Датчик света для уличного освещения: что это, как подключить самому

Чрезмерные расходы на оплату электроэнергии заставляют задуматься о возможных способах экономии. Используя датчик освещения, можно создать оптимальный уровень освещения своего дома и прилегающей территории без значительных финансовых вложений. Подобные устройства имеют продуманное конструктивное исполнение, обеспечивая своевременное включение или отключение системы освещения при наступлении темноты. Они делятся на виды. Разобравшись, что такое и зачем нужен подобный прибор, можно оптимизировать размер выставляемых управляющей организацией счетов.

Устройство

В состав прибора для автоматического включения света входит фотореле, обеспечивающее его срабатывание при определенных условиях. Фотореле включает:

Корпус, предназначенный для размещения остальных элементов и их правильной фиксации друг относительно друга. Для этой цели в корпусе предусматриваются специальные отверстия или другие элементы, позволяющие обеспечить надежную фиксацию;
Фотоэлемент, являющийся светочувствительным датчиком тока. От него управляющие импульсы подаются на элемент управления. В состав прибора может входить фотосимистор, фототранзистор, светодиод, фототиристор;
Электронный блок, включающий источник питания, электромеханическое реле, устройство, усиливающее сигнал.

Если датчики освещенности при эксплуатации подключаются к приборам с большой мощностью, в его состав входит повторитель контактов электромеханического реле. Некоторые модели имеют возможность регулировки времени срабатывания. Это позволяет предотвратить ложное срабатывание в темное время суток, например, при случайном попадании света фар авто либо других источников.

Возможные схемы подключения фотореле для уличного освещения

Схемы включения фотореле в систему работы наружного освещения зависят от технических характеристик прибора (рабочего напряжения) и наличия прочих, дополнительных возможностей, о которых было написано выше. Наиболее простой вариант подключения при использовании устройств с рабочим напряжением 220 Вольт представлен на следующем рисунке. Простейшая схема включения фотореле в схему управления наружным освещением В этом случае подключение устройства в схему управления работой осветительных приборов выполняется в распределительной коробке путём включения контактов электромеханического реле в фазный провод, идущий к управляемому источнику света. Нулевой провод идёт к светильнику от распределительной коробки напрямую. При использовании в схеме управления освещением датчика движения он устанавливается в фазный провод после фотореле, схема подключения в этом случае приведена на рисунке. Включение в схему управления датчиков освещения и движения При установке фотореле в цепях управления контактора или магнитного пускателя схема подключения выглядит следующим образом.

Как работает

Как только уровень освещённости снижается до заданного уровня, происходит замыкание контактов фотоэлемента, и датчик дневного света включает систему. По мере увеличения степени естественного освещения и достижения установленного пользователем уровня контакты размыкаются, и система отключается.

Порядок срабатывания устройства и его возможности во многом зависят от исполнения. Функциональные возможности большинства современных устройств не ограничиваются срабатыванием при определенном уровне света.

Схема датчика освещения на фоторезисторе и реле

Примеры скетча для работы с реле приведены в статье, посвященной программированию реле в ардуино. В данном случае, нам не нужно делать сложных телодвижений: после определения «темноты» мы просто включаем реле, подавай на его пин соответствующее значение.

#define PIN_RELAY 10 #define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() { pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT); digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); } void loop() { int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); if (val < 300) { // Светло, выключаем реле digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); } else { // Темновато, включаем лампочку digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); } }

Основные виды

Датчики света могут сопрягаться с другими устройствами автоматики. Это существенно расширяется функциональные возможности моделей и делает их более востребованными у потребителей. Выделяют устройства с:

Таймером. Такие модели позволяют не только отрегулировать уровень освещенности, при котором они срабатывают, но и установить временные рамки. В таком случае фотореле будет срабатывать в установленном пользователем временном интервале;
Датчиком движения. Оптимальный вариант для оптимизации расходов. Такие устройства монтируются вблизи пешеходных дорожек и на придомовой территории, по которой периодически перемещаются люди либо движется транспорт. Датчик дневного света срабатывает, если в зоне действия оказывается крупный объект. Как следствие, в темное время суток в месте расположения прибора будет всегда темно, но как только на площадку заедет автомобиль или залетит птица, устройство сработает, и освещение включится;
Программируемыми настройками. Подобные устройства имеют самое сложное техническое оснащение. Они позволяют выполнить настройку режима работы в различных временных интервалах. Возможно регулирование не только в пределах суток, но и недель, месяцев или определенного сезона. Они также срабатывают при наличии движения в выбранной зоне.

В зависимости от исполнения датчики могут быть:

Инфракрасными. Прибор срабатывает при попадании в зону действия объекта, нагретого до определенной температуры. Они комплектуются инфракрасными детекторами. В процессе эксплуатации могут возникнуть трудности, если в зоне действия устройства окажется домашнее животное; Акустическими. Такие устройства реагируют на звук. Для включения прибора должен раздаться громкий звук или скрип;
Микроволновыми. Устройства относятся к датчикам активного типа. В процессе эксплуатации они формируют волны в определенном микроволновом диапазоне, а затем принимают их обратно. При наличии разницы происходит замыкание/размыкание цепи с последующим включением/выключением устройства;
Ультразвуковыми. По принципу своей работы они сопоставимы с моделями микроволнового типа. Однако делая выбор в пользу подобного варианта следует помнить, что они могут оказывать некоторое влияние на домашних животных наличие ультразвука способно повлиять на их поведение;
Комбинированными. Некоторые модели реагируют сразу на несколько воздействующих факторов. По уровню надежности они существенно превосходят все перечисленные выше разновидности, но при этом обходятся намного дороже.

К реле нового поколения относятся астрономические датчики. Они позволяют проконтролировать работу осветительных приборов, но работают по другому принципу. В состав таких устройств входит микрокомпьютер, которые позволяет настроить работу прибора в зависимости от его места установки. При настройке прибора вбиваются данные GPS конкретного населенного пункта. Подобные устройства автоматические определяют время включения ламп освещения. Это полностью исключает возможность ложного срабатывания, характерного для фотоэлементов. Кроме того, они способны сохранять работоспособность в любую погоду.

Из чего состоит датчик

При покупке фотореле клиент получает в свое распоряжение коробку, в которой находятся все составляющие такого фотореле. Его элементами являются:

светочувствительный компонент;
выключатель, который реагирует на сумерки;
реле интервала;
реле чувствительности.

В некоторых фотореле может быть использовано несколько светочувствительных элементов, которые дают более точную оценку количеству и качеству поступающего света. Они способны определять длину волны, которая воздействует на фотодатчик. Это необходимо, чтобы фотореле не срабатывало на освещение от фонаря, а только на солнечный цвет. В некоторых моделях фотореле смонтированы дополнительные подстроечные резисторы, которые дают возможность задать интервал, на протяжении которого будет включено освещение по времени, а также по истечении какого периода после захода солнца будет подано питание от фотореле.

В качестве конечных потребителей, которые будут использованы в паре с фотореле могут выступать не только обычные лампы накаливания. Это могут быть и светодиодные ленты, а также газоразрядные лампы. Фотореле способно запитать их любое количество при правильном подключении. Некоторые фотореле имеют встроенный усилитель сигнала, который подается на третьи устройства, которые осуществляют контроль за системой освещения. Чтобы процесс коммутации происходил максимально надежно, в фотореле могут быть установлены тиристорные ключи, которые максимально быстро передают сигнал от фотореле.

Преимущества и недостатки

Датчики освещения привлекают потребителей возможностью экономии электроэнергии. К преимуществам использования фотоэлементов стоит отнести:

Работу на малом токе;
Оперативное срабатывание. Прибор включается и выключается практически моментально;
Высокую производительность;
Длительный срок службы.

Делая выбор в пользу подобного устройства следует учитывать, что они плохо работают в экстремальных условиях. При этом они предъявляют повышенные требования к герметичности корпуса. Если внутрь устройства попадет влага, велика вероятность, что сенсор выйдет из строя, и датчик не будет работать из-за окисления контактов.

Устройство не будет исправно функционировать, если на его поверхности образуется слой грязи и пыли. Именно поэтому в процессе эксплуатации надо постоянно очищать устройства.

Микроволновые датчики движения

Датчики этого типа являются активными, излучатель испускает электромагнитные волны с частотой 5,8 гГц. За счет минимальной длины волны прибор отличается высокой чувствительностью и точностью.

Для СВЧ-волн не существует преград в виде стен или мебели. Это следует учитывать при проектировании. Микроволновые датчики чаще всего устанавливают в нежилых помещениях, требующих усиленной охраны, например, в музеях, банковских хранилищах, местах хранения оружия или важных документов. В квартире или частном доме микроволновой датчик уместно установить в отдельном нежилом помещении, которое требует охраны.

Технические характеристики

Датчик света для уличного освещения обладают техническими характеристиками, определяющими возможность их эксплуатации в определенных условиях. Для фотореле такими параметрами являются:

Напряжение питания. В квартире устанавливаются модели на 220 В. Если же в состав монтируемой системы входят устройства на 12–36 В, должна быть предусмотрена цепь низшего порядка. Такое напряжение необходимо для запуска контакторов магнитных пускателей;
Максимально допустимый ток. Имеет важное значение при подключении приборов, работающих от 220 В. В этом случае через контакты фотореле проходит электрический ток, предназначенный для обеспечения работоспособности источника света;
Температура, при которой может эксплуатироваться устройство. Уличные модели должны сохранять работоспособность в широком температурном диапазоне. Они должны справляться с поставленной задачей в мороз и сильную жару;
Степень защиты. У наружного устройства должна быть достаточная защита от попадания влаги и воды;
Габариты и вес. Имеют принципиальное значение при ограниченном пространстве в месте установки.

Что выбрать

Выбирать фотореле для освещения стоит под конкретные потребности или проект. Для этого необходимо учесть несколько факторов:

общая мощность освещения;
положение участка для освещения;
напряжение освещения;
место установки датчика;
время работы освещения;
наличие системы наблюдения;
необходимость дополнительных модулей.

Рядом с каждым пунктом этого списка необходимо сделать требуемые пометки. Это позволит быстрее проанализировать характеристика фотореле, о которых говорилось выше. В некоторых случаях потребуется монтаж нескольких датчиков освещения.

Выбор места

Насколько эффективным окажется датчик освещенности для включения света во многом зависит от его месторасположения. Короб может находиться внутри и снаружи дома в зависимости от назначения выбранной модели.

Выбирая место установки прибора надо учитывать:

Освещенность. При выборе места следует избегать зон, на который попадает искусственный свет. Если зона находится в непосредственной близости к окнам, фонарям, часто освещается фарами машин, от нее стоит отказаться. При этом для прохождения естественного света не должно быть препятствий. В противном случае датчик будет работать некорректно;
Надежность крепления. Основание, на котором фиксируется прибор, должно быть способно выдержать его вес. Само крепление не должно соприкасаться с узлами, не обладающими достаточной прочностью и надежностью;
Доступность. В процессе эксплуатации прибора может возникнуть необходимость контроля состояния. Кроме того, выбранная площадка должна позволять обеспечить надежную фиксацию устройства. При выборе месторасположения чаще всего отдают предпочтение площадкам, находящимся на высоте 1.8–2 м. Такая высота позволит беспрепятственно произвести установку, не создаст трудностей в процесс обслуживания или уборке. При размещении устройства выше, для выполнения монтажных работ и обслуживания потребуется лестница.

Монтажные работы

Датчик дневного света устанавливается согласно рекомендациям конкретного производителя. Подробный алгоритм действий описан в инструкции, прикладываемой к модели.

Процесс подключения обычно не вызывает серьезных трудностей. Многие выполняют монтаж датчика света в доме своими руками. Чтобы произвести установку, надо внимательно осмотреть аппарат.

У каждой модели на входе будут три провода: питание, ноль, фаза. Их расцветка может отличаться в зависимости от компании-производителя, но обязательно будет присутствовать красный, на который выходит фаза. Он предназначен для подключения нагрузки.

Для подключения питания используется коричневый. Некоторые производители выполняют его черным. Ноль окрашивают в синий либо зеленый. Соединение проводов должно производиться в специальном герметичном распределительном блоке.

Если запланировано подключение одного устройства, распределительный блок располагают в непосредственной близости от реле. Однако, прежде чем приступить к выполнению монтажных работ, стоит внимательно ознакомиться с рекомендациями производителя выбранной модели. Это позволит более точно определиться с местом расположения всех элементов и порядком их монтажа.

С целью уменьшения затрат на электроэнергию датчик дневного света чаще всего выбирают с датчиком движения. В таком случае красный провод используют для соединения датчика движения и светильника. Два оставшихся используют для подключения фазы и ноля. Порядок подключения более подробно прописан в инструкции к каждой модели.

В самом общем случае работы выполняются в следующей последовательности:

Отключается электроэнергия. Порядок выключения зависит от места выполнения работ. Как это сделать, каждый хозяин должен знать обязательно, чтобы обесточить дом или квартиру в случае чрезвычайно ситуации;
Фотореле соединяется с проводом питания;
На проводах зачищаются кончики. Длина зачистки должна позволять беспрепятственно подключиться к клеммам;
В корпусе выбирается отверстие для подключения фотореле. Если такового не имеется, его формируют, используя инструмент с подходящим размером поперечного сечения;
Производится герметизация всех отверстия корпуса. Это позволит избежать попадания грязи, пыли и влаги внутрь. Как следствие, установленный датчик дневного света прослужит намного дольше и не будет создавать проблем в процессе эксплуатации;
Производится подсоединение устройства в соответствие с рекомендацией src=»https://osensorax.ru/wp-content/uploads/2020/07/13-datchik-sveta-13.jpg» class=»aligncenter» width=»600″ height=»526″[/img]
Готовятся провода, с помощью которых к устройству будут подсоединяться осветительные приборы. Провода отрезаются в размер, концы зачищаются, производится их подсоединение к нужным клеммам согласно прилагаемой к прибору инструкции;
Выполняется ручная настройка фотореле;
Закрывается крышка корпуса. На устройство подается электрический ток. Производится тестирование датчика.

В процессе монтажа устройство часто приходится перемещать, выбирая подходящее пространственное расположение. Чтобы не терять время на постоянное откручивание и закручивание, прибор сразу не стоит фиксировать «намертво». Это можно будет сделать после того, как будет выбрано окончательное место.

Схема подключения может несколько отличаться. Каждый производитель старается предложить свой прибор, который бы включал свет по мере наступления сумерек. Чтобы не столкнуться с очевидными трудностями, стоит до покупки познакомиться с порядком подключения и оценить возможность его домашнего использования. Для выполнения монтажных работ не надо обладать какими-то специальными навыками. Однако в процессе установки надо обязательно соблюдать правила безопасности.

Типичные проблемы и ошибки

В ходе установки фотодатчиков новичком, особенно не обладающим соответствующим опытом, часто допускают типовые ошибки.

Настройка в помещении

Иногда для удобства подстройка порога выполняется в закрытом помещении, чего делать не следует.

Дело в том, что чувствительный элемент внутри корпуса (или же выносной) реагирует не только на видимый свет, но может также воспринимать и солнечный ультрафиолет. Его отсутствие при комнатном тестировании повлияет на «точность» срабатывания: домашнее остекление гасит до 80 % УФ-спектра.

Ошибки соединения проводников

Фотодатчики обычно подключаются к уличному освещению по трехпроводной схеме: фаза, ноль, нагрузка.

Иногда возникает путаница с назначением проводников — что куда присоединять. Для понимания, как правильно соединить провода, можно ориентироваться по цветовому кодированию жил. Одна из них обычно зеленая или синяя — так обозначен «ноль».

Оставшаяся пара проводов тоже имеет свою расцветку — например, красный, коричневый.

В случае на картинке выше коричневая жила — вход от электрического питающего автомата, а красный провод ведет к лампочке. В нем фаза возникает при срабатывании фотопереключателя.

Место установки

Важно выбрать правильное место монтажа. Правильная и неправильная установка фотореле для уличного освещения на примерах:

Правильная и неправильная установка фотореле для уличного освещения на примерах:

В большинстве случаев для соблюдения этого правила фотореле ставят над фонарем, или даже на его корпусе, если есть техническая возможность.

Если в установке допущена ошибка, это приведет к самопроизвольным ложным срабатываниям, периодическому «морганию» света и прочим ошибкам.

Может случиться так, что «спрятать» фотодатчик нельзя. Тогда следует отгородить его от фонаря плотной непрозрачной перегородкой.

Ухудшение работы

С течением времени реле иногда начинают работать хуже. Это возникает из-за естественной деградации и загрязнения материала: колпачок фотоэлемента темнеет и хуже пропускает солнечные лучи. Грязь удаляется простой влажной очисткой, но деградировавший пластик подлежит замене — отдельно, если имеется возможность, или вместе со всем прибором.

Положение устройства

Важно не только то, как подключить датчик света к нагрузке и сети, но и в каком положении в пространстве установить аппарат. Некоторые виды устройств можно располагать лишь «вниз головой», фотоэлементом к низу

Для определения корректной позиции на корпус наносятся соответствующие пометки:

Неверная установка приведет к неправильной работе или попаданию внутрь влаги, если «низ» защитной крышки содержит незащищенные технологические отверстия.

Подключение и последующая настройка датчика

Большинство современных устройств позволяют выбрать чувствительность прибора и определиться с порогом срабатывания. Как правило, регулировку производители светового датчика располагают в нижней части реле.

Настройку датчика света светочувствительности проводя в темное время суток. Дождавшись времени, когда прибор должен начать срабатывать, чтобы подключить искусственное освещение. Найдя на нижней части датчика диск, регулирующий свет, начинают его крутить, добиваясь срабатывание прибора.

Чаще всего производитель на корпусе указывает знак минус, то вращая в данном направлении чувствительность датчика снижается. Прибор будет срабатывать только в полной темноте. Если такой вариант не подходит, диск следует вращать в противоположную сторону. Это позволит добиться повышения чувствительности.

Кроме регулировки самого фотореле, следует провести настройку сопряженных с ним устройств. В таком случае вся система будет работать должным образом.

Основные параметры датчиков движения

Двухполюсной или трехполюсной. Простые двухполюсные датчики можно подключить только последовательно к лампам накаливания, к трехполюсным подключают светильники любого вида.
Рабочая зона или дальность действия обычно составляет от 3 до 12 метров.
Величина угла обнаружения в горизонтальной плоскости в разных моделях колеблется от 60 до 360 градусов. В вертикальной плоскости угол обнаружения меньше – 15-20 градусов.
Номинальная мощность, подключаемая к датчику. Если суммарная нагрузка превышает мощность датчика, нужно поставить промежуточное реле или увеличить количество датчиков.
Задержка отключения датчика программируется для того, чтобы человек успел пройти всю освещаемую площадь, даже выйдя из зоны действия прибора. Время задается от 5 секунд и до 10-12 минут.

Как подключиться к прожектору

Еще один вопрос, который требует рассмотрения — как правильно подключить датчик движения к прожектору.

Для этого можно использовать одну из следующих схем:

С ТРЕМЯ КОНТАКТАМИ. В этом случае с щитка подводится фаза к клемме L. С выхода А провод идет ко входу L прожектора. Подача напряжения осуществляется в случае срабатывания датчика движения. Контакты N объединяются и направляются к щитку. Земля направляется напрямую к прожектору и подключается к PE для отвода возможного напряжения от металлического корпуса.
С ПРИМЕНЕНИЕМ ОДНОКЛАВИШНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ. В рассмотренном выше решении применение выключателя не предусмотрено. Но это можно исправить. Как правило, выключатель монтируется в разрыв фазы (до изделия, контролирующего движение). В таком случае при отключении выключателя снимается напряжение со всей схемы. Второй вариант подключения выключателя — параллельно фазе и выходу из датчика движения. При таком решении можно включать освещение, не привязываясь к остальным устройствам. При отключении выключателя вся схема работает в обычном режиме.
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВУХКЛАВИШНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ. В таком случае внедряется некий симбиоз двух рассмотренных выше схемных решений. Один контакт выключателя разрывает фазу, а второй подходит параллельно. При отключении обоих кнопок с цепи полностью снимается напряжение. При отключении первой клавиши датчик работает в обычном режиме и включает прожектор при появлении движения. Если сработана только вторая клавиша, на лампу сразу подается напряжение.
ДВА ДАТЧИКА. Здесь работает тот же принцип, который рассматривался выше. Два контролирующих движение органа располагаются параллельно, после чего подключаются к питающей цепи и прожектору.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЛАМПЫ НА МЕНЬШЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ. Если необходимо включить прожектора на меньшее напряжение (12, 24 или 36), перед входом устанавливается блок питания, снижающий 220 В до необходимого уровня. При этом на вход БП поступает три провода (с землей), к датчику направляется только питание.
ДЛЯ ОТДЕЛЬНОГО ФОТОРЕЛЕ. При установке старых контроллеров движения без фотореле последнее приходится подключать отдельно. В таком случае с выхода датчика провод идет на реле, а уже после этого на вход прожектора. Нули объединяются, а земля идет к источнику освещения.

Выше приведены основные схемы, позволяющие подключить прожектор с выключателем или без него. Здесь уже каждый принимает решение с учетом текущих задач и особенностей помещения.