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.
- 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.
- Преобразователь трансформирует изменяемую величину в электрический параметр, с которым удобно работать. Если в качестве фотоэлемента используется фоторезистор, то его сопротивление преобразовывается в напряжение.
- Усилитель усиливает напряжение до величин, при которых уровень помех и наводок становится незначительным.
- 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.
- Таймер задержки. Не позволяет сработать реле, если длительность управляющего сигнала меньше заданного.
- 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.
Структурная схема фотореле.
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.
Схема подключения и настройка
Вопрос о том, как подключить фотореле в цепь управления работой наружного освещения, должен быть поставлен до момента его приобретения, т. к. схема подключения прибора зависит от его назначения, технических характеристик и места установки.
Схема включения непосредственно в цепь питания светильника или прожектора
При непосредственном подключении устройства к фонарю освещения прибор устанавливается в непосредственной близости к нему. При этом на контакты реле подается ноль и фаза из питающей электрической сети, а с третьего контакта осуществляется подключение нагрузки.
При управлении работой группы светильников фотореле подключается к контактору или пускателю через цепь управления их работой путем подачи сигнала на катушку, размещенную в этой цепи.
После того как фотореле было смонтировано и подключено, необходимо его отрегулировать. Регулировка выполняется путем использования имеющихся в конструкции устройства подстроечных элементов (колесики, поворотные элементы управления и т. д.).
Для этого в заданный момент времени, соответствующий определенной освещенности на улице, выполняется настройка путем поворачивания элементов регулировки до момента включения светильника.
Производители средств автоматики, как правило, в сопроводительной документации указывают возможные схемы подключения своих изделий, а также способы регулировки их работы и оптимальные места расположения при эксплуатации в различных условиях.
Предыдущая
ОсвещениеКак выбрать светодиодные светильники для внутреннего освещения
Следующая
ОсвещениеКак выбрать светодиодный прожектор на 50w
Спасибо, помогло!1Не помогло
Зачем нужно фотореле
Световые акценты вокруг дома — это не только удобно, но и красиво Система уличного освещения может работать и без фотосенсоров. Но датчик день-ночь придаёт ей дополнительные преимущества:
- Удобство. Стандартная система освещения предусматривает установку включателя возле входной двери на улице, или в самом доме. Это удобно для того, кто решил выйти из дома поздним вечером. Но при возвращении домой в тёмный период суток приходится идти к выключателю с фонариком, или даже открывать замок в полной темноте. С датчиком можно настроить включение подсветки с наступлением сумерек и владелец приедет на уже освещённую площадку у калитки или перед гаражом.
- Экономия электроэнергии. Жильцы загородных домов нередко забывают выключить свет на улице перед сном или уходом из дома. С датчиком такого не случится. Стандартный выключит свет с первыми лучами солнца, комбинированный с датчиком движения — как только все уйдут со двора, а программируемый — в точно указанное время.
- Имитация присутствия. Воры не рискуют пробираться в дом, пока хозяева дома, а основной признак их присутствия — включённый свет. Уличная подсветка с сенсором создаёт видимость присутствия и таким образом защищает дом от вандалов и грабителей, пока семья на отдыхе или в командировке.
Датчики освещённости хорошо показали себя в городских осветительных системах, их нередко используют коммунальные службы, владельцы торговых центров, автостоянок, рекламных щитов и т. д. В частных загородных домах фотореле тоже выгодны и уместны, поэтому приобретают всё большую популярность.
Выбор оптимального места расположения датчика уличного освещения
Перед тем как подключить датчик света, необходимо определиться с местом его установки, учитывая при этом ряд важных моментов:
- если фотодатчик выносного типа, то его месторасположение должно быть в прямой досягаемости дневного света;
- источники искусственного освещения должны располагаться как можно дальше от датчика, главное, чтобы реле не реагировало на их включение или отключение;
- желательно максимально исключить попадание света от автомобильных фар.
Оптимальная высота установки фотореле – от 180 до 200 см, что обеспечит возможность регулировки параметров, стоя на земле, не используя табуретов и стремянок.
Выполнить вышеперечисленные требования помогут некоторые хитрости. Например, можно оградить фотодатчик от засветки фонарей, используя отрезок трубы большого диаметра из пластика черного цвета длиной 15-20 сантиметров. С этой целью необходимо подпилить трубу внизу под углом 40-30° от вертикальной стены таким образом, чтобы она смотрела вверх.
Место установки фотореле выбирается с учётом ряда правил
Если работа реле рассчитана на один фонарь, но большой мощности, то идеальным местом станет его размещение непосредственно позади плафона. Именно там случайный свет будет попадать меньше всего. Настроить работу датчика намного легче, если он расположен на восточной либо западной стороне здания. Главное условие при этом – отсутствие вблизи объектов с ярким светом. Поэтому в данном случае нужно выбирать ту сторону, где «засветка» максимально исключена.
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.
Статья по теме:
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:
- Предварительная установка распределительного щитка. Обычно его монтируют на стене, в нем осуществляют соединение проводников.
- 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.
- Корректировка системы с использованием регулятора, то есть выбор параметров реагирования прибора на конкретные условия изменения освещенности.
- 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:
- Прибор с внешним фотоэлементом лучше размещать таким образом, чтобы исключить прямое попадание света от устанавливаемого светильника. В ином случае устройство будет работать с ошибками.
- 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
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.
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:
- Предварительная установка распределительного щитка. Обычно его монтируют на стене, в нем осуществляют соединение проводников.
- 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.
- Корректировка системы с использованием регулятора, то есть выбор параметров реагирования прибора на конкретные условия изменения освещенности.
- 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:
- Прибор с внешним фотоэлементом лучше размещать таким образом, чтобы исключить прямое попадание света от устанавливаемого светильника. В ином случае устройство будет работать с ошибками.
- 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.
Управляющие цепи
Электромагнитные контакторы не имеют механической фиксации во включенном положении. Для обеспечения удержания штока во время работы используется схема самоподхвата. Это достаточно удобный приём, позволяющий коммутировать цепь питания катушки различными устройствами защиты и автоматизации электропривода. Исключение составляют сборки, управляемые посредством ПЛК или релейной автоматики.
Простейшая схема самоподхвата включает один дополнительный блокировочный нормально открытый контакт. Цепь питания катушки подключается через нормально открытый контакт пусковой кнопки. Второй контур подключается параллельно, он состоит из последовательно соединённых блокировочного контакта и нормально замкнутого контакта кнопки «Стоп». Таким образом, при включении контактора замыкается блокирующий контакт, который удерживается всё время работы и подаёт питание на катушку. При необходимости остановки цепь питания катушки размыкается кнопкой «Стоп».
Схема самоподхвата контактора: L1, L2, L3 — фазы трёхфазного питания; N — нейтраль; КМ — катушка магнитного пускателя; NO13-NO14 — дополнительный нормально разомкнутый контакт; М — асинхронный двигатель
Есть и более сложные схемы управления
Так, использование нормально замкнутого контакта пусковой кнопки одного контактора может использоваться для исключения одновременной работы двух пускателей, что в частности может быть важно при построении схем реверсивного включения или быть обусловлено иной технологической необходимостью. Этот же принцип может действовать при использовании нормально замкнутого блокирующего контакта одного контактора, который последовательно соединён с контактом пусковой кнопки другого
Схема реверсивного пуска двигателя: КМ1, КМ2 — катушки магнитных пускателей; NO КМ1, NO КМ2 — нормально разомкнутые контакты пускателей; NC KM1, NC KM2 — нормально замкнутые контакты пускателей; КК — тепловое реле
В цепь самоподхвата также могут включаться концевые выключатели, датчики типа «сухой контакт» и всевозможные защитные устройства. Автоматическое включение контактора также возможно, для этих целей кнопку заменяют или дублируют параллельным включением концевиков или датчиков. Таким образом, сложность и схемы управления автоматизированным электроприводом практически ничем не ограничены.
Расчет элементов проводки
От вида освещения зависит и тип проводки. На этом этапе нужно определить точное количество светильников, их вид и мощность, длину и сечение кабеля, а также мощности автоматических выключателей и устройств защитного отключения (УЗО).
Учитывая, что световые приборы маркируются в Ваттах, а счетчики энергии и предохранители в Амперах, то для подбора автоматов с подходящей нагрузкой нужно своими руками пересчитывать эти параметры. Формула расчета здесь достаточно простая.
- Для однофазной сети: Ватт = Ампер * Вольт (P = I *U).
- Для трехфазной сети: Ватт = √3 * Ампер * Вольт (P = √3 * I * U).
Если планируется установка светодиодных фонарей, то к ним нужно подобрать низковольтовый кабель, а также поставить трансформатор у главного щита, он при эксплуатации будет преобразовывать исходящее напряжение.
Разновидности
По типу конструкции фотореле для уличного освещения делятся на два вида:
- У первого все составляющие части находятся в одном корпусе. С одной стороны, это довольно удобно, закрепил его рядом с нужным светильником, подключил и готово. С другой стороны, устройство получается более громоздким, что не всегда удобно. Зато не нужно тянуть провода до распределительного щита.
Фотореле фр-601 и фр-602
- У этих устройств выносной фотоэлемент располагается снаружи, а само реле крепится в щитке на дин-рейку. Такое исполнение надежно защищает устройство от повреждения, атмосферных осадков и т. п, а небольшой датчик будет менее заметен.
Реле с выносным фотодатчиком для установки в щитке
Приборы типа ФР-601 или ФР-602 имеют регуляторы в нижней части корпуса и обозначаются «+» и «—». У реле с выносными датчиками такие регуляторы расположены на внутренней части фотореле, которая располагается в распределительном щите. При повороте в сторону минуса, чувствительность датчика снижается и реле срабатывает только при сильной темноте, а подкручивая в плюс, наоборот, когда еще достаточно светло.
Помимо обычных фотореле с регулятором, есть также устройства сдатчиком движения. То есть даже после того, как стемнело свет будет выключен до тех пор, пока кто-нибудь не подойдет к датчику. Это может значительно экономить электроэнергию, потому ночью передвижение людей обычно минимально.
Пример фотореле с датчиком движения и лампой ДРЛ
Самые навороченные модели оснащаются таймерами, которые можно запрограммировать на разный режим работы. Принцип их действия простой – летом темнеет намного позже, чем зимой, поэтому такие приборы регулируются на каждый промежуток времени отдельно, вплоть до годового цикла.
Фотореле фр-136 с таймером
Технические характеристики
В первую очередь надо решить, хотите вы фотореле для уличного освещения с выносным или встроенным датчиком света. Выносной датчик имеет небольшие размеры и его проще защитить от подсветки, самое же устройство можно поставить в доме, например, в щитке. Есть даже модели под дин-рейку. Фотореле со встроенным датчиком освещенности может стоять неподалеку от светильника
Важно только выбрать место так, чтобы свет от лампы не влиял на фотодатчик. Этот вариант удобнее, например, для светильников на солнечных батареях. Фотореле для уличного освещения с выносным датчиком (слева) и встроенным (справа)
Фотореле для уличного освещения с выносным датчиком (слева) и встроенным (справа)
Эксплуатационные характеристики
Определившись с типом датчика переходим к техническим параметрам:
- Напряжение питания — 220 В и ли 12 В. В основном выбирают по типу напряжения, питающего уличное освещение. Двенадцативольтовые можно также использовать с аккумуляторами.
Режим эксплуатации. Реле для уличного освещения должно выдерживать все перепады температуры в вашем регионе. Лучше с запасом — на случай аномальных холодов или жары.
Технические характеристики фотореле
-
- Класс защиты корпуса. Для установки на улице выбирайте IP 44 и не ниже. Это означает, что корпус защищен от попадания твердых частиц размером более 1 мм и водяных брызг. Можно выбирать фотореле для наружной установки с большими цифрами класса защиты, с меньшими — нельзя. Для установке дома достаточно IP 23.
- Мощность нагрузки. Каждый датчик освещенности рассчитан на определенную мощность нагрузки. Лучше, если суммарная мощность подключенных осветительных приборов меньше на 20%. В таком случае устройство работает не на пределе возможностей, потому служит дольше.
Чтобы выбрать фотореле для уличного освещения эти характеристики обязательны. Правильный их выбор определяет работоспособность устройства. Но есть еще некоторые параметры, влияющие на корректность работы устройства.
Возможности настройки
Есть несколько регулировок, которые позволяют настроить работу фотореле в каждом конкретном случае. Проблема в том, что настройки производятся вручную, поворотом нужного регулятора и добиться абсолютно одинаковых параметров у нескольких устройств нереально. Всегда есть какие-то отличия в их работе.
- Порог срабатывания. Позволяет увеличить или уменьшить чувствительность. Снижать чувствительность надо в зимний период, когда свет отражается от снега. Также снижать чувствительность можно в городах, если неподалеку находятся ярко освещенные объекты.
Задержка на включение и отключение (в секундах). Увеличивая задержку на выключение можно избавиться от ложных срабатываний при попадании на фотодатчик света от автомобильных фар. Задержка на включение не даст включить освещение при затемнении от тучи или тени от птицы.
Пример характеристик для подстройки реле ФР-11 М
- Регулируемый диапазон освещенности. С его помощью задается освещенность, при которой фотореле для уличного освещения подает питание (нижняя граница) и отключает его (верхняя). Этот диапазон может быть 2-100 Лк (2 Лк — это полная темнота), а может — 20-80 Лк (20 Лк — это сумерки, но очертание предметов еще видно).
При помощи этих настроек можно сделать работу фотореле для автоматического включения освещения участка комфортным, исключить ложные срабатывания.
Выводы и полезное видео по теме
Установка светодиодного прожектора продемонстрирована в следующем видео:
Светодиодный прожектор – яркий и экономичный осветительный прибор, идеально подходящий как для промышленных помещений, так и придомовой территории, строительных площадок и любых охраняемых территорий. Наличие датчиков движения и уровня освещенности значительно расширяет функционал прибора, позволяя не просто освещать нужную зону, но и вовремя узнавать о том, что на объект проникли посторонние.
А вы уже пользуетесь светодиодным прожектором или только выбираете подходящий вариант? Если используете, поделитесь своими впечатлениями с другими нашими читателями – форма обратной связи расположена ниже под этой публикацией. Если у вас есть вопросы, задайте их нашим экспертам.
