Подключаем фотореле своими руками

Для контроля работы многих электрических приборов необходимы специальные контроллеры, которые отвечают за точность и правильность их работы. Предлагаем рассмотреть, как подключить простое уличное фотореле, что это такое и его принцип работы.

Фотореле и принцип его работы

Эффективный прибор позволяет контролировать затраты энергии, управлять освещением по необходимому режиму. Фотореле используют для своевременного включения и отключения уличных фонарей, что актуально для частных домов. Для этого в приборе предусмотрен датчик, чувствительный к свету. Элемент соединён с питательной цепью. При попадании лучей света датчик становится изолятором, а тёмное время суток прибор проводит электроэнергию к устройству освещения. Так работает фотореле, отключая фонари при дневном свете и включая их при отсутствии солнечных лучей.

Компактное фотореле обладает простой конструкцией

Освещение: применение фотореле

Прибор контроля освещения используют в частных домах, размещая на фонарях вдоль дорожек или возле входной двери. В парке, загородном большом участке и других просторных территориях также применяют фотореле. Прибор практичен для освещения автостоянок, дворов, рекламных конструкций и зоны видимости видеокамер наружного наблюдения. Во всех случаях создаётся автоматизированная система, которая включает свет при наступлении темноты. Это позволяет экономить энергоресурсы и обеспечивает комфорт нужных зон.

Датчик движения может дополнять фотореле

Характеристики фотореле

При выборе устройства для управления освещением учитывают его характеристики. Производители выпускают обширный ассортимент приборов, отличающихся внешним видом, характеристиками, номинальным напряжением питания и другими параметрами. Поэтому при выборе стоит обратить внимание на следующие особенности фотореле:

• вес и размеры устройства;
• температурные ограничения при эксплуатации;
• сектор срабатывания;
• мощность и уровень потребления энергии;
• частота сети для работы;
• номинальное напряжение для питания.

Приборы также разделяются по типу коммутируемых светильников. Простые модели часто предназначены для работы с обычными лампами накаливания или галогенными устройствами. Для других вариантов ламп следует выбирать фотореле, мощность и характеристики которого соответствуют параметрам источника света.

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

Принцип действия

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

Фото – Схема фотореле

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

Фото – Фотореле

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

Фото – Фотореле TDM

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

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

Схемы подсоединения

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

Выглядит разводка жил следующим образом:

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

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

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

Виды приборов

В зависимости от назначения и выполняемых функций фотореле подразделяются на несколько основных видов.

Со встроенным фотоэлементом

Зачастую такие приборы объединены в единый блок с управляемым устройством, светильником и предназначены для установки на улице. Характеризуются высоким уровнем пыле-влагозащиты, не менее IP44. Работают только с тем устройством, в которое встроены.

С выносным фотоэлементом

Электронный блок устанавливается в щит, шкаф или монтируется в другом защищенном от воздействия погодных условий месте, поэтому требования к IP снижены, достаточно IP20. Фотоэлемент выносится наружу и соединяется проводами с электронным блоком. Требования к IP фотодатчика такие же, как для уличного исполнения, не ниже IP44. Разнесённая конструкция позволяет создавать щиты автоматизированного управления наружным освещением, где фотореле является одним из звеньев сложной, многоуровневой схемы. При подключении контактов фотореле к мощному внешнему реле или контактору, появляется возможность управлять нагрузкой большой мощности, например, в случае управления освещением парковки гипермаркета или автодороги.

На различные уровни напряжения

Питание фотореле может быть рассчитано на различные напряжения, 380, 220, 24, 12 Вольт. Есть модели, с очень широким диапазоном питающих напряжений от 12 до 264 В.

Модели на низкое напряжение 12 и 24 В способны работать в схемах с применением альтернативных источников электроэнергии, солнечных батарей, ветрогенераторов с аккумуляторной поддержкой.

Разновидностей приборов управления освещением довольно много. Среди них есть как простые, с функцией вкл/откл, так и профессиональные. Последние имеют расширенный набор функций, встроенные таймеры, календарь событий, умеют управлять основным и дежурным освещением и т.д. Для облегчения настройки и наблюдения за работой системы они оснащены дисплеем. Наличие энергонезависимой памяти даёт возможность запоминать введённые настройки.

Как подключить фотореле: пошаговая инструкция

Сразу хотелось бы дать совет, оптимально подключить фотореле фр-75а и датчик движения. Приборы тесно связанны друг с другом, если вы собрались устанавливать датчик, тогда вы конкретно упростите установку.

Пошаговая инструкция с фото:

1. Отключаем УЗО.
2. Протягиваем провод к месту установки фотореле, вещаем его рядом с прибором. Рекомендуем использовать провод ПВС, он лучшим образом зарекомендовал себя.
3. Снимаем изоляцию, можете использовать специальный прибор для снятия изоляции.
4. Делаем отверстия в корпусе фотореле, только внизу, это спасет от попадания влаги.
5. Повышаем герметичность корпуса, можно использовать обычные резиновые уплотнители или герметический клей. Лучше остановится на первом варианте.
6. Подключаем фотореле, для уличного освещения используя схему. Не забываем соблюдать цветовую маркировку.
7. Подключаем фотореле к прожектору или лампе, вот так это выглядит на фото.
8. Переходим к настройке, здесь все довольно просто, есть вот такой регулятор. Его нужно настроить на желанную интенсивность включения. Если поставить на максимум, свет будет включаться только в полной темноте. Чтобы все отрегулировать, можно использовать обычный черный пакет или лист бумаги, так вы поймете, при каком освещении он будет срабатывать.
9. Проверяем, как все работает.

Как подключить устройство к уличному фонарю: схемы и принципы

При подключении простого устройства нужно ознакомиться с его конструкцией. Главным элементом является фотодиод, который может находиться снаружи или внутри корпуса. В первом случае датчик монтируют на улице, а электронный блок подключают на электрическом щите в помещении. При внутреннем расположении чувствительной детали прибор монтируют на улице.

Прибор имеет небольшие размеры и простое крепление

Знание конструктивных особенностей устройства позволяет подключить его к фонарю максимально эффективно. Поэтому важно определить тип фотореле, приобрести качественный прибор, подобрать схему, а затем приступать к подключению датчика.

Фотореле на схеме

Правильная схема подключения значительно облегчает самостоятельную установку прибора. На электрической схеме фотодиод представлен в виде условного графического обозначения, представляющего собой треугольник на оси симметрии с направленными сверху вниз стрелками. На простых схемах прибор может обозначаться в виде круга или прямоугольника с надписью «ФР».

Стрелки на схеме символизируют отражение света

Подключение

Кронштейн с прибором монтируют в затенённом месте. Листва деревьев, навесы, осадки не должны влиять на работу устройства. После определения места расположения нужно узнать количество светильников, для которых необходимо управление. На один источник света монтируется одно фотореле. Если же используется большое количество фонарей, то лучше всего применить контроллер. Он получает сигнал от фотодатчика и позволяет управлять несколькими светильниками одновременно.

Схема подключения к одной лампе очень проста

Конструкция прибора может включать в себя клеммы, что упрощает подключение. Они необходимы для зажима проводов. Кабель каждого цвета соединяют с соответствующим проводом лампы и цепи питания. Если клеммы отсутствуют, то следует установить распределительную коробку. Корпус устройства должен быть защищён от влаги и осадков. Известные производители указывают на упаковке или в инструкции схему подключения элемента.

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.

Установка реле и заземление

В случае, если в квартире, доме или на улице применяется система заземления типа TN-S либо TN-C-S, электрическая схема питается от сети трехжильным кабелем (фазовый провод, нулевой, заземление). Но для подключения ламп при электропроводке типа TN-C, соединение будет отличаться только тем, что отсутствует проводник PE.

Регулировка производится согласно установкам производителя. Перед тем, как подключить светильник обязательно проверяйте паспорт, сертификат и патент продавца, чтобы потом не пришлось делать капитальный ремонт проводки в квартире. Желательно установить в распределительный щит (шкаф) отдельный автомат на этот контроллер.

Купить фотореле можно в любом электротехническом магазине, цена напрямую зависит от марки и области действия (улица – ФР-601 ИЭК, ФР-602, фасады – ФРСУ-1-0 ухл 4.2, ФРСУ-2-0 и прочие типы). Наиболее популярны следующие модели ФР-1 12 вольт, УТФР-1М, CSM, LUNA 110 AL, TWS-1, TWS-1M, AWZ-30, ABB (АВВ), LXP-01, DLS-1/50, AZH-S, АС-7, РФС-11, ФБ-2-16А (диап. 2-4 кВт), ЛЮКС 2.

Фото – Подключение фотореле ФР-601

ФР-601 (602)

Если речь заходит об использовании стандартных однофазных фотореле для освещения, то самой популярной моделью являются устройства ФР-601 и ФР-602 производства компании ІЕК.

Они достаточно надежные, и даже у непосвященных в электронику пользователей не возникает вопросов, как подключить автоматический регулятор подсветки. Эти две модификации  имеют несущественные различия: они обе работают с током одних и тех же напряжения и частоты, имеют аналогичную потребляемую мощность (0,5 Вт) и абсолютно одинаковые комплекты поставки.

Различия касаются лишь максимального сечения подключаемых проводников: для 601 модели она составляет 1,5 кв. мм., а для 602 — 2,5. Следовательно, отличается у них и номинальный ток нагрузки: 10 и 20 А, соответственно. Фотоэлемент у обеих моделей встроенный, его регулировка возможна в пределах от 0 до 50 лк с шагом в 5 лк.

Схемы подключения фотореле для уличного освещения

Назначение фотореле для уличного освещения — подавать питание при наступлении темноты и отключать его на рассвете. То есть это своего рода выключатель, только вместо клавиши в нем установлен светочувствительный элемент. Потому схема его подключения аналогична: на фотореле подается фаза, снимается с его выходов и подается на светильники или группу фонарей.

Самый простой случай — схема подключения фотореле к фонарю

Так как фотореле для работы также необходимо питание, на соответствующие контакты подается ноль, желательно также подключить заземление.

Как уже говорили раньше, подбирать фотореле надо по мощности подключаемой нагрузки. Но наблюдается одна закономерность: с увеличением мощности цены возрастают значительно. Для экономии можно подавать питание не через фотореле, а через  магнитный пускатель. Он предназначен для частого включения/отключения питания, а также с его помощью можно подключить питание с использованием светочувствительного элемента с малой подключаемой нагрузкой. По сути, он включает только магнитный пускатель, потому в расчет берут только его потребляемую мощность. А к выводам магнитного пускателя можно подключать и мощную нагрузку.

Схема автоматизации освещения двора с использованием фотореле и магнитного пускателя (контактора)

Если кроме датчика день/ночь надо еще подключить таймер или датчик движения, их ставят последовательно после реле освещения. Порядок установки движение/таймер неважен.

Подключение светильников через фотореле, датчик движения и таймер

Если датчик движения или таймер не нужны, их просто убираете из схемы. Она остается работоспособной.

Выбор фотореле

В продаже есть приборы как отечественного, так и зарубежного производства со схожим набором функций. При выборе устройства следует руководствоваться правилами:

• Суммарная мощность подключаемых светильников должна соответствовать номинальной токовой нагрузке, указанной в паспорте реле и не превышать её.
• Напряжение питания и род тока (постоянный или переменный) должны соответствовать выбранной модели.
• Для уличной установки, необходимо применять прибор со степенью защиты не ниже IP В случае выносного датчика возможно снижение IP для электронного блока при условии его установки в защищённом месте.
• При необходимости гибкой настройки стоит выбрать реле с дополнительными функциями или профессиональную модель.

Оборудование высокой мощности

Среди конкурентов также можно рассмотреть фотореле ФР-7Е, но не в его пользу говорят отсутствие защиты от влаги (IP40) и довольно высокая потребляемая мощность.

Также к недостаткам можно отнести открытые контактные зажимы и отсутствие защиты подстроечного резистора на лицевой панели. Положительный момент — работать ФР-7 может в сетях переменного тока напряжением 220 вольт с напряжением до 5 ампер, что почти на порядок больше, нежели у рассмотренных выше конкурентов. Диапазон регулировки в 10 лк также устанавливается лишь специалистом — отрегулировать его самостоятельно не получится.

По габаритам ФР-7 также превосходит рассмотренные в статье фотореле (см. чертеж).

Заключение

Учитывая опыт эксплуатации фотореле в бытовых и промышленных условиях, наиболее стабильной и легко воспроизводимой в домашних условиях является модель ФР-602 или ее менее мощная вариация ФР-601 от компании AIK. Они отлично показывают себя в различных режимах работы, имеют хороший запас долговечности и, что самое главное, обладают минимальной себестоимостью. Кроме того, их сборка облегчается возможностью заменить многие зарубежные детали на дешевые отечественные аналоги.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...