Подключение фотоэлемента — ElectrikTop.ru

Световое излучение независимо от его происхождения (искусственное или естественное) – это фактор, который может быть использован для построения систем автоматики и управления различными процессами. Например, для включения или выключения уличного освещения. Для его регистрации созданы устройства, которые получили название «фотореле» или «сумеречный датчик».

Что такое фотореле

Это радиотехническое устройство, регистрирующее поток фотонов – элементарных частиц, квантов электромагнитного излучения, которые не обладают массой и способны существовать только в движении, а их скорость является максимально возможной в материальном мире. Его схема состоит из двух частей:

1. Чувствительной.
2. Исполнительной (силовой).

Вкратце алгоритм его действия следующий: фотоны, попадая на чувствительный элемент (фотоэлектрический датчик), вызывают возникновение электрического тока или изменение его параметров. Так формируется управляющий импульс, который усиливается и подается на исполнительный элемент – соленоид – электромеханического реле. Последнее замыкает свои силовые контакты, коммутируя управляемую цепь.

Чувствительные элементы фотореле

Фотоны не обладают зарядом, но возбуждают ионы в атомной структуре веществ и порождают вторичное излучение, сопровождающееся двумя эффектами:

• Волновыми колебаниями на видимой нами частоте спектра.
• Возникновением электрического тока.

Последний феномен наблюдается только в том случае, если вещество обладает так называемой запрещенной зоной – энергетическим диапазоном, в пределах которого электрон не может активироваться – определенного размера.

Для примера: у металлов (проводников) такой зоны нет. А у диэлектриков она настолько велика (не менее 5 электронвольт), что электроны в них не могут активироваться никогда. Промежуточное положение между ними занимают так называемые полупроводники. Величина запрещенной зоны у них от десятых долей до трех электронвольт.

К веществам, которые способны активироваться под воздействием потока фотонов, относятся селенид и сульфид кадмия. На их основе строятся все чувствительные элементы фотореле, которые бывают трех типов:

• Фоторезисторы.
• Фотодиоды.
• Фототранзисторы.

Фоторезисторы

Эти элементы радиотехнической схемы делают из полупроводников с одним типом проводимости – электронным (p) или дырочным (n). Под действием света их электрическое сопротивление уменьшается, они начинают пропускать ток. Этот сигнал поступает на входной каскад транзисторного усилителя, после чего он подается на соленоид силового реле, коммутирующего управляемую цепь.

Фоторезисторы являются наиболее простым и потому часто употребляемым элементом чувствительных схем.

Фотодиоды

Состоят из двух полупроводников – электронного и дырочного типа. Под воздействием света электроны накапливаются в зоне n, а так называемые дырки (положительно заряженные ионы) в зоне p. В результате возникает разность потенциалов и начинает течь постоянный ток. Этот элемент может работать в двух режимах: фотогальваническом и фотодиодном.

Схема включения фотодиода (ФД) в гальваническом и диодном режиме представлена на рисунке ниже.

В первом случае к нему не подводится питающее напряжение и он сам является источником тока. Это свойство используется при создании солнечных батарей, состоящих из сотен и даже тысяч светодиодов. Во втором подается напряжение обратной полярности, которое его запирает. При облучении светом обратное сопротивление элемента резко падает, а сила тока, через него текущего, наоборот, возрастает.

Фототранзисторы

Бывают двух типов: n-p-n и p-n-p, что определяет направление тока, через него текущего. От обычного транзистора отличается не только открытым корпусом, но и отсутствием третьего вывода – базы. Этот элемент делается большего размера, поскольку он воспринимает световое излучение, которое является управляющим.

Может работать в двух режимах: фотоэлектрическом и усилителя. В первом случае коллектору питающее напряжение не подводится, а ток через него возникает вследствие воздействия света на базу. Коэффициент усиления имеет логарифмическую зависимость от силы света и измеряется в децибелах.

Управление фотореле

Для того чтобы иметь возможность регулировать момент замыкания фотореле в зависимости от освещенности, используется два приема:

1. В цепь фотоэлектрического элемента вводится переменный резистор, который регулирует ток через него.
2. Используется так называемое опорное напряжение.

Первый наиболее прост, но он существенно ослабляет чувствительность прибора. Кроме того, не вполне логично сначала ослабить сигнал, а потом его усиливать для использования. Метод опорного напряжения заключается в том, что светочувствительный элемент включается по гальванической схеме. Возникший в нем ток сравнивается с опорным, текущим по независимой цепи. Для их сравнения используется компаратор.

Компаратор – это логический элемент схемы автоматики, работающий по принципу «Да – Нет». В основе его конструкции лежит операционный усилитель. Опорное напряжение вырабатывается отдельной схемой. Регулируется оно традиционным способом – реостатом.

Подключение фотореле

Стандартная схема подключения фотореле в системе управления освещением представлена на рисунке ниже.

Обратите внимание, что к нему подводится и фазный проводник, и нейтральный. Это делается для того, чтобы обеспечить питанием чувствительную часть схемы.

На практике клеммная коробка фотореле имеет три вывода. Они обозначены символами L – подключение фазы, N – нейтраль и R – нагрузка. Традиционно нагрузочный проводник выполняется черного или темно-коричневого цвета. Нейтраль желтого, а фазная линия – синего цвета. Однако могут быть варианты, поэтому за буквенными обозначениями следить надо обязательно.

Фотореле с магнитным пускателем

Мощность, на которую рассчитано фотореле, ограничивается электрической прочностью силовых контактов. Обычно рабочие токи для этого элемента автоматики не превышают 15 ампер. Например, у популярной модели ФР 601, используемой для управления уличным освещением, максимальная мощность нагрузки 1100 Вт, а рабочий ток 10 ампер.

Как следует поступить, когда требуется включать, например, уличные газоразрядные лампы ДРЛ ДНаТ 1000, токи запуска которых 12,5 ампер? В этом случае управление осуществляется через магнитный пускатель. Схема подключения фотореле ФР 601 с ним приведена на рисунке ниже.

Нагрузочный выход фотореле включается в цепь втягивающей катушки пускателя, к основной контактной группе которого подключается коммутируемая линия.

Фотореле параллельно с выключателем

В ряде случаев имеет смысл включать фотореле вместе с выключателем. Ведь возможно, что включить свет вам понадобится ранее наступления темного времени суток. Сделать это надо так, чтобы контакты силового реле были параллельны контактам выключателя. Главным условием правильной работы этой схемы является то, что к нагрузке должна подводиться одна и та же фаза.

Фотореле вместе с таймером

В сельских населенных пунктах практикуется правило, что уличное освещение включается с наступлением темного времени суток, но работает оно не всю ночь, а до, например, 23:00. Для реализации этого решения нагрузочный контакт фотореле подключается ко входу таймера. А тот, в свою очередь, к управляемому прибору.

Фотоэлектрическая схема является частью многих элементов автоматических систем. Например, датчиков движения. Но на этом ее возможности не ограничиваются. Она также встречается в составе звукозаписывающего оборудования. С помощью света можно дистанционно управлять токами большой силы, для чего используются особые приборы – фототиристоры и симисторы. Вы можете сами придумать оригинальную схему на ее основе, которая будет выполнять специфические задачи.

Схема подключения фотоэлемента – особенности разработки.

Сложность создания уличного освещения на частных и приусадебных участках состоит в том, что оно должно быть ярким и комфортным для человека. Еще одно важное условие – рациональный расход электроэнергии. С целью оптимизировать систему фонарей и светильников, многие владельцы домов предпочитают использовать фотоэлемент. Правильная схема установки фотоэлемента обеспечит яркий и качественный свет при минимальных затратах.

Что представляет собой фотоэлемент?

Фотоэлемент регулирует яркость и направленность уличного освещения, что позволит эффективно расходовать электроэнергию. Эти устройство созданы из полупроводниковых материалов, которые способны преобразовывать солнечную или световую энергию в электрическую.  В качестве полупроводников выступают такие материалы как кремний или сульфид камния.

Фотоэлемент устанавливают не только в системы уличного освещения, он также монтируется:

1. На солнечные батареи.
2. В комплекте с реле на турникеты в метро и другие автоматические системы.
3. На приемники радио.
4. На приемники изображения и видео.
5. В устройства, которые читают компакт-диски и другие электронные носители информации.

Внешне современный фотоэлемент выглядит как обычная световая лампочка. Они имеют малые габариты и характеризуются простотой в установке.

Фотодатчик на основе фотоэлемента – принцип действия.

Фотоэлементы используются совместно с реле и ламповым усилителем. При объединении этих составляющих можно получить фотодатчик (или фотореле).

Фотореле часто устанавливают в системах уличного освещения, оно делает процесс розжига и выключения ламп автоматическим, а также следит за уровнем напряжения в сети. Принцип работы такого датчик сводится к тому, что после того, как подключение произведено и на катод попали солнечные лучи, элемент преобразует световую энергию в электрическую. Электроэнергия отправляется на ламповый усилитель, что приводит в действие реле. Реле срабатывает, подключенные к нему устройства загораются.

Интересное:

Уличное освещение без проблем.

Использование уличных светильников на солнечных батареях.

Любые такие датчики настроены на определенную волну – ультрафиолетового или инфракрасного излучения. Каждый из приборов имеет собственный диапазон чувствительности, его можно регулировать в зависимости от назначения приспособления и места расположения элемента.

В  большинстве современных моделей, схема предусматривает также защиту от помех – она необходима для того, чтобы датчик не реагировал на свет фар и другие посторонние источники.

Большое преимущество подключения фотоэлемента в сеть уличного освещения состоит в том, что он позволяет создать полностью автоматизированный свет на участке. Например, можно сделать так, чтобы элементы уличного освещения в саду включалось сразу после захода солнца, а на террасе – с первыми сумерками.

Преимущества использования фотоэлементов.

Правильно составленная схема подключения таких элементов в датчики обладает множеством преимуществ для владельцев приусадебного участка. Среди них можно выделить:

• Экономия электроэнергии. Особенно большая экономия наблюдается при установке фотоэлемента с датчиком движения.
• Дает возможность управлять светом на территории.
• Позволяет регулировать яркость свечения.
• Низкая стоимость.
• Доступность монтажа.
• Длительный срок эксплуатации ламп.

Такие элементы устанавливаются не только в фотореле, они также являются частью выключателя и фиксируют изменения тока. Именно на этом основана работа выключателя – при падении тока в сети свет гаснет.

Как подключить фотореле.

Фотоэлемент в составе фотореле обеспечит стабильную работу систем уличного освещения на участке.

Любое фотореле состоит из:

1. Фотоэлемента.
2. Датчика тока.
3. Реле с выходными контактами.
4. Силового повторителя контактов, работающего при мощных нагрузках.

Наиболее популярными моделями сегодня являются ФР 601 и ФР 602 – бюджетные варианты. Схема подключения устройства расположена на упаковке товара, каждый производитель снабжает элемент бумагами, где есть схема установки. На корпусе элемента есть несколько цветных проводов, цвет необходим, чтобы в процессе установки не удалось провести подключение неправильно.

Зеленый цвет показывает «ноль», черный – «фазу»,  а красный – коммутирующую фазу, для подключения светильника. Подключать провода нужно будет к соединительной коробке, расположенной на стене. Подключение «ноль» необходимо для электропитания сети. Как правильно подключить устройство и схема приведены в инструкции. Это несложная процедура, и если у вас есть минимальные навыки работы с электриков, проблем не возникнет. При неправильном подключении проводов также не произойдет ничего опасного – сеть просто не будет работать. Сама коробка устанавливается на стену, согласно той же инструкции.

Чтобы настроить реле на работу в пасмурную погоду, нужно перенести регулятор в сторону «плюса».  Если регулятор включен на «минус» — устройство будет работать только в темное время суток. Настройку можно провести в любой момент.

Установка фотодатчика является очень выгодным решением, что позволит сэкономить не только на электроэнергии, но и на новых светильниках – так как теперь они работают автоматически и только по необходимости, срок службы приборов существенно вырастет.

Схема подключения фотореле для уличного освещения

 

С каждым годом количество новых технологий все увеличивается. С помощью некоторых изобретений можно сделать пребывание в доме более комфортным и удобным. Немалой популярностью сегодня пользуются приборы, которые позволяют автоматизировать некоторые процессы, к примеру, включение света. Чтобы создать такую систему своими руками необходимо фотореле.

Особенно актуальным будет установить такой датчик на улице для создания наружного (уличного) типа освещения. Купив или сделав такой прибор своими руками, вам останется только установить его. Но данную процедуру необходимо провести качественно, чтобы устройство проработало долго в различных климатических условиях улицы.

Для чего нужно

Фотореле представляет собой прибор, в состав которого входит специальный датчик, который считывает уровень освещенности окружающего пространства. Подключив такое устройство в систему наружного освещения, можно автоматизировать включение/выключение света и связать их с уровнем освещенности улицы. Это позволит в разы снизить потребление электроэнергии, добившись включения света только при наличии такой необходимости. Но для этого нужно разобраться с особенностями прибора для его правильного подключения и настройки. Если все сделать правильно, то датчик будет работать только тогда, когда настанет ночь, а когда начнется день – он будет в спящем режиме.
По факту, для подключения такого аппарата необходимо разбираться в следующих моментах:

• что представляет собой данный датчик;
• какой тип фотоэлемента в нем установлен;
• что нужно для его подключения к электрической сети дома.

Рассмотрим каждый пункт более детально.

Особенности устройства

Фотореле имеет вид датчика, который работает благодаря наличию у него фотоэлемента. Через него датчик оценивает уровень освещенности на улице и, при совпадении заданных параметров, активирует включение света в системе уличного типа освещения.

Обратите внимание! При падении света на датчик в день, фотоэлемент становится изолятором, а ночью – проводником.

Регулятор на корпусе

Схема фотореле не очень сложна и умещается в небольшой компактный корпус, из которого выходят три проводника. Они необходимы для подключения прибора к сети питания. Они также могут использоваться для управления включением аппарата в зависимости от выставленного в настойках уровня освещенности.
Такой датчик может использоваться в разных ситуациях. Но наиболее часто он применяется для создания уличного типа освещения.
Сегодня очень распространены модели, которые имеют регулятор. Он используется для управления работой прибора и более точной его настройки. Благодаря регулятору можно добиться правильной работы устройства в каждой заданной ситуации.

Обратите внимание! Регулятор выносится на внешнюю часть корпуса прибора, что упрощает пользование.

Выставляя регулятор на «-», датчик будет включать освещение только ночью, а при установке на «+» — когда только начинает смеркаться. Многие производители рекомендуют устанавливать регулятор на срединное положение. Это обеспечит более стабильную работу устройства.
Для более эффективного управления работой датчика нужно настроить несколько параметров:

• диапазон чувствительности света. Его надлежит выставлять в пределе от 5 до 50 Люкс;
• мощность — от 1 до 3 КВт;
• максимальная нагрузка сети – 10 А.

Также для правильного подключения важно знать, какие виды фотореле бывают. Самое главное отличие таких датчиков заключается в расположении фотоэлемента:

Датчик с выносным фотоэлементом

• датчик со встроенным фотоэлементом. Такие модели могут иметь встроенный регулятор и таймер. В данном случае подключение прибора происходит по обычной схеме. Для подключения подойдет стандартная электрическая схема для фотореле;
• датчик с выносным фотоэлементом. Здесь конструкция устройства состоит из двух частей: фотоэлемент, что выносится на улицу и переключатель, который стоит устанавливать отдельно. Для подключения их между собой нужно использовать кабель.

Обратите внимание! Подобный датчик зачастую используется в сложных системах освещения. Здесь нужна схема щита для подключения.

Для каждой модели характерна своя схема фотореле, которую следует учитывать для дальнейшего подключения прибора.
Еще одним вариантом подключения является способ через таймер. С помощью такого устройства можно легко запрограммировать датчик на отключение или включение регулятора. В результате включение света будет происходить через определенные интервалы времени. Это позволяет значительно сэкономить на потреблении электроэнергии.

Принцип работы

Датчик работает через специальный фотоэлемент. Он может быть различного вида:

• фоторезистор;
• фототранзистор;
• фототиристор;
• фотосимистор;
• фотодиод.

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.
• тиристорный тип — при облучении светом начинает взаимодействовать с постоянным током;
• симисторный тип — включает/выключает свет взаимодействуя с положительной или отрицательной составляющей гармоники. Такой фотоэлемент подает сигнал на схему датчика;
• диодный тип — в ходе облучения световым потоком он выбрасывает специальный импульс, который будет прямо пропорционален интенсивности освещения.

Этой информации будет вполне достаточно для того, чтобы приступить к подключению фотореле. С такой задачей может справиться своими руками каждый. Для этого потребуется всего лишь знать некоторые особенности процесса и алгоритм действий.

 

Особенности подключения

Правильное место установки

Фотореле обычно располагают недалеко от источника освещения, работу которого он должен регулировать. Это особенно актуально для уличного типа совещания.

Обратите внимание! Для того чтобы датчик работал как надо, при его подключении нужно предупредить попадание света от светильника на фотоэлемент. Лучше всего будет разместить аппарат в тени осветительного прибора.

Из корпуса датчика для уличного освещения выходят три проводника. Их нужно правильно подключить к светильнику:

• синий проводник. Он предназначен для нуля. Кроме этого к нему возможно подключение проводника от осветительного прибора;

Проводники фотореле

• коричневый проводник. Этот проводник необходим для подключения к фазе питания от сети;
• красный проводник. Через него происходит управление датчиком. Он ведет к лампе от имеющегося регулятора.

В редких случаях, что иногда характерно для системы уличного освещения, устройство датчика предполагает наличие дополнительного проводника — «земли». С его помощью можно предупредить попадание напряжения на корпус аппарата. В данной ситуации схема для подключения фотореле к уличному освещению будет стандартной. Но «земля» будет подключаться к самой лампе, минуя регулятор.

Обратите внимание! Некоторые производители изменяют маркировку проводников.

Поэтому используется принципиальная схема подключения:

• фаза всегда подсоединяется к регулятору;

Схема подключения

• ноль подключается к регулятору и идет на лампу;
• фаза идет из регулятора на лампу.

Теперь, зная, как подключается фотореле, вы видите, что все сделать своими руками будет довольно легко.

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.

Обратите внимание! Таймер имеет собственную память, которая рассчитана на разный период (от 1 до 12 месяцев). Использование таймера позволяет значительно улучшить работу датчика, сделать ее более корректной с учетом продолжительности светового дня.

Советы по подключению

При установке и подключении фотореле необходимо знать некоторые нюансы, которые могут помочь значительно упростить вашу работу. Вот те из них, которые необходимо знать:

• при подключении в систему сразу нескольких ламп, необходимо использовать специальный контроллер. Он будет получать сигнал от регулятора датчика, управляя таким образом освещением;

Вариант подключения

• перед подключением фотореле нужно убедиться в том, что его мощностные характеристики подходят к сети. В противном случае датчик может перегореть;
• при покупке устройства обратите внимание на способ его подключения. Так вы сможете выбрать более простой способ установки;
• при монтаже прибора помните, что его минимальный предел срабатывания будет составлять 5 Люкс. Если не изменить параметров настройки, то свет станет автоматически включаться тогда, когда на улице будет еще светло;
• в систему наружного освещения уличного типа вместе с фотореле можно подключать датчики движения и элементы охранной системы.

Руководствуясь такими несложными рекомендациями, любой человек сможет своими руками заняться установкой фотореле для создания у себя дома автоматизированной системы наружного освещения со всеми вытекающими из этого преимуществами.

 

Фотореле для уличного освещения. Как подключить фотореле

Благоустройство придомовой территории часто нуждается в устройствах, использующихся для того, чтобы автоматически включать свет после наступления сумрака и отключать с рассветом. В этих целях может использоваться как фотореле, так и астротаймер.

Первое устройство отличается своей простотой и доступной стоимостью, тогда как второй – сложностью конструкции и дороговизной. Именно поэтому все большее количество владельцев частных домов отдают свое предпочтение фотореле для уличного освещения. Прежде чем приступить к его монтажу, следует разобраться во всех особенностях такого приспособления.

Конструктивно датчики могут быть как встроенными – выполненными в одном корпусе с датчиком, так и выносными. Последние отличаются своей герметичностью и высоким уровнем влагостойкости, соответствующим классу IP 65.

Дополнительно фотореле могут оснащаться специальными контроллерами. Они обладают таймерами, предоставляющими возможность установки времени включения и выключения.

Прибор может продаваться под разнообразными названиями. Нередко его называют фотодатчиком, фотоэлементом, световым датчиком, или же сумеречным выключателем.

Несмотря на это, функциональность всех перечисленных устройств одинакова. Именно поэтому они отличаются примерно одинаковым способом подключения, о котором речь пойдет ниже.

Содержание статьи

Как подключить фотореле для уличного освещения через выключатель

Подключение преимущественно происходит посредством стандартного одноклавишного выключателя. В таком случае не надо будет постоянно отправляться в щитовую чтобы включать и отключать питание.

При соединении фотореле в распределительной коробке через выключатель будет четыре соединения. Фаза питания в такой ситуации будет постепенно поступать по такой цепочке:

• автомат питания;
• выключатель;
• датчик;
• непосредственно фонарь.

Независимо от выбранной схемы, световой датчик ни в коем случае не должен находиться в месте, которое может освещаться фонарем.

Как работает фотореле

Главным функциональным элементом фотореле считается фоторезистор или же фототранзистор. Они способны менять собственные параметры при изменении освещения. Если на эти приспособления попадает необходимое количество света, то цепь будет оставаться разомкнутой.

У каждого устройства существует собственная настройка чувствительности. Ее порог срабатывания можно задать вручную. На таких распространенных на рынке моделях, как ИЭК ФР-601 и ФР-602, это делается при помощи регулятора. Он может выставляться в диапазоне от «+» до «-». Достаточно один раз настроить фотореле на включение освещения в нужное темное время суток и на выключение.

Важно! Если выбрать максимальное положение, фотореле будет включаться в даже в темный облачный день. В минимальном положении устройство начнет работать в кромешной тьме.

Подключение фотореле к светодиодному прожектору

Самой доступной и понятной для пользователей схемой подсоединения является прямой монтаж к сети электроснабжения. На прибор обязательно необходимо подать 220В, то есть фазу и ноль.

Все провода этого устройства, как правило, окрашены в разный цвет.

Это важно. По паспорту, который прилагается к фотореле, нужно определить вход фазы подключения и выход на светильник.

В этом плане следует выделить такую закономерность:

• ноль: синий провод;
• входная фаза: коричневый провод;
• выход на прожектор: красный провод.

На проводе, осуществляющем выход на нагрузку, фаза возникает лишь в момент срабатывания прибора. Ее нужно заводить непосредственно в сам прожектор.

Важно! В классическом исполнении устройства длины провода может не хватить. Для наращивания нужно использовать кабель с сечением 1,5 мм².

Схема подключения

На вход датчика света надо завести фазу и ноль. С места выхода фаза идет на нагрузку. Под ним подразумевается фонарь, который должен срабатывать при наступлении ночи. Ноль на нагрузку должен идти от автомата или же с нулевой шины эдектрощитка.

В соответствии с правилами монтажа соединение уместно выполнять в распредкоробке. Она должна обладать соответствующей герметичностью. Это обусловлено тем, что в большинстве случаев коробка размещается на улице недалеко от прожектора. Ниже показана наиболее часто используемая схема подключения:

Дополнительно может понадобиться пускатель. Он добавляется в схему в тех случаях, когда включать нужно довольно мощный уличный прожектор, расположенный на столбе. Такое устройство, как магнитный пускатель, неплохо переносит пусковые токи, будучи рассчитанным на постоянное срабатывание прожектора.

Из этой статьи вы могли узнать, как правильно подключать фотореле своими руками. Как видите, все эти работы можно выполнить самостоятельно без соответствующего опыта или же навыков, достаточно всего лишь следовать схемам!

Автор публикации

0 Комментарии: 15Публикации: 31Регистрация: 06-02-2015

Фотореле для уличного освещения – осваиваем схему подключения + Видео

Фотореле для уличного освещения можно отнести к группе наиболее полезных изобретений, особенно оценить его смогут владельцы частных построек. Что это за чудо-устройство, как оно работает и можно ли его подключить самостоятельно?

Зачем все усложнять?

Практически каждый владелец загородного дома сталкивался с ситуацией, когда, возвращаясь поздно домой, попадал в темный-претемный двор и ориентироваться в нем было весьма затруднительно. Чтобы включить освещение, необходимо добраться до выключателя, найти его в темноте. А если он и вовсе установлен в доме? Тогда придется потратить уйму времени, чтобы найти замочную скважину и открыть дверь, а потом освещение будет уже не нужно.

Установив фото- или, как его еще называют, светореле, вы забудете о подобных проблемах. Такое устройство отвечает за автоматическое включение и отключение уличного освещения в зависимости от видимости. Причем чувствительность прибора можно настроить самостоятельно. По его сигналу фонари могут включаться даже просто в пасмурную погоду или когда уже наступит кромешная темнота, а отключаться с первыми лучами солнца. Также к нему можно подключать и систему полива, чтобы лужайка во дворе орошалась каждую ночь без вашего участия.

Фотореле для уличного освещения

Подобное изобретение станет неотъемлемым элементом умного дома, жизнь в котором намного комфортнее. Правильно настроенное светореле позволит экономить электроэнергию и ваш семейный бюджет. К плюсам можно отнести и охранную функцию, ведь даже если никого не будет дома, свет все равно автоматически включится и вероятность того, что кто-то захочет похозяйничать на вашем участке, значительно снижается.

Чтобы схема работы стала чуть понятнее, нужно разобраться с терминологией. Реле означает переключатель. А вот по префиксу «фото» нам становится понятно, что срабатывает это устройство в зависимости от степени освещенности. Рассмотрим более подробно назначение каждого элемента этого прибора.

Схема работы фотореле

Состоит светореле из прочного корпуса, электронной платы и датчика. В качестве последнего чаще всего используют фототранзисторы или фотодиоды. Они вырабатывают и передают электрические сигналы на плату, напряжение этих импульсов зависит от степени освещенности. Как только на улице стало темнее, напряжение становится меньше, чем задано в настройках прибора, он сразу срабатывает и замыкает электрическую цепь уличного освещения. Утром, с появлением солнца, уровень посылаемых сигналов опять возвращается в прежние пределы, и прибор автоматически обесточивает светильники.

Какие функции имеет реле уличного освещения?

Сегодня можно найти множество моделей световых реле. Отличаются они страной, фирмой производителя, функциями, да и конструкцией. Например, датчик может находиться в корпусе (для наружного использования) либо быть выносным, тогда он преимущественно устанавливается в помещении. В зависимости от того, используется прибор внутри здания или предназначен для уличного освещения, он имеет различное наружное исполнение. Так, первые крепятся в электрическом щитке, а последние располагаются в надежном герметичном корпусе и предназначены для монтажа на улице.

Световое реле для уличного освещения

Наиболее простые устройства состоят из фотоэлемента с реле и срабатывают, ориентируясь на степень освещенности. Но со временем эта конструкция была усовершенствована, и сегодня наибольшим спросом пользуются световые реле с датчиком движения. Такие приборы работают не только в ночное время (порог устанавливаете сами), но и реагируют на перемещение. То есть, с наступлением темноты свет будет включаться, если рядом будет какое-то движение. Днем устройство отключается полностью.

Если вы приобретете для уличного освещения еще и реле времени, тогда появится возможность настраивать точное расписание работы светильников. Например, вы возвращаетесь с работы в 21.00. Задайте в настройках время с 20.00–23.00 и весь этот период во дворе будет светло, а потом освещение отключится автоматически.

Реле времени

А вот приборы, совмещающие в себе все три функции – счетчик времени, датчик движения и фотоэлемент – позволят комбинировать настройки. Самыми последними разработками в этой области можно считать фотореле для уличного освещения с функцией программирования. В этом случае устанавливается любая программа управления. Например, компьютер может откорректировать настройки в зависимости от сезона.

Характеристики реле – чему уделить особое внимание?

Приобретая этот электроприбор, обязательно ознакомьтесь с техническим паспортом, где указаны все необходимые характеристики. Наиболее значимые – напряжение, ток, мощность. В основном устройство работает от сети 220 В и на частоте 50 Гц. Встречаются и варианты, потребляющие 12 или 24 В. Правда, их использование не всегда оправдано, так как придется покупать дополнительно блок питания. На максимальный коммутированный ток обращать внимание следует, если собираетесь подключить к фотореле много светильников, а вот для освещения небольшого садового участка и двора этот показатель особой роли не играет. Мощность всегда обозначается двумя цифрами. Первая обычно не превышает 1 Вт (в режиме ожидания), а вторая составляет около 5–10 Вт (во время работы).

Блок питания для фотореле

Еще к важным параметрам следует отнести задержку включения и выключения. Этот интервал времени обычно исчисляется в секундах. В люменах указывается порог включения. Его можно регулировать, но шаг и предельные значения у различных приборов индивидуальны. Если будете использовать устройство под открытым небом, то его степень защиты должна быть IP 65. А вот когда в паспорте указана защита IP 40, то прибор предназначен для домашнего пользования, на улице его можно устанавливать только в специальном герметичном кожухе. Качественные светореле имеют достаточно широкий диапазон температур. Они работают при морозах -20 °C и в жару +50 °C. Еще в техническом паспорте обычно указывают габаритные размеры прибора.

Собираем реле и лампы в одну цепь

С установкой фотореле для уличного освещения особых проблем возникнуть не должно. Однако чтобы управлять сразу несколькими светильниками, следует правильно подключить его. Рассмотрим подробно все особенности этого процесса.

Как подключить фотореле для уличного освещения — пошаговая схема

Шаг 1: Изучаем устройство

Первым делом удостоверьтесь, действительно ли прибор подходит по мощности, ведь перегруз приведет к порче устройства и оно сгорит. Кроме того, значительно легче будет работать, если есть специальные клеммы для зажимки проводов. Если таковых нет, тогда подготовьте распределительную коробку. Она прекрасно защитит соединения от влаги, пыли и грязи.

Распределительная коробка для установки фотореле

На корпусе светореле обязательно должна быть схема подключения. Если она не нанесена, то лучше отказаться от подобного товара. Обратите внимание на чувствительность. Чем этот показатель меньше, тем более экономным окажется устройство. Так, светореле с чувствительностью 2 лк будет активироваться с наступлением темноты, а 5 лк сработает и в пасмурную погоду. Поэтому менее чувствительный прибор по меньшей стоимости вряд ли обернется большой экономией, ведь придется больше платить за электричество.

Шаг 2: Выбор места

Прежде чем приступать непосредственно к подключению фотореле для уличного освещения, нужно правильно подобрать место крепежа. Его следует разместить недалеко от самого светильника, при этом не допускается прямое попадание искусственного освещения. Еще избегайте затененных участков, это может спровоцировать ненужное включение устройства. Располагайте датчик подальше от навесов, высоких стен и заборов. Если установка реле запланирована зимой либо осенью, когда деревья уже сбросили листву, помните, что летом тени от них будет намного больше. Нежелательна и близость с горючими и легковоспламеняющимися материалами, качающимися предметами. Также избегайте химических сред.

Подключение фотореле для уличного освещения

Шаг 3: Схема подключения реле

В комплект к герметичным моделям входит специальный монтажный кронштейн, с его помощью и производится установка прибора в нужном месте. Если речь идет об устройствах, помещенных в защитный кожух, то они крепятся посредством винтового соединения. Существует две основные схемы подключения фотореле уличного освещения в зависимости от типа прибора. Мы остановимся на каждом варианте. Светореле бывает с тремя или двумя выводами, все провода различаются по цветам.

• Три провода (обычно коричневый, синий и красный) идут в монтажную коробку, где первый соединяется с выводом фазы, а второй с нулем. Также от нуля ведется и проводник к осветительному прибору. Оставшийся красный провод схема предписывает подсоединить непосредственно к лампе.
• Если вывода всего два, тогда фаза и ноль подключаются вышеописываемым способом к соответствующим клеммам. А вот светильники подсоединяются к выходным клеммам от нуля и фазы. Если необходимо управлять несколькими источниками освещения, то они подключаются к реле параллельно.
• Существуют модели, схема которых предусматривает отдельные выводы для заземления, но они используются нечасто. Вполне достаточно светореле с тремя выводами, где «земля» подключается через распределительную коробку непосредственно к лампе, минуя прибор.

принцип действия и инструкция по установке своими руками (135 фото + видео)

В последние годы при оборудовании уличного освещения часто используется фотореле. Использование этого элемента позволяет значительно экономить электроенергию. Оно применяется при освещении общественных мест и частных подворий. Польза в его использовании заключается в том, что оно регулирует работу осветительных элементов ночью в автоматическом режиме. Прибор определяет наиболее удобный момент включения или выключения светоосветительных устройств и интенсивность светового потока.

Для обустройства автоматического освещения в настоящее время также используются астротаймеры. Разница между этими устройствами заключается как в техническом исполнении, так и в стоимости. Фотореле значительно дешевле и проще своего собрата по назначению.

В разделах статьи приведены фото фотореле в различных местах применения и отличающихся друг от друга по внешнему виду и техническим характеристикам.

Краткое содержимое статьи:

Устройство и использование прибора

Основу конструкции фотореле составляет фотоэлемент, который может размещаться в корпусе прибора или за его пределами. При использовании прибора по первому варианту он устанавливается на улице, во втором случае фотодатчик устанавливают на улице, а блок управления в электрощитке постройки.

Часто в конструкции приборов на его корпусе устанавливаются выключатель прибора и регулятор степени освещенности для определения момента включения света.

В схемах прибора встраиваются электронные датчики, предотвращающие не преднамеренные срабатывания. Отдельные реле обустраиваются устройствами, регулирующими их время включения и отключения.

Фотореле для уличного освещения – схема подключения

Суммарная потребляемая электрическая мощность групп светильников уличного освещения может быть достаточно большой даже при использовании экономичных светодиодных фонарей и прожекторов. Ручное же отключение освещения удобно далеко не всегда, а постоянная работа осветителей приводит к повышенным, но бессмысленным финансовым расходам.

Ощутимо сэкономить средства позволяет применение фотореле для автоматизации уличного освещения; при этом одновременно повышается и удобство управления осветительными приборами. Включение фотореле в схему управления приводит также и к продлению эксплуатационного ресурса светильников.

В этой статье:

Технические характеристики световых реле

Прямое назначение фотореле – включение нагрузки при снижении уровня освещенности ниже установленного порога, и ее отключение при увеличении яркости света. Практически во всех существующих моделях этих приборов предусмотрена регулировка пределов порогов срабатывания (чувствительности фотореле) – различаются только (в зависимости от «навороченности» устройства) границы этих пределов.

Основные конструктивные особенности реле

Основной конструктивный элемент любого реле освещения – фотоэлемент (непосредственно «фотодатчик»). В зависимости от способа его подключения к остальным элементам управления различают фотореле со встроенным и с выносным датчиком. Какое лучше? Вторые дороже и немного капризнее в монтаже, но значительно удобнее в эксплуатации.

Второй по очередности, но равнозначный по важности элемент конструкции – исполнительный «механизм», управляющий непосредственно отключением или подключением нагрузки к линии электропитания.

Существует несколько типов таких «ключей»:

• Электромеханические — представляют собой, по сути, обычное электромагнитное реле (катушка с электрически «привязанными» к ней замыкающими-размыкающими контактами) небольшой мощности;
• полупроводниковые – для управления нагрузкой используются тиристоры, симисторы или мощные транзисторы;
• оптоэлектронные, позволяющие электрически «развязать» конструктивные элементы нагрузки и фотоэлемента.

Основные характеристики

Главная техническая характеристика любого фотореле – его нагрузочная способность, определяющая количество одновременно управляемых им осветительных приборов. По сути – обозначение их суммарной потребляемой электрической мощности.

Максимальное значение этой характеристики редко превышает 6 кВт. При необходимости управлять более мощными нагрузками приходится использовать «переходники» — электрические контакторы. Другой возможный вариант – разбивание групп освещения на несколько «подгрупп» с небольшой суммарной потребляемой мощностью светильников, и управление каждой из этих подгрупп отдельным реле – в силу своей экономической нецелесообразности применяется крайне редко.

В любом случае рекомендуется осуществлять подключение фотореле для уличного освещения и управляемой им группы освещения от отдельного автоматического выключателя – это значительно облегчит техническое обслуживание и, при необходимости, ремонт или замену прибора. И следует учитывать, что подавляющее большинство моделей очень не любит короткого замыкания в нагрузке – поэтому, в случае сомнений, лучше включать между реле и нагрузкой пускатель.

Прочие характеристики фотореле

Ещё одна очень важная, но редко принимаемая во внимание характеристика – диапазон рабочих температур фотореле. Важность этого параметра определяется тем, что в большинстве случаев при проектировании и монтаже систем управления уличным освещением, осуществляемом своими руками, датчики устанавливаются на улице, и чаще всего – на относительно большой высоте от поверхности земли.

Устройства из самой доступной ценовой категории способны работать в довольно широком диапазоне температур – от -20 до +45 градусов. При необходимости использовать эти устройства автоматизации в более суровых климатических условиях можно монтировать фотоэлементы в прозрачные пластиковые боксы, которые будут играть роль своеобразных «термосов».

Еще одна значимая техническая характеристика реле – его рабочее напряжение. Самые распространенные модели – рассчитанные на работу с обычной сетью 220 В переменного тока. Намного реже используются приборы с рабочим напряжением 36, 24 или 12 Вольт – они используются в основном для работы в условиях очень высокой влажности.

Последняя характеристика фотореле – время задержки его срабатывания; может варьироваться от 1-2 секунд до нескольких минут и позволяет исключить включение освещения от случайных световых вспышек (например, фар проехавшего автомобиля).

Включение реле в схему

В схемах управления нагрузкой фотодатчик играет, по сути, роль обычного выключателя. Соответственно, и схема его включения в систему аналогичная: на один из проводов подается фазное напряжение, после срабатывания фотоэлемента оно через другой провод «проходит» на нагрузку (светильник) и запитывает его. Третий провод – общий для реле и управляемого устройства.

Цветная схема

Все провода для включения «датчика» в схему имеют стандартную цветовую маркировку:

• белый, коричневый или черный вывод – предназначен для подачи на фотоэлемент электрического питания;
• вывод в изоляции синего или серого цвета – «ноль», к которому подключается второй питающий проводник и один из проводов от нагрузки;
• красный вывод соединяется со вторым «нагрузочным» проводом.
• у некоторых моделей предусмотрен вывод для подключения «земли», имеющий традиционную желто-зеленую раскраску.

Вообще, схема подключения и цветовая расшифровка проводов фотоэлемента обычно указывается либо на корпусе прибора, либо на его упаковку, либо во вкладыше-инструкции. Но если она утеряна – ничего страшного; просто следует всегда помнить о приведенной выше цветовой схеме.

Особенности подключения

Соединение всех проводов следует обязательно делать в герметичной распределительной коробке – в случае неисправности это сильно облегчит замену вышедшего из строя прибора. Кроме того, сделает возможным оперативное изменение своими руками схемы уличного освещения в холодное время года.

При необходимости включения в схему контактора (пускателя) для управления мощной нагрузкой все приборы лучше всего смонтировать в герметичном боксе подходящего размера. В некоторых случаях для осуществления более глубокой автоматизации управления освещением, фотореле «спаривают» с датчиком движения – в таких ситуациях, чтобы вся «связка» корректно работала в темное время суток, датчик следует включать между реле и осветительным прибором.

Являясь по своей сути автоматическим переключателем – то есть устройством для замыкания или размыкания проводов – хорошее световое реле может включаться в схемы управления осветительными приборами любого типа. Единственное ограничение у некоторых моделей – для более надежной работы индуктивных нагрузок (например, «кобры» с дросселями на входе) рекомендуется подключать их через контакторы, играющие в данном случае роль исключающей влияние больших пусковых токов светильника на схемные элементы фотореле гальванической развязки.

Подбор места установки реле

Особого внимания заслуживает выбор места установки фотореле для управления уличным освещением в соответствии с длительностью светового дня. Задача не так проста, как кажется: во время работы реле должно быть исключено влияние на него случайных «подсветок», и уж тем более – постоянных. На возникновение этих засветок влияет множество факторов – мигание фар проезжающих машин, электрический свет из соседского окна, сияние свежевыпавшего снега и даже огонек зажигалки… и каждый из этих факторов вполне может «убедить» фотореле в том, что ночь уже закончилась.

Не высоко, не низко…

Высота установки фотореле выбирается удобной для его технического обслуживания и обычно не превышает 2,5-3 м. Но если есть возможность, прибор лучше монтировать выше управляемых светильников – это значительно снизит вероятность посторонней засветки устройства. Естественно, что при определении места размещения должно соблюдаться и условие удобства «подтягивания» проводов от питающей сети и светильников.

Самая грубая ошибка при выборе места для фотодатчика – его установка в зоне, освещаемой управляемым светильником: в этом случае длящийся всю ночь световой эффект «стробоскоп» обеспечен! Монтировать реле в помещении тоже не рекомендуется — сумерки для него будут наступать слишком рано, а рассвет – слишком поздно. Если других вариантов нет, то нужно предусмотреть для датчика какую-нибудь затеняющую загородку или козырек.

Уровень освещенности, при котором происходит надежное срабатывание фотореле, регулируется после окончательного выбора места и монтажа прибора. Операция эта производится обычно только в случае «суровой необходимости», поскольку после заводских испытаний регуляторы обычно выставлены в среднее положение, обеспечивающее в большинстве случаев приемлемую работу датчика без прибегания к дополнительным регулировкам.

Вывод: дешево и сердито

Современные световые реле – приборы распространенные, достаточно надежные и проверенные многолетней эксплуатацией, в том числе и изделия из минимальной ценовой категории. Однако морально они понемногу устаревают и уступают место более совершенным технически комбинированным устройствам (совмещающим в одном корпусе датчики сразу нескольких типов). Набирают популярность и изделия на основе микроконтроллеров, позволяющие подстраивать работу уличного освещения под реальные погодные и климатические условия, и с легкостью «вписываемые» в управляющие системы типа «умный дом»…

Тем не менее забвение «фотоэлементам» не грозит – благодаря своей дешевизне и простоте использования они еще долго будут играть основную роль в управлении относительно небольшими группами уличного освещения.