Как работает фотореле для уличного освещения
Принцип функционирования устройство относительно прост. Когда уровень освещенности становится недостаточным, внутри прибора происходит замыкание контактов, благодаря чему включается лампочка одного или нескольких приборов. При увеличенном режиме освещенности контакты размыкаются.
Так выглядит фотодиод – светочувствительный элемент
Для определения уровня освещения используются:
- фототранзисторы, регулирующие электрический сигнал на выходе при воздействии света;
- фототиристоры, получающие заряд от светового потока, который поступает на специальную матрицу;
- фотодиоды, функционирующие по принципу фотовольтаического эффекта;
- фотосимистор, предназначенный для синхронизации тока и передачи его на электрод.
Прочный корпус позволяет защитить детали от внешней среды
Как выбрать?
Что нужно учитывать при выборе:
- Ваши требования к прибору.
- Набор функций.
- Способ подсоединения.
- Климатические особенности вашей местности.
- Номинальное напряжение сети.
Советы по выбору:
- Рекомендуется приобретать для частного использования и освещения подъездов более простые в подсоединении фотоэлементы, зашитые в герметический корпус. Для внутреннего подключения.
- Выносные элементы, подсоединяемые к DIN-планке в электрощите, как правило, обладают более мощным напряжением. Подключаются к многоярусным источникам уличного освещения. Их сложнее монтировать и не обладая опытом, самим устанавливать не рекомендуется. Используются на предприятиях и заводах.
- Если в подобном освещении есть необходимость, то учтите, что самый экономный вариант – комбинированный с датчиком движения. Но он дороже более простых устройств.
- Прибор с таймером легко настраивается на необходимое время срабатывания и стоит дешевле. Экономия электроэнергии будет напрямую зависеть от установленной продолжительности освещения.
Назначение и принцип действия фотореле
Назначение фотодатчика, подключенного к электросети – контролировать уровень освещенности, исходя из времени дня. Когда темнеет, автоматически включается уличное освещение, утром так же выключается.
Любое фотореле состоит из один и тех же деталей:
- фотоэлемента, воспринимающего свет;
- компаратора (усилителя тока);
- трансформатора;
- реле (исполнителя);
- датчика движения и таймера или микроконтроллера (дорогие модели);
- магнитного пускателя (не всегда).
Сопротивление фотоэлемента меняется в зависимости от уровня освещенности. С наступлением темноты оно снижается, компаратор усиливается ток и передает на реле, которое к нему подсоединено. При его срабатывании загорается светильник.
Утром процесс обратный. Под воздействием света сопротивление фотоэлемента повышается, напряжение тока снижается, компаратор выключает реле и светодиодный светильник.
Схема подключения напрямую
Для подключения датчика света используется трехпроводная схема. Онаозначает, что вам необходимо подать на прибор полноценные 220В (фазу+ноль), ане только фазу.
Практически такая же схема используется и для датчиков движения. Правда там есть варианты и двухпроводного подключения без ноля.
Куда подключать фазу, а куда ноль? В этом деле можете ориентироваться поцветам.
Обычно один из проводов должен быть синего или зеленого цвета – это ноль.
Два других проводника также отличаются расцветкой. Например, один будет коричневым (черным), другой – красным.
Коричневый – это входная фаза от автомата питания. Третий провод (красный)– это выход на нагрузку. На нем фаза появляется только в момент срабатыванияфотореле.
Ее как раз-таки и нужно заводить в светильник.
Заводские провода на датчике коротковаты, поэтому их приходится удлинять. Приготовьте заранее клеммы или гильзы для прессовки.
Наращивание производится кабелем сечением 1,5мм2. Общее соединение всех проводников должно осуществляться в защитной распредкоробке.
Вот как будет выглядеть такая схема подключения напрямую от выключателя расположенного в распредщитке.
Настройка датчика света
Кроме того, у фотореле есть своя регулировка чувствительности. Вы можете вручную установить любой порог срабатывания.
То есть фонарь будет работать в полной темноте уже ночью, либо вечером, когда начинает темнеть.
В популярных моделях фотореле IEK FR-601 и FR-602 регулятор расположен в основании и вращается в диапазоне от «+» до “-”.
Если открутить на максимум «+», то фотоэлемент сработает на закате или в непогоду (небо пасмурное). По техническим характеристикам эта регулировка соответствует примерно 50 люкс.
Если снять его в крайнем положении на «-», датчик будет работать только в полной темноте (освещенность 5 люкс).
Обычно устанавливается в среднее положение.
Эти повороты довольно тонкие и легко ломаются при чрезмерном усилии. Так что будьте осторожны, особенно при настройке чувствительности в холодную погоду.
При этом обратите внимание на один важный нюанс. Ошибка n
1 Фотографическое реле следует устанавливать на улице, а не в помещении
Ошибка n. 1 Фотографическое реле следует устанавливать на улице, а не в помещении.
Датчик всегда поставляется в черном футляре для проверки его работоспособности. Накрыли им крышку устройства — реле сработало.
Так, во многих моделях чувствительные фотоэлементы, расположенные внутри корпуса, могут реагировать, помимо освещения, на ультрафиолетовый свет, входящий в состав солнечных лучей.
Дома из-за стекла уходит 80% УФ-лучей, а снаружи — нет. Таким образом, домашняя среда с искусственным затемнением может отличаться от реальной внешней среды.
Когда радиуса недостаточно, некоторые руководствуются здравым смыслом и используют пленку для дальнейших корректировок. Он наматывается на датчик (полностью или наполовину), и поэтому сначала получается более высокое значение затемнения.
Схемы подключения фотореле для уличного освещения
Главная функция фотореле – это подача электропитания с наступлением темноты и его отключение с рассветом. Таким образом, это автоматический выключатель, который действует без вмешательства человека. Роль кнопки отключения играет светочувствительный элемент. Схема подключения фотореле аналогична: на прибор идет подача фазы, прерывается на выходах, а при необходимости цепь замыкается, вследствие чего напряжение подается на лампы или прожекторы.
Статья по теме:
Для обеспечения работы фотореле тоже требуется электропитание, поэтому на определенные контакты подсоединяют ноль. Так как освещение предполагается в открытой местности, есть необходимость подключения заземления.
Важно правильно соединить проводники, выходящие из корпуса самого регулятора с лампой и сетью
К сожалению, нет универсальной схемы подключения, которая подошла бы ко всем типам фотореле, но определенные моменты характерны для всех операций. Их необходимо учитывать, особенно в случае установки фотореле своими руками.
Практически во всех моделях реле на выходе имеет три разноцветных провода, которые соответствуют таким обозначениям:
- черный – фаза;
- зеленый – ноль;
- красный – фаза, коммутирующая на источник света.
Для обеспечения дополнительных функций можно приобрести фотореле с датчиками движения или таймерами
Пошаговая инструкция подключения фотореле для уличного освещения
Приведенная ниже инструкция подскажет, как поэтапно, быстро и правильно подключить фотореле:
- Предварительная установка распределительного щитка. Обычно его монтируют на стене, в нем осуществляют соединение проводников.
- Подключение фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству. Обычно в качестве крепежа используют кронштейн. Его устанавливают в месте, где на реле будут попадать прямые лучи солнца, но при этом изолированы другие источники света.
- Корректировка системы с использованием регулятора, то есть выбор параметров реагирования прибора на конкретные условия изменения освещенности.
- Установка регулятора производится на внешней части устройства с соответствующими техническими характеристиками: диапазон чувствительности – 5-10 лм; мощность – 1-3 кВт, порог допустимого тока – 10А.
Если прибор монтируют в середине электрощитка со сложной конструкцией, куда не проникают солнечные лучи, то реле и выключатель устанавливают отдельно друг от друга. Соединяют части устройства между собой специальными кабелями.
Подключается фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству
При установке уличного освещения рекомендуется соблюдать такие правила:
- Прибор с внешним фотоэлементом лучше размещать таким образом, чтобы исключить прямое попадание света от устанавливаемого светильника. В ином случае устройство будет работать с ошибками.
- Чтобы проверить, правильно подключена схема или нет, необходимо подсоединить пускатель к электросети. Результат будет ясен при срабатывании светильника.
Нюансы в схемах подключения датчика света
Тот факт, что фотореле подбирается с учетом предполагаемой нагрузки, может отразиться на стоимости изделия: в зависимости от мощности возрастает цена. Поэтому с целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя. Это специальный прибор, предназначенный для частого срабатывания режимов вкл./выкл. Использование пускового механизма позволяет подключить питание, применив фоточувствительный элемент с минимальной нагрузкой.
Таким образом, фактически происходит включение исключительно магнитного пускателя, поэтому во внимание берется только мощность, потребляемая им. А вот уже на выводах магнитного пускателя допускается использование более мощной нагрузки. С целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя
С целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя
В том случае, когда, помимо датчика день/ночь, необходимо подсоединить устройства с дополнительными функциями, например, таймер либо датчик движения, то их устанавливают после монтажа фотореле. При этом порядок очередности дополнительных приборов неважен.
Если функция таймера или датчика движения предусмотрена в строении устройства, но она не нужна в конкретном случае, то эти приборы просто исключают из общей схемы, то есть к ним не подводят провода. При этом в случае надобности эти элементы устройства можно будет подключить.
Технические характеристики
В первую очередь надо решить, хотите вы фотореле для уличного освещения с выносным или встроенным датчиком света. Выносной датчик имеет небольшие размеры и его проще защитить от подсветки, самое же устройство можно поставить в доме, например, в щитке. Есть даже модели под дин-рейку. Фотореле со встроенным датчиком освещенности может стоять неподалеку от светильника
Важно только выбрать место так, чтобы свет от лампы не влиял на фотодатчик. Этот вариант удобнее, например, для светильников на солнечных батареях
Фотореле для уличного освещения с выносным датчиком (слева) и встроенным (справа)
Эксплуатационные характеристики
Определившись с типом датчика переходим к техническим параметрам:
- Напряжение питания — 220 В и ли 12 В. В основном выбирают по типу напряжения, питающего уличное освещение. Двенадцативольтовые можно также использовать с аккумуляторами.
Режим эксплуатации. Реле для уличного освещения должно выдерживать все перепады температуры в вашем регионе. Лучше с запасом — на случай аномальных холодов или жары.
Технические характеристики фотореле
- Класс защиты корпуса. Для установки на улице выбирайте IP 44 и не ниже. Это означает, что корпус защищен от попадания твердых частиц размером более 1 мм и водяных брызг. Можно выбирать фотореле для наружной установки с большими цифрами класса защиты, с меньшими — нельзя. Для установке дома достаточно IP 23.
- Мощность нагрузки. Каждый датчик освещенности рассчитан на определенную мощность нагрузки. Лучше, если суммарная мощность подключенных осветительных приборов меньше на 20%. В таком случае устройство работает не на пределе возможностей, потому служит дольше.
Чтобы выбрать фотореле для уличного освещения эти характеристики обязательны. Правильный их выбор определяет работоспособность устройства. Но есть еще некоторые параметры, влияющие на корректность работы устройства.
Возможности настройки
Есть несколько регулировок, которые позволяют настроить работу фотореле в каждом конкретном случае. Проблема в том, что настройки производятся вручную, поворотом нужного регулятора и добиться абсолютно одинаковых параметров у нескольких устройств нереально. Всегда есть какие-то отличия в их работе.
- Порог срабатывания. Позволяет увеличить или уменьшить чувствительность. Снижать чувствительность надо в зимний период, когда свет отражается от снега. Также снижать чувствительность можно в городах, если неподалеку находятся ярко освещенные объекты.
Задержка на включение и отключение (в секундах). Увеличивая задержку на выключение можно избавиться от ложных срабатываний при попадании на фотодатчик света от автомобильных фар. Задержка на включение не даст включить освещение при затемнении от тучи или тени от птицы.
Пример характеристик для подстройки реле ФР-11 М
- Регулируемый диапазон освещенности. С его помощью задается освещенность, при которой фотореле для уличного освещения подает питание (нижняя граница) и отключает его (верхняя). Этот диапазон может быть 2-100 Лк (2 Лк — это полная темнота), а может — 20-80 Лк (20 Лк — это сумерки, но очертание предметов еще видно).
При помощи этих настроек можно сделать работу фотореле для автоматического включения освещения участка комфортным, исключить ложные срабатывания.
Схема подключения
Для надежной и корректной работы светоконтролирующего выключателя необходимо его правильно смонтировать и соединить с нагрузкой. Существуют две основные схемы подсоединения:
- без распределительного короба;
- с применением РК.
Последний вариант обычно используют в случае замены проводки, поскольку новая линия будет выводиться из монтажного короба. Типичная схема фотореле для уличного освещения объектов:
Принцип практически не отличается от подключения обычного переключателя света. Фаза выводится на разрыв, а к лампе идет ноль. Но нулевая жила заводится и на фотореле.
Там где проекты не предусматривают проведение новых линий в стенах можно воспользоваться вариантом соединения напрямую. Тогда схема подключения датчика света станет выглядеть примерно таким образом:
В этом случае «земля», «ноль» и фаза вводятся прямо в корпус устройства. Оба способа корректны, на выбор влияют лишь особенности реализуемого проекта и желание владельца.
Реверсная схема
Иногда может возникнуть потребность в «обратной» работе устройства: чтобы при затемнении свет гас, а при наступлении дня, наоборот, включался. Такая схема актуальна, к примеру, для освещения подвалов, сараев без окон и прочих мест, куда ночью человеку, скорее всего, заходить не понадобится.
Задача решается с помощью промежуточного реле. Его следует внедрить в схему за фотодатчиком:
Цепь с пускателем
Для подключения к реле класса ФР 601 мощной нагрузки (уличные ДРЛ фонари, прожекторы и так далее) в систему необходимо внедрить пускатель. Штатно «бытовые» фотодатчики рассчитаны на максимальную нагрузку до 10 А и 2 кВт, но пускатель позволяет расширить возможности и выполнить подключение фотореле к светодиодному прожектору и другим потребителям.
Катушка пускателя подключается к фотореле, а по силовым контактам энергия поступает на главную линию освещения к фонарю. В такой конструкции схема подключения фотореле для уличного освещения может выглядеть так:
Зачем нужно фотореле
Световые акценты вокруг дома — это не только удобно, но и красиво
Система уличного освещения может работать и без фотосенсоров. Но датчик день-ночь придаёт ей дополнительные преимущества:
- Удобство. Стандартная система освещения предусматривает установку включателя возле входной двери на улице, или в самом доме. Это удобно для того, кто решил выйти из дома поздним вечером. Но при возвращении домой в тёмный период суток приходится идти к выключателю с фонариком, или даже открывать замок в полной темноте. С датчиком можно настроить включение подсветки с наступлением сумерек и владелец приедет на уже освещённую площадку у калитки или перед гаражом.
- Экономия электроэнергии. Жильцы загородных домов нередко забывают выключить свет на улице перед сном или уходом из дома. С датчиком такого не случится. Стандартный выключит свет с первыми лучами солнца, комбинированный с датчиком движения — как только все уйдут со двора, а программируемый — в точно указанное время.
- Имитация присутствия. Воры не рискуют пробираться в дом, пока хозяева дома, а основной признак их присутствия — включённый свет. Уличная подсветка с сенсором создаёт видимость присутствия и таким образом защищает дом от вандалов и грабителей, пока семья на отдыхе или в командировке.
Датчики освещённости хорошо показали себя в городских осветительных системах, их нередко используют коммунальные службы, владельцы торговых центров, автостоянок, рекламных щитов и т. д. В частных загородных домах фотореле тоже выгодны и уместны, поэтому приобретают всё большую популярность.
Типы фотореле
Фотореле могут существенно отличаться друг от друга по электронной “начинке” и способу размещения чувствительного элемента.
На сегодняшний день наиболее востребованными и популярными моделями являются:
Фотореле с выносным датчиком – в данных устройствах датчик располагается вне основного корпуса устройства. Таким образом удаётся достичь высокой точности перехода системы из одного режима в другой.
Фотореле 12 В – устройства этого типа работают от источника постоянного электрического тока. Такие системы являются более безопасными. Могут использоваться в дублирующих системах освещения во время отсутствия напряжения в сети 220 В.
Фотореле ФР1 – ФР9 – данные устройства могут функционировать с различными видами фотоэлементов, некоторые приборы рассчитаны на работу при низкой температуре воздуха.
Фотореле ФРЛ02 – устройство имеет высокую степень защиты от поражения электрическим током и отличается очень низким уровнем собственного потребления электроэнергии.
Данные приборы могут отличаться по максимальной мощности нагрузки. Обычно фотореле рассчитано на подключение потребителей электроэнергии с нагрузкой от 6 до 16 А.
Порог срабатывания фотореле находится на уровне от 5 до 50 люкс, и может быть легко отрегулирован с помощью специального винта на нижней плоскости устройства.
Все современные фотореле имею очень малое собственное потребление электроэнергии. Максимальное значение этого показателя не превышает 1 Вт.
Многие устройства защищены от ложного срабатывания и при кратковременном затенении (до 30 секунд), не происходит включения автоматики. Запрещается устанавливать фотореле в местах сильного затенения.
Если установка осуществляется в период с октября по апрель, следует иметь в виду, что рядом расположенные деревья в весенне-летний период могут стать преградой солнечному свету.
На заметку
При подборе уличного детектора света стоит учесть некоторые моменты:
- размеры придомовой территории;
- для загородных участков рекомендуются релюшки с функцией регулировки на срабатывание. Такие датчики света легко настроить самостоятельно;
- на регулировку потребуется время и минимальные навыки;
- датчик света с таймером позволит точнее подстроить включение/отключение, запрограммировав время срабатывания;
- уличный фотодатчик лучше оборудовать ограничителем, чтобы оградить его от засветки от оконных и фонарных фонарей. Сделать такой световой козырек можно самостоятельно, например, из отрезка пластиковой трубы подходящего диаметра;
- для уличных приборов освещения лучше применять не обычные лампы накаливания, а светодиодные или люминесцентные. Так можно сэкономить на счетах за электричество. Кроме того и сам датчик можно подобрать с меньшей пропускной способностью, а значит и дешевле;
- место установки выбирать согласно прилагаемой инструкции.
Перед покупкой прибора важно выбрать угол осмотра в горизонтальной плоскости. Если в зону освещения могут подходить с любого курса движения, нужны реле с углом обзора от 180° до 360°:
- Стеновые с углом видимости 180°.
- Столбовые с углом видимости 360°.
Немаловажна и высота установки. Основное условие, когда работает фотореле — чтобы не было «мёртвых зон». Для бытовых приборов характерна узконаправленная зона обнаружения по вертикали — от 15° до 20°.
Для того чтобы датчики движения работали без поломок нужно знать, что они рассчитаны на определённую нагрузку. Просто перед покупкой рассчитайте суммарную мощь подключаемых ламп, которыми такое устройство будет управлять.
Схема подключения и установка
Установить фотореле можно самостоятельно. Это устройство крепится на вертикальную поверхность в месте, где солнечное освещение пространства находится на достаточном уровне.
При установке этого устройства следует учесть некоторые моменты, которые могут повлиять на нормальное функционирование прибора, а также на его долговечность:
Схема подключения фотореле
- Если рабочее напряжение прибора – 220 В, то его следует подключить к сети, в которой отклонение от номинала не превышает 10%. Двенадцативольтовые устройства устанавливаются через понижающий трансформатор и выпрямитель тока. Если подключается резервная система, то возможно подключение, от аккумуляторных батарей.
- Запрещается установка фотореле в местах рядом с легковозгораемыми предметами, а также возле ёмкостей с химическими реагентами и кислотами.
- Если устанавливается устройство с выносным фотоэлементом, то при покупке устройства необходимо проверить наличие специального кронштейна, на который устанавливается чувствительный элемент.
- Установка датчика фотореле должна быть осуществлена таким образом, чтобы на него не падал свет от освещения, которое включается этим датчиком.
Схема подключения прибора к регулируемой осветительной системе очень проста, но следует учесть некоторые моменты и правила такого подключения.
Фотореле имеет три провода различного цвета:
- Красный – выносной, коммутирующий провод.
- Коричневый – фазный провод.
- Синий – “0”.
Перед проведением работ по подключению реле, необходимо полностью обесточить проводку.
Синий провод соединяется с “0” подводящей проводки и со светильником.
Красный провод выводится из фотореле напрямую на осветительный контур.
Коричневый – подключается только к фазному проводу проводки.
Если прибор имеет только два провода на выходе, то его необходимо подключить следующим образом:
- Подключение “фазы” осуществляется к красному проводу устройства.
- Подключение “0” производится к синему проводу.
- Вывод электрического тока к потребителям осуществляется на плате, и соответствующие провода закрепляются с помощью клемм.
Такие устройства предназначены для подключения одной лампочки. Если необходимо соединение нескольких осветительных приборов, то их следует подключать параллельно.
Некоторые устройства могут быть подключены к заземлению, поэтому при наличии дополнительного провода или контакта, подключение осуществляется стандартным способом, и “земля” подводится к устройству по 3 – жильному кабелю.
Для подключения проводов наиболее правильным вариантом, будет использование клемм, но возможна и спайка медных проводов с последующей изоляцией.
Все элементы для автоматического включения освещения, предназначенные для работы на улице, имеют степень защищённости не ниже IP44, но при налипании большого слоя снега возможно серьёзные перебои в работе такого устройства. Поэтому датчик фотореле, желательно установить под небольшим прозрачным навесом. Для изготовления навеса более всего подходит сотовый поликарбонат.
Не стоит размещать фотореле слишком низко. При переносе громоздких предметов, устройство можно легко повредить.
Рекомендуемая высота установки – 2,1 м.
Схема фотореле
