Принцип работы, разновидности и способы подключения фотореле для уличного освещения

Автоматизация подачи освещения в квартире, в доме или на улице достигается за счет применения фотореле. При правильной настройке оно будет включать свет при наступлении темноты и отключать в светлое время суток. Современные устройства содержат настройку, за счет которой можно устанавливать срабатывание в зависимости от освещенности. Они являются составной частью системы «умного дома», берущей на себя значительную часть обязанностей хозяев. Схема фотореле, прежде всего, содержит резистор, изменяющий сопротивление под действием света. Ее легко собрать и настроить своими руками.

Принцип действия

Схема подключения фотореле для уличного освещения включает датчик, усилитель и исполнительный механизм. Фотопроводник PR1 под действием света изменяет сопротивление. При этом изменяется величина проходящего через него электрического тока. Сигнал усиливается составным транзистором VT1, VT2 (схема Дарлингтона), а с него поступает на исполнительный механизм, которым является электромагнитное реле K1.

В темноте сопротивление фотодатчика составляет несколько мОм. Под действием света оно снижается до нескольких кОм. При этом открываются транзисторы VT1, VT2, включающие реле K1, управляющим цепью нагрузки через контакт K1.1. Диод VD1 не пропускает ток самоиндукции при выключении реле.

Несмотря на простоту, схема фотореле обладает высокой чувствительностью. Чтобы ее выставить на необходимый уровень, используется резистор R1.

Напряжение питания подбирается по параметрам реле и составляет 5-15 В. Ток обмотки не превышает 50 мА. Если необходимо его увеличить, можно применить более мощные транзисторы и реле. Чувствительность фотореле повышается с увеличением напряжения питания.

Вместо фоторезистора можно установить фотодиод. Если необходим датчик с повышенной чувствительностью, используются схемы с фототранзисторами. Их применение целесообразно с целью экономии электричества, поскольку минимальный предел срабатывания обычного прибора составляет 5 лк, когда окружающие предметы еще различимы. Порог 2 лк соответствует глубоким сумеркам, после которых через 10 мин наступает темнота.

Фотореле целесообразно применять даже при ручном управлении освещением, поскольку можно забыть выключить свет, а датчик самостоятельно «позаботится» об этом. Установить его несложно, а цена вполне доступна.

Монтажные работы

Подключение фотореле может быть осуществлено собственноручно, без привлечения к делу профессионалов. В случае с герметичными моделями устройства крепление выполнятся с использованием выносного кронштейна. Установка фотореле для уличного освещения реализуется посредством винтов для соединения элементов, монтируемых в отверстия корпусе прибора. Монтаж датчика выносного типа производится снаружи дома. Существует ряд правил, как подключить фотореле к освещению:

• для монтажа необходимо выбирать освещенное солнцем место;
• следует избегать тени от навесов, заборов, высоких стен;
• нужно учитывать, что в теплое время года распускающаяся листва на деревьях может стать препятствием для нормального функционирования оборудования.

При необходимости любое дооснащение устройства можно сделать своими руками, не прибегая к услугам электриков.

Грамотная регулировка фотореле выполняется следующим образом. Под колпаком фотодатчика имеется круглая ручка — ее поворот изменяет чувствительность датчика. Следует установить ее к в крайнее первое положение. Затем нужно подсоединить фотоэлемент к электросети и в то время, когда требуется включение уличной подсветки, поворачивать рычажок до сигнала сенсора. Оставив рычажок в обозначенном положении, вы обеспечите исправный запуск системы при заданном уровне освещения.

Характеристики фотоэлементов

Выбор фотореле определяют следующие факторы:

• чувствительность фотоэлемента;
• напряжение питания;
• коммутируемая мощность;
• внешняя среда.

Чувствительность характеризуется как отношение образующегося фототока к величине внешнего потока света и измеряется в мкА/лм. Она зависит от частоты (спектральная) и интенсивности света (интегральная). Для управления освещением в быту важна последняя характеристика, зависящая от суммарного светового потока.

Величину номинального напряжения можно найти на корпусе прибора или в сопроводительном документе. Устройства зарубежного производства могут иметь другие стандарты напряжения питания.

От мощности светильников, к которым подключено фотореле, зависит нагрузка на его контакты. Схемы фотореле освещения могут предусматривать прямое включение ламп через контакты датчика или через пускатели, когда нагрузка велика.

На открытом воздухе сумеречный выключатель помещается под герметичной прозрачной крышкой. Она является защитой от влаги и осадков. При работе в холодный период применяется подогрев.

Как работает фоточувствительный автомат

Устройство, срабатывающее при изменении освещенности до порогового значения, может быть выполнено на различной элементной базе, но имеет примерно одну и ту же структуру.

1. В качестве светочувствительного элемента может быть применен полупроводниковый прибор, изменяющий свои параметры или генерирующий ЭДС под действием падающего света. Так, фоторезистор при облучении фотонами изменяет свое сопротивление, фотодиод создает ЭДС и т.д. Датчик уровня освещенности может быть встроен в корпус прибора или быть выносным.
2. Преобразователь трансформирует изменяемую величину в электрический параметр, с которым удобно работать. Если в качестве фотоэлемента используется фоторезистор, то его сопротивление преобразовывается в напряжение.
3. Усилитель усиливает напряжение до величин, при которых уровень помех и наводок становится незначительным.
4. Пороговое устройство сравнивает установленное значение напряжения с напряжением, поступающим с усилителя. Если оно становится больше или меньше опорного уровня, компаратор изменяет свое состояние с единицы на ноль или наоборот.
5. Таймер задержки. Не позволяет сработать реле, если длительность управляющего сигнала меньше заданного.
6. Исполнительное устройство. При изменении состояния компаратора, вызванного прохождением освещенности через заданный порог, выдает управляющий сигнал, который можно использовать для управления внешними устройствами. В большинстве бытовых приборов таким сигналом служит «сухой контакт» встроенного электромагнитного реле. Но может быть и дискретное напряжение от твердотельного коммутатора, изменение состояния транзистора с открытым коллектором и т.п.

Некоторые узлы могут быть совмещены. Так, преобразователь и усилитель комбинируются в одну схему. Таймера задержки в простых реле может и не быть, но он несет полезную функцию, о которой ниже. Может быть разной элементная база – аналоговое исполнение или цифровое. Но принцип действия остается: сравнение фактического уровня освещенности с заданным порогом и выдача управляющего сигнала.

Фотореле ФР-2

Модели заводского изготовления широко используются в устройствах автоматики, например, для управления уличным освещением. Часто можно видеть днем горящие фонари, которые забыли выключить. При наличии фотодатчиков нет необходимости в ручном управлении освещением.

Схема фотореле фр-2 промышленного изготовления применяется для автоматического управления уличным освещением. Здесь также коммутационным устройством является реле К1. К базе транзистора VT1 подключены фоторезистор ФСК-Г1 с резисторами R4 и R5.

Питание производится от однофазной сети 220 В. Когда освещенность мала, сопротивление ФСК-Г1 имеет большую величину и сигнала на базе VT1 недостаточно для его открывания. Соответственно закрыт и транзистор VT2. Реле K1 включено, и его рабочие контакты замкнуты, поддерживая лампы освещения горящими.

Когда освещенность увеличивается до порога срабатывания, снижается сопротивление фоторезистора и открывается транзисторный ключ, после чего реле K1 отключается, размыкая цепь питания ламп.

Основные технические характеристики

Будь то лужайка с газоном или грядки, за ночь все будет хорошенько увлажнено без вашего участия. Обратите внимание!

Можно перейти к настройке подключенного оборудования. 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. Пример смонтированного и подключенного реле Кроме того, система освещения выполняется функцию охраны, так как может включать свет при отсутствии хозяев.

В чем может быть причина??? Когда стали переводить уличное освещение с выключателей на ые фотореле через управление катушка магнитного пускателя на одно реле возникла проблема.

Ну и плюс обращайте внимание на допустимую нагрузку. По логике нагрузка с катушки почти никакая, а на самом деле «обратка» по току делает свое дело. Зачищаем жилы от изоляции на мм, чтобы подключить их в клеммы.

Схемы подсоединения

Впрочем, большинство моделей оснащены обычными механическими тумблерами, настраивающими порог световой чувствительности. Чтобы понять, какой выбрать датчик, учитывается мощность нагрузки суммарная мощность источников света, ламп. Зато не нужно тянуть провода до распределительного щита.

Место установки зависит от освещенности, постарайтесь подобрать такой участок, где ничто не мешает солнечным лучам попадать на рабочую поверхность приспособления, иначе на фотодиоде начнутся помехи, и прибор будет работать неверно. Некоторые образцы включаются, при каком-либо движении напротив места установки. 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.

Ноль вроде по схеме поступает и на реле, и на лампочку же. Подключил фотореле фр по схеме для освещения подъезда состоящего из 5-ти светодиодных светильников, но при срабатывании свет в подъезде начинает моргать.

Тем не менее, можно воспользоваться маленькими хитростями, облегчающими задачу: Воспользуйтесь куском пластиковой трубы желательно черного цвета длиной см с увеличенным диаметром, чтобы оградить фотореле или датчик от света, бьющего из окон или от фонарей. Так вы сможете выбрать более простой способ установки; при монтаже прибора помните, что его минимальный предел срабатывания будет составлять 5 Люкс. Угол подпиливания — о от столба или стены. В этих приборах сенсорный элемент располагается в прозрачном герметически закрытом корпусе. КАК ОТПУГНУТЬ НОЧНОГО ВОРА.ОДИН ИЗ СПОСОБОВ!!!

Виды фотореле

Выбор моделей достаточно велик, чтобы можно было выбрать подходящую:

• с выносным датчиком, расположенным вне корпуса изделия, к которому подводятся 2 провода;
• люкс 2 — устройство с высокой надежностью и уровнем качества;
• фотореле с питанием 12 В и нагрузкой не выше 10 А;
• модуль с таймером, монтирующийся на ДИН-рейку;
• устройства ИЭК отечественного производителя с высоким качеством и функциональностью;
• AZ 112 — автомат с высокой чувствительностью;
• ABB, LPX — надежные производители устройств европейского качества.

Критерии выбора прибора

Чтобы выбрать фотореле, надо учесть несколько моментов:

1. Напряжение питания. На потребительские качества принципиально не влияет, но удобно запитывать устройство от того же напряжения, что используется для управляемого осветительного устройства. Еще удобнее иметь фотореле с двойным питанием – от сети 220 вольт и от низкого постоянного напряжения.
2. Конструктив подключения датчика света к реле уличного освещения. Фотоэлемент может быть встроенный и выносной. Первый вариант дешевле, второй удобнее в установке.
3. Мощность выходной контактной группы. Если она не позволяет коммутировать имеющуюся нагрузку напрямую, придется подключать ее через промежуточное реле или магнитный пускатель.
4. Степень защиты. Зависит от места предполагаемой установки основного блока. Если он устанавливается в помещении, достаточно IP40. Если на улице, потребуется IP42 или IP44, а в некоторых случаях и IP65.

Таблица мощности основных производителей.

Другие характеристики (диапазон регулировки задержки включения и т.д.) выбираются исходя из местных условий, и принципиального характера не носят.

Способы подключения фотореле

Перед приобретением датчика необходимо подсчитать потребляемую светильниками мощность и взять с запасом 20 %. При значительной нагрузке схема уличного фотореле предусматривает дополнительную установку электромагнитного пускателя, обмотка которого должна включаться через контакты фотореле, а силовыми контактами коммутировать нагрузку.

Для дома такой способ применяется редко.

Перед установкой проверяется напряжение сети питания ~220 В. Подключение производится от автоматического выключателя. Фотодатчик устанавливается таким образом, чтобы свет от фонаря не попадал на него.

На приборе применяются клеммы для подключения проводов, что делает монтаж проще. Если они отсутствуют, применяется распределительная коробка.

За счет применения микропроцессоров схема подключения фотореле с другими элементами приобрела новые функции. В алгоритм действий внесли таймер и датчик движения.

Удобно, когда светильники автоматически включаются при прохождении человека по лестничной площадке или по дорожке сада. Причем срабатывание происходит только в темное время суток. За счет применения таймера фотореле не реагирует на свет фар от проезжающих автомобилей.

Простейшая схема подключения таймера с датчиком движения — последовательная. Для дорогих моделей разработаны специальные программируемые схемы, учитывающие различные условия эксплуатации.

Тонкости подключение

Существующие схемы электрического подключения фотореле различны. Как простые, так и сложные. Все соединения проводов выполняются в распределительной коробке, расположенной на улице в удобном для доступа месте.

В условиях частного дома можно обойтись следующими:

• На клеммы входа фотореле подводится нулевой провод и фаза. На выходе токоведущий провод подсоединяется к светильнику (фонарю). Другой конец кабеля подсоединяется к выключателю или к шине ящика управления освещением с фотореле.
• При использовании фонаря большой мощности с дросселями в составе конструкции, в схему подключения добавляется однофазный пускатель.
• При необходимости чтобы свет включался при нахождении человека в определенном месте (у калитки, у входа в дом, в туалете) в схему включается после фотореле датчик движения.

Что касается проводов, то их всегда три, и они отличаются между собой цветом оболочки изоляции.

В процессе подключения следует помнить простые правила, подходящие для подключения в электросеть любых устройств:

• Красный всегда подсоединяется к конечному потребителю тока (фонарю, лампе):
• Зеленый (синий) всегда является нейтральным, заземляющим;
• Коричневый или черный является токонесущим, фазовым.

Фотореле для уличного освещения

Для подключения фотореле схема наносится на его корпус. Ее можно найти в документации на прибор.

Из прибора выходят три провода.

1. Нулевой проводник — общий для светильников и фотореле (красный).
2. Фаза — подключается на вход прибора (коричневый).
3. Потенциальный проводник для подачи напряжения от фотореле на светильники (синий).

Устройство работает по принципу прерывания или включения фазы. Цветовая маркировка у разных производителей может отличаться. Если в сети есть проводник «земля», его к прибору не подключают.

В моделях со встроенным датчиком, который находится внутри прозрачного корпуса, работа уличного освещения автономна. К нему нужно только подвести питание.

Варианты с выносом датчика применяются в случае, когда электронную начинку фотореле удобно разместить в щите управления с другими приборами. Тогда нет необходимости в автономной установке, протягивании электропроводки питания и обслуживании на высоте. Электронный блок размещается внутри помещения, а датчик выносится наружу.

Как подключить фотореле: схемы подключения

Для подключения фотореле к светодиодному прожектору необходимо внимательно изучить инструкцию, которая находится в техпаспорте. У большинства фотодатчиков на корпусе имеется схема. Так как по функциональности (подаче и отключению питания) фотореле похоже на традиционный выключатель, монтаж тоже отличается мало.

Подключать оборудование со встроенным фотоэлементом можно через распределитель или без него. Распределитель используется во время ремонта, подразумевающего замену проводки. В подобной ситуации есть возможность отвести новую линию. Если ремонт не проводится, стены под новую проводку сверлить не выгодно.

Особенности фотореле для уличного освещения: схема

При установке фотореле на улице надо учитывать некоторые факторы.

1. Наличие питающего напряжения ~220 В и соответствие мощностей контактов и нагрузки.
2. Не допускается установка приборов рядом с легко воспламеняющимися материалами и в агрессивной среде.
3. Основание прибора размещается внизу.
4. Перед датчиком не должны находиться качающиеся предметы, например, ветви деревьев.

Подсоединение проводов выполняется через распределительную коробку для улицы. Она закрепляется рядом с фотореле.

Как подключить устройство к уличному фонарю: схемы и принципы

При подключении простого устройства нужно ознакомиться с его конструкцией. Главным элементом является фотодиод, который может находиться снаружи или внутри корпуса. В первом случае датчик монтируют на улице, а электронный блок подключают на электрическом щите в помещении. При внутреннем расположении чувствительной детали прибор монтируют на улице.

Прибор имеет небольшие размеры и простое крепление

Знание конструктивных особенностей устройства позволяет подключить его к фонарю максимально эффективно. Поэтому важно определить тип фотореле, приобрести качественный прибор, подобрать схему, а затем приступать к подключению датчика.

Фотореле на схеме

Правильная схема подключения значительно облегчает самостоятельную установку прибора. На электрической схеме фотодиод представлен в виде условного графического обозначения, представляющего собой треугольник на оси симметрии с направленными сверху вниз стрелками. На простых схемах прибор может обозначаться в виде круга или прямоугольника с надписью «ФР».

Стрелки на схеме символизируют отражение света

Подключение

Кронштейн с прибором монтируют в затенённом месте. Листва деревьев, навесы, осадки не должны влиять на работу устройства. После определения места расположения нужно узнать количество светильников, для которых необходимо управление. На один источник света монтируется одно фотореле. Если же используется большое количество фонарей, то лучше всего применить контроллер. Он получает сигнал от фотодатчика и позволяет управлять несколькими светильниками одновременно.

Схема подключения к одной лампе очень проста

Конструкция прибора может включать в себя клеммы, что упрощает подключение. Они необходимы для зажима проводов. Кабель каждого цвета соединяют с соответствующим проводом лампы и цепи питания. Если клеммы отсутствуют, то следует установить распределительную коробку. Корпус устройства должен быть защищён от влаги и осадков. Известные производители указывают на упаковке или в инструкции схему подключения элемента.

Выбор фотореле

1. Возможность регулирования порога срабатывания позволяет производить подстройку чувствительности датчика в зависимости от времени года или при пасмурной погоде. В результате обеспечивается экономия электричества.
2. Минимум трудозатрат требуется при монтаже фотореле со встроенным чувствительным элементом. При этом не требуются особые навыки.
3. Реле с таймером хорошо программируется для своих потребностей и работы в установленном режиме. Можно настроить прибор для отключения в ночное время. Индикация на корпусе прибора и кнопочное управление позволяют легко производить настройку.

Что необходимо учитывать при подключении?

При выборе конкретного оборудования для подключения прожектора важно учитывать ряд факторов. Рассмотрим по отдельности датчик освещенности, датчик движения и непосредственно сам прожектор.

Датчик движения выбирается по зоне охвата, важно, чтобы участок, при перемещении по которому людей происходило включение прожектора. Разные модели обладают различным углом – 120º, 90º, 60º, принцип выбора приведен на рисунке ниже:

Помимо этого датчики движения можно подразделить по принципу действия на:

1. Ультразвуковые сенсоры– наиболее простые и доступные, не подвержены воздействию атмосферных факторов, но привередливы к резким порывам, характеризуются малым углом охвата;
2. Микроволновые сенсоры – практически не подвержены влиянию окружающих факторов, работают не только от температуры, обладают малыми габаритами. Но их основной минус в вредном воздействии на живые организмы.
3. Инфракрасные сенсоры – осуществляют измерения посредством волн, реагируют на тепло. Являются довольно точными сенсорами, безопасными для человека, но инфракрасные датчики страдают ложными срабатываниями.

Чувствительность сенсора для уличного освещения очень важна, так как прожектор может срабатывать от пролетевшей птицы или пробежавшего кота. Поэтому его отстраивают уже опытным путем, чувствительность сенсоров переключается при помощи функции SENS. В этом меню настройки чувствительности вы уже можете, как понизить параметр в диапазоне включения в опции low или — и аналогично повысить его опцией high или +.

Прожектор выбирается по мощности светового потока и углу рассеивания. Наиболее эффективными, с точки зрения расхода электроэнергии, являются светодиодные прожекторы, галогенные прожекторы одни из самых затратных и по цене, и по сроку эксплуатации. По способу расположения прожектор может иметь вертикальное или горизонтальное крепление. При установке на стену высота может составлять от 2,5 до 3м, высота определяется уже местными условиями.

Время задержки выбирается в зависимости от того, с какой продолжительностью контакты реле должны оставаться замкнутыми после срабатывания сенсора. Как правило, диапазон временной выдержки отстраивается в пределах от 10 секунд до 10 минут.

Установка и настройка своими руками: пошаговая инструкция

Для подключения фотореле к фонарю, который уже стоит на столбе, в приборной панели отключают блок питания и проверяют поле на наличие напряжения.

Последовательность действий при установке устройства:

• протянуть шнур питания в том месте, где будет установлен подключаемый коммутатор;
• зачистка жилок 10-12 мм;
• заземление на розетку (если корпус светильника металлический).
• подключение проводов по схеме;
• просверлить отверстия в корпусе;
• отрезок провода для подключения к светодиодной подсветке;
• фиксация в отверстиях прокладок, защищающих от влаги и пыли;
• соединительные кабели к светодиодной подсветке;
• зачистка изоляции 10-12 мм;

для подключения фотодатчика лучше всего использовать трехжильный кабель. На столб или стену его ставят так, чтобы отверстия были внизу. Такое расположение убережет от пыли и влаги.

вы можете продолжить настройку подключенного оборудования. В комплект входит черная сумка для имитации ночи. На корпусе есть регулятор, позволяющий выбирать силу света, при которой лампа должна загореться. Чем ближе ручка к минусу, тем позже загорится светодиодный индикатор.

Последний шаг — подключиться к сети в дашборде.

При отсутствии знаний в области электротехники подключение лучше доверить специалисту.

Технические параметры

Самым главным критерием при выборе является напряжение питания.

Важные технические параметры:

• конструкция и степень защиты;
• возможность работы с осадками;
• светочувствительность, способность ее регулировать.
• уровень защиты от попадания пыли и инородных тел;
• способность поддерживать температуру;

Оборудование для зарубежных стран рассчитано на стандартное напряжение 110 или 127 вольт для конкретной страны. Такие световые датчики не могут работать в сети 220 или 380 вольт.

Эксплуатационные характеристики

При покупке нужно ориентироваться на тип светильника и место установки.

Лампочки в лампах бывают:

• накал (активная нагрузка);
• люминесцентный, светодиодный (реактивная нагрузка);
• ртуть, натрий (требуется дополнительный контур для защиты от колебаний пускового тока).

Модели со встроенным фотоэлементом предназначены для наружной установки. Они герметичные, со степенью защиты от IP 65, температурой эксплуатации от -25 до + 40 ° С. Приобретается оборудование с выносным датчиком, если его можно разместить в приборной панели. С этой опцией достаточно степени защиты до IP 44.

Учитывается мощность нагрузки, если необходимо подключить к одному фотодатчику несколько ламп. Выключатель прослужит дольше, если его мощность на 20% превышает общую мощность осветительного оборудования.

Стандартный диапазон освещения 2-50 Лк. Не стоит покупать оборудование без настройки этого параметра. Исключение составляет подключение к светодиодному проектору и отсутствие жестких требований по энергосбережению.

Также важны вес и габариты фотодатчика. Модели большего размера со встроенным трансформатором. Закуска занимает много места. При выборе устройства с отдельным датчиком учитывается наличие свободного места на панели приборов.

Если на участке стоит одна-две лампы, то вполне подойдет нерегулируемое реле, к которому лампы подключаются напрямую. При большом количестве параллельно подключенных приборов выключатель не сможет выдержать протекающий через него ток. Вам следует купить модель с магнитным пускателем.

Возможности

Функциональность сумеречного выключателя зависит от его типа:

• для управления линейкой светодиодных прожекторов следует приобрести модель с выключателями питания, передающими команду, и датчиком движения;
• для большого дачного участка или многоквартирного дома подойдет фотореле с регулятором порога, позволяющее выставлять показатели в зависимости от сезона;
• для производственного здания или склада необходимо приобрести модель с выносным фотоэлементом;

Важно! Оборудование с таймером, который можно запрограммировать по своему усмотрению (устройство работает по определенному времени и графику), позволяет максимально сэкономить на счетах за электроэнергию).