Фотореле для уличного освещения: выбора, схема подключения, настройка
- продолжительные сроки эксплуатации;
- простота конструкции позволяет выполнить установку своими руками;
- достаточно высокая точность настройки в широком диапазоне световосприятия;
- работа прибора может осуществляться в целях управления светотехническими устройствами посредством малых электрических токов, являющихся безопасными для человека и окружающего мира.
- подверженность загрязнению корпуса датчика, что снижает его чувствительность к световосприятию и требует периодической очистки фотоэлемента от внешних загрязнений;
- степень защиты корпуса должна быть такой, чтобы обеспечивать надёжность срабатывания контактов фотореле, исключающего их окисление в процессе использования.
Датчик освещенности для уличного освещения: как подключить и настроить уличные фонари (светильники) освещения
- фотоэлемент – фоторезистор или фототранзистор, изменяющий собственную электропроводимость в зависимости от яркости светового потока;
- управляющая плата – усилитель, электромеханическое реле;
- корпус – место размещения всех элементов, выполняет защитную и крепежную функцию.
Устройство и принцип действия реле для автоматического включения света
Основным элементом устройств данного типа является фотореле, контакты которого замыкаются при снижении освещённости до определённого уровня и размыкаются, когда уровень естественного освещения достигнет заданных значений. Основные элементы и принцип работы фотореле приведены на следующем рисунке.
- корпус – в нём размещены все элементы прибора и предусмотрены крепёжные отверстия или иные конструктивные приспособления;
- фотоэлемент – светочувствительный датчик тока, который подаёт импульсы на включение и отключение цепей управления;
- электронный блок – в составе: модуль питания, устройство усиления сигнала и электромеханическое реле.
В качестве фотоэлемента могут быть использованы различные электронные устройства, срабатывающие при попадании на них световых лучей: фототранзистор и фототиристор, фотосимистор или светодиод.
ФР-601 (602)
Если речь заходит об использовании стандартных однофазных фотореле для освещения, то самой популярной моделью являются устройства ФР-601 и ФР-602 производства компании ІЕК.
Они достаточно надежные, и даже у непосвященных в электронику пользователей не возникает вопросов, как подключить автоматический регулятор подсветки. Эти две модификации имеют несущественные различия: они обе работают с током одних и тех же напряжения и частоты, имеют аналогичную потребляемую мощность (0,5 Вт) и абсолютно одинаковые комплекты поставки.
Различия касаются лишь максимального сечения подключаемых проводников: для 601 модели она составляет 1,5 кв. мм., а для 602 — 2,5. Следовательно, отличается у них и номинальный ток нагрузки: 10 и 20 А, соответственно. Фотоэлемент у обеих моделей встроенный, его регулировка возможна в пределах от 0 до 50 лк с шагом в 5 лк.
Фотореле: как выбрать и подключить устройство своими руками? Инструкцию смотрите здесь!
Изготовление в домашних условиях
Принципиальная схема емкостного фотореле ФР-602 (как и его собрата) легко повторяется даже при незначительных познаниях в электронике. Особую актуальность создания самоделки приобретает при потребности в большом количестве устройств (например, для организации автоматического включения и отключения освещения в зависимости от времени суток).
Для изготовления понадобятся такие детали, в скобках будут указаны обозначение на приведенной схеме и мощность:
- 2 биполярных транзистора BC857A (Q1 и Q2);
- 5 выпрямительных диодов 1N4007;
- выпрямительный диод 1N4148;
- стабилитрон 1N4749 ;
- резисторы (R2, R4–R9: 1,5 МОм, 1 МОм, 560 кОм, 200 кОм, 100 кОм, 75 кОм и 33 кОм; все мощностью 0,125 Вт);
- резистор (R3, 220 Ом, 2 Вт);
- фотоэлемент (PH, до 100 кОм);
- подстроечный резистор (WL, 2,2 мОм);
- конденсатор (С2, 0,7 мкФ 400 В);
- электролитические конденсаторы (С4–С5, 100 мкФ 50 В и 47 мкФ 25 В, соответственно);
- реле SHA-24VDC-S-A (Rel1).
Учитывая набор и суммарную стоимость деталей, а также наличие схемы, 602 модель — довольно простое в исполнении решение.
К слову, многие детали из списка можно заменить на отечественные. По отзывам уже собиравших биполярный транзистор Q2 можно заменить встречающимся повсеместно КТ3107Б, а стабилитрон 1N4749 — тремя последовательно подключенными Д814А или двумя Д814Д. Схема подключения также не отличается особой сложностью.
Какие бывают фотореле для уличных осветительных приборов
Выполняя определенные функции, реле с датчиком освещенности отличаются по:
- напряжению. Фотореле на 12В используются в цепях постоянного тока, питаемых от аккумуляторов. Датчики на 220В предназначены для работы с напряжением бытовой сети;
- методу управления. Отличаются по способу отключения (принудительное, автоматическое). Энергосберегающие модели начинают работать, реагируя на движение или звук, а в остальное время находятся в ждущем режиме. Программируемые фотореле предполагают возможность настроек, множество функций, работу с несколькими индикаторами.
Кроме этого, фотореле могут иметь встроенные или выносные фотодатчики.
Фотореле для уличного освещения. схема подключения фотореле своими руками
- высокая скорость срабатывания;
- бесшумная работа;
- длительный срок службы;
- компактность;
- простота монтажа и эксплуатации
- эффективность и экономия расходов на электроэнергию.
Классификация по мощности
По этому параметру фотореле делятся на бытовые и мощные. Нагрузка первых не превышает 2-х кВт (6А, 10А). Схема мощных устройств для освещения крупных объектов (16А, 25А) дополнена магнитными пускателями, а также защитой от перегрузок. К недостаткам последних относится высокое энергопотребление.
От правильности выбора датчика освещенности зависит целесообразность его покупки. Несоответствие заданным параметрам уменьшит экономический эффект, либо приведет к преждевременному выходу прибора из строя. Приобретая датчик освещения уличный необходимо обратить внимание на:
Датчик освещенности (когда садится солнце, включается искусственное освещение)
При выборе фотореле также учитываются его соответствие условиям эксплуатации, размеры, способ крепления, производитель, популярность модели.
Разновидности датчиков освещённости
Обычные недорогие световые сенсоры позволяют автоматизировать освещение и подстроить его под продолжительность светового дня. Но поскольку в таком случае свет горит всю ночь, производители начали создавать модели с более широкими возможностями.
Пример фотореле с датчиком движения
- Фотореле с датчиком движения. Включают свет, когда в подконтрольной зоне начнёт что-то двигаться. Благодаря фотодатчику, сигнал на включение срабатывает только в тёмный период. Прибор недорогой, надёжный и компактный. Но если по территории бегают домашние животные, или в поле зрения датчика есть ветки растений, существует высокая вероятность ложного срабатывания сенсора.
- Фотореле, оснащённое и датчиком движения, и таймером. Прибор можно тонко настроить так, чтобы он срабатывал только когда нужно. Например, с 20.00 до 22.00 когда к калитке подходит гость либо возвращается хозяин.
- Фотореле с таймером. Прибор даёт возможность экономить электроэнергию, выключая свет в неиспользуемое время. Если привычки семьи устоялись и привязаны к определённому времени, такой вариант может быть очень удобным. Многие предпочитают этот вид приборов, поскольку их не обязательно монтировать на улице, таймер может подать сигнал к включению прямо из дома.
- Программируемые фотореле. Приборы этого типа самые дорогие, но превосходят другие типы по функциональности. Они дают возможность настроить включение/выключение освещение в зависимости от природной освещённости, периода времени, дня недели, сезона.
Ещё один подход к классификации фотосенсоров — вид исполнения. Различают:
- Фотореле для наружного монтажа. Устройство устанавливается на улице, чаще всего — на стене дома. Такой фотодатчик должен обладать герметичным корпусом и изготовляться из термо- и УФ-стойкого пластика.
- Фотореле для внутреннего монтажа. Прибор монтируется в основной электрощит дома на DIN-рейку. К нему прилагается выносной датчик, который необходимо закрепить на фасаде и соединить с блоком двумя проводами. Требования по защите основного корпуса в таком случае снижаются, но фотосенсор необходимо защитить от влаги и случайных ударов. Поскольку для прокладки провода придётся штробить стены, фотореле внутреннего монтажа лучше устанавливать на этапе ремонта.
Если у вас мало опыта в монтаже электроприборов, или вы опасаетесь повредить новые обои, лучше предпочесть фотореле наружного монтажа.
Производители фотореле: страны и цены
Изготовление таких приборов не требует уникального оснащения или сложных технологических процессов, поэтому наравне с западными изделиями рынок предлагает немало отечественных фотодатчиков. При этом у каждой страны есть как бюджетные, так и недорогие модели с разной степенью защиты.
Сравнительная таблица фотореле разных производителей
| Название | Ток коммутации, А | Рабочее напряжение в сети, В | Степень защиты, IP | Производитель | Цена, руб. |
|---|---|---|---|---|---|
| ФР-6 | 10 | 240 | 54 | Украина | 150 |
| PS-1 | 6 | 220 | 44 | Узбекистан | 200 |
| HOROZ HL 472 | 25 | 230 | 44 | Турция | 210 |
| FERON SEN 27 | 25 | 220 | 54 | Китай | 250 |
| ФР-601 | 5 | 230 | 44 | Россия | 420 |
| SOU-1 | 16 | 230 | 56 | Чехия | 650 |
| Люкс-2 | 8 | 230 | 44 | Россия | 800 |
| Luna 126 Star Theben | 16 | 230 | 55 | Германия | 2500 |
Фотореле своими руками: различные схемы для управления светом
- далеко от высоких заборов, деревьев, навесов и других препятствий для естественного света;
- в зоне, освещаемой только солнечными лучами, а не фонарями;
- далеко от горючих и легковоспламеняющихся материалов (на случай короткого замыкания);
- на участках, которые не подвергаются химическим воздействиям и механическим ударам.
Возможные неисправности механизма для уличного освещения
Если фотодатчик работает неправильно, причина чаще всего кроется в ошибках монтажа или настройки.
Для начала удостоверьтесь, что перед устройством день-ночь не появился уличный фонарь, высокий забор, может дерево со времени установки стало значительно выше, или начало больше затенять участок, когда на нём появились листья. Такие преграды необходимо устранить или перенести фотореле на более подходящее место.
Также возможно, что кто-то из жильцов дома случайно изменил настройки, или они стали неактуальными со сменой сезона. Проследите за установленной светочувствительностью и установите задержку срабатывания не менее 5 минут.
Если в систему недавно добавили датчик движения, ложное включение может объясняться передвижением домашних животных или прохожих на улице.
Часто неисправность фотореле определяется визуально
Когда прибор полностью исправен и правильно настроен, причина может крыться в подключённых к нему проводах. Тщательно проверьте целостность изоляции на каждом участке и при необходимости замените повреждённый кабель.
В случае когда неисправность самостоятельно обнаружить не удаётся необходимо обратиться к продавцу (если прибор на гарантии) или представителю производителя.
Преимущества фотореле
Такое электронное устройство можно приобрести в магазине, но гораздо интересней и выгодней сделать его своими руками. Многие детали можно приобрести за малую стоимость на рынке или снять со старой пришедшей в негодность электронной техники.
Установку устройства со встроенным электронным прибором, по сути, может выполнить каждый, но видео оборудование с дополнительным элементом требует специальной практики и знаний для проведения подключения. Такая конструкция крайне необходима для крупных предприятий и больших заведений.
Наличие прибора сигнала заметно прибавляет стоимость самого устройства, но расходы окупаются за время эксплуатации. Экономия достигается за счет осуществления освещения исключительно в момент надобности, вне зависимости от светового дня. Индивидуальная система позволяет экономить энергию и продлить износоустойчивость ценного оборудования.
Фотореле представляет универсальное автоматическое устройство, которое отвечает за работу уличного освещения. Новейшие конструкции в свою очередь обеспечены средствами измерения движения, которые включаются при незначительном движении на конкретном участке.
Другими словами, при возникновении непрошеного гостя, устройство автоматически срабатывает, освещая область нахождения объекта, тем самым предупреждая хозяина.
Имеется множество схем для освещения улиц, дворов, больших площадей промышленных зон, восприимчивых не только на включение освещения. Некоторые запрограммированы на подключение отдельных уличных фонарей на разные режимы продолжительности работы.
При покупке заводского образца светочувствительного автомата необходимо обратить внимание на присутствие у механизма защиты от непредвиденного затмения фотоэлемента, к примеру, осыпавшейся листвой.
Производители фотореле: страны и цены
- механизмы с вмонтированным средством измерения освещения. В этих приборах сенсорный элемент располагается в прозрачном герметически закрытом корпусе. Устройство работает самостоятельно.
- образцы со встроенными приборами сигнала и датчиком. Они позволяют устройству быстро адаптироваться под конкретные задачи.
- устройства с выносным электронным прибором, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию. Оттого, что электронное содержимое изолировано от элемента, который передает информацию в компьютер, продолжительность работы такого устройства дольше.
Схема подключения классических фотореле к линии потребления
Одинарная
Описанная ранее модель ФР-602 и аналогичные ей подключаются к линии следующим образом:
На большое количество потребителей энергии
Использование иных моделей фотореле
Здесь представлена схема подключения фотореле для другого варианта исполнения конечного автомата — с выносным датчиком чувствительности к свету и раздельными контактными линиями. Изначально она подготовлена для ФР-7Е, но подходит и для аналогичных моделей иных производителей.
Особенности подключения питания
Микропроцессорное фотореле
Современные технологии коснулись и фотореле. Все чаще начинают применяться устройства на базе микроконтроллеров, которые позволяют не только производить определение наличия светового потока, но и совмещать множество других функций. Причем расширение не требует сильного изменения аппаратной составляющей, достаточно модифицировать внутреннюю программу.
Микроконтроллер — маленький компьютер, изначально ориентированный на управление устройствами в зависимости от внешних факторов и алгоритма. Кроме того, его возможностей вполне достаточно для присоединения к общей цифровой сети, объединяющей группы оборудования различного плана.
На аппаратной стороне, все что непосредственно не касается функций контроля, возлагается на дополнительно подключаемые «шилды» к Arduino. В приведенной схеме последнее будет относиться к часам, датчику света и самому реле. Вопрос отправки статуса конечному владельцу решается за счет GSM модуля связи, который и будет отсылать SMS о текущем режиме работы системы.
Принципиальная схема конструкции достаточно проста:
Что касается программной части, написать соответствующий алгоритм сможет любой, знакомый с программированием микроконтроллеров Arduino. Тем более, есть множество кодов в интернете.
Несмотря на функциональную простоту фотореле, ниш применения у него достаточно. Тем более, что малые возможности расширяются добавлением новых за счет небольшого усложнения схемы и использования микроконтроллеров.
Настройка датчика для уличного освещения
Астрономический таймер или, как его еще называют, астротаймер относится к другим устройствам, позволяющим организовать на участке автоматизированное уличное освещение. И хотя его работа и сильно отличается от того, как функционируют современные фотореле, однако он также отлично справляется с отключением света в утреннее и включением в вечернее время.
Отличительной особенностью приспособления выступает то, что модель содержит точные сведения по времени рассвета и заката для любого региона страны в любой день и период времени. В случае с астротаймером настройка будет ограничиваться лишь вводом времени, даты и GPS-координат места размещения. Дальнейшая работа будет осуществляться за счет заложенной программы.
Преимущества
- Присутствует возможность изменять время отключения/включения света на улице, исходя из заданного изначально значения на 2-4 часа в зависимости от типа и вида устройства;
- Не обязательно размещать прибор строго на улице, поскольку ему не требуется свет для работы. Исходя из этого, многие дачники устанавливают астрономический таймер прямо в щитке или дома;
- На работу астротаймера не влияет погода, в отличие от фотореле. В последнем случае свет может неправильно отключаться в ночное время при попадании света фар и слишком рано включаться вечером в пасмурную погоду.
Преимущества
- На коричневый либо черный кабель всегда идет фаза;
- Нейтраль или попросту ноль от питающего кабеля соединяется с зеленым или синим;
- Кабель красного цвета подключается к лампам и осветительным приборам.
