Датчик света (фотореле) для уличного освещения

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.

Принцип действия

На схеме показан принцип действия устройства. Фоторезистор PR1 уменьшает при повышении освещенности свое сопротивление до нескольких Ком, благодаря чему открывается фототранзистор VT2, который включает фотореле K1, и уже это устройство, в свою очередь, начнет передавать сигналы. Защищает схему от самоиндукции диод VD1. Благодаря такому принципу, даже очень слабые сигналы позволяют включать или выключать свет.

Фото — Схема фотореле

Главная рабочая часть — фотоэлемент, представляет собой газовую трубку, в которой производится ионизация газа. Она имеет катод, который способен вырабатывать электроны пропорционально интенсивности направленного к ней света, также трубка оснащена анодом для сбора электронов.

Фото — Фотореле

Всякий раз, когда отрицательно заряженная поверхность помещается в атмосферу ионизируемого газа, такого как пары ртути или какой-либо инертный газ, на неё переходят электроны. Там посредством использования теории скоростей Ферми-Дирака, электроны ускоряются в зависимости от силы приложенного электрического поля.

Фото — Фотореле TDM

Эти электроны перемещаются на относительно короткое расстояние до столкновения с атомом ионизирующего газа. Когда электрон, имеющий постоянную кинетическую энергию, проходит через ионизирущее вещество, он нарушает атомы, с которыми сталкивается. Также его траектория действия может периодически меняться. Если материал является газообразным, то полученные фрагменты или ионы могут перемещаться в противоположную сторону друг от друга. Но если электроны выбиты из атомов, то они двигаются в одном направлении, а остаточные положительные ионы — в противоположном. Выход типа ионизации или фотоэлемента зависит от числа электронов на аноде.

Именно перемещения электрических частиц в определенной последовательности и становится причиной переключения приспособления. Нужно сказать, что это особенно удобно для устройств с датчиком движения Finder, Legrand.

Где поставить

Правильно выбрать место для установки фотореле для уличного освещения — тот еще квест. Надо учесть несколько требований:

  • На фотореле или фотодатчик (если он выносной) должен попадать дневной свет.
  • Любые источники искусственного света (фонари, окна, рекламные щиты) должны находится как можно дальше. Желательно чтобы устройство не реагировало на их включение/выключение.
  • Минимизировать возможность попадания света фар.

Фотореле IEK со встроенным фоточувствительным элементом

При все при этом, высота установки фотореле — на уровне 1,8-2 м. Это даст возможность регулировать параметры «с земли». Можно и выше, но понадобиться стремянка/лестница или стул/табуретка.

Как понимаете, найти такое место непросто. Есть несколько хитростей, которые облегчают решение:

  • Оградить фотореле или фотодатчик от света из окон или от фонарей (говорят от «засветки») можно при помощи 15-20 сантиметрового отрезка пластиковой трубы черного цвета и большого диаметра. Нижний край подпилить под углом, чтобы труба «смотрела» вверх. Конкретно угол подбирается «по месту», но обычно получается в районе 45-30° от вертикальной плоскости (стена, столб и т.д.).
  • Если фотореле ставится на один мощный светильник, разумнее всего разместить его сзади плафона. В зоне где свет попадает меньше всего.

Правильно выбрать место для фотореле

И еще совет из практики: подстроить параметры работы проще, если датчик освещенности фотореле стоит на восточной или западной стене. Но только в том случае, если там нет ярко светящихся объектов. В таком случае лучше всего выбирать ту сторону, где «засветка» меньше всего.

Подключение фотореле к светодиодному прожектору

Самой доступной и понятной для пользователей схемой подсоединения является прямой монтаж к сети электроснабжения. На прибор обязательно необходимо подать 220В, то есть фазу и ноль.

Все провода этого устройства, как правило, окрашены в разный цвет.

Это важно. По паспорту, который прилагается к фотореле, нужно определить вход фазы подключения и выход на светильник.

В этом плане следует выделить такую закономерность:

  • ноль: синий провод;
  • входная фаза: коричневый провод;
  • выход на прожектор: красный провод.

На проводе, осуществляющем выход на нагрузку, фаза возникает лишь в момент срабатывания прибора. Ее нужно заводить непосредственно в сам прожектор.

Важно! В классическом исполнении устройства длины провода может не хватить. Для наращивания нужно использовать кабель с сечением 1,5 мм².

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.

Принцип работы устройства

Итак, сначала рассмотрим, как работает сумеречный выключатель, чтобы Вы уловили особенности его подключения, которые мы предоставим ниже.

Конструкция фотореле включает в себя три основных элемента: фотоэлемент, компаратор и реле.

Что касается фотоэлемента (а в основном это фотодиод, фототранзистор либо фоторезистор), его основное назначение – анализ интенсивности света. Если на улице станет темнеть либо светлеть, фотоэлемент даст об этом знать, на основании чего и произойдет включение/выключение света. Компаратор — это так называемый порог срабатывания системы. Если напряжение, подаваемое фотоэлементом, превысит уставку, компаратор включит реле, а соответственно и светильник. Реле (либо симистор) является выходным устройством, которое коммутирует нагрузку (в нашем случае это лампочка).

Проще говоря, принцип работы такой: при снижении уровня освещения изменяется сопротивление на фоторезисторе, в результате чего повышается напряжение и происходит срабатывание реле. Результат – лампа, к которой подсоединено устройство, включается до тех пор, пока не начнет светать.

Видео обзор детектора от фирмы Feron, модель SEN27:

Типы устройств

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

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

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

Схемы подсоединения

Перед тем как переходить к установке светоконтролирующего выключателя (еще одно из популярных названий) вместо обычного выключателя света, нужно разобраться с тем, как нужно подключить провода к светильнику и клеммам датчика. Итак, схема подключения фотореле для уличного освещения может быть представлена в двух вариантах: с использованием распределительной коробки и без ее применения. Первый вариант принято использовать тогда, когда происходит замена электропроводки в доме, т.к. в этом случае нужно будет выводить новую линию из монтажной коробки.

Выглядит разводка жил следующим образом:

Как Вы видите, подсоединение фотореле к светильнику практически не отличается от подключения выключателя света. Также как и в обычном варианте, фаза ведется на разрыв, а ноль напрямую к фонарю. Единственная разница в том, что нулевой провод должен заводиться еще и в сам фотодатчик.

Если Вы уже сделали ремонт в доме и не желаете штробить стену под новую линию, можно использовать второй вариант подключения фотореле своими руками – напрямую:

В этом случае все 3 провода: фаза, ноль и заземление заводятся внутрь корпуса и поджимаются клеммами. Как первый, так и второй способ монтажа является правильным. Выбрав подходящий вариант можно переходить далее – к установке фотореле своими руками.

Нюансы схемы подключения

Доступны несколько вариантов монтажа. Выбор той или иной схемы подключения фотореле для уличного освещения обусловлен конструктивными особенностями применяемых модулей.

Особенности подсоединения с тремя выводами

При наличии на корпусе агрегата сразу трех выводов процесс подключения проводов организовывается следующим образом. Кабель коричневого цвета необходимо подсоединить к вводу фазы монтажного короба. Синий привод подключается к нулевому элементу, в то время как провод красного цвета — к клемме на корпусе монтажного короба, куда выходит фаза на осветительный прибор.

Подключение с двумя выводами

При наличии на корпусе устройства только двух выводов процесс подключения несколько упрощается. Подсоединение ввода фазы осуществляется к подходящему элементу на монтажном коробе. Таким же образом нулевой провод соединяется с клеммой на корпусе фотореле. По аналогии осуществляется подсоединение осветительных приборов.

Наличие на входе одной пары клемм достаточно для получения контроля над несколькими приборами освещения. Подсоединение проводов к регулятору фотореле происходит параллельным способом.