Какие бывают фотореле для уличных осветительных приборов
Выполняя определенные функции, реле с датчиком освещенности отличаются по:
степени защиты. Определяется индексом IP, числовой код которого указывает на возможность использования прибора в тех или иных условиях. Первая цифра информирует о защите от физического воздействия, пыли. Вторая – от влаги. Устройства с индексом от IP23 предназначены для внутреннего монтажа. Уличный датчик освещенности подразумевает степень защиты не менее IP44;
типу ламп. Простейшие трехконтактные устройства рассчитаны на работу с активной нагрузкой, которую представляют лампы накаливания. Для управления энергосберегающими источниками освещения используются устройства со специальными адаптерами. Уличные светильники на ртутных и натриевых лампах нуждается в фотореле с защитой от скачков пускового тока;
- напряжению. Фотореле на 12В используются в цепях постоянного тока, питаемых от аккумуляторов. Датчики на 220В предназначены для работы с напряжением бытовой сети;
- методу управления. Отличаются по способу отключения (принудительное, автоматическое). Энергосберегающие модели начинают работать, реагируя на движение или звук, а в остальное время находятся в ждущем режиме. Программируемые фотореле предполагают возможность настроек, множество функций, работу с несколькими индикаторами.
Кроме этого, фотореле могут иметь встроенные или выносные фотодатчики.
Устройство и принцип действия фотореле
Конструкция стандартного фотореле состоит из трех основных частей: фотоэлемента, компаратора и самого реле. В качестве фотоэлемента используются фоторезисторы, фототранзисторы или фотодиоды. При их непосредственном участии анализируется интенсивность света. Они чутко реагируют на степень наружной освещенности и в зависимости от этого включают или выключают свет.
Компаратор служит так называемым порогом срабатывания системы. Если напряжение, поступающее от фотоэлемента будет больше уставки, этот прибор включает реле, после чего включается и светильник. На выходе всего устройства устанавливается реле или симистор, непосредственно участвующий в коммутации нагрузки, то есть во включении или выключении осветительного прибора.
Общий принцип действия фотореле заключается в следующем: когда уровень освещения понижается, на фоторезисторе происходит изменение сопротивления. Это приводит к повышению напряжения и последующему срабатыванию реле. Поэтому прибор освещения с подключенным фотореле, будет работать до того времени, пока не станет достаточно светло.
Датчик движения для включения света: схемы установки
В самом простом случае датчик движения подключается в разрыв фазного провода, который идет на лампу. Если речь идет о темном помещении без окон, такая схема работоспособна и оптимальна.
Схема включения датчика движения для включения света в темном помещении
Если говорить конкретно о подключении проводов, то фаза и ноль заводятся на вход датчика движения (обычно подписаны L для фазы и N для нейтрали). С выхода датчика фаза подается на лампу, а ноль и земля на нее берем со щитка или с ближайшей распределительной коробки.
Если же речь идет об уличном освещении или включении света в помещении с окнами, надо будет или ставить датчик освещенности (фотореле), или устанавливать на линии выключатель. Оба устройства предотвращают включение освещения в светлое время суток. Просто одно (фотореле) работает в автоматическом режиме, а второе включается принудительно человеком.
Схема подключения датчика движения на улице или в помещении с окнами. На месте выключателя может быть фотореле
Ставятся они также в разрыв фазного провода. Только при использовании датчика освещенности, его надо ставить перед реле движения. В таком случае оно будет получать питание только после того как стемнеет и не будет работать «вхолостую» днем. Так как любой электроприбор рассчитан на определенное количество срабатываний, это продлит срок эксплуатации датчика движения.
Все описанные выше схемы имеют один недостаток: освещение нельзя включить на длительное время. Если вам надо вечером проводить какие-то работы на лестнице, вам придется все время двигаться, иначе периодически свет будет отключаться.
Схема подключения датчика движения с возможностью длительного включения освещения (в обход датчика)
Для возможности длительного включения освещения, параллельно с детектором устанавливается выключатель. Пока он выключен, датчик в работе, свет включается когда он срабатывает. Если вам надо включить лампу на длительный период, щелкаете выключателем. Лампа горит все время, пока выключатель снова не будет переведен в положение «выключено».
Характеристики и особенности подключения отдельных моделей датчиков: фотореле ФР 601 и ФР 602
Современный отечественный рынок представлен широким рядом моделей фотодатчиков, рассчитанных на разные типы и условия освещения, предполагающие различные мощности ламп и наличие дополнительных функций.
Самыми популярными среди стандартных однофазных моделей считаются датчик ФР-601 и его более усовершенствованный аналог фотореле ФР-602. Производителем приборов является компания ІЕК. Оба вида датчиков характеризуются надежностью и простотой подключения. Различия между моделями несущественные, они работают от тока одинакового напряжения и частоты, а потребляемая мощность равна 0,5 Вт. Внешне приборы полностью идентичны.
Единственное различие заключается в максимальном сечении проводников для подключения. Модель ФР-601 рассчитана на 1,5 мм², а ФР-602 – на 2,5 мм². Соответственно, они имеют различный ток номинальной нагрузки. У фотореле ФР-601 он равен 10А, у ФР-602 – 20 А. Оба прибора имеют встроенный фотоэлемент, а регулировка допустима в пределах от 0 до 50 лк с интервалом в 5 лк.
Самыми популярными среди стандартных однофазных моделей считаются датчик ФР-601
Такие устройства можно соорудить даже в домашних условиях. Главное отличие самодельного прибора от заводского фотореле ИЭК будет заключаться в отсутствии соответствующей защиты. Этот уровень у серийных моделей равен IP44, что подразумевает защиту от пыли и влаги. Схема подключения фотореле ФР 601 и ФР-602 стандартная и простая. Служат изделия долго и выдерживают влияние температур широкого диапазона.
Среди аналогов данного устройства значится модель ФР-75А – фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях. Прибор менее стабилен и долговечен при практическом использовании.
Светочувствительные датчики высокой мощности: фотореле ФР-7 и ФР-7Е
Рассмотренные выше модели идеально подходят для обеспечения работы уличных светильников на территории дачного участка или во дворе частного дома. Для регулировки освещения на улицах городов и на дорогах используют более мощные модели. К таким относят ФР-7 и ФР-7е, которые могут работать в сети переменного тока 220 В с напряжением до 5 ампер. Настройку данных приборов должны осуществлять специалисты, так как требуется подключение диапазона, равного 10 лк.
Среди недостатков фотореле ФР-7Е, как и его предшественника ФР-7, следует отметить высокий уровень потребляемой мощности. Также у устройств отсутствует необходимый уровень защиты IP40, который предохраняет от негативных воздействий влаги. Кроме того, у моделей не защищен подстрочный резистор на наружной панели, контактные зажимы относятся к открытому типу.
Главным недостатком фотореле ФР-7 яввляется высокий уровень потребляемой мощности
Рассматривая отдельные фотодатчики, нужно упомянуть популярную модель фотореле ФРЛ-11 с внешним фоточувствительным элементом. Прибор работает в большом диапазоне освещенности (2-100 лк). Фотодатчик оснащен защитой IP65, что предусматривает его установку на улице, причем на приличном расстоянии от реле. Устройства используют для регулировки освещения крупных объектов: дорог, стоянок, вокзалов, парков и т.д.
Фотореле ФР-16А относится к разряду наиболее мощных моделей со встроенным фотоэлементом. Датчик реагирования на свет можно настроить на работу в определенном уровне освещенности. Для функционирования прибора требуется коммутируемый ток, равный 16 А, а мощность нагрузки прибора составляет 2,5 кВт.
Установка фотореле в уличном освещении исключает вмешательство человека в процесс регулировки работы осветительных электроприборов, что позволяет значительно сэкономить на потреблении электроэнергии. Покупая оборудование, потребитель должен ориентироваться на параметры устройства, подбирая модель для конкретных целей с необходимой степенью нагрузки. Во время подключения требуется четко следовать инструкции и прилагаемой схеме, а в процессе эксплуатации – рекомендациям производителя.
Фотореле принцип работы
Работа фотодатчика, контролирующего уровень уличной освещенности, лежит в основе принципа работы любого фотореле. Существует два типа таких фотодатчиков:
- — встроенные, когда датчик установлен вместе с реле непосредственно в самом электрощитке;
- — выносные, когда датчик расположен вне корпуса реле.
Корпус выносных фотореле должен быть обязательно прочным и иметь повышенный уровень герметичности и защищенности от воздействий окружающей среды.
Это устройство имеет достаточно простой принцип действия и состоит оно из встроенного или выносного датчика. Учитывая интенсивность освещения, такой датчик передает информацию электронной плате или блоку, которые, в свою очередь, при достижении определенного порога срабатывания, срабатывают и включают освещение, замыкая электрическую цепь.
Следует отметить, что любое фотореле может быть запрограммировано в индивидуальном режиме. Это значит, что, если, к примеру, в летнее время года фотореле установлено в гараже, то диапазон его срабатывания будет отличаться от устройства, установленного на крыльце дома. Данный нюанс необходимо учитывать и, по возможности, выставлять наиболее подходящий к условиям размещения фотореле диапазон его чувствительности к свету.
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.
Технические параметры
Самый главный критерий при выборе – напряжение питания.
Важные технические параметры:
- конструкция и степень защиты;
- возможность работать при осадках;
- уровень защищенности от пыли и засорения посторонними предметами;
- способность поддерживать температуру;
- светочувствительность, возможность ее регулировки.
Оборудование, поставляемое из заграницы, разработано для стандартного напряжения конкретной страны: 110 или 127 вольт. Такие датчики освещенности не могут работать от сети 220 или 380 вольт.
Эксплуатационные характеристики
При покупке необходимо ориентироваться на вид лампы и место установки.
Лампочки в светильниках бывают:
- накаливания (нагрузка активная);
- люминесцентные, светодиодные (нагрузка реактивная);
- ртутные, натриевые (требуется дополнительный контур, защищающий от колебаний пускового тока).
Модели со встроенным фотоэлементом разработаны для установки вне помещений. Они герметичные, степенью защит от IP 65, рабочая температура от -25 до +40оС. Оборудование с выносным датчиком покупают, если есть возможность размещения в щитке. При таком варианте достаточно степени защиты до IP 44.
Мощность нагрузки учитывается при необходимости подключить к одному фотодатчику несколько светильников. Выключатель будет служить дольше, если его мощность на 20% больше суммарной мощности осветительного оборудования.
Стандартный диапазон освещенности 2 – 50 Лк. Не стоит покупать оборудование без регулировки этого параметра. Исключение – подключение к одному светодиодному прожектору и отсутствие жестких требований по экономии электроэнергии.
Немаловажен так же вес и размер фотодатчика. Самые большие модели со встроенным трансформатором. Немало места занимает пускатель. При выборе устройства с отдельным датчиком учитывается наличие в щитке свободного пространства.
Если на участке один или два фонаря, вполне подойдет нерегулируемое реле, к которому светильники подключаются напрямую. При наличии большого количества светильников, подключенных параллельно, выключатель не сможет выдерживать проходящий через него электрический ток. Следует купить модель, оснащенную магнитным пускателем.
Возможности
Функциональность сумеречного выключателя зависит от его типа:
- для управления линией светодиодных прожекторов следует купить модель с силовыми переключателями, передающими команду, и сенсором движения;
- для большого загородного участка или многоквартирного городского дома подойдет фотореле с регулятором порога, позволяющим устанавливать показатели в зависимости от времени года;
- для промышленного помещение или склада нужно приобрести модель с выносным фотоэлементом;
Подбор места установки реле
Особого внимания заслуживает выбор места установки фотореле для управления уличным освещением в соответствии с длительностью светового дня. Задача не так проста, как кажется: во время работы реле должно быть исключено влияние на него случайных «подсветок», и уж тем более – постоянных. На возникновение этих засветок влияет множество факторов – мигание фар проезжающих машин, электрический свет из соседского окна, сияние свежевыпавшего снега и даже огонек зажигалки… и каждый из этих факторов вполне может «убедить» фотореле в том, что ночь уже закончилась.
Не высоко, не низко…
Высота установки фотореле выбирается удобной для его технического обслуживания и обычно не превышает 2,5-3 м. Но если есть возможность, прибор лучше монтировать выше управляемых светильников – это значительно снизит вероятность посторонней засветки устройства. Естественно, что при определении места размещения должно соблюдаться и условие удобства «подтягивания» проводов от питающей сети и светильников.
Самая грубая ошибка при выборе места для фотодатчика – его установка в зоне, освещаемой управляемым светильником: в этом случае длящийся всю ночь световой эффект «стробоскоп» обеспечен! Монтировать реле в помещении тоже не рекомендуется — сумерки для него будут наступать слишком рано, а рассвет – слишком поздно. Если других вариантов нет, то нужно предусмотреть для датчика какую-нибудь затеняющую загородку или козырек.
Уровень освещенности, при котором происходит надежное срабатывание фотореле, регулируется после окончательного выбора места и монтажа прибора. Операция эта производится обычно только в случае «суровой необходимости», поскольку после заводских испытаний регуляторы обычно выставлены в среднее положение, обеспечивающее в большинстве случаев приемлемую работу датчика без прибегания к дополнительным регулировкам.
Вывод: дешево и сердито
Современные световые реле – приборы распространенные, достаточно надежные и проверенные многолетней эксплуатацией, в том числе и изделия из минимальной ценовой категории. Однако морально они понемногу устаревают и уступают место более совершенным технически комбинированным устройствам (совмещающим в одном корпусе датчики сразу нескольких типов). Набирают популярность и изделия на основе микроконтроллеров, позволяющие подстраивать работу уличного освещения под реальные погодные и климатические условия, и с легкостью «вписываемые» в управляющие системы типа «умный дом»…
Тем не менее забвение «фотоэлементам» не грозит – благодаря своей дешевизне и простоте использования они еще долго будут играть основную роль в управлении относительно небольшими группами уличного освещения.
Технические характеристики
В первую очередь надо решить, хотите вы фотореле для уличного освещения с выносным или встроенным датчиком света. Выносной датчик имеет небольшие размеры и его проще защитить от подсветки, самое же устройство можно поставить в доме, например, в щитке. Есть даже модели под дин-рейку. Фотореле со встроенным датчиком освещенности может стоять неподалеку от светильника
Важно только выбрать место так, чтобы свет от лампы не влиял на фотодатчик. Этот вариант удобнее, например, для светильников на солнечных батареях
Фотореле для уличного освещения с выносным датчиком (слева) и встроенным (справа)
Эксплуатационные характеристики
Определившись с типом датчика переходим к техническим параметрам:
- Напряжение питания — 220 В и ли 12 В. В основном выбирают по типу напряжения, питающего уличное освещение. Двенадцативольтовые можно также использовать с аккумуляторами.
Режим эксплуатации. Реле для уличного освещения должно выдерживать все перепады температуры в вашем регионе. Лучше с запасом — на случай аномальных холодов или жары.
Технические характеристики фотореле
- Класс защиты корпуса. Для установки на улице выбирайте IP 44 и не ниже. Это означает, что корпус защищен от попадания твердых частиц размером более 1 мм и водяных брызг. Можно выбирать фотореле для наружной установки с большими цифрами класса защиты, с меньшими — нельзя. Для установке дома достаточно IP 23.
- Мощность нагрузки. Каждый датчик освещенности рассчитан на определенную мощность нагрузки. Лучше, если суммарная мощность подключенных осветительных приборов меньше на 20%. В таком случае устройство работает не на пределе возможностей, потому служит дольше.
Чтобы выбрать фотореле для уличного освещения эти характеристики обязательны. Правильный их выбор определяет работоспособность устройства. Но есть еще некоторые параметры, влияющие на корректность работы устройства.
Возможности настройки
Есть несколько регулировок, которые позволяют настроить работу фотореле в каждом конкретном случае. Проблема в том, что настройки производятся вручную, поворотом нужного регулятора и добиться абсолютно одинаковых параметров у нескольких устройств нереально. Всегда есть какие-то отличия в их работе.
- Порог срабатывания. Позволяет увеличить или уменьшить чувствительность. Снижать чувствительность надо в зимний период, когда свет отражается от снега. Также снижать чувствительность можно в городах, если неподалеку находятся ярко освещенные объекты.
Задержка на включение и отключение (в секундах). Увеличивая задержку на выключение можно избавиться от ложных срабатываний при попадании на фотодатчик света от автомобильных фар. Задержка на включение не даст включить освещение при затемнении от тучи или тени от птицы.
Пример характеристик для подстройки реле ФР-11 М
- Регулируемый диапазон освещенности. С его помощью задается освещенность, при которой фотореле для уличного освещения подает питание (нижняя граница) и отключает его (верхняя). Этот диапазон может быть 2-100 Лк (2 Лк — это полная темнота), а может — 20-80 Лк (20 Лк — это сумерки, но очертание предметов еще видно).
При помощи этих настроек можно сделать работу фотореле для автоматического включения освещения участка комфортным, исключить ложные срабатывания.
Эксплуатационные характеристики уличного датчика освещенности
Эксплуатационные характеристики датчиков уличного освещения определяются:
- номинальным напряжением;
- частотой сети;
- коммутируемой сетью;
- сектором срабатывания;
- потребляемой мощностью;
- допустимыми колебаниями сетевого напряжения;
- температурным диапазоном;
- размерами, весом.
В зависимости от индивидуальных особенностей, в некоторых устройствах число характеристик увеличивается.
Варианты настроек подключения датчика света
За исключением простейших фотореле, большинство датчиков света оснащены автоматической регулировкой. Режим работы выбирается вручную. Настройка осуществляется с помощью специальных регуляторов, вынесенных на переднюю панель устройства.
Возможности настройки
Регуляторы датчиков уличного освещения позволяют управлять:
- порогом реагирования. Контролирует чувствительность устройства. Требует понижения в условиях яркого уличного освещения, а также в зимнее время, вследствие отражающих свойств снега;
- секундным задержанием включения/отключения. Исключает ложные срабатывания, вызываемые случайным изменением светового потока (свет фар, молния, тучи и пр.);
- диапазоном освещенности. Нижняя граница отвечает за включение датчика, а верхняя – за отключение. Измеряется в Люксах. Полная темнота – 2 лк, сумерки – 20–80 лк и т. д.
Благодаря настройкам потребитель получает возможность оптимизировать работу реле под конкретные условия, добиться комфорта и экономического эффекта.
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.
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:
- Предварительная установка распределительного щитка. Обычно его монтируют на стене, в нем осуществляют соединение проводников.
- 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.
- Корректировка системы с использованием регулятора, то есть выбор параметров реагирования прибора на конкретные условия изменения освещенности.
- 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:
- Прибор с внешним фотоэлементом лучше размещать таким образом, чтобы исключить прямое попадание света от устанавливаемого светильника. В ином случае устройство будет работать с ошибками.
- 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
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.
