Совершенствуем систему освещения, используя схему фотореле своими руками. Датчик день ночь своими руками

Фотореле для уличного освещения: выбор, схемы установки

Владельцев частных домов при благоустройстве участка волнует вопрос, как сделать автоматическое включение света в сумерки и выключение его на рассвете. Для этого есть два устройства — фотореле и астротаймер. Первое устройство более простое и дешевое, второе — сложнее и дороже. Более подробно поговорим о фотореле для уличного освещения.

Устройство и принцип действия

Содержание статьи

Это устройство имеет множество названий. Самое распространенное — фотореле, но называют еще фотоэлемент, датчик света и сумерек, фотодатчик, фотосэнсор, сумеречный или светоконтролирующий выключатель, датчик освещенности или день-ночь. В общем, названий много, но суть от этого не меняется — устройство позволяет в автоматическом режиме включать свет в сумерки и выключать на рассвете.

Схема фотореле для уличного освещения на фоторезисторе

Работа устройства основана на способности некоторых элементов изменять свои параметры под воздействием солнечного света. Чаще всего используют фоторезисторы, фототранзисторы и фотодиоды. Вечером, при уменьшении освещенности, параметры светочувствительных элементов начинают меняться. Когда изменения достигнут определенной величины, контакты реле смыкаются, подавая питание на подключенную нагрузку. На рассвете изменения идут в обратном направлении, контакты размыкаются, свет гаснет.

Характеристики и выбор

В первую очередь выбирают напряжение, с которым будет работать датчик света: 220 В или 12 В. Следующий параметр — класс защиты. Так как устройство устанавливается на улице, он должен быть не ниже IP44 (цифры могут быть больше, меньше — нежелательно). Это значит, что внутрь устройства не могут попасть предметы размером более 1 мм, а также что водяные брызги ему не страшны. Второе, на что стоит обратить внимание — на температурный режим эксплуатации. Ищите такие варианты, которые с запасом перекрывают средние показатели в вашем регионе как по плюсовой, так и по минусовой температуре.

Подбирать модель фотореле также необходимо по мощности подключаемых к нему ламп (выходная мощность) и току нагрузки. Оно, конечно, может «тянуть» нагрузку немного больше, но при этом могут быть проблемы. Так что лучше брать даже с некоторым запасом. Это были обязательные параметры, по которым надо выбирать фотореле для уличного освещения. Есть еще несколько дополнительных.

Пример характеристик фотореле для уличного освещения

В некоторых моделях есть возможность подстроить порог срабатывания — сделать фотодатчик более или менее чувствительным. Уменьшать чувствительность стоит при выпадении снега. В этом случае отраженный от снега свет может быть воспринят как рассвет. В результате свет будет то включаться, то отключаться. Такое представление вряд ли понравится.

Обратите внимание на пределы регулировки чувствительности. Они могут быть больше или меньше. Например, у фотореле AWZ-30 белорусского производства этот параметр — 2-100 Лк, у фотоэлемента P02 диапазон подстройки 10-100 Лк.

Задержка срабатывания. Для чего нужна задержка? Для исключения ложных включений/отключений света. Например, ночью на фотореле попал свет фар проезжающего автомобиля. Если задержка срабатывания мала, свет отключится. Если она достаточна — хотя-бы 5-10 секунд, то этого не произойдет.

Выбор места установки

Для корректной работы фотореле важно правильно выбрать его местоположение. Необходимо учесть несколько факторов:

На него должен падать солнечный свет, то есть он должен быть под открытым небом.
Ближайшие источники искусственного света (окна, лампы, фонари и т.д.) должны находится как можно дальше.
Не желательно чтобы на него попадал свет фар.
Желательно расположить его не очень высоко — для удобства обслуживания (надо периодически протирать поверхность от пыли и смахивать снег).
Чтобы светочувствительные автоматы работали корректно, надо правильно выбрать местоположение

Как видите при организации автоматического освещения на улице выбрать место для установки фотореле — не самая простая задача. Иногда приходится переносить его несколько раз, пока найдешь приемлемое положение. Часто, если датчик света используют для включения фонаря на столбе, фотореле стараются расположить там же. Это совершенно не обязательно и очень неудобно — счищать пыль или снег приходится довольно часто и каждый раз залезать на столб не очень весело. Само фотореле можно разместить на стене дома, например, а к светильнику дотянуть кабель питания. Это наиболее удобный вариант.

Схемы подключения

Схема подключения фотореле для уличного освещения проста: на вход устройства заводится фаза и ноль, с выхода фаза подается на нагрузку (фонари), а ноль (минус) на нагрузку идет от автомата или с шины.

Схема подключения фотореле для освещения (фонаря)

Если делать все по правилам, соединение проводов необходимо делать в распределительной (монтажной коробке). Выбираете герметичную модель для расположения на улице, монтируете в доступном месте. Как подключить фотореле к освещению на улице в этом случае — на схеме ниже.

Подключение фотодатчика через распределительную коробку

Если включать/отключать необходимо мощный фонарь на столбе, в конструкции которого есть дросселя, лучше в схему добавить пускатель (контактор). Он рассчитан на частое включение и выключение, нормально переносит пусковые токи.

Схема подключения датчика день-ночь с пускателем

Если свет должен включаться только на время нахождения человека (в уличном туалете, возле калитки), к фотореле добавляют датчик движения. В такой связке лучше сначала поставить светочувствительный выключатель, а после него — датчик движения. При таком построении датчик движения будет срабатывать только в темное время суток.

Подключение фотореле с датчиком движения

Схема подключения фотореле с датчиком движения

Как видите, схемы несложные, вполне можно справиться своими руками.

Особенности подключения проводов

Фотореле любого производителя имеет три провода. Один из них — красный, другой — синий (может быть темно-зеленым) и третий может быть любого цвета, но обычно черный или коричневый. При подключении стоит помнить:

красный провод всегда идет на лампы:
к синему (зеленому) подключается ноль (нейтраль) от питающего кабеля;
к черному или коричневому подается фаза.

Если посмотрите на все выше приведенные схемы, то увидите, что они нарисованы с соблюдением этих правил. Все, больше никаких сложностей. Подключив так провода (не забудьте, что нулевой провод также надо подключить на лампу) вы получите рабочую схему.

Как настроить фотореле для уличного освещения

Настраивать датчик освещенности необходимо после установки и подключения в сеть. Для регулировки пределов срабатывания в нижней части корпуса имеется небольшой пластиковый поворотный диск. Его вращением и задается чувствительность.

Найдите на корпусе подобный регулятор - им подстраивается чувствительность фотореле

Найдите на корпусе подобный регулятор — им настраивается чувствительность фотореле

Чуть выше на корпусе есть стрелочки, которыми обозначено, в какую сторону крутить для увеличения и уменьшения чувствительности фотореле (влево- уменьшить, вправо — увеличить).

Для начала выставляете наименьшую чувствительность — загоняете регулятор в крайнее правое положение. Вечером, когда освещенность будет такой, что вы решите, что уже надо бы включить свет, начинаете подстройку. Надо плавно поворачивать регулятор влево до тех пор, пока не включится свет. На этом можно считать, что настройка фотореле для уличного освещения закончена.

Астротаймер

Астрономический таймер (астротаймер) — это другой способ автоматизировать уличное освещение. Принцип его работы отличается от фотореле, но он тоже включает свет вечером и выключает его утром. Управление светом на улице происходит по времени. В данном устройстве заложены данные про то, в какое время темнеет/светает в каждом регионе в каждый сезон/день. При настройке астротаймера вводятся GPS координаты его установки, выставляется дата и текущее время. Согласно заложенной программе устройство и работает.

Астротаймер — второй способ автоматизировать свет на участке

Чем оно удобнее?

Оно не зависит от погоды. В случае с установкой фотореле велика вероятность ложного срабатывания — в пасмурную погоду свет может включаться ранним вечером. При попадании на фотореле света он может гасить свет посреди ночи.
Устанавливать астротаймер можно в доме, в щитке, в любом месте. Ему не нужен свет.
Есть возможность сдвигать время включения/выключения на 120-240 минут (зависит от модели) относительно заданного времени. То есть, вы сами сможете выставить время так, как вам удобно.

Недостаток — высокая цена. Во всяком случае, модели, которые есть в торговой сети, стоят довольно солидных денег. Но можно купить в Китае намного дешевле, правда, как он будет работать — вопрос.

stroychik.ru

Фотореле своими руками: схемы, устройство и применение

Технический прогресс делает жизнь людей все более комфортной. Для этого изобретаются новые устройства, которые выполняют действия без присутствия и участия людей.

Одним из таких устройств является простое фотореле. Такое устройство можно купить в магазине, но интересней и экономней его сделать своими руками.

Где можно применять прибор с авторегулировкой света?

светильник светодиодный с фотореле Фотореле может быть использовано для включения или выключения света в разное время суток. Например, при наступлении темноты прибор включает освещение, а на рассвете — отключает. Также оно может быть использовано в подъезде многоквартирного дома или на своем загородном участке.

Известно широкое применение светодиодного светильника с фотореле, которое в автономном режиме включает и выключает освещение. Такой прибор может быть использован в «умном доме». При этом с помощью фотореле можно не только управлять освещением, но и открывать жалюзи или проветривать комнату. Надо отметить и возможность установки этого устройства для системы охраны дома.

Разбираемся в схеме простого фотореле своими руками

Простейшая схема фотореле состоит из двух транзисторов, фоторезистора, реле, диода и переменного резистора. В качестве транзисторов используются приборы типа КТ315Б, включенные по схеме составного транзистора, с нагрузкой которого является обмотка реле. Такая схема имеет большой коэффициент усиления и большое входное сопротивление, что позволяет включать в нее фоторезистор с большим сопротивлением. схема простого фотореле При увеличении освещенности фоторезистора, включенного между коллектором и базой первого транзистора, происходит открывание этого транзистора и транзистора №2. В результате появления тока в коллекторной цепи второго транзистора произойдет срабатывание реле, которое своими контактами, в зависимости от его настройки, включит или выключит нагрузку.

Для защиты схемы от воздействия ЭДС самоиндукции при выключении реле включен защитный диод типа КД522. Для настройки чувствительности схемы между базой и эмиттером первого транзистора включается переменный транзистор номиналом в 10 кОм.

Питание такого фотореле может осуществляться от источника постоянного напряжения в 5 — 15 В. При этом, при напряжении источника в 6 вольт используются реле типа РЭС 9 или РЭС 47, а при напряжении питания в 12 В используются реле РЭС 15 или РЭС 49.

Для монтажа схемы можно создать специальную плату, при возможности – печатную. Затем укрепить на плате реле, транзисторы, переменный резистор, сделать отверстия для выводов элементов схемы и произвести соответствующие соединения с помощью монтажных проводов и паяльника.

Настройку схемы можно производить в затененной комнате с использованием лампы накаливания, у которой можно регулировать поток света.

При необходимой освещенности подбирается порог срабатывания схемы с помощью переменного резистора. Если в дальнейшем не планируется подстройка порога срабатывания, то вместо переменного устанавливается постоянный резистор, сопротивление которого соответствует величине, полученной при регулировке.

Способ сборки на современном приборе

При использовании более сложных электронных приборов можно собрать самодельное фотореле, в которое входит всего три компонента. Такую схему можно собрать на интегрированном полупроводниковом приборе компании TeccorElectronics Q6004LT (квадрак), который представляет собой симистор с встроенным динистором. Такой прибор имеет рабочий ток в 4 А и рабочее напряжение 600 В.

Схема подключения фотореле состоит из прибора Q6004LT, фоторезистора и обычного резистора. Питание схемы осуществляется от сети 220 В. При наличии света фоторезистор имеет малое сопротивление (несколько кОм), и на управляющем электроде квадрака присутствует очень малое напряжение. Квадрак закрыт и через его нагрузку, в качестве которой могут быть использованы лампы освещения, ток не протекает.

При уменьшении освещенности сопротивление фоторезистора будет увеличиваться, возрастут и импульсы напряжения, поступающие на управляющий электрод. При увеличении амплитуды напряжения до 40 В симистор откроется, по цепи нагрузки потечет ток и освещение включится.

Для настройки схемы используется резистор. Начальное значение его сопротивления составляет 47 кОм. Величина сопротивления подбирается в зависимости от требуемого порога освещенности и типа используемого фоторезистора. Тип фоторезистора не критичен. Например, в качестве фоторезистора может быть использованы элементы типа СФ3-1, ФСК-7 или ФСК-Г1.

Совсем не обязательно быть мастером для того, чтобы знать, как починить розетку. Необходимо просто научиться верно определять поломки и запомнить несколько несложных правил для их исправления.

Современная система энергоснабжения предусматривает трехжильную проводку с заземлением в частном доме или квартире. С учетом таких условий устанавливают и розетки.

Использование мощного прибора Q6004LT позволяет подключать к фотореле нагрузку мощностью до 500 Вт, а при использовании дополнительного радиатора эту мощность можно увеличить до 750 Вт. Для дальнейшего увеличения мощности нагрузки фотореле можно использовать квадрак с рабочими токами 6, 8, 10 или 15 А.

Таким образом, преимуществом данной схемы, помимо малого количества применяемых деталей, является отсутствие необходимости отдельного блока питания и возможность коммутации мощных потребителей электрической энергии.

Монтаж данной схемы не представляет особой трудности ввиду малого числа элементов схемы. Настройка схемы состоит в определении желаемого порога срабатывания схемы и осуществляется аналогичным с предыдущей схемой образом.

Выводы:

В различных системах автоматического регулирования, чаще в системах освещения, используются фотореле.
Существует много разных схем фотореле с использованием в качестве датчиков фоторезисторов, фотодиодов и фототранзисторов.
Простейшие схемы фотореле, которые содержат минимум деталей, можно собрать своими руками.

Видео с примером сборки самодельного фотореле

elektrik24.net

Фотореле для уличного освещения | Заметки электрика

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения

Доброго времени суток, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика».

Помните, я уже Вам рассказывал, что при ремонтах электропроводки жилых многоквартирных домов согласно федеральной программы, мы устанавливали датчики движения для освещения подъездов и тамбуров. В данной статье я хочу рассказать Вам про фотореле для уличного освещения жилых дворов.

Наружное освещение у подъездов, или его еще называют козырьковым, осуществляется с помощью консольных светильников типа ЖКУ с защитным стеклом из поликарбоната. Так вот управлением этими светильниками производится с помощью фотореле.

В качестве фотореле для уличного освещения мы применяем светоконтролирующий выключатель типа LXP-02. Вот так он выглядит.

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения

Также данное фотореле можно применить и для освещения дорог, парков, дачных участков и садов.

Технические характеристики фотореле для уличного освещения типа LXP-02

Фотореле типа LXP-02 в автоматическом режиме включает и отключает освещение в зависимости от условий освещенности. Т.е. как только на улице стало темно, фотореле включает уличное освещение. И наоборот, как только на улице стало светло, фотореле отключает светильник от сети.

Таким образом происходит значительная экономия электрической энергии, а также увеличивается срок службы самих ламп.

Ниже я приведу Вам его технические характеристики:

источник питания 220 (В) переменного напряжения
коммутируемая цепь до 10 (А)
уровень рабочей освещенности < 5 — 5о (Люкс)

Уровень рабочей освещенности выставляется с помощью регулятора снизу фотореле. Если регулятор переместить в сторону «+», то фотореле будет включать светильник уже при небольшом затемнении или пасмурную погоду, если же регулятор переместить в сторону «-», то фотореле будет срабатывать только при наступлении темноты.

Обычно я регулятор оставляю в среднем положении.

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения

Существует еще 2 разновидности фотореле типа LXP. Это LXP-01 и LXP-03. Они отличаются от LXP-02 только силой тока коммутируемой цепи и уровнем рабочей освещенности.

Установка фотореле типа LXP

Фотореле устанавливается на стене с помощью специального кронштейна, который входит в комплект поставки. Кронштейн крепится винтом к самому фотореле.

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения

При установке необходимо убедиться в отсутствии помех, мешающих естественному дневному свету попадать на фотореле. А также перед фотореле не должны находиться качающиеся предметы, например, деревья.

Схема фотореле

Схема подключения фотореле для уличного освещения типа LXP-02 изображена, как на упаковочной коробке, так и на самом изделии.

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения

Всего из фотореле выходит 3 провода: коричневый, красный и синий.

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения

Зная цветовую маркировку проводов, не трудно догадаться о их предназначении:

коричневый провод — фаза
синий провод — ноль
красный провод — коммутирующая фаза (на светильник)

Подключение фотореле

Зная схему фотореле, приступаем к его подключению. Соединение проводов производится в распределительной коробке, установленной там же на стене.

В качестве нагрузки у нас используется консольный светильник ЖКУ с натриевой лампой ДНаТ мощностью 70 (Вт).

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения

Подключение фотореле для уличного освещения осуществляется следующим образом.

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения

Если расписать эту схему более подробно, то это будет выглядеть так:

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения

Если у Вас в доме используется система заземления TN-S или TN-C-S, то питание схемы осуществляется трехжильным кабелем (фаза, ноль, земля). Если же Вы до сих пор эксплуатируете электропроводку с системой заземления TN-C, то схема будет отличаться только отсутствием проводника PE.

Видео-версия данной статьи, а также по многочисленным просьбам в конце видео я показал схему подключения фотореле через контактор:

Дополнение 1. По многочисленным просьбам разместил фотографию внешнего вида печатной платы фотореле ФР-602. Схему прикладывать не буду — ее Вы можете найти на специализированных сайтах по электронике.

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_1

Дополнение 2. Довольно часто меня спрашивают про схему подключения светильника, чтобы он управлялся, как через фотореле (в автоматическом режиме), так и с помощью выключателя (в ручном режиме в любое время суток). Вот прикладываю такой вариант схемы.

fotorele_dlya_ulichnogo_osveshheniya_фотореле_для_уличного_освещения_111

P.S. Вот в принципе и все, что я хотел рассказать Вам про фотореле для уличного освещения. В настоящее время именно таким образом мы осуществляем электромонтаж наружного (козырькового) освещения жилых дворов. Если возникли вопросы, то задавайте свои вопросы в комментариях.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

zametkielectrika.ru

Датчик освещённости своими руками

Иногда возникают такие ситуации, когда нужно каждый день с рассветом включать свет в помещении и выключать с закатом, т.е. имитировать световой день внутри какого-либо закрытого помещения. Потребоваться это может, например, при выращивании растений или содержании животных, где необходимо точное соблюдение режима день/ночь. В зависимости от времени года время заката и восхода постоянно меняется, а значит, применение суточных таймеров на включение освещения не справится с задачей должным образом. На помощь приходит датчик освещённости, или, проще говоря, фотореле. Это устройство регистрирует интенсивность попадающего на него солнечного света. Когда света будет много, т.е. взойдёт солнце, на выходе установится лог. 1. Когда день подойдёт к концу, солнце уйдёт за горизонт, на выходе будет лог. 0, лампы освещения выключатся до следующего утра. Вообще, область применения датчика освещённости весьма широка и ограничивается лишь фантазией собравшего его человека. Нередко такие датчики используются для подсветки шкафа при открытии дверцы.

Схема датчика освещённости

Ключевое звено схемы – фоторезистор (R4). Чем больше света на него попадает, тем сильнее уменьшается его сопротивление. Можно применить любой фоторезистор, какие получится найти, ведь это достаточно дефицитная деталь. Импортные фоторезисторы компактные, но стоят порой весьма существенно. Примеры импортных фоторезисторов - VT93N1, GL5516. Можно применить также отечественные, например, ФСД-1, СФ2-1. Они стоят куда меньше, но также будут неплохо работать в этой схеме. Если достать фоторезистор не удалось, а сделать датчик освещённости очень хочется, то можно поступить следующим образом. Взять старый, желательно германиевый транзистор в круглом металлическом корпусе и спилить его верхушку, оголив тем самым кристалл транзистора. На фото ниже показан как раз такой транзистор со спиленной крышкой. Очень важно при этом не повредить сам кристалл, отрывая крышку. Подойдут практически любые транзисторы в таком круглом корпусе, особенно хорошо будут работать советские германиевые, например, МП16, МП101, МП14, П29, П27. Т.к. теперь кристалл такого «модифицированного» транзистора открыт, сопротивление перехода К-Э будет зависеть от интенсивности света, попадающего на кристалл. Вместо фоторезистора впаиваются коллектор и эмиттер транзистора, вывод базы просто откусывается. В схеме используется операционный усилитель, можно применить любой одинарный, подходящий по цоколёвке. Например, широкодоступные TL071, TL081. Транзистор в схеме – любой маломощный структуры NPN, подходят BC547, КТ3102, КТ503. Он коммутирует нагрузку, которой может служить как реле, так и небольшой отрезок светодиодной ленты, например. Мощную нагрузку желательно подключать с использованием реле, диод D1 стоит в схеме для гашения импульсов самоиндукции обмотки реле. Нагрузка подключается к выходу, обозначенному OUT. Напряжение питания схемы – 12 вольт.Номинал подстроечного резистора в этой схеме зависит от выбора фоторезистора. Если фоторезистор имеет среднее сопротивление, например, 50 кОм – то подстроечный должен иметь в два-три раза большее сопротивление, т.е. 100-150 кОм. Мой фоторезистор СФД-1 имеет сопротивление более 2 МОм, поэтому и подстроечный я взял на 5 МОм. Существуют и более низкоомные фоторезисторы.

Сборка датчика освещённости

Итак, перейдём от слов к делу – в первую очередь нужно изготовить печатную плату. Для этого существует ЛУТ метод, которым я и пользуюсь.Файл с печатной платой к статье прилагается, отзеркаливать перед печатью не нужно.Скачать плату: Плата рассчитана на установку отечественного фоторезистора ФСД-1 и подстроечного резистора типа CA14NV. Несколько фотографий процесса:Теперь можно впаивать детали. Сначала устанавливаются резисторы, диод, затем всё остальное.В последнюю очередь впаиваются самые крупные детали – фотодиод и подстроечный резистор, провода для удобства можно вывести через клеммники. После завершения пайки обязательно нужно удалить с платы флюс, проверить правильность монтажа, прозвонить соседние дорожки на замыкание. Только после этого можно подавать на плату питание.

Настройка датчика

При первом включении светодиод на плате либо будет светится, либо будет полностью погашен. Аккуратно вращаем подстроечный резистор – в каком-то его положении светодиод сменит своё состояние. Нужно установить подстроечный резистор на эту грань между двумя положениями, и закрывая или наоборот засвечивая фоторезистор добиться нужного порога срабатывания. Наглядно работа датчика освещённости показана на видео. Над фоторезистором создаётся тень, интенсивность света уменьшается, светодиод погасает. Успешной сборки!

Смотрите видео работы датчика

sdelaysam-svoimirukami.ru

Как работает и подключается датчик света с фотореле для сумеречного выключателя

С наступлением осени начинает сокращаться световой день.

Людям приходиться раньше включать электрическое освещение, расходовать на него больше электроэнергии.

Сейчас любой домашний мастер может экономить денежные средства за оплату электричества, обеспечив его оптимальное потребление для осветительных приборов, расположенных в помещениях или на открытом воздухе.

Сделать это можно за счет их включения только с наступлением сумерек и отключения при рассвете. Причем работать они могут полностью в автоматическом режиме.

Для этих целей служит датчик света, который используется в фотореле, управляющим работой освещения.

Сумеречные выключатели Такую общую конструкцию, заключенную в единый корпус, принято называть сумеречным выключателем.

Принцип работы фотореле

Для автоматического управления светильниками по величине освещенности рабочего места и фактору «День-ночь» используется специальный светочувствительный датчик. Он меняет свои электрические характеристики в зависимости от интенсивности падающего на него света.

Принцип работы фотореле Для корректировки уровня срабатывания имеется регулятор. После него сигнал от чувствительного элемента усиливается до необходимой величины и подается на обмотку реле электромеханической или статической конструкции.

Таким способом, в зависимости от дневного или ночного освещения, датчик света управляет подачей напряжения на обмотку реле. А последнее — подключает или отключает через свой контакт фазу питания сети на светильник.

Как работает чувствительный элемент фотодатчика

Для контроля величины светового потока используются различные электронные компоненты, входящие в состав:

фоторезисторов;
фотодиодов;
фототранзисторов;
фототиристоов;
фотосимисторов.

Как работает датчик света на фоторезисторе

Полупроводниковый слой, облучаемый электромагнитными волнами оптического спектра, изменяет свое электрическое сопротивление.

Принцип работы фоторезистора К нему прикладывается источник стабилизированного напряжения, под действием которого в замкнутой цепи начинает протекать ток, вычисляемый по закону Ома. Его величина зависит от характера изменения сопротивления полупроводникового слоя датчика света.

При увеличении светового потока электрический ток возрастает, а при уменьшении — снижается. Остается только определить граничные состояния, при которых необходимо включать источник освещения в рабочее состояние или отключать его.

Как работает датчик света на фотодиоде

Светочувствительный элемент этого типа преобразует энергию электромагнитных колебаний видимого спектра в электрический ток.

Его величина тоже зависит от силы облучения, что позволяет устанавливать границы срабатывания фотореле.

Принцип работы фотодиода Датчики света на фотодиодах могут подключаться для работы в схемах с:

питанием от внешнего, дополнительного источника напряжения;
или обходиться без его использования.

Как работает датчик света на фототранзисторе

Принципы работы, используемые для двух предыдущих случаев, здесь тоже соблюдаются. Фототранзисторы, работают так же, как и их биполярные или полевые аналоги. На их характеристики влияет интенсивность облучения световым потоком.

Принцип работы фототранзистора Определив эту закономерность, выставляют границы рабочих уставок для конечной схемы фотореле. Таким же образом создаются датчики света на фототиристорах и фотосимисторах.

Как работает электрическая схема датчика света на фотореле

В качестве примера рассмотрим самое простейшее устройство со светочувствительным элементом на основе фоторезистора PR1, обладающего сопротивлением в несколько мегаом при полной темноте.

Схема простого фотореле Под действием потока света оно снизится до нескольких килоом. Этой величины достаточно для открытия первого транзистора VT1, когда через него станет протекать коллекторный ток, открывающий второй каскад на транзисторе VT2.

В это плечо включена обмотка обыкновенного электромагнитного реле К1. Она перекинет собственный якорь во второе положение и переключит свой контакт К1.1, который управляет работой светильника.

При отключении реле от схемы его обмотка формирует ЭДС самоиндукции. Для его ограничения установлен диод VD1. Подстрочный резистор R1 используется в качестве регулятора уставки срабатывания датчика света. В некоторых случаях от него вообще можно отказаться.

За счет использования двух последовательно работающих транзисторов чувствительность такой схемы достигается очень большой величины, когда слабый сигнал света, падающий на поверхность фоторезистора, осуществляет переключение выходного реле и управление светильником в автоматическом режиме.

Такая схема является довольно универсальной. Она позволяет применять различные марки транзисторов, электромагнитных реле и устанавливать для них различное напряжение. Чем его величина будет больше, тем высшей чувствительностью обладает датчик света.

Заводские модули фотореле для сумеречных выключателей имеют более сложную структуру схемы, более мощный выходной контакт, но в основе своей работы они повторяют эти же принципы.

В самодельных конструкциях для автоматического управления светом хорошо зарекомендовала себя схема, описанная в статье здесь. Ее несложно повторить своими руками тем, кто умеет и любит работать с паяльником.

Как подключить датчик света с фотореле к светильнику и выполнить монтаж

Использование цветовой разметки проводов

Электрическая схема подключения сумеречного выключателя собирается на основе распределительной коробки, в которую приходят кабелем три провода от электрощитка:

фазы;
нуля;
заземляющего проводника.

Схема подключения светильника к фотореле На самом фотореле выполнен вывод тоже трех проводов. Обычно они имеют расцветку:

коричневый, подключаемый на фазу питания сети;
красный, подающий через встроенный контакт фазный потенциал на светильник при его включении с наступлением сумерек;
синий, соединяемый с рабочим нулем схемы.

Схема подключения фотореле к светильнику На фотографии сумеречного выключателя показаны эти провода и регулятор освещенности. При вращении его рукоятки устанавливается порог срабатывания датчика света.

Особенности монтажа

Обычная длина проводов, выступающих из корпуса фотореле, не превышает двадцати сантиметров. Поэтому его приято монтировать в непосредственной близости около распределительной коробки, а сам светильник:

выносят на некоторое расстояние;
или размещают рядом, как показано на фотографии.

Монтаж сумеречного выключателя При втором способе монтажа схемы необходимо учитывать, чтобы свет от включенной лампы источника не попадал на поле обзора датчика света. Иначе будет происходить ложное срабатывание. Для его исключения дополнительно применяют таймер и датчики движения.

Схема подключения светильника с датчиком движения и таймером к фотореле Их контакты включают в последовательную цепочку между красным проводом, выходящим из фотореле и цоколем лампы светильника. Работа датчика движения и таймера подчиняется запрограммированным алгоритмам логической схемы сумеречного выключателя.

Подключение нескольких светильников к одному фотореле

Выходные контакты конечного датчика света обладают определенной коммутационной способностью. Их величина указывается в технической документации и на корпусе сумеречного выключателя в амперах. При необходимости управлять светом от нескольких источников необходимо внимательно посчитать нагрузку, создаваемую ими всеми в комплексе.

Если мощность контактов позволяет, то светильники подключает параллельной цепочкой, как показано на фотографии ниже.

Монтаж нескольких светильников к фотореле Иногда может возникнуть ситуация, когда нагрузка схемы превышает допустимую мощность контактов сумеречного выключателя.

В этом случае допустимо использовать то же самое фотореле, но к его контактам подключить промежуточный элемент — обмотку магнитного пускателя, обладающей меньшей нагрузкой.

Мощные контакты этого коммутационного аппарата будут надежно переключать цепочку из многих светильников или один мощный прожектор, как показано на схеме ниже.

Схема подключения мощного прожектора к фотореле Подбирать магнитный пускатель придется по типу катушки управления и мощности контактной группы.

Важные технические характеристики датчика света

Фотореле выбирают по:

чувствительности фотодатчика;
типу и величине напряжения питания;
мощности коммутируемых контактов;
рабочей среде сумеречного выключателя.

Чувствительность фотодатчика

Под этим термином понимают отношение вырабатываемого внутри фотоэлемента тока в микроамперах к величине падающего на него потока света в люменах. Для более точного анализа приборов чувствительность классифицируют по:

частоте, связанной с определенным видом колебаний — спектральный метод;
диапазону падающих световых волн — интегральная чувствительность.

Напряжение питания сумеречного выключателя

На форму и величину сигнала обращают особое внимание при работе с моделями датчиков света, выпущенных за рубежом, где стандарты электроснабжения могут отличаться от тех, которые используются у нас.

Рабочая среда

Для управления светом уличных светильников создаются сумеречные выключатели с фотореле герметичной конструкции, способной противостоять действию атмосферных осадков и пыли. Их отличает повышенный класс защиты корпуса по IP.

Они же обладают увеличенным диапазоном рабочих температур. Когда наступает низкая морозная погода, то может возникнуть необходимость обогрева их контактов или временного отключения.

Для работы сумеречного выключателя внутри обогреваемых помещений этого делать не требуется.

Изложенный в статье материал позволяет лучше понять видеоролик владельца Инженерные сети «Подключение фотореле».

Если у вас остались вопросы, то можете задать их в комментариях. Сейчас наступил удобный момент для того, чтобы поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

Полезные товары

housediz.ru

Электротехника: Фотореле своими руками.

В статье фотодатчик своими руками описывалось создание датчика реагирующего на свет и приводились примеры схем управления маломощным электродвигателем и светодиодом. Более полезным было бы управление какой либо мощной нагрузкой например: лампой накаливания, мощным электродвигателем и т.д. Простая схема фотореле для мощной нагрузки приведена на рисунке 1:

Рисунок 1 - Фотореле срабатывающее при уменьшении освещённости

без регулировки чувствительности

В этой схеме используется электромагнитное контактное реле. Самым простым дешёвым и доступным способом управления мощной нагрузкой является использование электромагнитного контактного реле:

Реле показанное на фотографии выше извлечено из сломанного импортного холодильника, это реле может коммутировать (подключать и отключать в данном случае) нагрузку потребляющую ток не более 16А. 16А вполне достаточно для многих бытовых электроприборов. На корпусе этого реле написано что для катушки постоянного тока необходимо 12 В но на практике для срабатывания данного реле было достаточно 9В с блока питания для модема с выпрямителем:

Если 9В окажется недостаточно то можно запитать схему от 12В. Если заменить резистор R1 переменным или подстроечным то можно будет регулировать чувствительность к свету.

Обратный ток данного фотодиода усиливается транзистором VT1:

Данный транзистор образует делитель напряжения вместе с резистором R1:

Как было упомянуто выше данный резистор можно заменить переменным или подстроечным для того чтобы можно было регулировать чувствительность схемы.

Непосредственное управление катушкой реле осуществляет транзистор VT2:

КТ973 хорошо подходит для данной цели. Реле подключается к коллектору данного транзистора.

Для того чтобы транзистор VT2 не перегорел при резком его закрытии параллельно катушке реле ставится обратный диод:

Данный диод можно заменить каким либо другим подходящим диодом.

Резистор R2 не обязателен но его можно поставить для ограничения тока или уменьшения его потребления.

Для силовой части схемы нужны разъёмы и провода:

Реле может подключать нагрузку к сети 220В. Не стоит забывать о том что напряжение сети опасно и при работе с ним необходимо соблюдать меры предосторожности для того чтобы не получить поражение электрическим током.

После подготовки всех необходимых деталей можно приступать к сборке реле.

Обратный диод лучше подпаять сразу к реле. К собранному реле можно подключать нагрузку с источником питания (не обязательно сеть 220В). Используя данное фотореле в паре с источником инфракрасного излучения можно сделать датчик присутствия: Если направить инфракрасный свет на фотодиод фотореле то при перекрытии этого света реле будет срабатывать и замыкать источник питания на нагрузку, таким образом можно вызвать некоторое действие при пересечении кем либо (или чем либо) инфракрасного луча. Для того чтобы включение нагрузки происходило при увеличении освещения можно использовать реле с нормально замкнутыми контактами. Для того чтобы включать (или выключать) несколько нагрузок можно использовать реле с несколькими контактами. Также для того чтобы включение нагрузки происходило при увеличении освещения можно использовать схему на рисунке 3:

Рисунок 2 - Схема включающая нагрузку при увеличении освещения

Если фотореле включает лампу накаливания при уменьшении освещенности то необходимо как нибудь закрыть фотодиод от света лампы накаливания иначе при уменьшении освещенности реле начнёт часто включаться и выключаться что приведёт к быстрому его износу и выходу из строя. Если используется инфракрасный фотодиод то фотореле не будет реагировать на свет лампы дневного света (если не поднести её достаточно близко) или светодиодной лампу (если в ней нет инфракрасных светодиодов с соответствующей длинной волны излучаемого света). Пульт ик-управления лучше не испытывать на данном фотореле:

electe.blogspot.com

Датчик освещенности

Правильное освещение в вечернее и ночное время позволяет создать во дворе непередаваемую атмосферу. Но ходит и включать каждый фонарь отдельно – уморительная задача. Именно поэтому лучше использовать датчик освещенности. Он самостоятельно оценивает полученные данные и включает или выключает фонари. Их есть немалое количество и каждый может предлагать какую-то свою изюминку. Как не растеряться среди обилия и что необходимо сделать для самостоятельного подключения? Именно об этом речь пойдет в статье.

Как это работает

Датчик освещенности – не совсем привычное наименование прибора. Чаще всего мастера называют его фотореле. В магазинах также можно увидеть его на прилавках под названием датчика сумерек, датчика дня/ночи, фотоэлектрического выключателя, датчика контроля рассвета, фотосенсора, фотодатчика и других. Суть функционирования прибора не меняется от того, как его называют. Он обеспечивает автоматическую подачу электрического тока к потребителю, когда солнце заходит и прекращает ее, когда солнце показывается на горизонте сутра.

Принцип функционирования фотореле построен на взаимодействии световых волн с некоторыми веществами. При этом происходит изменение свойств вторых. Для этих целей были разработаны специальные транзисторы, диоды и резисторы. Все они имеют приставку фото. Некоторые из них замыкают или размыкают электрическую цепь в зависимости от попадания солнечных лучей. Фоторезисторы изменяют свою пропускную способность, увеличивая или уменьшая сопротивление. Все эти приборы заслуживают внимания. Некоторые из таких фотодатчиков будут более актуальны для одной местности и хуже покажут себя в другой. Поэтому важен правильный выбор датчика света.

Из чего состоит датчик

При покупке фотореле клиент получает в свое распоряжение коробку, в которой находятся все составляющие такого фотореле. Его элементами являются:

светочувствительный компонент;
выключатель, который реагирует на сумерки;
реле интервала;
реле чувствительности.

В некоторых фотореле может быть использовано несколько светочувствительных элементов, которые дают более точную оценку количеству и качеству поступающего света. Они способны определять длину волны, которая воздействует на фотодатчик. Это необходимо, чтобы фотореле не срабатывало на освещение от фонаря, а только на солнечный цвет. В некоторых моделях фотореле смонтированы дополнительные подстроечные резисторы, которые дают возможность задать интервал, на протяжении которого будет включено освещение по времени, а также по истечении какого периода после захода солнца будет подано питание от фотореле.

В качестве конечных потребителей, которые будут использованы в паре с фотореле могут выступать не только обычные лампы накаливания. Это могут быть и светодиодные ленты, а также газоразрядные лампы. Фотореле способно запитать их любое количество при правильном подключении. Некоторые фотореле имеют встроенный усилитель сигнала, который подается на третьи устройства, которые осуществляют контроль за системой освещения. Чтобы процесс коммутации происходил максимально надежно, в фотореле могут быть установлены тиристорные ключи, которые максимально быстро передают сигнал от фотореле.

Разновидности датчиков

Все фотореле условно можно выделить в несколько групп. Каждую из этих групп фотореле будет объединять один из показателей их характеристик. Среди групп фотореле выделяют:

по номинальному напряжению;
по номинальной нагрузке;
по герметичности корпуса;
по способу монтажа;
по дополнительным регуляторам.

Лампочки, которые подключаются к фотореле необязательно могут работать от сит в 220 вольт, поэтому есть отдельные модели фотодатчиков, которые рассчитаны на номинальные напряжения в 12, 24 и 36 вольт. Обычно на фотореле указывается номинальная сила тока, которую выдерживает прибор. Именно по этому параметру легко рассчитать нагрузку, которую будет выдерживать фотореле. Например, если на фотореле написано, что оно рассчитано на 6 ампер, то при 220 вольтах это означает, что фотодатчик с легкостью потянет освещение с общей мощностью в 1,32 кВт. Для этого достаточно воспользоваться формулой P=UI, т. е. умножить силу тока на напряжение. По способу монтажа датчик может быть уличным или внутренним. И уже от этого будет зависеть

Совет! Всегда покупайте фотореле с запасом по мощности. Это позволит впоследствии подключить к фотореле большую нагрузку, если это потребуется.

Судить о том, где может быть установлено фотореле: на улице или в доме, можно по тому, какая степень защиты по стандарту IP на нем указана. Если стоит цифра 68 после этих букв, то такой датчик можно спокойно повесить под проливным дождем, и он не выйдет из строя. Форма корпуса фотореле может быть самой разнообразной: квадрат, прямоугольник, конус, шар и другие. Выбирайте то, что вам нравится больше всего и соответствует месту монтажа. Некоторые фотореле располагают дополнительными возможностями, такими как регулировка чувствительности. Она особенно понадобится зимой, когда выпадает снег. Последний отлично отражает свет. Прогулка ночью, когда лежит снег менее страшна, чем без него. Но фотореле может воспринять его отражение, как наступление утра, поэтому освещение с непредсказуемой частотой может включаться и отключаться.

Обратите внимание! В продаже доступны комбинированные фотореле. Они могут идти в паре с датчиком движения. При этом свет будет включаться только в темное время суток и только тогда, когда будет наблюдаться определенное движение в контролируемой зоне.

Преимущества применения

Преимущество применения фотореле сложно переоценить. Это не только экономит время, но и средства. Некоторые здания требуют того, чтобы в вечернее время включалось освещение фасадов для создания уникального пространственного эффекта. Всем нравится, когда уличные фонари включаются своевременно. Фотореле могут применяться в паре с системами видеонаблюдения. Некоторые виды последних требуют хороший свет для качественной картинки. Фотореле используются не только для освещения. В некоторых случаях фотодатчики используются для систем полива. Как только прячется солнце, включаются насосы орошения. Делается это именно так, чтобы под палящим солнцем не опалить листву растений.

Если вы постоянно контролируете счета за электричество, тогда обязательно увидите снижение цифры после начала применения фотодатчика. Производители стараются упростить схему сборки и подключения датчика света. Это означает, что для его монтажа нет необходимости привлекать профессионала, а все можно осуществить самостоятельно. Фотодатчик дает возможность повысить безопасность собственного жилища. Для взлома часто выбираются дома с плохим освещением. Фотореле будет срабатывать даже тогда, когда никого не будет дома и создавать эффект присутствия хозяев. В большинстве своем фотореле соответствуют заявленным характеристикам, поэтому говорить о недостатках не приходится. Могут быть только различия в моделях.

Что выбрать

Выбирать фотореле для освещения стоит под конкретные потребности или проект. Для этого необходимо учесть несколько факторов:

общая мощность освещения;
положение участка для освещения;
напряжение освещения;
место установки датчика;
время работы освещения;
наличие системы наблюдения;
необходимость дополнительных модулей.

Рядом с каждым пунктом этого списка необходимо сделать требуемые пометки. Это позволит быстрее проанализировать характеристика фотореле, о которых говорилось выше. В некоторых случаях потребуется монтаж нескольких датчиков освещения.

Способы и схемы подключения

Разобраться с тем, как подключить фотореле для освещения сможет каждый, кто не обладает специальным образованием в области электротехники. Если в общем описать схему подключения фотореле в цепь, то она сводится к тому, что подающий провод питания заводится в сам датчик. От фотореле делается подводка фазы к потребителю, а нулевой провод отдельно подается от щитка. Есть три основных метода подключения фотореле для освещения в цепь:

с разводкой в коробке;
с разводкой в самом датчике;
подключение нагрузки через пускатель.

На рисунке показано, как происходит подключение проводов не в датчике, а в специальной распределительной коробке. Именно такой способ считается грамотным. При этом коробку необходимо приобретать герметичную. В ней должны быть резиновые прокладки под крышкой, а также в каждом вводном отверстии. Только в таком случае можно гарантировать отсутствие окислительных процессов на контактных площадках.

Бывают проекты, где общая мощность всей системы в десятки раз превышает номинальную мощность фотореле. В таких случаях потребуется применение пускателя. Суть схемы будет заключаться в том, что питание на всех потребителей будет идти не через фотореле, а через контактор. Сам фотодатчик будет только сигнализатором, который будет давать команду на замыкание или размыкание контактов пускателя. Такой метод наилучший с точки зрения безопасности. Срок службы фотореле при использовании пускателя увеличивается в несколько раз. Пример схемы такого подключения можно видеть ниже.

Не все производители указывают предназначение проводов, которые находятся на фотореле для уличного освещения. Обычно их предусмотрено три. К двум из них подключается кабель питания. Обычно это синий и черный. К синему подводится ноль от щитка, к черному или коричневому подается фаза. Есть еще и третий красный провод. Он служит для подачи напряжения от фотореле к потребителю. На схеме видно, что из коробки к потребителю также отдельно идет нулевой провод.

Поиск места для монтажа

Знание способа подключения – не все, что необходимо для монтажа датчика для уличного освещения. Для него необходимо подобрать правильное место и высоту для монтажа. Именно в этом случае он будет корректно определять уровень освещенности. Первым фактором является необходимость открытой местности. То ест не должно быть никаких препятствий, которые бы мешали попаданию солнечного света на датчик. Поэтому лучше не размещать его под крышей. Высота размещения фотореле должна быть такой, чтобы к нему было легко добраться при необходимости выполнить обслуживание. Но свет от фар автомобилей должен находиться ниже, чтобы датчик не срабатывал на них.

В ночное время, когда присутствуют источники искусственного света, датчик необходимо максимально удалить, чтобы свет фонарей уличного освещения или свет из окон не попадал на него. В некоторых случаях придется несколько раз изменить положение фотодатчика уличного освещения до того момента, когда будет найден оптимальный вариант. Некоторые советы можно почерпнуть из видео:

Совет! Не располагайте датчик уличного освещения далеко от дома или другого помещения. Так легче будет осуществлять его контроль и очистку. Не располагайте его на столбе, который он будет контролировать, т. к. это только доставит хлопот. Такой подход потребует дополнительного метража кабеля, но в итоге такие затраты окупятся экономией времени.

Советы по настройке датчика

Дешевые модели датчиков не поддерживают никаких дополнительных настроек. В них выставлены средние положения, которые поддерживаются на протяжении всего периода функционирования. В других решениях есть два регулятора. Они понадобятся уже после полной установки и запуска всей системы. Регулятор часто представляет собой небольшое углубление под отвертку с указанием шкалы на корпусе. Одни из них позволяет отрегулировать чувствительность. То есть порог, при котором будет производиться включение всего освещения. Это очень полезный элемент, который позволяет поддерживать необходимые значения в различные по продолжительности дни. Для выбора правильного положения, его необходимо поставить в крайнее левое положение или к минусу. Как только наступит вечер и уже будет необходимо освещение, тогда потребуется вращать регулятор к плюсу до момента запуска уличного освещения. Делать это стоит очень плавно, чтобы не пропустить момент срабатывания.

Есть ли альтернатива

В некоторых местностях установка фотореле затруднена рельефом или обилием деревьев. В таких случаях можно использовать современную наработку, которая привязывается не к уровню освещения, а к другим данным. Такой прибор называется астрономическим таймером. Благодаря точному времени движения земли вокруг солнца и своей оси легко предсказать время восхода и заката в конкретной местности. Именно и делает этот прибор. Во время первого включения понадобится указать свое местоположение с помощью координат, а также точное время. Благодаря встроенной микропрограмме прибор будет включать и выключать уличное освещение.

Преимуществом такого решения будет над фотореле является независимость от того, что происходит на улице. В дождливую погоду, когда света на улице мало, фотореле может ошибочно определить, что наступили сумерки и необходимо включить освещение. Астротаймер ориентируется по времени и координатам, поэтому на него не влияют такие изменения. Если фотореле испачкалось или притрушено снегом, то также могут быть ложные срабатывания. Для таймера, который работает по координатам не нужно выделять особое место для установки. Его можно разместить в любом удобном месте в доме. В некоторых моделях допускается регулировка отсрочки включения. Недостатком может быть только цена, но за качество необходимо платить.

Обратите внимание! Вместо фотореле, можно использовать обычный временной таймер. Он будет подавать питание на освещение в заданное время. Он не такой удобный, как фотореле, но также сможет неплохо выручить.

Заключение

Обладая изложенной информацией, вы сможете легко самостоятельно приобрести фотореле и установить его. Вы по достоинству оцените преимущества фотореле над ручным включением освещения. Если у вас во дворе смонтирован уникальный проект иллюминации, тогда он будет радовать вас каждый раз после захода солнца.

bouw.ru