Да будет свет! Изучаем варианты самостоятельной установки фотореле для уличного освещения

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 — рассказываем в общих чертах

Возможные неисправности механизма для уличного освещения

Если фотодатчик работает неправильно, причина чаще всего кроется в ошибках монтажа или настройки.

Для начала удостоверьтесь, что перед устройством день-ночь не появился уличный фонарь, высокий забор, может дерево со времени установки стало значительно выше, или начало больше затенять участок, когда на нём появились листья. Такие преграды необходимо устранить или перенести фотореле на более подходящее место.

Также возможно, что кто-то из жильцов дома случайно изменил настройки, или они стали неактуальными со сменой сезона. Проследите за установленной светочувствительностью и установите задержку срабатывания не менее 5 минут.

Если в систему недавно добавили датчик движения, ложное включение может объясняться передвижением домашних животных или прохожих на улице.

Часто неисправность фотореле определяется визуально

Когда простые методы не помогают, необходимо заглянуть внутрь прибора. Возможно, в корпус попала влага и контакты окислились либо в результате скачка напряжения в сети один из элементов платы сгорел. Если повреждения не слишком значительны, стоит отнести прибор в мастерскую и проконсультироваться насчёт ремонта. Но в случае когда плата заметно повреждена, придётся заменить устройство полностью (или только выносной датчик). В самостоятельно изготовленном приборе следует в первую очередь проверить качество пайки, а при необходимости — заменить вышедший из строя элемент.

Когда прибор полностью исправен и правильно настроен, причина может крыться в подключённых к нему проводах. Тщательно проверьте целостность изоляции на каждом участке и при необходимости замените повреждённый кабель.

В случае когда неисправность самостоятельно обнаружить не удаётся необходимо обратиться к продавцу (если прибор на гарантии) или представителю производителя.

Выбираем модель фотосенсора с учётом технических характеристик

Технические характеристики часто указываются прямо на корпусе фотореле

При покупке обратите внимание на:

• Напряжение (вольты). Производители выпускают приборы, питающиеся от сети с напряжением 12В, 24В и 220В. Рекомендуем выбирать последние, так как их можно подключить к бытовой сети. Для других устройств придётся приобретать преобразователи напряжения, что сделает конструкции более дорогой и менее надёжной.
• Ток коммутации (амперы). Если этот параметр выбрать неправильно, срок службы датчика значительно снизится. Поэтому с количеством подключаемых к фотореле осветительных приборов и типом используемых ламп (диодные, экономки, накаливания) нужно определиться до выбора датчика. Для получения максимального тока коммутации нужно сумму мощностей всех ламп разделить на 220 (напряжение в сети). Цифра, указанная в паспорте прибора, должна быть больше полученной в результате вычислений.
• Порог включения (люмены). Параметр определяет чувствительность датчика к свету. Если сенсор будет малочувствительным, освещение начнёт включаться слишком рано, а слишком чувствительный помешает включению в зимний период из-за отражения света снегом. Посмотрите в паспорте на параметры регулировки порога, диапазон должен составлять 2–100 Лк или 5–100 Лк.
• Задержка включения/выключения (секунды). Диапазон регулировки также указывается в паспорте прибора. Должна быть возможность установить задержку в 5–7 секунд, чтобы освещение не выключалось каждый раз, когда мимо проезжает машина.
• Мощность (ваты). Чем меньше этот показатель, тем экономнее будет прибор. В паспорте устройства указывается энергопотребление в активной фазе (до 5 Вт) и в режиме ожидания (до 1 Вт).
• Степень защиты. Поскольку датчики уличного освещения монтируют под открытым небом, в корпус не должны проникать капли и пары влаги, он не должен деформироваться из-за ультрафиолета и т. д. Устойчивость прибора к атмосферным воздействиям обязана составлять IP44. В случае если датчик размещается в защитном коробе или под навесом, цифра может уменьшаться. Если вы подбираете модель с выносным фотореле, степень защиты можно снизить только для фотодатчика, но не для основного блока.

Если в вашем регионе очень суровые зимы, обратите внимание на диапазон рабочих температур, а если на фасаде мало места, отдайте предпочтением компактным моделям

Из чего состоит фотореле, и принцип его действия

У этого прибора очень много названий: фотосенсор, фотодатчик, фотоэлемент и т. д. Как бы его не называли, суть остается неизменной. Устройство фотореле очень простое. Внутри корпуса прибора находится электронная плата с набором радиодеталей. Спаянная схема фотореле образует электронный ключ, в основе которого используется светочувствительный элемент. Это может быть фоторезистор, фотодиод и др. Дополнительные элементы схемы предотвращают ошибочное срабатывание датчика, помогают выполнить точные настройки и отвечают за другие полезные функции.

Работу фотореле можно рассмотреть по фоторезистору. Эта деталь имеет свое сопротивление, препятствующее прохождению тока. С наступлением темноты сопротивление фоторезистора уменьшается. Ток свободно проходит, что приводит к срабатыванию электронного ключа. Это приводит к замыканию контактов прибора, к которым подключены приборы освещения. С наступлением рассвета все действия идут в обратном порядке. Увеличение сопротивления фоторезистора препятствует прохождению тока. Электронный ключ размыкает контакты, и освещение на улице отключается.

Важно! Одно фотореле может управлять работой несколькими приборами

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.

Размещение фотореле

Если неправильно определить место установки фотоэлемента, то даже корректные настройки и подключение прибора окажутся бесполезной тратой времени, поэтому стоит учитывать следующее:

• читайте инструкцию перед монтажом, производители всегда оставляют в ней рекомендации или схемы подключения;
• расположите фотодатчик так, чтобы на него не попадал искусственный свет, тень также исказит показатели и заставит устройство некорректно работать;
• фиксировать гаджет в перевернутом виде тоже нельзя, это скажется на чувствительности, а также сроке эксплуатации;
• устанавливать фотореле возле горючих поверхностей или химически активных веществ тоже нельзя;
• при выборе места и способа монтажа учитывайте, насколько чувствителен прибор к грязи, пыли, влаги.

Выносные устройства располагают в таком месте, чтобы дневной свет оказался в прямой досягаемости. При этом следят за тем, чтобы включенный свет располагался как можно дальше от светильников. Фотореле обычно ставят в 2–3 метрах от приборов.

Если прибор требуется для высокого фонаря, то его фиксируют позади плафона. Так исключается риск случайного затемнения или попадания искусственного света.

Установленное по описанным правила реле не только сэкономит время, но и уменьшит расход электричества. Ориентируясь на заранее определенные параметры, человек сможет купить устройство, которое полностью удовлетворит его потребности.

Устройство фотореле

Датчики движения. Успейте купить со скидкой! Это приспособление называться по-разному. Например, фотоэлемент, датчик света, фотодатчик или фотосенсор, датчик освещенности. Однако самым распространенным является название «фотореле». С его помощью можно автоматически включать свет в темное время дня и выключать в светлое.

В основе заложены фоторезисторы, фотодиоды и фототранзисторы. Когда освещенность становится слабой и недостаточной, они меняют параметры. При достижении определенных значений контакты в реле замыкаются и начинается подача питания на светильники. Соответственно при усилении освещенности параметры светочувствительных элементов снова начинают меняться, но в обратную сторону, и контакты размыкаются.

Устройство фотореле для уличного освещения

При выборе вначале нужно определиться с напряжением, которое будет в сети: 220 В или 12 В. Затем выбрать класс защиты. Минимальным можно считать IP44. Чем выше класс, тем лучше. Эта маркировка защиты означает, что в светореле не попадут предметы размером меньше 1 мм, и он надежно защищен от дождя

Также стоит обратить внимание на то, чтобы температурный режим эксплуатации превышал максимальные и минимальные показатели температуры

Выходная мощность светореле будет зависеть от суммарной мощности подключаемых светильников и тока. Чтобы избежать перегрузок и поломок, лучше брать устройство с запасом мощности.

Фотореле с встроенным фотодатчиком AZH-106 IP65

В некоторых моделях можно регулировать чувствительность фотодатчика. Это очень удобно, например, зимой, когда выпадает снег. Отраженный свет датчик освещенности может воспринимать как рассвет и будет включать-выключать лампы

Стоит обратить внимание на наличие задержки срабатывания. Выставив ее на 5-7 секунд, вы предотвратите отключение электричества при попадании на датчик света, например, от фар машины

Схемы подключения фотореле для уличного освещения

Главная функция фотореле – это подача электропитания с наступлением темноты и его отключение с рассветом. Таким образом, это автоматический выключатель, который действует без вмешательства человека. Роль кнопки отключения играет светочувствительный элемент. Схема подключения фотореле аналогична: на прибор идет подача фазы, прерывается на выходах, а при необходимости цепь замыкается, вследствие чего напряжение подается на лампы или прожекторы.

Статья по теме:

Для обеспечения работы фотореле тоже требуется электропитание, поэтому на определенные контакты подсоединяют ноль. Так как освещение предполагается в открытой местности, есть необходимость подключения заземления.

Важно правильно соединить проводники, выходящие из корпуса самого регулятора с лампой и сетью

К сожалению, нет универсальной схемы подключения, которая подошла бы ко всем типам фотореле, но определенные моменты характерны для всех операций. Их необходимо учитывать, особенно в случае установки фотореле своими руками.

Практически во всех моделях реле на выходе имеет три разноцветных провода, которые соответствуют таким обозначениям:

• черный – фаза;
• зеленый – ноль;
• красный – фаза, коммутирующая на источник света.

Для обеспечения дополнительных функций можно приобрести фотореле с датчиками движения или таймерами

Пошаговая инструкция подключения фотореле для уличного освещения

Приведенная ниже инструкция подскажет, как поэтапно, быстро и правильно подключить фотореле:

1. Предварительная установка распределительного щитка. Обычно его монтируют на стене, в нем осуществляют соединение проводников.
2. Подключение фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству. Обычно в качестве крепежа используют кронштейн. Его устанавливают в месте, где на реле будут попадать прямые лучи солнца, но при этом изолированы другие источники света.
3. Корректировка системы с использованием регулятора, то есть выбор параметров реагирования прибора на конкретные условия изменения освещенности.
4. Установка регулятора производится на внешней части устройства с соответствующими техническими характеристиками: диапазон чувствительности – 5-10 лм; мощность – 1-3 кВт, порог допустимого тока – 10А.

Если прибор монтируют в середине электрощитка со сложной конструкцией, куда не проникают солнечные лучи, то реле и выключатель устанавливают отдельно друг от друга. Соединяют части устройства между собой специальными кабелями.

Подключается фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству

При установке уличного освещения рекомендуется соблюдать такие правила:

1. Прибор с внешним фотоэлементом лучше размещать таким образом, чтобы исключить прямое попадание света от устанавливаемого светильника. В ином случае устройство будет работать с ошибками.
2. Чтобы проверить, правильно подключена схема или нет, необходимо подсоединить пускатель к электросети. Результат будет ясен при срабатывании светильника.

Нюансы в схемах подключения датчика света

Тот факт, что фотореле подбирается с учетом предполагаемой нагрузки, может отразиться на стоимости изделия: в зависимости от мощности возрастает цена. Поэтому с целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя. Это специальный прибор, предназначенный для частого срабатывания режимов вкл./выкл. Использование пускового механизма позволяет подключить питание, применив фоточувствительный элемент с минимальной нагрузкой.

Таким образом, фактически происходит включение исключительно магнитного пускателя, поэтому во внимание берется только мощность, потребляемая им. А вот уже на выводах магнитного пускателя допускается использование более мощной нагрузки. С целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя

С целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя

В том случае, когда, помимо датчика день/ночь, необходимо подсоединить устройства с дополнительными функциями, например, таймер либо датчик движения, то их устанавливают после монтажа фотореле. При этом порядок очередности дополнительных приборов неважен.

Если функция таймера или датчика движения предусмотрена в строении устройства, но она не нужна в конкретном случае, то эти приборы просто исключают из общей схемы, то есть к ним не подводят провода. При этом в случае надобности эти элементы устройства можно будет подключить.

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.

Разновидности

По типу применяемых датчиков их разделяют на несколько групп:

1. Инфракрасные. Срабатывают на тепло в поле работы датчика. Так как теплокровным, кроме человека, относятся и домашние животные, среагировать инфракрасные детекторы могут и на них.
2. Акустические. Реагируют на шум. Если двери открываются со скрипом, или громкие шаги человека датчик сработает.
3. Микроволновые. Датчики активного типа. Сами формируют волны в микроволновом диапазоне и выслеживают их возврат обратно. Если есть разница от движущегося объекта, электрические цепи замыкаются/размыкаются.
4. Ультразвуковые. Принцип работы аналогичен микроволновым датчикам, но в практике применяются редко. На ультразвук неадекватно могут среагировать домашние животные.
5. Комбинированные. В одном устройстве освещённости может сочетаться сразу несколько типов обнаружения движения. Более надежные системы, но и более дорогие.
6. Астрономический таймер. Реле нового поколения. Также контролирует работу осветительных приборов, но основано на ином принципе управления. В микрокомпьютер астротаймера заложена программа с данными о времени движения солнца в разных регионах планеты. Для того чтобы настроить прибор, надо вбить в прибор данные GPS своего населённого пункта, текущие дату и время. Опираясь на эти ключевые настройки, он автоматически будет определять, когда пора включать лампы освещения. Если у фотореле возможны ложные срабатывания, то у астротаймера таких ошибок нет. Он работает в любую погоду.

Обычно инфракрасный датчик освещения применяется для уличного фонаря, так как он обладают рядом преимуществ:

• недорогой;
• с большим радиусом действия;
• можно легко отрегулировать под свои предпочтения.

Уличные или лестничные детекторы преимущественно используют или ультразвуковые или микроволновые. Способные среагировать на достаточно большом расстоянии от источника освещения. Микроволновые — могут среагировать, даже если человек еще находится за преградой.

Есть еще классификация автоматических осветительных приборов для уличного освещения по типу конструкции фотореле.

1. Все элементы управления светильником размещены в одном корпусе. Такая конструкция более объемная, но и довольно удобная — нет лишних проводов. Надо просто закрепить рядом со светильником.
2. Сам датчик «дня» крепится снаружи, а управляющее реле со светильником располагается в отдельном щитке внутри помещения. Таким образом, все элементы регулирования уличным освещением основательно предохранены от погодных катаклизмов.

Чувствительность приборов можно настраивать. Регуляторы размещены снизу корпуса и подписаны знаками «+» и «—».

Работать с регулированием датчика света лучше при наступлении темноты и когда он установлен и подключен к сети.

Накручивая винт в сторону знака минус, датчик теряет свою чувствительность. И реле начнет срабатывать только при полной темноте. И соответственно, поворотом в сторону плюса, чувствительность повышается.

Когда все манипуляции произведены, и результат работы будет положительный — настройка фотореле будет закончена.

Кроме таких регулируемых фотореле есть такие же девайсы, но дополненные детектором движения. Фонарь не включится в темноте до тех пор, пока детектор не среагирует на перемещение человека в зоне своего влияния.

Установка и настройка своими руками: пошаговая инструкция

Чтобы подключить фотореле к фонарю, который уже стоит на столбе, отключается подача электроэнергии в щитке и проверяется коробку на наличие напряжения.

Последовательность действий при монтаже устройства:

• протягивание питающего провода к месту, на котором будет установлен подключаемый выключатель;
• зачистка жил на 10-12 мм;
• сверление отверстий в корпусе;
• крепление в отверстиях уплотнителей, защищающих от влаги и пыли;
• подключение проводов в соответствии со схемой;
• отрезка провода для подключения к светодиодному прожектору;
• зачистка изоляции на 10-12 мм;
• подключение проводов к светодиодному прожектору;
• присоединение заземления к патрону (если корпус осветительного оборудования из металла).

Провод для подключения фотодатчика лучше использовать трехжильный. На столбе или стене он размещается так, чтобы отверстия расположились снизу. Такое расположение защитит от пыли и влаги.

Можно перейти к настройке подключенного оборудования. Для имитации ночи в комплект включается черный пакетик. На корпусе размещен регулятор, позволяющий выбирать интенсивность света, при которой лампа должна загореться. Чем ближе регулятор к знаку минуса, тем позже будет включаться светодиодный светильник.

Последний шаг – подключение к сети в щитке.

При отсутствии знаний в электрике лучше доверить подключение специалисту.

Структура сумеречного выключателя

Ключевым компонентом светового реле является фотодетектор, в электросхемах могут использоваться транзисторы, диоды, фотосопротивление (фоторезистор), фотоэлементы. При перемене величины светового потока, падающего на фотоэлектрический элемент, меняются его характеристики, такие как электросопротивление резистора, перемена состояния электронно-дырочного перехода в полупроводниковых триодах и диодах, а также перемена напряжения на контактах фотоэлемента.

Затем сигнал обнаруживается усилителем и устройством сравнения (компаратором – в его роли можно задействовать операционный усилитель типа К140УД6, К140УД7 либо аналогичные) и осуществляется переключение двухтактного эмиттерного повторителя, переключая или отключая нагрузку.

Необходимо знать, что фотореле с тиристорным выходом не может функционировать с энергосберегающими лампочками, не предназначенными для этого, и монтируются в регулятор мощности лучистой энергии лампы

Этот аспект нужно принимать во внимание, чтобы не остаться со ставшими неработоспособными световым реле и лампочкой. Теперь разберем пару схем для сборки светового реле в домашних условиях своими силами