Фотореле для уличного освещения от «а» до «я»

Настройка и калибровка

При настройке датчика освещенности важно использовать черный пакетик, который идёт в комплекте с датчиком. Этот пакетик служит для имитации ночи

Кулечек для настройки датчика освещения

Из органов настройки в датчике освещенности – только регулятор уровня освещения (LUX). Он устанавливает уровень, про котором срабатывает внутреннее реле датчика.

Подробнее настройка уровня описывается в описании принципиальной схемы, ниже.

Есть простейшие датчики освещения (например, LXP-01), в котором вообще нет никаких регулировок. Есть продвинутые, где ещё есть регулятор времени задержки включения/выключения.

Ну, а теперь самое интересное –

Коврики крючком для начинающих — просто и красиво

Схемы подключения фотореле для уличного освещения

Главная функция фотореле – это подача электропитания с наступлением темноты и его отключение с рассветом. Таким образом, это автоматический выключатель, который действует без вмешательства человека. Роль кнопки отключения играет светочувствительный элемент. Схема подключения фотореле аналогична: на прибор идет подача фазы, прерывается на выходах, а при необходимости цепь замыкается, вследствие чего напряжение подается на лампы или прожекторы.

Для обеспечения работы фотореле тоже требуется электропитание, поэтому на определенные контакты подсоединяют ноль. Так как освещение предполагается в открытой местности, есть необходимость подключения заземления.

Важно правильно соединить проводники, выходящие из корпуса самого регулятора с лампой и сетью

К сожалению, нет универсальной схемы подключения, которая подошла бы ко всем типам фотореле, но определенные моменты характерны для всех операций. Их необходимо учитывать, особенно в случае установки фотореле своими руками.

Практически во всех моделях реле на выходе имеет три разноцветных провода, которые соответствуют таким обозначениям:

• черный – фаза;
• зеленый – ноль;
• красный – фаза, коммутирующая на источник света.

Для обеспечения дополнительных функций можно приобрести фотореле с датчиками движения или таймерами

Пошаговая инструкция подключения фотореле для уличного освещения

Приведенная ниже инструкция подскажет, как поэтапно, быстро и правильно подключить фотореле:

1. Предварительная установка распределительного щитка. Обычно его монтируют на стене, в нем осуществляют соединение проводников.
2. Подключение фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству. Обычно в качестве крепежа используют кронштейн. Его устанавливают в месте, где на реле будут попадать прямые лучи солнца, но при этом изолированы другие источники света.
3. Корректировка системы с использованием регулятора, то есть выбор параметров реагирования прибора на конкретные условия изменения освещенности.
4. Установка регулятора производится на внешней части устройства с соответствующими техническими характеристиками: диапазон чувствительности – 5-10 лм; мощность – 1-3 кВт, порог допустимого тока – 10А.

Если прибор монтируют в середине электрощитка со сложной конструкцией, куда не проникают солнечные лучи, то реле и выключатель устанавливают отдельно друг от друга. Соединяют части устройства между собой специальными кабелями.

Подключается фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству

При установке уличного освещения рекомендуется соблюдать такие правила:

1. Прибор с внешним фотоэлементом лучше размещать таким образом, чтобы исключить прямое попадание света от устанавливаемого светильника. В ином случае устройство будет работать с ошибками.
2. Чтобы проверить, правильно подключена схема или нет, необходимо подсоединить пускатель к электросети. Результат будет ясен при срабатывании светильника.

Нюансы в схемах подключения датчика света

Тот факт, что фотореле подбирается с учетом предполагаемой нагрузки, может отразиться на стоимости изделия: в зависимости от мощности возрастает цена. Поэтому с целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя. Это специальный прибор, предназначенный для частого срабатывания режимов вкл./выкл. Использование пускового механизма позволяет подключить питание, применив фоточувствительный элемент с минимальной нагрузкой.

Таким образом, фактически происходит включение исключительно магнитного пускателя, поэтому во внимание берется только мощность, потребляемая им. А вот уже на выводах магнитного пускателя допускается использование более мощной нагрузки

С целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя

В том случае, когда, помимо датчика день/ночь, необходимо подсоединить устройства с дополнительными функциями, например, таймер либо датчик движения, то их устанавливают после монтажа фотореле. При этом порядок очередности дополнительных приборов неважен.

Если функция таймера или датчика движения предусмотрена в строении устройства, но она не нужна в конкретном случае, то эти приборы просто исключают из общей схемы, то есть к ним не подводят провода. При этом в случае надобности эти элементы устройства можно будет подключить.

Датчик движения: основные функции и принцип работы

Основное предназначение датчика движения — коммутация электрической сети. Может работать как с активной нагрузкой в цепи, так и с активно-индуктивной. Любое движение в подконтрольной зоне в первую очередь запускает процесс определения уровня освещенности (если таковая функция предусмотрена в устройстве).

Если показатель ниже установленного порога срабатывания, устройство замыкает контакты и включает лампу. Таким образом, детектор может работать и в ночное, и в дневное время суток. Устанавливают порог срабатывания с помощью регуляторов, он может составлять от 3 до 2 000 Лк.

В быту чаще всего устанавливают устройства, работа которых основана на улавливании электромагнитных колебаний волн в инфракрасном спектре. Время, через которое детектор срабатывает, в случае обнаружения движущегося объекта, также настраивается.

Поворачивая регулятор, устанавливается режим выдержки. У разных моделей время отсрочки может настраиваться от 10 с до 7—15 мин (допускается небольшая погрешность).

Ориентиры грамотного выбора

Разные модели могут иметь разное назначение. Некоторые предназначены только для управления внутренними осветительными приборами, другие более универсальны и могут использоваться для схем с электроприборами, с устройствами сигнализации, с системой уличного освещения.

Датчики могут быть с ограниченным и круговым обзором, иметь разные углы горизонтального и вертикального наблюдения. Устройства для подключения на стену контролируют зону под углом 110—120° или 180°по горизонтали и 15—20° по вертикали.

Модели с подвижным органом обзора существенно облегчают настройку, а вот стационарные не имеют такой возможности, поэтому для них нужно более тщательно выбирать место размещения.

Детекторы с круговым обзором могут охватывать контролируемую зону под углом в 360° по горизонтали. Их зона обзора имеет форму конуса, расширяющегося книзу. Несмотря на большую зону контроля, не просматриваемые участки (за пределами радиуса, в углах) в помещении все равно остаются.

Для установки датчика на улице или в помещениях с повышенной влажностью необходимо выбирать устройство с высокой степенью защиты от внешних факторов (пыли, влаги).

Например, устройства с защитной степенью IP20 допустимо использовать только во внутренних помещениях с нормальной влажностью, с IP33 возможна установка на улице — на террасе, крыльце, беседке. С IP44 можно монтировать на улице, но защищать козырьком от попадания капель воды во время атмосферных осадков.

Приобрести можно готовый комплекс из выключателя и датчика движения. С особенностями его выбора и установки ознакомит рекомендуемая нами статья.

Размещение и способ ориентации

Общие правила установки датчиков следующие:

• высота установки над наблюдаемой поверхностью может составлять от 2,5 до 4 м (параметр зависит от модели устройства);
• при выборе места для монтажа учитывают то, что детектор более чувствителен к движению, которое происходит поперек области наблюдения;
• Суммарная мощность нагрузки ламп ограничена и может составлять, к примеру, от 60 до 1200 Вт для лампочек накаливания и от 0 до 600 Вт для люминесцентных осветителей.

На чувствительность детектора оказывает влияние также и температура. Диапазон температурных значений, при которых прибор нормально выполняет свои функции — от -20 до 40 °C.

Запрещено устанавливать лампы:

• на вибрирующие поверхности;
• около вентиляторов, кондиционеров;
• на глянцевых белых поверхностях стен;
• вблизи источников тепла — электрических радиаторов, ламп;
• на поверхности, находящиеся под прямыми лучами солнца.

Чтобы избежать ложного срабатывания, избегают воздействия на инфракрасный детектор источников электромагнитных волн, ветровых и тепловых потоков.

Нельзя также чтобы в зону действия попадала лампа накаливания — постепенно остывающая нить приведет к срабатыванию детектора, поскольку он отреагирует включением на изменение ее температуры.

Так может продолжаться до бесконечности — свет будет включаться и выключаться. Ложное срабатывание может происходить также в ветреную погоду из-за колыхания ветвей.

Настройка и программирование

В инструкции по эксплуатации режимы работы отображены в виде следующей таблицы:

Особенности работы прибора и детальная инструкция по его программированию также изложены в руководстве. Поэтому есть смысл только визуально пояснить некоторые действия.

1. Нажать круглую кнопку ниже надписи «СБРОС».

2. В течение около 8 с осуществляется опрос состояния составных частей устройства, на дисплее отображаются все допустимые символы и включается обратный отсчет.

3. Установить 12-часовой или 24-часовой режим работы путем нажатия кнопки «Часы» и удержания ее около 5 с. На дисплее отобразится «AM» или «РМ, то есть половина дня или полный день.

4. Удерживая кнопку «Часы», установить текущую дату и время посредством нажатия кнопок. «Д+», «Ч+» и «М+». После отпускания кнопки «Часы», кнопкой «Д+» выбрать текущий день недели. На дисплее — «МО», «TU», «WE», «ТН», «FR», «SA», «SU».

5. Установить первый цикл включения устройства, предварительно нажав кнопку «Р», установить дату и время, как в предыдущем пункте.

• 6. Для запоминания выставленных значений повторно нажать кнопку «Р».
• 7. Программирование других циклов включения/выключения осуществляется аналогично. Всего имеется 16 циклов программирования.
• 8. Клавишей «РЕЖИМ» выбрать один из 4-х режимов включения или отключения нагрузки.

Назначение и принцип действия

Названий у этого устройства масса. В литературе встречается название светоконтролирующий выключатель или светочувствительный автомат, а при общении можно услышать — датчик освещенности или света, фотодатчик, сумеречный/сумерек датчик или день/ночь. Возможно, есть и другие. Но все это — об одном устройстве, которое включает освещение при наступлении сумерек и отключает его на рассвете.

Автоматизировать управление уличным освещением можно при помощи фоточувствительного реле

Фотореле делают на основе фоторезистора или фототранзистора, которые при изменении освещенности меняют свои параметры. Пока на них попадает достаточное количество света, цепь питания остается разомкнутой. По мере наступления темноты параметры фоторезистора/транзистора изменяются и, при определенном значении (задаются настройками), цепь замыкается. Утром процесс проходит с точностью до наоборот: при достижении освещенности определенного уровня цепь питания разрывается.

Достоинства и недостатки датчика освещения

Фотореле – это прибор для регулировки и включения уличного освещения

Датчик освещения называют фотореле или сумеречный выключатель. Он отслеживает яркость освещения на улице или в помещении, при необходимости включает и выключает лампы. Использование уличного датчика света имеет несколько преимуществ:

• автоматизация включения уличного освещения;
• точность срабатывания, позволяющая сократить время функционирования осветительных приборов и расходы на электричество;
• программируемые устройства выставляются по индивидуальным настройкам;
• отпугивание воров – система срабатывает, имитируя присутствие владельцев дома.

Недостатки:

• низкий класс защищенности устройства провоцирует быстрое окисление контактов и поломку;
• для корректной работы корпус периодически требует очищения.

Области рационального применения фотореле

Типовые ситуации, в которых требуется присутствие данного устройства:

• Когда включение и выключение цепи производится при помощи сигнала малой мощности;
• Когда несколько цепей должны управляться одним сигналом.

Эффективность применения фотореле обуславливается также и их универсальностью (помимо стандартной аппаратуры контроля можно использовать компьютеры или ноутбуки). Это позволяет реализовывать также и логические управляющие команды типа «если…то…».

Рассмотрим использование фотореле для уличного освещения. Технология их применения основана на использовании триггерных FEТ-переключателей.

Блок-схема фотореле с FET-переключателем

В приведенной блок-схеме используется серия К МДП-транзисторов.  В отличие от твердотельных реле, схема управляет фотодиодами напрямую. Это обеспечивает гораздо более высокие скорости переключения, поскольку время отключения питания при включении светодиода некритично. Из-за отсутствия механических составляющих поддерживается высокая компактность устройства, однако физический изоляционный барьер здесь отсутствует, а потому необходимо использовать только низковольтный управляющий сигнал.

Поскольку фотореле является альтернативой уже существующей панели дистанционного управления освещением, то прежде всего стоит подумать — а так ли уж необходима подобная замена. Если существующая система полностью соответствует электрическим нормам, то перед нагрузкой достаточно просто добавить релейную панель, и полный контроль за осветительной цепью будет обеспечен. В небольшом корпусе может быть размещено до 64 фотореле вместе с источником низкого напряжения, а рядом можно расположить панель выключателя.  Чем меньше число цепей, тем более экономичным становится применение релейной панели.

Фотореле можно использовать для управления однополюсными цепями 127/220 В переменного тока и двухполюсными (208…240 В) цепями переменного тока. Релейные панели наиболее экономичны при управлении меньшими нагрузками, но имеют один недостаток — они рассчитаны на ограниченное количество циклов включения/ выключения: от 20000 до 50000 (при нормальных обстоятельствах этого хватит примерно на 5 лет).

Общий вид блочной компоновки фотореле для уличного освещения и монтажная схема приведены на следующих рисунках.

Некоторые нюансы имеются в использовании фотореле совместно с датчиками движения.  Как правило, уличные фонари включаются на всю ночь. Но в ночное время уличные фонари не нужны, если нет движения. Поэтому всё чаще используют схемы, которые включают уличные фонари только при перемещения транспортного средства и некоторое время после него. Используется микроконтроллер AVR 8051 и несколько пар (чем больше, тем лучше) инфракрасных (ИК) датчиков.

Подключение релейной панели управления освещением

Предлагаемая система состоит из микроконтроллера Atmega8, LDR, PIR-датчика и RTC. Эта система управляет уличным освещением, используя светозависимый резистор и ИК-датчик.

Уличные фонари включаются в зависимости от интенсивности светового потока, который воспринимается на LDR. Если такая интенсивность на фоторезисторах низкая, значение их сопротивления — высокое. С уменьшением общей освещённости это значение увеличивается, и, таким образом, определяет, когда уличные фонари должны включиться.

Ночью движение транспорта минимально. Это обстоятельство можно использовать для настройки контроллера. По наступлении пикового времени, когда трафика нет, фотореле отключит наружное освещение. При появлении единичного транспортного средства ИК-датчик подаст управляющий сигнал микроконтроллеру. Тот на 2…3 минуты включит освещение, после чего автоматически его выключит.

Блочная компоновка фотореле

Схема включения фотореле для управления наружным освещением

Установка датчиков движения

Монтажная схема управления движением на базе фотореле

Структура сумеречного выключателя

Ключевым компонентом светового реле является фотодетектор, в электросхемах могут использоваться транзисторы, диоды, фотосопротивление (фоторезистор), фотоэлементы. При перемене величины светового потока, падающего на фотоэлектрический элемент, меняются его характеристики, такие как электросопротивление резистора, перемена состояния электронно-дырочного перехода в полупроводниковых триодах и диодах, а также перемена напряжения на контактах фотоэлемента.

Затем сигнал обнаруживается усилителем и устройством сравнения (компаратором – в его роли можно задействовать операционный усилитель типа К140УД6, К140УД7 либо аналогичные) и осуществляется переключение двухтактного эмиттерного повторителя, переключая или отключая нагрузку.

Необходимо знать, что фотореле с тиристорным выходом не может функционировать с энергосберегающими лампочками, не предназначенными для этого, и монтируются в регулятор мощности лучистой энергии лампы

Этот аспект нужно принимать во внимание, чтобы не остаться со ставшими неработоспособными световым реле и лампочкой. Теперь разберем пару схем для сборки светового реле в домашних условиях своими силами

Фотореле для уличного освещения: оснащение дополнительными функциями

Оба типа фотореле, как со встроенным, так и выносным датчиком, имеют свои разновидности. Классификация приборов основана в первую очередь на их предназначении и дополнительном функциональном оснащении. Оба типа устройств имеют подвиды.

Фотореле с датчик движения. Такой прибор устанавливают там, где освещение требуется только во время пребывания человека, например, в коридорах, во дворе загородного дома или в гараже. Устройство реагирует на движение и тепло, излучаемое человеческим телом.

Фотореле с датчик движения устанавливают там, где освещение требуется только во время пребывания человека

Фотореле с таймером. Такой вариант применяют, когда освещенность необходима на протяжении определенного времени. Пользователи устройства устанавливают желаемое время, когда оно включается или выключается. Соответственно, прибор оснащается таймером включения и выключения света. Такие датчики особенно актуальны в декоративной подсветке приусадебных участков или зданий.

Астротаймер – это не просто фотореле, а более усовершенствованный прибор, запрограммированный на восход или закат солнца в различных климатических зонах. Достаточно в памяти выбрать определенный часовой пояс. Устройство автоматически будет срабатывать в заданное программой время. Цена фотореле с астротаймером намного выше, но при этом не нужно беспокоиться о месте установки.

Приборы с дополнительными функциями не пользуются популярностью, так как цена фотореле для уличного освещения с вмонтированными датчиками может быть вдвое выше, чем стоимость обычного светореагирующего устройства. Поэтому для обеспечения дополнительных функций совсем не обязательно приобретать дорогостоящее мультифотореле, достаточно купить обычное устройство и дополнительно установить датчики движения или таймеры.

Астротаймер – это более усовершенствованный прибор, запрограммированный на восход или закат солнца

Преимущества фотореле для уличного освещения

Данное устройство регулирования наружного света обладает рядом неоспоримых преимуществ, среди которых выделяются:

• Удобство в обиходе: теперь не нужно идти по двору, погруженному в кромешную тьму, дабы открыть входную дверь – с наступлением сумерек, фотореле самостоятельно активирует систему освещения.
• Экономия энергии: жители загородных домов нередко забывают выключить свет, когда ложатся спать или покидают дом. Теперь, свет будет выключен с первыми проблесками солнца с помощью стандартного фотодатчика, при условии отсутствия людей в доме – с помощью чувствительного датчика с фиксацией движения, а в определенное время – специально запрограммированный.
• Имитация наличия хозяев: так как основным фактором присутствия людей в доме является включенный свет – воры и вандалы не рискнут проникнуть в дом.

Принцип работы фотоэлемента

Ассортимент фотореле на рынке представлен широко, но принцип действия многих моделей имеет большую схожесть. Основным узлом в устройстве является фоточувствительный элемент. Он изменяет свои свойства проводить ток в зависимости от интенсивности попадающего на него света. Функцию фотоэлементов выполняют фотодиоды или фототранзисторы.

Контролирует параметры основного узла управляющая плата, к которой он подключается. При изменении уровня потока естественного света она подаёт ток на исполнительный механизм или приостанавливает подачу. Реле способствуют размыканию/замыканию проводов цепи электропроводки.

Каждый фотоэлемент поддаётся регулировке. Это даёт возможность осуществлять более точную настройку системы.

Схемы подключения фотореле для уличного освещения

Главная функция фотореле – это подача электропитания с наступлением темноты и его отключение с рассветом. Таким образом, это автоматический выключатель, который действует без вмешательства человека. Роль кнопки отключения играет светочувствительный элемент. Схема подключения фотореле аналогична: на прибор идет подача фазы, прерывается на выходах, а при необходимости цепь замыкается, вследствие чего напряжение подается на лампы или прожекторы.

Для обеспечения работы фотореле тоже требуется электропитание, поэтому на определенные контакты подсоединяют ноль. Так как освещение предполагается в открытой местности, есть необходимость подключения заземления.

Важно правильно соединить проводники, выходящие из корпуса самого регулятора с лампой и сетью

К сожалению, нет универсальной схемы подключения, которая подошла бы ко всем типам фотореле, но определенные моменты характерны для всех операций. Их необходимо учитывать, особенно в случае установки фотореле своими руками.

Практически во всех моделях реле на выходе имеет три разноцветных провода, которые соответствуют таким обозначениям:

• черный – фаза;
• зеленый – ноль;
• красный – фаза, коммутирующая на источник света.

Для обеспечения дополнительных функций можно приобрести фотореле с датчиками движения или таймерами

Пошаговая инструкция подключения фотореле для уличного освещения

Приведенная ниже инструкция подскажет, как поэтапно, быстро и правильно подключить фотореле:

1. Предварительная установка распределительного щитка. Обычно его монтируют на стене, в нем осуществляют соединение проводников.
2. Подключение фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству. Обычно в качестве крепежа используют кронштейн. Его устанавливают в месте, где на реле будут попадать прямые лучи солнца, но при этом изолированы другие источники света.
3. Корректировка системы с использованием регулятора, то есть выбор параметров реагирования прибора на конкретные условия изменения освещенности.
4. Установка регулятора производится на внешней части устройства с соответствующими техническими характеристиками: диапазон чувствительности – 5-10 лм; мощность – 1-3 кВт, порог допустимого тока – 10А.

Если прибор монтируют в середине электрощитка со сложной конструкцией, куда не проникают солнечные лучи, то реле и выключатель устанавливают отдельно друг от друга. Соединяют части устройства между собой специальными кабелями.

Подключается фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству

При установке уличного освещения рекомендуется соблюдать такие правила:

1. Прибор с внешним фотоэлементом лучше размещать таким образом, чтобы исключить прямое попадание света от устанавливаемого светильника. В ином случае устройство будет работать с ошибками.
2. Чтобы проверить, правильно подключена схема или нет, необходимо подсоединить пускатель к электросети. Результат будет ясен при срабатывании светильника.

Нюансы в схемах подключения датчика света

Тот факт, что фотореле подбирается с учетом предполагаемой нагрузки, может отразиться на стоимости изделия: в зависимости от мощности возрастает цена. Поэтому с целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя. Это специальный прибор, предназначенный для частого срабатывания режимов вкл./выкл. Использование пускового механизма позволяет подключить питание, применив фоточувствительный элемент с минимальной нагрузкой.

Таким образом, фактически происходит включение исключительно магнитного пускателя, поэтому во внимание берется только мощность, потребляемая им. А вот уже на выводах магнитного пускателя допускается использование более мощной нагрузки

С целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя

В том случае, когда, помимо датчика день/ночь, необходимо подсоединить устройства с дополнительными функциями, например, таймер либо датчик движения, то их устанавливают после монтажа фотореле. При этом порядок очередности дополнительных приборов неважен.

Если функция таймера или датчика движения предусмотрена в строении устройства, но она не нужна в конкретном случае, то эти приборы просто исключают из общей схемы, то есть к ним не подводят провода. При этом в случае надобности эти элементы устройства можно будет подключить.

Видео описание

Основные выводы

Применение фотореле позволяет решить две задачи:

• автоматическое включение или отключение наружного освещения, экономящее время владельца дома;
• обеспечивает экономию электроэнергии, включая и выключая свет только при достижении заданных условий.

Прибор несложен и относительно дешев — большинство простых моделей стоят в пределах 1000 рублей. Он очень удобен, не нуждается в сложном и частом обслуживании. При низкой цене ремонтировать устройство, вышедшее из строя, нецелесообразно — проще приобрести новый уличный фотодатчик.

Для подключения фотореле не требуется иметь глубокие познания в электротехнике, но соблюдать необходимые нормы безопасности и технологические требования придется. Обычно используют штатные приспособления для монтажа — коробки, клеммные колодки или дин-рейки, установленные в монтажных шкафах. Все эти элементы имеются в свободной продаже и вполне доступны для любого пользователя.

Предыдущая
Лампы и светильникиВыбираем офисное светодиодное освещение: определение потребности, расчет, плюсы и минусы
Следующая
Лампы и светильникиОсобенности освещения на складе: нормы, светильники, безопасность