Фотодатчик (фотореле) для уличного освещения: конструкция, принцип работы и советы по монтажу

Преимущества и недостатки использования фотореле для уличного освещения

Чтобы обеспечить необходимый уровень видимости во дворе дома и при этом не беспокоиться о постоянном включении и отключении электрооборудования, следует установить простой уличный светильник с датчиком освещённости. Устройство фотоэлемента имеет небольшую плату управления и корпус, поэтому оно не занимает много места и обладает незначительным весом. По этой причине датчик можно установить практически на любой поверхности.

Благодаря прибору достигается существенная экономия электроэнергии, поскольку расход её значительно меньше. Также к преимуществам использования фотоэлемента следует отнести:

• работу устройства при малых токах;
• высокую скорость срабатывания, в сравнении с механическими аналогами;
• большую производительность устройств;
• отсутствие механических контактов (что исключает быстрый износ оборудования);
• длительный период эксплуатации.

Наряду с преимуществами датчиков света, следует рассказать о существующих недостатках. В первую очередь необходимо тщательно проверять корпус устройства во время покупки на предмет герметичности. При её отсутствии внутрь корпуса может проникнуть влага и вызвать окисление контактов.

Герметичный корпус сумеречного фотодатчика

Также необходимо следить за тем, чтобы прибор не оплавлялся при работе и не имел механических повреждений.

Мнение эксперта

Виталий Панфилов

Инженер-проектировщик СС, ОС, СКУД (системы связи, охранно-пожарная сигнализация, система контроля управления доступом) ООО «АСП Северо-Запад»

Спросить у специалиста

“Грязный корпус фотодатчика препятствует нормальному проникновению лучей света. По этой причине необходимо всегда устройство содержать в чистоте.”

Это интересно: Как выбрать светодиодные лампы на 12 Вольт

Описание фотореле

Чувствительное фотореле на симисторе ГОСТ 51324.2.1-99. представляет собой оптронный прибор, состоящий из светодиодов, оптически связанных с контактами электроприборов. Его еще часто называют сумеречный светодиодный датчик, приспособление день-ночь и т.д.

Фото — Фотореле фото

Фотореле предлагают различные преимущества по сравнению с механическими реле времени:

1. Малый размер. Размещенное в небольших блоках, таких как USOP, приспособление разрабатывается с уменьшенной платой;
2. Длительный срок службы. При отсутствии механического контакта, значительно продлевается срок годности за счет того, что полностью отсутствует износ;
3. Слаботочный привод. Данный прибор может работать с поступающим током даже в несколько миллиампер без усилителя. Таким образом, соседние устройства могут обходиться без драйверов;
4. Бесшумная работа. При отсутствии механического контакта, бесконтактное реле при работе не издает совершенно никаких звуков;
5. Высокая скорость. Фотореле примерно в 10 раз быстрее, чем механические аналоги (которые принимают несколько миллисекунд для переключения).
6. Отличная производительность, многие приборы поставляются с таймером.

Составляющими прибора являются: три контактных провода для подключения к общей сети, магнитный пускатель, якорь.

Фото — Фотореле в разобранном виде

Видео: простое фотореле

Назначение и принцип действия

Названий у этого устройства масса. В литературе встречается название светоконтролирующий выключатель или светочувствительный автомат, а при общении можно услышать — датчик освещенности или света, фотодатчик, сумеречный/сумерек датчик или день/ночь. Возможно, есть и другие. Но все это — об одном устройстве, которое включает освещение при наступлении сумерек и отключает его на рассвете.

Автоматизировать управление уличным освещением можно при помощи фоточувствительного реле

Фотореле делают на основе фоторезистора или фототранзистора, которые при изменении освещенности меняют свои параметры. Пока на них попадает достаточное количество света, цепь питания остается разомкнутой. По мере наступления темноты параметры фоторезистора/транзистора изменяются и, при определенном значении (задаются настройками), цепь замыкается. Утром процесс проходит с точностью до наоборот: при достижении освещенности определенного уровня цепь питания разрывается.

Как сделать датчик освещения самостоятельно

Датчик света для уличного освещения сделать самостоятельно вполне реально, потребуются лишь базовые навыки работы с паяльником, а также умение читать электрические схемы. Самый простой датчик состоит из двух транзисторов (типа КТ315Б), фоторезистора, переменного резистора (он же выступает в качестве реостата для регулировки уровня срабатывания), а также реле (3-контактный, 2-х контактный подойдет для реле с ручным выключением). Единственный недостаток такого датчика освещения – это высокая вероятность ложного срабатывания из-за самоиндукции. Устранить такой недочет можно с помощью диода, которые будет «обрывать» возникающий индукционный ток.

Схема классического реле с фоторезистором

Схема серийного бытового фотореле от Camellion

Тот самый фоторезистор, сопротивление которого зависит от степени освещенности вокруг

Также для датчика необходимо смастерить защитный корпус, обязательно прозрачный, чтобы пропускать солнечные лучи к фоторезистору. Опять же – для этой цели подойдет пластиковая бутылка или стеклянная банка.

Такие платы фотореле можно купить на Алиэкспресс. Средняя цена — 25 рублей

Принцип работы

Датчик работает через специальный фотоэлемент. Он может быть различного вида:

• фоторезистор;
• фототранзистор;
• фототиристор;
• фотосимистор;
• фотодиод.

Каждый из перечисленных выше фотоэлементов по-разному реагирует на свет:

• резисторный тип — изменяет величину своего сопротивления, в результате чего и происходит включение света или его выключение;
• транзисторный тип осуществляет регулирование при облучении электрического сигнала светом.
• тиристорный тип — при облучении светом начинает взаимодействовать с постоянным током;
• симисторный тип — включает/выключает свет взаимодействуя с положительной или отрицательной составляющей гармоники. Такой фотоэлемент подает сигнал на схему датчика;
• диодный тип — в ходе облучения световым потоком он выбрасывает специальный импульс, который будет прямо пропорционален интенсивности освещения.

Этой информации будет вполне достаточно для того, чтобы приступить к подключению фотореле. С такой задачей может справиться своими руками каждый. Для этого потребуется всего лишь знать некоторые особенности процесса и алгоритм действий.

Применение и подключение

Электронные приборы со встроенным фотодатчиком света используются для организации и контроля автоматического уличного освещения, наружного фасадного, подъездного или бытового. Часто с ним в комплекте используются консольные светильники по типу ЖКХ, которые оснащены защитным стеклом и специальной решеткой.

Устройство работает на очень маленькой микросхеме и транзисторах, также на корпусе чаще всего дана инструкция, как правильно присоединить прибор. Мы используем светоконтролирующий выключатель, для того, чтобы продемонстрировать пошагово, как производится монтаж приспособления. Несмотря на внешне небольшой размер, этот прибор отлично справляется с функцией освещения дворов, парков и садов.

Фото — фотореле ФР-3

В основном фотореле для уличного освещения рекомендуется устанавливать в среднем положении. Чтобы своими руками установить включатель, нужно воспользоваться специальным кронштейном, который крепится в стену. Навес при помощи винта устанавливается непосредственно в фотореле. Место установки зависит от освещенности, постарайтесь подобрать такой участок, где ничто не мешает солнечным лучам попадать на рабочую поверхность приспособления, иначе на фотодиоде начнутся помехи, и прибор будет работать неверно. В зависимости от того, какие у устройства характеристики, не допускается наличие перед фотореле деревьев, мебели, занавесок и т.д.

Схема фотореле и его принцип подключения в сеть чаще всего изображено на коробочке от устройства, это очень удобно, не нужно искать подходящее именно под Ваш прибор. Подробная инструкция, как производится подключение фотореле своими руками:

1. Из реле выходит три провода: коричневый, синий и красный. Исходя из стандартных параметров и показателей, коричневый – это фазовый кабель, красный – выносным провод, уходит как коммутация на лампу, синий – нулевой (если Вы разрабатываете самодельное реле, то нужно учитывать эти разветвления);
2. Чтобы все правильно соединилось, необходимо как нагрузку подключить провода к консольной лампе, это демонстрирует обозначение схемы.

Чтобы проверить правильность подключения нужно включить пускатель в сеть, и посмотреть, работает ли прожектор или фонарь.

Фото — Подключение фотореле

Процедура подключения

Зачастую датчики с фотоэлементом крепятся к стенам с помощью специальных кронштейнов. Они должны идти в комплекте с купленной моделью. Чтобы правильно подключить фотореле для автоматизации уличного типа освещения, необходимо поделать следующие манипуляции:

на корпусе прибора обычно размещается схема подключения, которую следует детально изучить;

Вариант схемы

• после того как вы ознакомились со схемой, нужно подобрать подходящее место для установки. О том, каким требованиям должно соответствовать место установки, мы говорили несколько выше;
• подключаем провода, выходящие из низа корпуса датчика к осветительному прибору;
• после этого настраиваем фотореле. Вначале устанавливаем порог срабатывания. Для этого перемещаем регулятор в нужное нам положение;
• если вы устанавливаете датчики с выносным фотоэлементом, не забудьте после монтажа подсоединить их между собой с помощью кабеля.

При наличии в конструкции устройства таймера, подключение можно провести через него. Для этого таймер следует запрограммировать на определенные временные промежутки срабатывания. Такая система очень выгодна и удобна для светлого периода дня. Благодаря данному способу подключения можно добиться довольно значительной экономии электроэнергии.

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.

Установка и настройка

У фотореле со встроенным фотодатчиком из корпуса выходит три провода. Подключают их всегда одинаково:

• Красный идет на нагрузку — фонарь, лампочки, светильники.
• Коричневый или черный провод соединяется с фазой, взятой со щитка.
• К синему подключается нейтраль с шины с «рабочим нулем» из щитка.

Какие провода куда подключать в фотореле

Желательно также устройство заземлить, подключив к соответствующей клемме на корпусе. Сечение проводов подбирается в зависимости от мощности подключаемой нагрузки.

Настройка реле происходит после его установки и подключения. При наступлении сумерек дожидаетесь такого состояния, когда вы бы желания чтобы освещение включилось. Берете небольшую отвертку, крутите подстроечное колесико до тех пор, пока свет не зажжется.

Порядок подключения фотореле с выносным датчиком немного другой:

• фазу подключаем к клемме A1 (L) (в верхней части прибора);
• ноль заводим на клемму A2 (N);
• с выхода (в зависимости от модели, может находится в верхней части корпуса, тогда обозначается L’ или в нижней части корпуса) фаза подается на осветительные приборы.

Один из вариантов подключения — в видео. Тут реализована схема с магнитным пускателем.

Схема подключения датчика освещения — пошаговая инструкция

В датчиках освещения, как правило, имеется всего 3 контакта. Обозначаются тремя цветами: черный, красный, желтый (его могут менять на синий, коричневый, розовый, белый). На черный необходимо подавать фазу, на красный – ноль. Третий контакт – выходной, с него подается фаза на осветительный прибор (или распределительную коробку, с которой подключается уличное освещение). Дополнительный ноль для освещения берется непосредственно с щитка, его также можно вывести с любой другой электрической цепи дома.

Схема подключения фотореле с обычным включателем

Есть модели датчиков, у которых имеется 4 и 5 проводов. Они позволяют подключить сразу несколько линий, то есть, внутри фаза распределяется на 2 или 3 выходных контакта. Маркируются чаще всего аналогично: вход на фазу и ноль соответственно черного и красного цветов, остальные контакты – дополнительным цветом.

Но вышеуказанный принцип маркировки соблюдается далеко не всеми производителями, поэтому перед монтажом обязательно необходимо ознакомиться с приложенной инструкцией. В датчиках, где вместо входных проводов стоят клеммники вообще никаких обозначений может не быть.

В сумеречных реле принцип подключения аналогичный, но в большинстве моделей предусмотрен также выход на ноль. То есть, подводить его отдельно к освещению не нужно – провода выводятся непосредственно из реле. Но это является одновременно и недостатком – сам датчик получается массивным, под него приходится выделять отдельную распределительную коробку.

После установки останется только отрегулировать работу датчика. В большинстве моделей для этого предусмотрен регулятор под крестовую отвертку. Выполнять корректировку срабатывания следует в то время суток, когда и необходимо включать освещение.

Регулировка чувствительности здесь — снизу, сделан регулятор под крестовую отвертку

Цены на аккумуляторные отвертки

Аккумуляторная отвертка

Итого, алгоритм подключения датчика будет следующим:

Шаг 1. Подвести электролинию в место установки датчика. Потребуется фаза и ноль. Не обязательно заводить с щитка, если общая нагрузка не будет превышать 0,5 — 1 кВт.

Подводим линию электропитания

Шаг 2. Развести электропроводку для подключения освещения (если фотореле одно, то вывод с одной линии следует пускать на распределительную коробку). С места подключения фотореле выводится фаза, ноль заводится с щитка или другой линии электропроводки.

Подготавливаем провода для соединения

Шаг 3. Подключить фотореле по схеме, указанной в инструкции (предварительно обесточив линию).

Монтируем фотореле

Шаг 4. Подключить выход с датчика к линии освещения (выход — это фаза).

Подключаем датчик к освещению

Шаг 5. Тестовое включение линии.

Проверяем работоспособность

Шаг 6. Проверка работоспособности датчика, если необходимо — регулировка степени срабатывания.

Настраиваем датчик

Виды фотореле

Как уже говорили, есть фото-реле со встроенным и выносным датчиком освещенности. Кроме можно найти следующие разновидности:

• Со встроенным датчиком движения. Такие устройства ставят в местах, где свет необходим только во время нахождения рядом человека — возле туалета, на заднем дворе и т.п.

• С таймером. Если вы не хотите, чтобы свет горел ночью все время, а гас, например, в полночь, вам нужна такая модель. Выставляете таймер на желаемое время, он отключает освещение. Фотореле с таймером можно ставить на цепь, питающую декоративную подсветку двора, сада.

  Фотореле бывают разных видов

• Астротаймер. Это уже не фотореле, а более серьезной устройство, в память которого заложены время заката и восхода разных климатических зон. При настройке вы задаете часовой пояс и само устройство включает/отключает освещение в зависимости от заложенных данных. Астротаймер стоит намного дороже фотореле, но с ним нет никаких хлопот, ни с местом установки ни с засветкой.

Если вам нужна одна из описанных выше функций, совсем не обязательно покупать фотореле с датчиком движения или таймером. Можно установить обычный датчик, и, последовательно с ним, подключить нужное устройство (датчик движения или таймер). Функции будут те же, а ремонт и замена обойдутся в меньшую сумму. Если в фотореле с дополнительными функциями выйдет из строя одна из частей, придется менять устройство полностью, а стоит такой вариант дороже собрата «без наворотов».

Обзор моделей фотореле: цены и производители

Продукция компании «IEK» известна потребителям высоким качеством продукции и длительным гарантийным сроком. Для уличного освещения следует рассмотреть модель фотореле ФР-601. Устройство оснащено встроенным датчиком сумеречного типа (включает светильник в вечернее время, отключает на рассвете).

Фотореле сумеречное ФР-601

Прибор монтируется на стену, работает от бытовой сети с максимальным напряжением до 230 В. Степень защиты – IP-44, частота переменного тока − 50 Гц. Рассчитан на работу токов 6 и 10А. Отпускная цена продукции − 247 рублей.

Также стоит обратить внимание на фотореле ФР-602 со встроенным датчиком. Устройство выдерживает работу токов до 20А, рекомендуемая частота сети − до 60 Гц

Особенностью прибора является возможность регулировки порога освещения в диапазоне 5−50 Лк. Приобрести датчик можно за 352 рубля.

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.

Советы по подключению

При установке и подключении фотореле необходимо знать некоторые нюансы, которые могут помочь значительно упростить вашу работу. Вот те из них, которые необходимо знать:

при подключении в систему сразу нескольких ламп, необходимо использовать специальный контроллер. Он будет получать сигнал от регулятора датчика, управляя таким образом освещением;

Вариант подключения

перед подключением фотореле нужно убедиться в том, что его мощностные характеристики подходят к сети

В противном случае датчик может перегореть;
при покупке устройства обратите внимание на способ его подключения. Так вы сможете выбрать более простой способ установки;
при монтаже прибора помните, что его минимальный предел срабатывания будет составлять 5 Люкс

Если не изменить параметров настройки, то свет станет автоматически включаться тогда, когда на улице будет еще светло;
в систему наружного освещения уличного типа вместе с фотореле можно подключать датчики движения и элементы охранной системы.

Руководствуясь такими несложными рекомендациями, любой человек сможет своими руками заняться установкой фотореле для создания у себя дома автоматизированной системы наружного освещения со всеми вытекающими из этого преимуществами.

Особенности устройства

Фотореле имеет вид датчика, который работает благодаря наличию у него фотоэлемента. Через него датчик оценивает уровень освещенности на улице и, при совпадении заданных параметров, активирует включение света в системе уличного типа освещения.

Регулятор на корпусе

Схема фотореле не очень сложна и умещается в небольшой компактный корпус, из которого выходят три проводника. Они необходимы для подключения прибора к сети питания. Они также могут использоваться для управления включением аппарата в зависимости от выставленного в настойках уровня освещенности. Такой датчик может использоваться в разных ситуациях. Но наиболее часто он применяется для создания уличного типа освещения. Сегодня очень распространены модели, которые имеют регулятор. Он используется для управления работой прибора и более точной его настройки. Благодаря регулятору можно добиться правильной работы устройства в каждой заданной ситуации.

Выставляя регулятор на «-», датчик будет включать освещение только ночью, а при установке на «+» — когда только начинает смеркаться. Многие производители рекомендуют устанавливать регулятор на срединное положение. Это обеспечит более стабильную работу устройства. Для более эффективного управления работой датчика нужно настроить несколько параметров:

• диапазон чувствительности света. Его надлежит выставлять в пределе от 5 до 50 Люкс;
• мощность — от 1 до 3 КВт;
• максимальная нагрузка сети – 10 А.

Также для правильного подключения важно знать, какие виды фотореле бывают. Самое главное отличие таких датчиков заключается в расположении фотоэлемента:. Датчик с выносным фотоэлементом

Датчик с выносным фотоэлементом

• датчик со встроенным фотоэлементом. Такие модели могут иметь встроенный регулятор и таймер. В данном случае подключение прибора происходит по обычной схеме. Для подключения подойдет стандартная электрическая схема для фотореле;
• датчик с выносным фотоэлементом. Здесь конструкция устройства состоит из двух частей: фотоэлемент, что выносится на улицу и переключатель, который стоит устанавливать отдельно. Для подключения их между собой нужно использовать кабель.

Для каждой модели характерна своя схема фотореле, которую следует учитывать для дальнейшего подключения прибора. Еще одним вариантом подключения является способ через таймер. С помощью такого устройства можно легко запрограммировать датчик на отключение или включение регулятора. В результате включение света будет происходить через определенные интервалы времени. Это позволяет значительно сэкономить на потреблении электроэнергии.