Что такое датчик освещения и для чего он нужен? У этого прибора много названий, например, датчик света, светоконтролирующий выключатель, сумеречный выключатель, фотодатчик или фотореле. Предназначен он исключительно для экономии электрической энергии и представляет собой небольшое устройство с различными микросхемами внутри, подключаемый к электрической цепи.
В наше время существует огромное количество всевозможных устройств подобного типа. Например, датчик движения, который замыкает цепь при наличии движения в его поле деятельности. Индивидуальная особенность фотореле — возможность изменения мощности искусственного освещения в зависимости от уровня естественного света. В последнее время эти датчики завоёвывают все большую популярность и обширно применяются вместе с лампами для уличного освещения в тёмное время суток, с осветительными приборами на лестничных клетках и т. д.
В данной статье речь как раз пойдёт о том, как подключить фотореле, и будет представлена подробная схема подключения фотореле для уличного освещения.
Принцип работы сумеречного выключателя и схема его подключения
Данное устройство имеет простейшее строение. Внутри него устанавливается специальная деталь, называемая светочувствительным элементом. Обычно это фотодиод либо фоторезистор. Каждый из этих элементов способен увеличивать или уменьшать сопротивление внутри датчика, ориентируясь на уровень естественной освещённости. Этот процесс вызывает увеличение или уменьшение напряжения внутри фотореле, и осветительный прибор начинает производить искусственный свет либо отключается.
Говоря простыми словами, датчик света работает как выключатель, но происходит это в автоматическом режиме. Величина светового потока, при котором фотореле (датчик включения) срабатывает, настраивается вручную и не требует особых знаний.
Конструктивные особенности датчиков света
Данные приборы по своей конструкции имеют схожие черты. Как правило, датчики представляют собой небольшую пластмассовую коробку, которая монтируется на стене или на корпусе самого осветительного прибора.
Установка фотореле занимает немного времени и позволяет экономить достаточное количество электрической энергии. Сумеречный датчик окупает себя в минимальные сроки.
Подключение фотореле для уличного освещения в условиях повышенной мощности предполагает небольшие изменения в процессе монтажа. В данном случае прибор подсоединяют через магнитный пускатель.
Если предусмотрена установка нескольких датчиков света, то в таком случае они подключаются параллельно.
Также существуют приборы, имеющие выносной датчик. Такая конструктивная особенность позволяет устанавливать прибор освещения вместе с фотореле в местах недосягаемости естественного света.
Современные технологии не стоят на месте, вместе с ними меняется схема управления освещением. Регулировка яркости света, время освещения и другие показатели могут настраиваться и поддерживаться в автоматическом режиме через компьютер и сеть интернет.
Схема подключения фотодатчика
На рисунке представлена обобщённая стандартная схема подключения датчика освещённости. Производители этих приборов постоянно улучшают конструкцию и вносят корректировки в схемы и режимы работы. Все зависит от соотношения стоимости фотореле к качеству его изготовления.
Параметры, которые надо настроить
Другую часть параметров датчика можно настроить под конкретные местные условия. Это поможет оптимизировать работу системы освещения и свести к минимуму ложные срабатывания.
- Сначала выбирают правильный угол установки. Он настраивается таким образом, чтобы объект обнаруживался сразу при входе в контролируемую зону.
Варианты верной и неверной установка угла контроля. - Во вторую очередь настраивают чувствительность сенсора (регулировочный орган обозначается SENS от слова sensitive). Суть этой регулировки – отстроиться от срабатываний при обнаружении объектов небольшого размера. В большинстве случаев это мелкие животные, для них нет смысла включать освещение.
- Большинство датчиков оснащено фотореле. Без него сенсор будет срабатывать и в светлое время суток, либо их придется отключать вручную. Порог срабатывания фотореле надо настраивать, чтобы детектор не позволял расходовать электроэнергию днем, но вовремя включил освещение ночью. Орган регулировки маркируется LUX или Day Light (дневной свет).
- У многих моделей имеется возможность настроить задержку времени отключения. Это удобно при покидании территории – свет погаснет не сразу, позволив человеку или автомобилю удалиться не в полной темноте.
Не все детекторы имеют полный комплект настроек. У некоторых недорогих моделей может не быть настройки времени срабатывания, у других – чувствительности к размерам объектов.
Пример расположения регулировочных органов инфракрасного детектора движения
Принципы замеров уровня освещенности сумеречным датчиком
Выше была описана схема установки датчика фотореле для уличного освещения. Но с помощью чего фотореле определяет тот момент, когда необходимо замкнуть или разомкнуть электрическую цепь? В данных устройствах применяются чувствительные элементы из разных полупроводниковых металлов, которые монтируются на том месте датчика, куда падает естественный свет. В месте соприкосновения этих металлов возникает небольшой электрический импульс, который и даёт дальнейшую команду для замыкания всей цепи. Рассмотрим основные разновидности этих элементов (принцип их работы):
- фоторезистор (сопротивление изменяется в зависимости от окружающего естественного светового потока благодаря содержанию сульфида или селенида кадмия внутри элемента);
- фотодиод (способен генерировать электрический заряд с помощью фотовольтатического эффекта);
- фототранзистор (является оптоэлектронным проводником, реагирующим на естественную освещённость с помощью облучения части своей базы);
- фототиристор (применяют в цепях с постоянным током, регулирует напряжение исходя из естественного луча света, падающего на его матрицу);
- фотосимистор (работает от переменного тока, синхронизирует подаваемый ток из нескольких каналов, например, из 2-ух фототиристоров, и передаёт его на главный электрод, который управляет всей схемой).
ФР-601 (602)
Если речь заходит об использовании стандартных однофазных фотореле для освещения, то самой популярной моделью являются устройства ФР-601 и ФР-602 производства компании ІЕК.
Они достаточно надежные, и даже у непосвященных в электронику пользователей не возникает вопросов, как подключить автоматический регулятор подсветки. Эти две модификации имеют несущественные различия: они обе работают с током одних и тех же напряжения и частоты, имеют аналогичную потребляемую мощность (0,5 Вт) и абсолютно одинаковые комплекты поставки.
Различия касаются лишь максимального сечения подключаемых проводников: для 601 модели она составляет 1,5 кв. мм., а для 602 — 2,5. Следовательно, отличается у них и номинальный ток нагрузки: 10 и 20 А, соответственно. Фотоэлемент у обеих моделей встроенный, его регулировка возможна в пределах от 0 до 50 лк с шагом в 5 лк.
Наглядный поэтапный процесс подключения фонаря к фотореле на обычном стенде
Схема подключения датчика освещения для уличного освещения небольшой территории будет описана ниже. Для этого нам понадобится лампа, предварительно вкрученная в патрон, и само фотореле.
Для большей наглядности мы произведём установку на стенде. Для этого крепим рядом друг с другом датчик освещённости и лампу в патроне, которая будет символизировать светильник.
Далее следует подсоединить нулевую и входную фазы к самому датчику света (как правило, на корпусе отмечены места присоединения).
Вставив специальные прорезиненные пробки в эти отверстия, можно подсоединять провода. Данные резиновые заглушки хорошо защищают от пыли и других вредных воздействий извне.
«Совет специалиста»: места соединения входных проводов должны быть направлены вниз при монтаже датчика, что позволит увеличить защиту от влаги и пыли.
Кончики проводов перед присоединением хорошо зачищаем (примерно на величину в 1 см).
Далее подключаем провода к датчику в такой последовательности:
- входную фазу;
- нулевую фазу;
- защитную фазу (заземление).
Аналогичным способом подключаются провода и к самому осветительному прибору. Входную и нулевую фазы подводим к патрону, а фаза заземления подключается к корпусу прибора для освещения.
Последним этапом будет настройка чувствительности регулятора нашего фотодатчика. На этом процесс монтажа заканчивается, осталось только установить на место защитную крышку и закрутить болты.
Вот так выглядит вся процедура подключения датчика освещения и осветительного прибора к электрической цепи. Она не представляет собой ничего сложного, необходимо только соблюдать правильный порядок подключения проводов. В противном случае можно получить негативные последствия, вплоть до короткого замыкания или даже пожара.
Процедура подключение фотореле для уличного освещения к диодным источникам света или прожекторам является аналогичной вышеописанной и не представляет особой сложности.
Обзор популярных моделей датчиков уличного освещения
Что касательно производителей, то спросом пользуется продукция следующих брендов:
- Elko-EP;
- Euroelectric;
- Hager;
- Theben;
- ПромАвтоматика.
- Euroelectric 10А NEW. Пластиковый корпус, есть настенное крепление, подходит для подключения одной линии. Максимальная сила тока – 10А, рабочая – до 6А (1,3кВт). Из настроек – только регулятор чувствительности. Одна из самых простых моделей, но весьма надежная. Средняя цена – 600 рублей.
- ПромАвтоматика ФРА 1-10. Универсальное реле, подходит не только для уличного освещения, а для включения любых электрических приборов. Максимальная сила тока – 10А, стоимость – 400 рублей.
- Theben LUNA 122 top2. Сумеречное реле с креплением под DIN-рейку. Профессиональная модель, масса настроек (чувствительность, отсрочка срабатывания, подключение дополнительных датчиков, функция таймера и так далее). Может использоваться для контроля уличного освещения на огромных участках с подключением в несколько раздельных линий. Средняя цена – 17 тысяч рублей.
- Eurolamp ST-303WSR. Есть регулировка порога срабатывания, максимальная сила тока – 25А. Но обладает низкой защитой от проникновения влаги, поэтому устанавливается только в сухих местах или в защитный корпус. Средняя цена – 350 рублей.
Кстати, если изготавливать фотореле самостоятельно, то обойдется оно всего в 50 – 100 рублей – именно столько стоят все необходимые комплектующие в магазинах радиотоваров.
Технические показатели сумеречных выключателей
Основные параметры для работы фотореле прописаны в ГОСТах и технической документации приборов. Эти показатели подобраны с учетом реалий использования в нашей стране, однако, на рынке присутствуют аналоги данных световых датчиков. Перед покупкой прибора обязательно следует убедиться в том, что прибор будет корректно работать при подключении к нашей электрической цепи.
Основные характеристики датчиков света:
- величина номинального напряжения питания;
- мощностные показатели потребления электрической энергии и уровень тепловой нагрузки на осветительный прибор;
- условия эксплуатации в определённых климатических зонах (осадки, пыль, повышенная или пониженная температура окружающего воздуха и т. д.);
- показатели светочувствительности;
- разновидности и типы приборов (коммутируемые, люминесцентные и энергосберегающие).
Рекомендации по установке
При монтаже датчиков движения необходимо учитывать различные нюансы. Рассмотрим основные из них.
Защита от солнечных лучей
Когда прямой солнечный свет попадает через открытое окно или отражатель автомобиля, могут быть лжесработки. Производители защищаются от этого несколькими способами. Линза Френеля усиливается специальным материалом, который обеспечивает защиту от света. Пиросенсор может быть расположен на печатной плате так, что верхняя часть инфракрасного датчика защищает от чрезмерного притока солнечного света, сквозняков и грязи.
Защита от радиочастотных помех
Высокопроизводительные радиопередатчики и радиоволны могут вызвать путаницу и ложные срабатывания при работе датчика движения. Эффективным решением является установка пиросенсора с металлической крышкой. К сожалению, некоторые производители не уделяют этому достаточного внимания. Поэтому в некоторых случаях мешающие радиоволны могут доставить пользователям несколько неприятных минут.
Защитная крышка и маскировка
Люди нечасто проверяют датчики своей системы сигнализации и электропроводку. Злоумышленник, воспользовавшись этим обстоятельством, может оторвать или замазать линзу датчика, делая его неработоспособным. Чтобы защитить прибор, инфракрасные устройства с более высоким уровнем защиты и более высоким ценовым диапазоном покрыты защитной крышкой. В датчике устанавливают светодиод инфракрасного передатчика и фотодиодный приемник. Излучаемые лучи светодиода передатчика достигают диода приемника только в том случае, если линза датчика закрыта, и сигналы отражаются от этой поверхности. Тогда работа фотодиода приводит к появлению сигнала.
Защита от ложных срабатываний
Ниже приводится краткое описание условий установки и использования приборов. Они могут значительно уменьшить возможные ложные срабатывания детекторов движения.
- Избегайте мест, где есть сквозняки – естественные, кондиционированные или от вентилятора. Двери и окна также должны быть закрыты во время режима охраны.
- Не направляйте детектор на инфракрасные объекты, такие как радиаторы, кондиционеры, факсы, лазерные принтеры и другие приборы, которые выделяют тепло.
- Сильные световые эффекты могут быть источником помех, поэтому инфракрасные лучи не должны подвергаться воздействию прямых солнечных лучей, отраженного солнечного света или света автомобильных фар. Избегайте установки вблизи радиопередающего оборудования.
- Следует позаботиться о том, чтобы поверхность, на которой установлен инфракрасный порт, не имела вибраций и была устойчивой, особенно для системы с двумя диодами.
- Не направляйте датчики на области, которые могут вызвать нестабильность работы, такие как отражающие, глянцевые, поверхности или вода в бассейне.
- Если у вас есть домашние животные, необходимо рассмотреть выбор специальных датчиков движения и определенный способ установки. Выбирайте только инфракрасный детектор с защитой от домашних животных.
Материал дома, толщина стен и сквозняки
Чем жестче и прочнее дом, тем более стабильна работа датчика движения, поскольку он не сможет отсоединиться от неровных поверхностей стен. Это уменьшает возможность возникновения ложной тревоги. Воздушные потоки также будут меньше влиять на линзы, которые размещены в довольно прочном корпусе. Воздушный поток вызывает ложную тревогу прежде всего через линзу. Быстрые изменения температуры, вызванные сквозняками, оказывают влияние на линзы с высоким коэффициентом теплового расширения. Из-за быстрого изменения размера участков линзы лучи также изменяются. Это приводит к тому, что датчик принимает изменение лучевых потоков за движение и срабатывает ложный сигнал.
О том, как правильно настроить датчик движения, смотрите в следующем видео.
Недостатки сумеречных переключателей
Наряду с неоспоримыми преимуществами фотореле имеют и ряд значительных недостатков, о которых тоже стоит упомянуть в данной статье.
В отличие от датчика движения световые датчики не способны освещать определённое место в нужный момент. Свет загорается сразу на всех осветительных приборах, и освещение происходит не совсем рациональным способом. Может работать только одна лампа либо все сразу одновременно.
Данные приборы очень чувствительны к воздействиям извне и погодным условиям. Особенно часто они негативно реагируют на обычную пыль. Также девайс может не совсем адекватно срабатывать при внезапной перемене погоды, например, при наплыве тёмных туч он может «подумать», что наступила ночь и включить освещение.
Фотореле с регулировкой уровня освещения отличаются своим высоким ценником относительно своих аналогов.
Немного о ценах
Стоимость фотореле на самом деле не так высока. Вот пример ценников на самые популярные модели:
- ФР-601 от 200 до 300 р.
- ФР-602от 300 до 400 р.
- LXP-01 от 240 р.
- LXP-02 от 350 р.
- LXP-03 от 420 р.
Цены на датчики движения:
- IEK от 400 р.
- CAMELION от 350 р.
- ТДМ от 400 р.
- REV RITTER от 550 р.
Это средние цены по России, для разных регионов стоимость может несколько варьироваться. Если вы задались автоматизацией своего жилища, то задумку можно легко воплотить и не слишком разориться при этом.
