство и установить его, где хочется

Иной раз этого не позволяет слишком слабый допустимый ток. В других случаях мешает непригодность к эксплуатации в условиях повышенной влажности. Еще один нюанс: фотореле должно ставиться только там, где это позволяет конструкция прибора.

Его монтируют на капитальные несущие конструкции либо на конструктивные части электрооборудования. И всегда нужно оценивать, будет ли датчик в конкретном случае держаться надежно или нет. Фотореле подбирают еще и с учетом комфортности обслуживания, различных регулировок и настройки. Кроме этих требований, надо помнить про надежность и стабильность работы

Всегда рекомендуется обращать внимание на отзывы

В частном жилье оптимальным выбором будут инфракрасные датчики. Необязательно в «чистом» виде — полезно бывает и наличие ультразвукового модуля. Потолочные устройства с обзором во все стороны используют, если в помещение можно войти с двух и более сторон. А вот в коридорах, где свет нужен при проходе через определенные участки, подбирают датчики с обзором на 180 градусов. Не стоит забывать и про радиус действия прибора, внутри дома он минимален, а на улице подбирается по ситуации.

Технические характеристики фотореле

Уровень максимальной рабочей нагрузки фотореле зависит от того, какие устройства к нему подключены. Необходимо знать, что максимальная нагрузка устройства составляет от 1000 до 2300 Вт, номинальное рабочее напряжение равняется 220 В, а пределы порога срабатывания фотореле равны 2-2000 лк (люксам).

Чтобы приобретенное вами фотореле долго и успешно вам послужило, нужно с самого начала знать, на какие критерии ориентироваться при покупке данного устройства и его вспомогательных элементов. Устройство может проработать на протяжении длительного периода времени, не создавая никаких проблем, а может каждую неделю выходить из строя.

Постараемся разобраться, можно ли в процессе установки и эксплуатации избежать проблем и как это сделать. Хотел бы отметить то что цвет проводов для подключения реле у разных фирм производителей разные, поэтому обязательно прочитайте инструкцию в которой изображена схема подключения фотореле .

Самыми популярными устройствами на современном российском рынке являются фотореле класса эконом от таких производителей, как ИЕК, TDM, EKF и др.

Фотореле ФР-601 и ФР-602 со степенью защиты IP44 предлагает нам компания ИЕК. Благодаря защите IP44 использование данных устройств возможно под открытым небом, ведь IP44 защищает нас от падающих в разных направлениях брызг. Пределы, в которых находится порог срабатывания данных фотореле, могут составлять от 5 до 50 лк. Рабочие температуры варьируются в пределах от -25 °С до +40 °С.

Необходимо знать, что при пороге освещенности в 5 лк наступает темнота, при этом предметы являются еще достаточно различимыми. Поэтому в условиях экономии включение освещения на улице при таком пороге освещенности не всегда себя оправдывает. Глубоким сумеркам соответствует порог 2 лк, когда наступление темноты наступает в течение 10 минут.

Схема подключения фотореле

Фотореле автоматически включает светильник в сеть, когда на улице наступает темнота, и, наоборот, отключает уличное освещение, когда на улице начинает светать. Благодаря этому не только увеличивается эксплуатационный срок самих ламп, но и существенно экономится электроэнергия.

Если говорить о технических характеристиках фотореле. то необходимо отметить, что источник питания составляет 220 В переменного напряжения, а коммутируемая цепь не превышает 10 А. Также нужно сказать о рабочей освещенности, выставление уровня которой производится с помощью регулятора, находящегося снизу реле, и такой уровень может варьироваться в пределах от 5 до 50 Люкс.

Если вы хотите, чтобы фотореле включало светильник при пасмурной погоде или при небольшом затмении, переместите регулятор в сторону «плюса». Переместив же регулятор в сторону «минуса», можно добиться срабатывания реле исключительно при наступлении темноты.

Установка фотореле на стене производится специальным кронштейном, который крепится с помощью винта к самому реле. Кронштейн входит в поставочный комплект, и, устанавливая его, следует убедиться в отсутствии помех, из-за которых естественное дневное освещение не сможет попадать на реле. Перед фотореле также не должны находиться деревья и другие качающиеся предметы.

Как подключить фотореле к освещению

Как на самом изделии, так и на упаковке изображена схема подключения фотореле для уличного освещения. Выводы реле выполнены проводами с разноцветной изоляцией во избежание возможности их неправильного соединения в процессе подключения. Догадаться о предназначении проводов можно, если знать их цветовую маркировку. Всего из фотореле выходит три провода:

• -черный — фаза;
• -зеленый — ноль;
• -красный — фаза коммутирующая (на светильник).

Итак как подключить фотореле к освещению? Перед тем как приступать к подключению фотореле обязательно следует после ознакомления с его инструкцией. Для соединения проводов используется распределительная коробка, которая установлена там же на стене.

Осуществление коммутирования нагрузки производится прерыванием фазного напряжения и его включением. Подключаемый к проводу зеленого цвета рабочий «ноль» необходим для электропитания (рабочее напряжение фотореле составляет 230 В). Данное изделие имеет номинальным током нагрузки показатель в 10 А (2,2 кВт).

Если же коммутируемая нагрузка имеет большую мощность, то управление освещением требует использования очень мощного сумеречного выключателя. Фотореле ФР-602, ток нагрузки которого составляет 20 А, заслуживает особого внимания перед остальными устройствами модельного ряда данного производителя.

Похожие материалы на сайте:

Нюансы монтажа датчика освещенности

Светоконтролирующий прибор обычно монтируется поблизости с подсоединяемым к нему светильником. Для каждой модели схема подключения выбирается в соответствии с инструкцией в техпаспорте. Ее перед началом работ следует изучить в обязательном порядке.

Особых навыков для выполнения монтаж не требуется. Надо лишь все рассчитать так, чтобы осветительные электроприборы не перегрузили линию. Фотореле нагрузки на сеть практически не дает. Однако УЗО в щитке и сам фотодатчик должны быть подобраны исходя из количества и мощности подключаемых лампочек.

Для самостоятельной установки фотореле достаточно обладать минимальными познаниями в области электромонтажа и соблюдать простейшие правила безопасности его выполнения

Существует несколько простых норм монтажа фоточувствительных реле:

1. Подключать сумеречный выключатель и всю линию осветительных устройств после него рекомендуется на отдельную линию от электрощитка со своим защитным автоматом.
2. Категорически запрещается устанавливать фотодатчик вверх ногами. С одной стороны он должен быть открыт солнечному свету, а с другой стороны на него должен падать свет от ламп искусственного освещения.
3. Нельзя этот электроприбор монтировать возле легковоспламеняющихся материалов, вблизи нагревательного оборудования и химически активных сред.
4. Если к фотореле подключается много лампочек , то в схеме необходимо предусмотреть магнитный пускатель.

Главное – свет от любых светильников не должен попадать на фотоэлемент. Иначе он постоянно будет работать не так, как положено. Фотодатчик реагирует на любой свет

Неважно, искусственное это освещение либо естественное от солнца

Схема подключения осветительных приборов к фотореле (прямая либо через пускатель) выбирается в зависимости от суммарной мощности подключаемых светильников

На корпусе фотореле есть план с цветовым обозначением всех проводов, исходящих из него. Как правило, коричневый идет на фазу со щитка («L»), синий на ноль («N»), а красный или черный – на светильник уличного освещения. Необходимо лишь зачистить концы этих жил и подключить все в соответствии с приложенной электросхемой.

Если у фотодатчика два контакта, то один из них подсоединяется к фазе со щитка, а второй идет на  светильник. Ноль в этом случае отсутствует.

В ситуации подключения уличного освещения через магнитный пускатель, он подсоединяется к фотореле так же, как лампочка. А сами осветительные приборы запитываются уже от него.

В этом случае реле замыкает не питающую лампы цепь, а только пускатель. Через выключатель в такой схеме проходит минимальный ток, поэтому подойдет более дешевый и маломощный прибор. Вся нагрузка здесь перекладывается на внешний контактор.

О том, как выбрать светильники для организации уличного освещения на солнечных батареях, подробно изложено в следующей статье, с которой мы советуем ознакомиться.