Схема подключения прожектора к сенсору и фотореле

Принцип работы фотодатчика

Основа управляющего уличным освещением фотореле (сумеречного выключателя) – это светочувствительный элемент, реагирующий на имеющуюся яркость солнечного и искусственного света.

Когда наступают сумерки, фотодатчик смыкает контакты и подает электроэнергию на светильники, смонтированные на улице возле дома. А при увеличении интенсивности светового потока поутру он снова размыкает контур, выключая осветительные электроприборы.

Фотореле или фотодатчики систем уличного освещения предназначены для организации управления расположенными на улице приборами. Управляющее уличными приборами освещения устройство может устанавливаться непосредственно рядом с прибором или перед всей линией освещения. По мощности сейчас можно подобрать любой фотодачик, найти устройство, способное управлять как одним светильником над входом в дом, так и системой приборов для освещения большой площадки или пешеходной дорожки.

В предложенной потребителю комплектации фотореле уличного освещения есть все для монтажа устройства, а также подключения его к электропитанию и сети уличного освещения. Если у установщика прибора управления есть опыт в производстве электромонтажа, соединить провода допускается скрутками, но лучше использовать зажимные клеммы. В схему фотодатчика включен фоторезистор, реагирующий на интенсивность светового потока, фотодиод, вырабатывающий заряд, фототранзистор, фототиристор, фотосимистор, синхронизирующий ток из разных источников. Крепление фотореле для освещения на улице производится с помощью приложенной к изделию монтажной планки. Фиксация возможна буквально на любых конструкциях. Прибор управления уличным освещением не вызывает малейших затруднений ни в установке, ни в настройке, ни в дальнейшей эксплуатации.

Светочувствительное реле в автоматическом режиме управляет работой подключенного к нему осветительного прибора, выключая и включая его по мере необходимости.

Благодаря наличию в схеме уличного освещения фотореле хозяевам дома нет необходимости постоянно включать свет вечером на придомовой территории, а утром выключать – все происходит автоматически

Это существенно сокращает расход электрической энергии уличными светильниками, а также продлевает срок их службы. Ведь они в этом случае работают только тогда, когда это действительно необходимо, а не по 8–9 часов в сутки.

В частном секторе подобные системы устанавливаются для освещения:

• уличных лестниц;
• территорий возле коттеджей;
• парковых и садовых дорожек;
• беседок, мангальных зон и открытых террас.

Организациями фотореле монтируются при обустройстве освещения во дворах многоквартирных домов, в ТРЦ и на лестничных площадках многоэтажек, а также при подсветке уличных конструкций с рекламой. Везде цель одна – экономия электроэнергии и ресурса осветительных приборов.

В простейшем исполнении рассматриваемое коммутирующее устройство состоит из блока питания, светочувствительного датчика, усилителя тока и реле переключения

Существует несколько видов фотореле, но принцип работы у всех них един. В нем есть подключенный к питанию светочувствительный датчик, который отслеживает уровень освещенности на контролируемой территории.

При наступлении сумерек этот сенсор замыкает реле, включая освещение на улице. Когда солнце опять встает, происходит обратное выключение уличных светильников.

Типы устройств

Перед покупкой следует однозначно определиться с типом приспособления. Прибор может быть выполнен в цельном корпусе со встроенным чувствительным элементом, либо с выносным датчиком. Достоинством последнего является то, что сенсор можно расположить практически в любом удобном месте. А сам корпус устройства закрепить в электрическом щитке. Встречаются модели с возможностью фиксации на дин-рейке.

Датчик день-ночь для включения света в цельном корпусе располагается вне помещения под открытым небом. Обычно приспособление располагают в непосредственной близости к самому источнику света.

Если реле устанавливается вблизи осветительной лампы, то устройство следует закрепить таким образом, чтобы лучи света от нее не влияли на работу фоточувствительного сенсора.

Технические параметры

При выборе подходящего устройства следует обратить внимание на его характеристики. Ознакомиться с информацией можно с помощью приложенного паспорта. Ключевыми параметрами являются:

1. Напряжение электропитания. В стандартном варианте устройство работает от сети 220 В. Выбор вариантов с напряжением 12 В либо 24 В — не самый рациональный выбор в силу необходимости дополнительной покупки и размещения блоков питания.
2. Максимальное значение коммутируемого тока. Обозначенная характеристика становится важной только при условии применения устройства для управления большим числом осветительных приборов. Для бытовых систем уличного освещения достаточно возможностей самых простых модификаций прибора.
3. Порог запуска агрегата измеряется в люменах и приводится в виде интервала значений. Многие модели предусматривают возможность регулировки характеристики.
4. Время задержки включения. Измеряется в секундах, указывается в виде интервала значений.
5. Время задержки выключения — аналогичный параметр.
6. Необходимая мощность. Обозначается в виде двух показателей: для режима ожидания и при активной работе.
7. Уровень защиты: IP65 или IP40. Первая категория приборов пригодна для монтажа под открытым небом, вторая — исключительно в сухом помещении.

Важными считаются также следующие параметры: интервал температур работы, габариты, способы установки, подключения электропитания.

Основные разновидности устройств

Наиболее популярны следующие типы фотореле для системы уличного освещения:

1. С расположенным внутри корпуса фотоэлементом. Подобный вариант оптимален с позиции полной автоматизации системы внешнего освещения. Устройства комплектуются герметичным корпусом, прозрачная часть которого располагается напротив фотоэлемента.
2. С размещенным внутри фотоэлементом и оснащенные таймером. Благодаря наличию таймера обеспечивается возможность автоматического отключения системы осветительных приборов по истечении установленного промежутка времени. В ассортименте представлены фотореле, предполагающие программирование на день, неделю и больше.
3. С выносным фотодатчиком. Подобный вариант комплектации надежен в эксплуатации. Электронные компоненты устанавливаются в закрытом помещении, в то время как защищенный от температурных перепадов фотоэлемент ставится на улице.

Выбирать подходящую модели следует в соответствии с вашими требованиями и имеющимся в распоряжении бюджетом. Помимо стандартных фотосенсоров, возможно применение комбинированных вариантов: датчиков движения или временных датчиков. В случае наличия в устройстве таймера срабатывание механизма осуществляется в соответствия с временем суток. Модели, комплектуемые одновременно сенсором, встроенным таймером и датчиком движения, наиболее редки. Приборы оснащаются специальным дисплеем и позволяют устанавливать ту или иную программу освещения.

Преимущества использования фотореле для уличного освещения

Фотореле обладает рядом преимуществ. Благодаря компактным размерам может монтироваться в различных местах. Отсутствие механических контактов гарантирует длительный срок службы приборов. Достаточно быстро срабатывает при хорошей производительности.

Светильник с фотоэлементом для уличного освещения:

• позволяет снизить расходы на электроэнергию;
• тихо работает;
• удобен в управлении;
• освещает территорию в нужное время;
• создаёт иллюзию присутствия хозяев, даже если их на самом деле нет дома. В результате участок защищается от недоброжелателей.

Расходы на уличное освещение снижаются

Выбор правильного места для установки фотоэлемента для включения света

Чтобы система уличного освещения работала корректно, важно не только знать, как подключить фотореле, но и где его можно установить. При выборе местоположения следует помнить, что прибор должен находиться:

• под открытым небом, чтобы на его поверхность падали солнечные лучи, но вдали от источников искусственного света;
• вдали от горючих и легко воспламеняющихся материалов;
• вдали от света фар;
• на высоте, удобной для обслуживания фотоэлемента для включения света. С поверхности последнего следует периодически удалять пыль и снег.

Внимание! Нередко местоположение прибора меняется несколько раз, пока не будет найдено оптимальное.

Место установки фотореле выбирается с учётом ряда правил

Применение и подключение

Электронные приборы со встроенным фотодатчиком света используются для организации и контроля автоматического уличного освещения, наружного фасадного, подъездного или бытового. Часто с ним в комплекте используются консольные светильники по типу ЖКХ, которые оснащены защитным стеклом и специальной решеткой.

Устройство работает на очень маленькой микросхеме и транзисторах, также на корпусе чаще всего дана инструкция, как правильно присоединить прибор. Мы используем светоконтролирующий выключатель, для того, чтобы продемонстрировать пошагово, как производится монтаж приспособления. Несмотря на внешне небольшой размер, этот прибор отлично справляется с функцией освещения дворов, парков и садов.

Фото – фотореле ФР-3

В основном фотореле для уличного освещения рекомендуется устанавливать в среднем положении. Чтобы своими руками установить включатель, нужно воспользоваться специальным кронштейном, который крепится в стену. Навес при помощи винта устанавливается непосредственно в фотореле. 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. В зависимости от того, какие у устройства характеристики, не допускается наличие перед фотореле деревьев, мебели, занавесок и т.д.

Схема фотореле и его принцип подключения в сеть чаще всего изображено на коробочке от устройства, это очень удобно, не нужно искать подходящее именно под Ваш прибор. Подробная инструкция, как производится подключение фотореле своими руками:

1. Из реле выходит три провода: коричневый, синий и красный. Исходя из стандартных параметров и показателей, коричневый – это фазовый кабель, красный – выносным провод, уходит как коммутация на лампу, синий – нулевой (если Вы разрабатываете самодельное реле, то нужно учитывать эти разветвления);
2. Чтобы все правильно соединилось, необходимо как нагрузку подключить провода к консольной лампе, это демонстрирует обозначение схемы.

Чтобы проверить правильность подключения нужно включить пускатель в сеть, и посмотреть, работает ли прожектор или фонарь.

Фото – Подключение фотореле

Установка реле и заземление

В случае, если в квартире, доме или на улице применяется система заземления типа TN-S либо TN-C-S, электрическая схема питается от сети трехжильным кабелем (фазовый провод, нулевой, заземление). Но для подключения ламп при электропроводке типа TN-C, соединение будет отличаться только тем, что отсутствует проводник PE.

Регулировка производится согласно установкам производителя. Перед тем, как подключить светильник обязательно проверяйте паспорт, сертификат и патент продавца, чтобы потом не пришлось делать капитальный ремонт проводки в квартире. Желательно установить в распределительный щит (шкаф) отдельный автомат на этот контроллер.

Купить фотореле можно в любом электротехническом магазине, цена напрямую зависит от марки и области действия (улица – ФР-601 ИЭК, ФР-602, фасады – ФРСУ-1-0 ухл 4.2, ФРСУ-2-0 и прочие типы). Наиболее популярны следующие модели ФР-1 12 вольт, УТФР-1М, CSM, LUNA 110 AL, TWS-1, TWS-1M, AWZ-30, ABB (АВВ), LXP-01, DLS-1/50, AZH-S, АС-7, РФС-11, ФБ-2-16А (диап. 2-4 кВт), ЛЮКС 2.

Фото – Подключение фотореле ФР-601

Схемы подключения

Подключая модель со встроенным фотодатчиком, руководствуйтесь предложенными в этом разделе и в её комплектации схемами. Соедините фотореле с лампой через красный проводок, подключите ноль к реле и к лампе, запитайте линию, подсоединив «фазу» к чёрному проводку. Коммутатор модели с выносным фотодатчиком монтируется аналогично. Сенсор подключается к самому коммутатору с помощью двух проводков.

Если вы планируете запитать через фотореле несколько мощных светильников, подключите систему в соответствии с приведённой выше схемой через магнитный пускатель. Контроллер, таймер и датчик движения монтируются в электрическую цепь после фотореле.

Как настроить фотореле для уличного освещения?

Чтобы задать подходящий для вашей семьи порог включения, в соответствующее по интенсивности естественного освещения время суток вращайте регулятор до тех пор, пока искусственное освещение не включится.

Светодиодный прожектор

Прожектора, оснащенные светодиодами, отличаются низким уровнем потребления электроэнергии. Ко всему прочему стоит отметить, еще и то, что светодиоды позволяют использовать оборудование на протяжении длительного периода времени. Прожекторы с фотореле удобны в эксплуатации.

На рисунке представлена схема подключения светодиодного прожектора к фотореле

Щит управления освещением

Щит управления с фотореле – это устройство, которое имеет габаритные размеры в несколько раз больше, чем само реле, и отличается высоким уровнем защиты. Может использоваться на открытом воздухе. Оборудование данного вида функционально и имеет высокий показатель износостойкости. Читайте руководство как сделать генератор из асинхронного двигателя.

На фото представлен щит управления наружным освещением

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

Типичные неисправности фотореле

Неудачи в применении фотореле чаще всего вызваны с их неправильным выбором и/или эксплуатацией. Наиболее распространены отказы, превышение ресурса, однако можно перечислить ещё ряд причин:

1. Превышение значения допустимого тока и/или напряжения.
2. Сбои, связанные с длительностью рабочего цикла (особенно, когда реле переключает очень низкие уровни сигнала или, когда реле не срабатывает очень часто, из-за чего контакты окисляются).
3. Загрязнение рабочей поверхности фотодатчиков (особо характерно для фотореле, которые обслуживают промышленное оборудование).
4. Неудовлетворительная вентиляция релейных панелей, что вызывает, перегрев MOSFEТ-транзисторов.

При надлежащем регламентном облуживании все эти проблемы можно предотвратить. Сроки службы реле и его номинальная мощность всегда указываются производителем. Эти параметры определяются для работы фотореле в условиях переключения низкого уровня и соответствуют минимальному количеству операций, которое можно ожидать без механического отказа из-за износа контактов.

Гораздо информативнее, когда разработчик указывает в инструкции по эксплуатации срок службы реле в условиях горячего переключения нагрузки, когда значения тока и напряжения максимальны (при номинальной мощности устройства). В этих случаях реле выходит из строя по факту загрязнения материала контактов, когда для срабатывания приходится увеличивать ток и напряжение: это сопровождается резким возрастанием сопротивления при прохождении управляющего сигнала. Поэтому световоспринимающие поверхности следует очищать возможно чаще, используя для этих целей химически нейтральные очистители.

При интенсивном применении датчик фотореле никогда не работают дольше, чем указано в их технической характеристике. Даже в приложениях с низким уровнем сигнала неисправности в проверяющих устройствах могут вызывать сбои устройства. В результате пусковые токи, вызванные ёмкостными нагрузками, горячим переключением и скачками напряжения ускоряют их старение.

Зачем платить деньги за уличное освещение

В последние годы можно увидеть уличные светильники не только возле частных домов, магазинов, кафе, офисов, но и на дачах, где владельцы появляются время от времени и ненадолго.

Казалось бы, зачем вкладывать деньги в освещение там, где хозяева бывают лишь изредка? Но в этом есть смысл.

Разноцветные светильники на солнечных батареях используют для декора отдельных зон – искусственных водоемов, веранд, беседок и т.п. Они создают исключительно красивые и небанальные цвето-световые эффекты

Дача – место, куда приезжают отдыхать, наслаждаться покоем, обществом родных и друзей. Здесь должно быть уютно и красиво.

Кроме того, освещение на даче является определенным сигналом для злоумышленников. Оно свидетельствует о том, что дом не заброшен и в нем могут находиться хозяева.

Светильники на фотоэлементах на даче

Уличное освещение жизненно необходимо. Его в любом случае придется обустраивать. Вопрос лишь в суммах, которые придется вложить для его организации и эксплуатации.

Самый выгодный вариант – покупка уличных фонарей на солнечных батареях. Они не увеличивают счета за электроэнергию и не требуют никакого особого технического обслуживания.

Советы и рекомендации

Процесс выбора усложнен большим разнообразием датчиков движения, характеризующихся разным функционалом. Чтобы выбрать подходящее фотореле, следует учесть ряд факторов. Первый и самый важный – условия будущей эксплуатации. На придомовых территориях загородных домов желательно использовать изделия с возможностью изменения порога светочувствительности. Отличным вариантом станет дополнительный монтаж датчика времени.

Нужно помнить о соответствии мощности, на которую обращалось внимание в начале статьи. Наконец, не стоит забывать о ценовой политике: не следует покупать устройство с лишним функционалом, который даже не будет использоваться. Но это повлияет на стоимость изделия и приведет к ненужной переплате.

Таким образом, фотореле для уличного освещения предназначены для автоматического управления осветительными системами и существенного продления рабочего ресурса отдельных приборов. Свет будет работать лишь в то время, когда это нужно. Автоматический контроль позволит создать максимально экономичную систему, а для управления ею не потребуется оператор сети.

Следует помнить, что схема подключения датчика света имеется на корпусе изделия. Это упрощает процесс ввода прибора в эксплуатацию.

Как вам статья?