Основные принципы работы фотореле для уличного освещения
Принцип работы разных фотореле для уличного освещения во многом похож. Важнейшим элементом устройства считается фоточувствительный элемент, который меняет свойства под воздействием светового потока. Фотоэлемент соединяется с управляющей платой, которая выполняет контроль за всех параметров устройства. Также в конструкции присутствует реле и компаратор.
Внутреннее устройство прибора
Реле или симистор представляет собой специальное устройство на выходе, которое распределяет нагрузку. Компаратор – это порог запуска конструкции.
Схема функционирования механизма
При переменах уровня освещения меняются [характеристики фотоэлемента и подается напряжение к реле. При этом замыкаются и размыкаются провода электрической цепи. Некоторые образцы включаются, при каком-либо движении напротив места установки.
Работа датчика освещения
Стоит выделить следующие преимущества устройства:
- увеличивается уровень безопасности, так как автоматика регулирует включение светильников в темное время суток;
- экономия электроэнергии;
- прибор отличается длительным сроком службы, небольшим весом и бесшумной работой;
- повышается комфорт условий проживания;
- автоматическое включение используется в роли отпугивателя.
Фотореле требуется для оформления осветительных композиций в ландшафтном дизайне
Статья по теме:
Устройство фотореле
В конструкции современных уличных фонарей предусмотрено устройство, позволяющее автоматически регулировать их работу. Такие приборы называются фотореле. В их основе лежит встроенный в электрощиток или выносной датчик. Последний располагается в отдельном герметичном корпусе, характеризующемся повышенной защищённостью от неблагоприятного действия внешних факторов.
Большинство реле имеет функцию программирования. Она позволяет отключать и включать светильники в разное время в зависимости от сезона. Благодаря установленным программам летом освещение автоматически выключается раньше, чем зимой.
Кроме автоматического режима работы, аппараты имеют ручной способ управления. С помощью встроенного выключателя специалист, обслуживающий оборудование, может самостоятельно управлять им при возникновении нештатных ситуаций либо в целях профилактической проверки.
Разные фотореле имеют неодинаковую чувствительность, которая при подключении регулируется с помощью разных сопротивлений. Регулирование порога отключения происходит с помощью резистора, управляющего начальным напряжением.
Устройство, содержащее фоточувствительный элемент внутри корпуса, автоматически включает освещение при наступлении сумерек и отключает его на рассвете. Имеет прозрачный и прочный корпус, который позволяет реагировать на солнечный свет и одновременно предохраняет от повреждений.
Некоторые реле такого типа дополнительно комплектуются таймером. На нём можно зафиксировать конкретный временной промежуток, по истечении которого механизм будет срабатывать, включая либо выключая освещение. Таймеры могут иметь разные запрограммированные промежутки. В одних моделях — час или день, в других — неделя, в третьих — год. Это позволяет выделять разные периоды (не только день или ночь, но также праздничные и выходные дни).
В отдельных приборах предусмотрено регулирование порога срабатывания с помощью специального переключателя. Когда он установлен на плюс, фотоэлемент сработает от малейшего затемнения (в грозу, пасмурную погоду). При переключении на минус он активируется только в ночное время.
Процедура подключения
Зачастую датчики с фотоэлементом крепятся к стенам с помощью специальных кронштейнов. Они должны идти в комплекте с купленной моделью. Чтобы правильно подключить фотореле для автоматизации уличного типа освещения, необходимо поделать следующие манипуляции:
на корпусе прибора обычно размещается схема подключения, которую следует детально изучить;
Вариант схемы
- после того как вы ознакомились со схемой, нужно подобрать подходящее место для установки. О том, каким требованиям должно соответствовать место установки, мы говорили несколько выше;
- подключаем провода, выходящие из низа корпуса датчика к осветительному прибору;
- после этого настраиваем фотореле. Вначале устанавливаем порог срабатывания. Для этого перемещаем регулятор в нужное нам положение;
- если вы устанавливаете датчики с выносным фотоэлементом, не забудьте после монтажа подсоединить их между собой с помощью кабеля.
При наличии в конструкции устройства таймера, подключение можно провести через него. Для этого таймер следует запрограммировать на определенные временные промежутки срабатывания. Такая система очень выгодна и удобна для светлого периода дня. Благодаря данному способу подключения можно добиться довольно значительной экономии электроэнергии.
Установка фотореле
Установить фотореле своими руками несложно, важно лишь исключить прямое влияние регулируемого источника освещения и защитить устройство от неблагоприятного воздействия извне: влаги, прямых солнечных лучей, перепадов температуры
Для устройств промышленного производства существует ряд стандартов, которым такие решения должны соответствовать: ГОСТ (отечественные) и IP (международные). Добиться же того, чтобы самодельное фотореле было защищено от факторов внешней среды сложнее, хотя и теоретически возможно. Но для желающих установить подобное устройство у себя во дворе, около своего подъезда или гаража, лучше для начала рассмотреть предлагаемые на рынке решения — без владения нужными знаниями и опытом фотодатчик своими руками довести до рабочего состояния будет крайне сложно.
Описание фотореле
Чувствительное фотореле на симисторе ГОСТ 51324.2.1-99. представляет собой оптронный прибор, состоящий из светодиодов, оптически связанных с контактами электроприборов. Его еще часто называют сумеречный светодиодный датчик, приспособление день-ночь и т.д.
Фото – Фотореле фото
Фотореле предлагают различные преимущества по сравнению с механическими реле времени:
- Малый размер. Размещенное в небольших блоках, таких как USOP, приспособление разрабатывается с уменьшенной платой;
- Длительный срок службы. При отсутствии механического контакта, значительно продлевается срок годности за счет того, что полностью отсутствует износ;
- Слаботочный привод. Данный прибор может работать с поступающим током даже в несколько миллиампер без усилителя. Таким образом, соседние устройства могут обходиться без драйверов;
- Бесшумная работа. При отсутствии механического контакта, бесконтактное реле при работе не издает совершенно никаких звуков;
- Высокая скорость. Фотореле примерно в 10 раз быстрее, чем механические аналоги (которые принимают несколько миллисекунд для переключения).
- Отличная производительность, многие приборы поставляются с таймером.
Читать также: Изготовление бетономешалки своими руками
Составляющими прибора являются: три контактных провода для подключения к общей сети, магнитный пускатель, якорь.
Принцип действия
На схеме показан принцип действия устройства. Фоторезистор PR1 уменьшает при повышении освещенности свое сопротивление до нескольких Ком, благодаря чему открывается фототранзистор VT2, который включает фотореле K1, и уже это устройство, в свою очередь, начнет передавать сигналы. Защищает схему от самоиндукции диод VD1. Благодаря такому принципу, даже очень слабые сигналы позволяют включать или выключать свет.
Фото – Схема фотореле
Главная рабочая часть – фотоэлемент, представляет собой газовую трубку, в которой производится ионизация газа. Она имеет катод, который способен вырабатывать электроны пропорционально интенсивности направленного к ней света, также трубка оснащена анодом для сбора электронов.
Фото – Фотореле
Всякий раз, когда отрицательно заряженная поверхность помещается в атмосферу ионизируемого газа, такого как пары ртути или какой-либо инертный газ, на неё переходят электроны. Там посредством использования теории скоростей Ферми-Дирака, электроны ускоряются в зависимости от силы приложенного электрического поля.
Фото – Фотореле TDM
Эти электроны перемещаются на относительно короткое расстояние до столкновения с атомом ионизирующего газа. Когда электрон, имеющий постоянную кинетическую энергию, проходит через ионизирущее вещество, он нарушает атомы, с которыми сталкивается. Также его траектория действия может периодически меняться. Если материал является газообразным, то полученные фрагменты или ионы могут перемещаться в противоположную сторону друг от друга. Но если электроны выбиты из атомов, то они двигаются в одном направлении, а остаточные положительные ионы – в противоположном. Выход типа ионизации или фотоэлемента зависит от числа электронов на аноде.
Именно перемещения электрических частиц в определенной последовательности и становится причиной переключения приспособления. Нужно сказать, что это особенно удобно для устройств с датчиком движения Finder, Legrand.
Как выбрать фотореле
Обратите внимание, что у каждого приспособления выделяется область применимости. Для нашего случая это пропускная мощность. Фотореле не способно пропустить бесконечно большой ток, расплавится силовой элемент
Фотореле не способно пропустить бесконечно большой ток, расплавится силовой элемент
Важно понять, что иногда исключительно ключом не обойдёшься. Оригинальный выход – замена разрядных и обычных ламп на светодиодные либо энергосберегающие. Подобные приборы потребляют энергии на порядок меньше, а значит, допустимо поставить количеством в 10 раз больше
Подобные приборы потребляют энергии на порядок меньше, а значит, допустимо поставить количеством в 10 раз больше.
Когда формируется схема подключения фотореле для уличного освещения, требуется продумать вопросы питания и мощности. Согласитесь, неудобно ставить ряд управляющих ключей. Они портят внешний вид экстерьера, не несут смысловой нагрузки, разве что выделить несколько контуров, предназначенных включаться и выключаться в разное время. Любой собственник частного домовладения знает факты:
Дом в период разработки конструкции обзаводится электрическим проектом. Нельзя брать и что-то менять без сонма согласовательных работ. Следовательно, чем меньше стоит фотореле и влияет на схему, тем лучше. Тогда смена лампочек накала или разрядных на светодиодные или энергосберегающие смотрится уместно
Главное, что пропускаемый ток уменьшится, удастся сэкономить на реле, а также обойтись единственным на все поместье
Важной частью считается квота энергии. По законам РФ собственник имеет право на определённую долю энергии
Это называется квотой. Если свою долю не выбрать – что учитывается уже в проекте электрификации – потом за положенное придётся (!) платить. Собственную квоту лучше знать заранее. А превышать нельзя опасаясь прогрессирующего штрафа. Следовательно, выгодно забрать ровно столько, сколько даёт закон. Сбережение энергии за счёт внешнего освещения позволит чуть больше приборов разместить внутри здания.
Энергетический проект изготавливается организацией с лицензией СРО. По исполнению придерживайтесь списка работ, требующих разрешения. Закон ежегодно меняется, таблицу со строительными операциями, требующими наличия лицензии, ищите самостоятельно. Доработать проект и вставить туда фотореле посложнее, чем просто вкрутить лампочку. Чтобы не вступить в конфликт с законом, правовые вопросы выясняются отдельно.
Обратите внимание при установке фотореле, что в место будущей дислокации должен беспрепятственно проникать свет. Для подстройки уровня включения с нижней стороны прибора устанавливается специальный винт. Регулируя его положение, возможно беспрепятственно настроить прибор на нужное время
Разумеется, многое зависит от погоды. Если утро пасмурное, свет проработает дольше. И наоборот – когда рассвет солнечный, освещение выключится раньше
Регулируя его положение, возможно беспрепятственно настроить прибор на нужное время. Разумеется, многое зависит от погоды. Если утро пасмурное, свет проработает дольше. И наоборот – когда рассвет солнечный, освещение выключится раньше.
Если это не нравится или просто не требуется, потребуется последовательно включить реле времени (таймер). Современные версии отличаются возможностью программировать расписание по дням недели и выбирать варианты. Иногда выручит датчик движения. Это полезно в темных галереях, где неэффективно ставить выключатели – сложно найти. Датчик определит, что приближается человек, и выполнит нужную работу.
Схема сбора реле
Схема подключения датчика освещения — пошаговая инструкция
В датчиках освещения, как правило, имеется всего 3 контакта. Обозначаются тремя цветами: черный, красный, желтый (его могут менять на синий, коричневый, розовый, белый). На черный необходимо подавать фазу, на красный – ноль. Третий контакт – выходной, с него подается фаза на осветительный прибор (или распределительную коробку, с которой подключается уличное освещение). Дополнительный ноль для освещения берется непосредственно с щитка, его также можно вывести с любой другой электрической цепи дома.
Схема подключения фотореле с обычным включателем
Есть модели датчиков, у которых имеется 4 и 5 проводов. Они позволяют подключить сразу несколько линий, то есть, внутри фаза распределяется на 2 или 3 выходных контакта. Маркируются чаще всего аналогично: вход на фазу и ноль соответственно черного и красного цветов, остальные контакты – дополнительным цветом.
Но вышеуказанный принцип маркировки соблюдается далеко не всеми производителями, поэтому перед монтажом обязательно необходимо ознакомиться с приложенной инструкцией. В датчиках, где вместо входных проводов стоят клеммники вообще никаких обозначений может не быть.
В сумеречных реле принцип подключения аналогичный, но в большинстве моделей предусмотрен также выход на ноль. То есть, подводить его отдельно к освещению не нужно – провода выводятся непосредственно из реле. Но это является одновременно и недостатком – сам датчик получается массивным, под него приходится выделять отдельную распределительную коробку.
После установки останется только отрегулировать работу датчика. В большинстве моделей для этого предусмотрен регулятор под крестовую отвертку. Выполнять корректировку срабатывания следует в то время суток, когда и необходимо включать освещение.
Регулировка чувствительности здесь — снизу, сделан регулятор под крестовую отвертку
Цены на аккумуляторные отвертки
Аккумуляторная отвертка
Итого, алгоритм подключения датчика будет следующим:
Шаг 1. Подвести электролинию в место установки датчика. Потребуется фаза и ноль. Не обязательно заводить с щитка, если общая нагрузка не будет превышать 0,5 — 1 кВт.
Подводим линию электропитания
Шаг 2. Развести электропроводку для подключения освещения (если фотореле одно, то вывод с одной линии следует пускать на распределительную коробку). С места подключения фотореле выводится фаза, ноль заводится с щитка или другой линии электропроводки.
Подготавливаем провода для соединения
Шаг 3. Подключить фотореле по схеме, указанной в инструкции (предварительно обесточив линию).
Монтируем фотореле
Шаг 4. Подключить выход с датчика к линии освещения (выход — это фаза).
Подключаем датчик к освещению
Шаг 5. Тестовое включение линии.
Проверяем работоспособность
Шаг 6. Проверка работоспособности датчика, если необходимо — регулировка степени срабатывания.
Настраиваем датчик
Сборка и подключение схемы уличного освещения
Переходим к монтажу и подключению всей коммутационной аппаратуры для управления освещением в щитке.
Общая схема подключения и управления уличным освещением от фотореле с применением пускателя, будет выглядеть следующим образом:
Давайте разберем подробнее, как она работает и собирается «вживую» своими руками.
Для того, чтобы обеспечить два режима работы освещения — ручной и автоматический, используйте трехпозиционный выключатель.
В первом положении через обычный одноклавишник, можно будет вручную включать и выключать уличное освещение когда вам захочется.
Также это пригодится, если вдруг автоматика выйдет из строя или заглючит.
Второе положение — это режим автоматического управления от выносного датчика света и сумеречного реле.
В позиции «0» — освещение полностью отключено.
На DIN рейке по порядку в один ряд выставляете всю необходимую автоматику:
3-х позиционный выключатель или как его еще называют переключатель ввода резерва
Первым делом подключаете фазу питания. Заводите ее от отдельного дифф.автомата в щитке сначала на трехпозиционник (контакт №1).
А далее на сумеречное реле (нижний контакт L) и входные контакты пускателя №2 и №4.
Если мощность светильников небольшая и общий ток не превышает 16А, то все подключение можно сделать перемычками как на рисунках выше.
Если же у вас стоят мощные фонари, типа ДНаТ или весь периметр обвешан прожекторами, то пускатель следует запитывать только напрямую от автомата без всяких перемычек.
Выход с пускателя заводите на верхние клеммы автоматов, к которым будут непосредственно подключаться кабели проложенные в земле до светильников.
После подключения питающей фазы, подсоединяете ноли. Один на клемму N сумеречного реле.
А другой на катушку пускателя А2.
Дабы постоянно не лазить в рапредшкаф при ручном управлении, на удобной для вас стене, рядом с щитовой монтируете обыкновенный одноклавишный выключатель.
Подводите к нему двухжильный кабель ВВГнГ 2*1,5мм2.
Один провод кабеля сажаете на трехпозиционный переключатель (клемма №2).
А второй пускаете на обмотку модульного контактора А2.
Таким образом, переключив 3-х позиционник в ручной режим (положение язычка — I) и включив выключатель на стенке, вы тем самым напрямую подадите напряжение на катушку пускателя. Он втянется и фаза пойдет через автоматы на освещение.
Осталось подключить автоматику. Снаружи здания на улице монтируете датчик фотореле.
При этом соблюдайте два правила:
датчик не должен находиться в тени деревьев или другого соседнего здания
фотореле не должно ночью попадать под прямой свет от уличных светильников
В противном случае это все приведет к некорректной работе и ложным срабатываниям. К датчику от щитка протягиваете кабель ВВГнГ 2*1,5 и подключаете к его контактам.
Второй конец от кабеля фотодатчика заводите на сумеречное реле (контакты №2 и №4).
При срабатывании реле снаружи, сумеречное реле в щитке будет замыкать свои верхние контакты №1 и №3. Поэтому на эти клеммы также нужно подать фазу от трехпозиционника с клеммы №4.
После сумеречного реле она поступает на катушку пускателя А1.
В итоге и получается следующая схема работы автоматики:
3-х позиционный переключатель находится в положении II. На улице темнеет, а следовательно в определенный момент срабатывает фотореле.
Замыкание его контактов запускает сумеречное реле и фаза через него попадает на обмотку модульного контактора. Ноль на обмотке дежурит постоянно.
Как только на ней появляется фаза, пускатель втягивается и подает напряжение на верхние клеммы автоматов освещения. Уличные свет и фонари загораются.
На рассвете фотореле размыкает свой контакт, заставляя своего «сумеречного собрата» в щитке разорвать фазу. Контактор отпадает и свет отключается.
Хотите выключить всю автоматику? Просто перещелкните вводной переключатель в положение I.
Источники — Кабель.РФ
Автоматизация подачи освещения в квартире, в доме или на улице достигается за счет применения фотореле. При правильной настройке оно будет включать свет при наступлении темноты и отключать в светлое время суток. Современные устройства содержат настройку, за счет которой можно устанавливать срабатывание в зависимости от освещенности. Они являются составной частью системы «умного дома», берущей на себя значительную часть обязанностей хозяев. Схема фотореле, прежде всего, содержит резистор, изменяющий сопротивление под действием света. Ее легко собрать и настроить своими руками.
Астротаймер
Астрономический таймер (астротаймер) — это другой способ автоматизировать уличное освещение. Принцип его работы отличается от фотореле, но он тоже включает свет вечером и выключает его утром. Управление светом на улице происходит по времени. В данном устройстве заложены данные про то, в какое время темнеет/светает в каждом регионе в каждый сезон/день. При настройке астротаймера вводятся GPS координаты его установки, выставляется дата и текущее время. Согласно заложенной программе устройство и работает.
Чем оно удобнее?
- Оно не зависит от погоды. В случае с установкой фотореле велика вероятность ложного срабатывания — в пасмурную погоду свет может включаться ранним вечером. При попадании на фотореле света он может гасить свет посреди ночи.
- Устанавливать астротаймер можно в доме, в щитке, в любом месте. Ему не нужен свет.
- Есть возможность сдвигать время включения/выключения на 120-240 минут (зависит от модели) относительно заданного времени. То есть, вы сами сможете выставить время так, как вам удобно.
Будет интересно Токовое реле: что это и для чего используется?
Недостаток — высокая цена. Во всяком случае, модели, которые есть в торговой сети, стоят довольно солидных денег. Но можно купить в Китае намного дешевле, правда, как он будет работать — вопрос.
Датчики движения и освещенности.
Характеристики разных моделей IEK
Производители устройств, предназначающихся для регулирования освещения, выпускают различные модели фотореле, отличающиеся техническими характеристиками и свойствами. Широкое распространение получил прибор марки ФР-601 диаметром 63 мм и высотой 77 мм. Он предназначается для использования в однофазной электросети переменного тока с напряжением 230 В и частотой 50 Гц, потребляет 0,45 Вт. Освещённость в нём регулируется в диапазоне от 5 до 50 лк.
По отзывам пользователей, ФР 601, также называемый сумеречным выключателем, прост в установке и эксплуатации, стоит недорого, подходит для управления внутренним освещением, а также подсветки витрин, рекламы и пр.
Другая разновидность фотореле для уличного освещения — IEK ФР-602 — имеет аналогичный принцип действия. Его корпус, изготовленный из негорючего пластика, содержит плату с функциональными элементами — переменным резистором, диодом, реле управления, фоторезистором и двумя транзисторами. Оболочка прибора с выносным датчиком отличается герметичностью и повышенной прочностью. ФР-602 применяется для освещения подъездов многоэтажных домов, общественных зданий, предприятий, входов на частную территорию.
В одной статье мы уже рассматривали с вами, как подключить датчик движения, в этой мы поговорим о том, как подключить фотореле. Это два разных прибора их не стоит путать их между собой. Фотореле включается в темное время суток автоматически, и позволяет существенно экономить на освещении. Устанавливать его можно на даче, в подъезде и т.д. В статье мы поговорим о том, как установить фотореле и подключить все между собой, покажем схемы и рассмотрим целую пошаговую инструкцию с видео.
Фотореле ФР-601 ( Сумеречный выключатель )
Фотореле ФР-601 или как его ещё называют сумеречный выключатель предназначен для автоматического включения и отключения уличного и внутреннего освещения ( подсветски номера дома,подсветки фасадов зданий, освещения дворов и территорий,рекламных вывесок,подсветки витрин, световой рекламы и т.п.) в зависимости от уровня освещенности.
Сумеречный выключатель ФР-601 может быть установлен как на улице так и в помещении.
Соответствует ГОСТ Р 51324.2.1-99
Фотореле ФР-601 предназначены для эксплуатации в однофазных электрических сетях переменного тока напряжением 230 В частотой 50 Гц
Преимущества
• Корпус фотореле выполнен из пластика (поликарбонат)• Внутри корпуса находится основание с электронной платой и защитный пластиковый кожух, встроенный фотоэлемент• В качестве коммутирующего нагрузку элемента использовано электромеханическое реле• Порог срабатывания фотореле устанавливается регулятором «LUX». Вращением регулятора (регулировка «+», «–») можно установить порог срабатывания фотореле
Область применения
• управление уличным и внутренним освещением
• включение подсветки номера дома• включение освещения витрин• включение световой рекламы и т.п.
Технические характеристики:
| Номинальное напряжение | 230 В / 50Гц |
| Номинальный ток нагрузки | до 6А |
| Максимальная мощность нагрузки | для ламп накаливания 1100 Вт,для люминесцентных ламп 600 Вт |
| Регулировка порога срабатывания | 5 ÷ 50 Лк |
| Максимальное сечение присоединяемых проводников | 1,5 мм ² |
| Степень защиты по ГОСТ 14254-96 | IP44 |
| Климатическое исполнение и категория применения | У3.1 |
| Время выдержки | 16 сек. |
| Собственная, потребляемая мощность | 0,45 Вт |
| Температура эксплуатации | -25-(+45) градусов |
Схема подключения фотореле ФР-601:
Для увеличения мощности управляемой нагрузки можно использовать схему подключения фотореле через пускатель ( модульный контактор ).
Схема подключения фотореле ФР-601 через пускатель:
Внимание:
Не устанавливайте фотореле в слишком тёмном месте или под линией освещения. Элементы освещения, которые управляются фотореле не должны быть направлены на само фотореле.
Комплектность:
1. фотореле – 1 шт 2. крепежный уголок – 1 шт 3. винт для крепления уголка – 1 шт 4. упаковочная коробка – 1 шт 5. руководство по эксплуатации и паспорт- 1 шт
