Фото реле управляемое солнцем схема

Благоустройство придомовой территории часто нуждается в устройствах, использующихся для того, чтобы автоматически включать свет после наступления сумрака и отключать с рассветом. В этих целях может использоваться как фотореле, так и астротаймер.

Первое устройство отличается своей простотой и доступной стоимостью, тогда как второй – сложностью конструкции и дороговизной. Именно поэтому все большее количество владельцев частных домов отдают свое предпочтение фотореле для уличного освещения. Прежде чем приступить к его монтажу, следует разобраться во всех особенностях такого приспособления.

Конструктивно датчики могут быть как встроенными – выполненными в одном корпусе с датчиком, так и выносными. Последние отличаются своей герметичностью и высоким уровнем влагостойкости, соответствующим классу IP 65.

Дополнительно фотореле могут оснащаться специальными контроллерами. Они обладают таймерами, предоставляющими возможность установки времени включения и выключения.

Прибор может продаваться под разнообразными названиями. Нередко его называют фотодатчиком, фотоэлементом, световым датчиком, или же сумеречным выключателем.

Несмотря на это, функциональность всех перечисленных устройств одинакова. Именно поэтому они отличаются примерно одинаковым способом подключения, о котором речь пойдет ниже.

Как подключить фотореле для уличного освещения через выключатель

Подключение преимущественно происходит посредством стандартного одноклавишного выключателя. В таком случае не надо будет постоянно отправляться в щитовую чтобы включать и отключать питание.

При соединении фотореле в распределительной коробке через выключатель будет четыре соединения. Фаза питания в такой ситуации будет постепенно поступать по такой цепочке:

• автомат питания;
• выключатель;
• датчик;
• непосредственно фонарь.

Независимо от выбранной схемы, световой датчик ни в коем случае не должен находиться в месте, которое может освещаться фонарем.

Как работает фотореле

Главным функциональным элементом фотореле считается фоторезистор или же фототранзистор. Они способны менять собственные параметры при изменении освещения. Если на эти приспособления попадает необходимое количество света, то цепь будет оставаться разомкнутой.

У каждого устройства существует собственная настройка чувствительности. Ее порог срабатывания можно задать вручную. На таких распространенных на рынке моделях, как ИЭК ФР-601 и ФР-602, это делается при помощи регулятора. Он может выставляться в диапазоне от «+» до «-». Достаточно один раз настроить фотореле на включение освещения в нужное темное время суток и на выключение.

Важно! Если выбрать максимальное положение, фотореле будет включаться в даже в темный облачный день. В минимальном положении устройство начнет работать в кромешной тьме.

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.

Схема подключения

На вход датчика света надо завести фазу и ноль. С места выхода фаза идет на нагрузку. Под ним подразумевается фонарь, который должен срабатывать при наступлении ночи. Ноль на нагрузку должен идти от автомата или же с нулевой шины эдектрощитка.

В соответствии с правилами монтажа соединение уместно выполнять в распредкоробке. Она должна обладать соответствующей герметичностью. Это обусловлено тем, что в большинстве случаев коробка размещается на улице недалеко от прожектора. Ниже показана наиболее часто используемая схема подключения:

Дополнительно может понадобиться пускатель. Он добавляется в схему в тех случаях, когда включать нужно довольно мощный уличный прожектор, расположенный на столбе. Такое устройство, как магнитный пускатель, неплохо переносит пусковые токи, будучи рассчитанным на постоянное срабатывание прожектора.

Из этой статьи вы могли узнать, как правильно подключать фотореле своими руками. Как видите, все эти работы можно выполнить самостоятельно без соответствующего опыта или же навыков, достаточно всего лишь следовать схемам!

Источник: electromc.ru

Устройство и принцип действия

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.

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.

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.

Интересный материал для ознакомления: что такое вариасторы.

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).

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. 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.

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.

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

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.

Материал в тему: устройство подстроечного резистора.

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.

Технические характеристики фотореле для уличного освещения

Любое фотореле имеет определенные технические характеристики, в соответствии с которыми можно подобрать его для конкретных задач:

Напряжение питания. В большинстве случаев фотореле предназначены для работы в сетях 220 В, частотой 50 Гц.

• Максимальный ток нагрузки. Это очень важный показатель, который говорит о том, какой мощности нагрузку может коммутировать фотореле. Чем мощнее нагрузка, тем больше должен быть ток. Обычно этот параметр находится в диапазоне от 5 до 16 А.
• Производитель может указывать различные токи нагрузки при разных показателях cosϕ, если подключается реактивная нагрузка. Люминесцентные лампы являются реактивной нагрузкой и это нужно учитывать при выборе фотореле.
• Порог срабатывания при определенном уровне освещенности. Большинство фотореле имеют регулируемый порог срабатывания в диапазоне от 5 до 50 лк (люкс). Регулировка производится специальным потенциометром.


• Собственная потребляемая мощность при срабатывании – какую мощность потребляет фотореле во время срабатывания реле. Обычно она составляет от 5 до 10 Вт.
• Собственная потребляемая мощность в дежурном режиме. В современных фотореле она чрезвычайно мала – 0,1—1 Вт.
• Внешний Вид Фотореле Задержка от кратковременного затемнения.Большинство фотореле снабжены специальной схемой задержки, которая позволяет избежать ложных срабатываний. Интервал времени составляет обычно от 15 до 30 секунд. Степень защиты оболочки.
• Существует международная система классификация степеней защиты оболочки от проникновения твердых предметов и воды — Ingress Protection Rating. Учитывая, что большинство фотореле устанавливаются на улице, лучше приобретать его со степенью защиты не менее IP44. Диапазон рабочих температур.Чем он больше, тем лучше. Хорошее фотореле должно работать в диапазоне от -20 до +50°C.
• Типы фотореле для уличного освещения По расположению датчика освещенности фотореле могут быть: Со встроенным датчиком освещенности, смонтированным в корпусе прибора. С выносным датчиком освещенности. Такие фотореле обычно устанавливаются в электрощиты на DIN-рейку, а датчик располагается снаружи и подключается при помощи кабеля. Фотореле может совмещаться в одном корпусе с датчиком движения, о нем подробнее тут. Тогда только в темное время суток при наличии движущегося объекта в поле зрения прибора будет срабатывать датчик и включать освещение.

Фотореле может иметь регулятор порога срабатывания и большинство этих умных приборов имеет его. Очень редко, но встречаются модели, не имеющие регулировки. Естественно, при выборе наиболее предпочтительными должны быть фотореле с возможностью регулировки. Некоторые фотореле могут иметь встроенный таймер, позволяющий задавать интервал времени, в течение которого разрешена работа фотореле. За пределами этого периода освещение включаться не будет. Некоторые модели имеют на корпусе выключатель, который позволяет принудительно включать или отключать освещение независимо от времени суток, что может быть полезно в некоторых случаях. Например, если нужно вообще отключить освещение на какой-то период, при этом не надо отключать провода от клемм прибора.

Выгода от выбора реле освещения

Сегодня актуальным становится вопрос экономии электрической энергии и денежных средств. Заметим, что при помощи сегодняшних технологий доступна 30% экономия энергии. Фотореле – это оптимальный выбор для управления бытовым, охранным, промышленным, торговым освещением. Выбирая реле для уличного освещения, вы сможете продлить срок службы ламп и осветительных приборов, а также наслаждаться экономией на освещении. В приборе реализована полезная функция обязательного включения и принудительного отключения источников света даже при выходе фотодатчика из строя.

Возможно задавать режим управления освещением не только с учетом времени суток, но и дополнительные диапазоны, например, не включать свет, когда персонал на объекте отсутствует. Достоинства прибора в том, что он имеет сравнительно простую настройку, не требующую корректировок. Один раз задав требуемый режим работы прибора РФТ-2, вы больше можете не беспокоиться о вкл./выкл. системы освещения, ведь реле сделает за вас всю работу.

Основные выгоды от использования профессионального реле управления освещением.

1. Энергосбережение и сокращение расходов;
2. Автоматизация и исключение ошибок;
3. Своевременное включение/выключение света;
4. Повышение комфорта и безопасности.

Высокая точность, надежность и бесперебойность – это свойства профессионального фотореле управления освещением НПО Электроавтоматика. В работе прибора исключены сбои и ошибочные срабатывания. Создайте задержку на включение, чтобы реле не реагировало на кратковременное изменение освещенности: например, машина в светлое время припарковалась и затемнила зону датчика освещения.

В конструкции содержится аккумулятор, который при сбоях в электросети защищает данные от потери. Вас также приятно порадует простой и быстрый монтаж прибора. Реле устанавливают на дин-рейку, можно также закрепить прибор с помощью шурупов.

Источник: ElectroInfo.net

Одной из задач, выполняемых при помощи фотодатчиков, является управление освещением. Такие схемы называются фотореле, чаще всего это простое включение освещения в темное время суток. С этой целью радиолюбителями было разработано немало схем, вот некоторые из них.

Наверное, самая простая схема показана на рисунке 1. Количество деталей в ней, невелико, меньше уже не получится, а эффективность, читай чувствительность, достаточно высокая.

Это достигнуто тем, что транзисторы VT1 и VT2 включены по схеме составного транзистора, называемой также схемой Дарлингтона. При таком включении коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления составляющих транзисторов. Кроме того, такая схема обеспечивает высокий входной импеданс, что позволяет подключать высокоомные источники сигнала, как показанный на схеме фоторезистор PR1.

Рисунок 1. Схема простого фотореле

Работа схемы достаточно проста. Сопротивление фоторезистора PR1 с увеличением освещенности уменьшается до нескольких КОм (темновое сопротивление несколько МОм), что приведет к открыванию транзистора VT1. Его коллекторный ток откроет транзистор VT2, который включит реле K1, которое своим контактом включит нагрузку.

Диод VD1 защищает схему от ЭДС самоиндукции, возникающей в момент выключения реле K1. Таким образом, очень маломощный сигнал фоторезистора преобразуется в сигнал достаточный для включения обмотки реле.

Чувствительность этой простой схемы достаточно высока, иногда просто избыточна. Чтобы ее уменьшить, и регулировать в необходимых пределах можно добавить с схему переменный резистор R1, показанный на схеме пунктиром.

Напряжение питания указано в пределах 5…15В, — зависит от рабочего напряжения реле. Для напряжения 6В подойдут реле РЭС9, РЭС47, а для напряжения 12В РЭС49, РЭС15. При указанных на схеме транзисторах ток обмотки реле не должен превышать 50мА.

Если вместо транзистора VT2 поставить, например, КТ815, то выходной ток может быть больше, что позволит применить более мощные реле. А вообще, чем выше напряжение питания, тем выше и чувствительность фотореле.

Схема фотореле с фотодиодом

Схема этого фотореле показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема фотореле с фотодиодом

Как и предыдущая, она также содержит минимальное количество деталей, благодаря применению операционного усилителя (ОУ). В данной схеме ОУ включен по схеме компаратора (сравнивающего устройства). Нетрудно видеть, что фотодиод LED1 включен в фотодиодном режиме, — питание подано так, что фотодиод смещен в обратном направлении.

Поэтому, при снижении уровня освещенности сопротивление светодиода Led1 возрастает, что приводит к уменьшению падения напряжения на резисторе R1, а следовательно и на инвертирующем входе компаратора OP1.

Напряжение на неинвертирующем входе ОУ устанавливается при помощи переменного резистора R2, и является пороговым — задает порог срабатывания. Как только напряжение на инвертирующем входе станет меньше, чем пороговое, на выходе компаратора появится высокий уровень напряжения, который откроет транзистор T1, который включит реле K1.

Реле и транзистор в этой схеме можно подобрать, руководствуясь рекомендациями к схеме, показанной на рисунке 6. В качестве компаратора можно использовать ОУ типа К140УД6, К140УД7 или подобные. Источник питания для схемы подойдет любой, можно даже бестрансформаторный, без гальванической развязки от сети. В этом случае при наладке следует быть внимательным, соблюдать правила техники безопасности. Идеальным вариантом следует считать использование для настройки схемы разделительного трансформатора или, как его иногда называют трансформатора безопасности.

Настройка устройства сводится к установке порогового напряжения таким образом, чтобы включение происходило уже при наступлении сумерек. Чтобы не дожидаться этого природного момента, можно в затемненной комнате засвечивать фотодиод лампой накаливания, включенной через тиристорный регулятор мощности. Эта же методика пригодна для настройки и других схем фотореле.

Возможно, что при срабатывании фотореле релюшка будет дребезжать. Избавиться от этого явления можно присоединив параллельно катушке электролитический конденсатор на несколько сотен микрофарад.

Фотореле на микросхеме

Специализированная микросхема КР1182ПМ1 представляет собой фазовый регулятор мощности, то же самое, что обычный тиристорный. Весьма важным и ценным свойством такого регулятора мощности является то, что он включается в схему как двухполюсник, не требуя для себя дополнительного провода питания: просто включил параллельно выключателю и все уже работает! На рисунке 4 показано, как на этой микросхеме можно построить несложное фотореле.

Рис. 3. Микросхема КР1182ПМ1

Рисунок 4. Схема фотореле на микросхеме КР1182ПМ1

Управляющие выводы микросхемы 3 и 6. Если между ними подключить просто обычный однополюсный выключатель, то при его замыкании нагрузка будет отключаться! Если его разомкнуть, то нагрузка подключится. Кстати, без дополнительных внешних тиристоров или симистора, и даже без радиатора, микросхема выдерживает нагрузку до 150Вт. Это в случае, если при включении нагрузки нет бросков тока, как у ламп накаливания. Лампу накаливания в таком варианте можно включать мощностью не более 75Вт.

Просто выключатель к этим выводам подключать как бы ни к чему, если только в комплексе с другими деталями. Если не обращать внимания на фототранзистор и электролитический конденсатор, мысленно оставить только переменный резистор R1, то получается просто фазовый регулятор мощности: при перемещении его движка вверх по схеме выводы 3 и 6 замыкаются накоротко, тем самым отключая нагрузку, как упомянутым выше контактом. При перемещении движка вниз по схеме мощность в нагрузке изменяется от 0…100%. Тут все понятно и просто.

Если к этим выводам подключить электролитический конденсатор (считаем, что фототранзистора в схеме пока нет), то получится просто плавное включение нагрузки. Каким образом?

Сопротивление разряженного конденсатора невелико, поэтому поначалу управляющие выводы микросхемы 3 и 6 практически замкнуты накоротко и нагрузка отключена. По мере заряда сопротивление конденсатора возрастает (достаточно вспомнить проверку конденсаторов омметром), напряжение на нем тоже растет, мощность в нагрузке плавно увеличивается. Получается устройство плавного включения нагрузки. Причем мощность в нагрузку будет подана на столько, насколько введен движок переменного резистора R1. При отключении устройства от сети конденсатор разряжается через резистор R1, подготавливая устройство к следующему включению. Если конденсатор разрядиться не успеет, то плавного включения не будет.

Вот теперь и добрались до самого главного, до фотореле. Если теперь к управляющим выводам 3 и 6 подключить фототранзистор, то получится фотореле. Работает оно следующим образом. Днем при высокой освещенности фототранзистор открыт, поэтому сопротивление его участка коллектор – эмиттер невелико, выводы 3 и 6 замкнуты между собой, нагрузка отключена.

При плавном уменьшении освещенности в вечерние часы фототранзистор плавненько будет открываться, постепенно увеличивая мощность в нагрузке, то есть в лампе. Никаких пороговых элементов в этой схеме нет, поэтому лампа будет зажигаться и гаснуть постепенно.

Чтобы фотореле не сработало в тот момент, когда включится своя же лампа, фототранзистор желательно защитить от такой подсветки. Проще всего это сделать с помощью пластиковой трубки.

Читайте также по этой теме: Самый простой сумеречный выключатель своими руками

Борис Аладышкин

Источник: electrik.info