Задержка времени включения. Зачем нужна задержка? Чтобы избежать неправильной активации/деактивации освещения. Например, ночью свет от фар проезжающего автомобиля попадает на фотоэлемент. Если задержка включения слишком мала, свет погаснет. При достаточной задержке — хотя бы 5-10 секунд — этого не произойдет.
Фотореле для уличного освещения: критерии удачного выбора и тонкости монтажа
Технологии в современном мире постоянно развиваются. Одним из последних прорывов являются передовые разработки в области наружного освещения. Помимо энергосберегающих и ярких светодиодных ламп, важной разработкой является фотоэлектрическое реле для уличного освещения. Новейшая технология относится к категории «интеллектуальных», так как благодаря специальному программному обеспечению освещение может включаться и выключаться без участия человека. В этой статье подробно описывается данное устройство.
Фотоэлектрическое реле — это устройство для управления уличным освещением. Оно используется в различных местах для экономии электроэнергии. Принцип работы реле основан на фотоэлектрическом эффекте, когда небольшое количество света замыкает контакты. Это активирует наружный датчик. Когда уровень освещенности повышается до необходимого уровня, контакты автоматически размыкаются, и освещение отключается.
Существует множество названий и определений этого устройства. В некоторых технических руководствах его называют выключателем управления освещением, в других публикациях — светочувствительной автоматикой. В неофициальном обиходе чаще всего можно услышать слова «датчик света», «датчик освещенности» или «фотосенсор». Существуют также более простые термины, такие как «сумеречный датчик» или «переключатель день/ночь». Все это обозначения одного и того же объекта, который в промышленности называется световым извещателем.
Световые барьеры устанавливаются у входов в здания, в административных зданиях, у подъездов многоквартирных домов и на опорах электропередач. Это позволяет обеспечить постоянное освещение подъездов, улиц и дорожек в темное время суток. Такое устройство избавляет от необходимости принудительно включать и выключать фонари и фонари на столбах. Это происходит автоматически, что значительно снижает затраты на электроэнергию.
Принцип работы и устройство датчика света для уличного освещения
В основе фотоповерхности лежит фоторезистор или фототранзистор, который изменяет свои параметры при определенном изменении освещенности. Когда на него попадает достаточно света, цепь питания разомкнута. При уменьшении темноты фоторезистор начинает реагировать, и при определенном показателе, установленном в настройках, цепь замыкается. Этот процесс может происходить не только вечером, но и, например, при сильной облачности. Когда освещенность улучшается, то есть наступает день (или когда облака и туман рассеиваются), цепь размыкается.
Интересно знать! Фотоэлемент считается универсальным устройством и может использоваться и для других целей, например, для полива газона. Его можно подключить к системе полива, и газон или клумбы будут увлажняться каждую ночь.
При установке уличного светильника важно определить технические характеристики, которыми должен обладать световой барьер. По этому принципу различают два типа устройств:
- фотореле с выносным датчиком;
- устройство со встроенным датчиком света.
Устройство с выносным датчиком имеет небольшие размеры и обеспечивает легкую защиту от негативных внешних воздействий и освещения. Такое устройство может быть установлено самостоятельно, например, в пульте управления. Примером таких световых барьеров являются модели для DIN-рейки. Встроенный датчик должен быть установлен в непосредственной близости от светильника, например, рядом со светильниками — на столбах уличного освещения. Важно выбрать такое положение, чтобы свет от светильника не падал на фотодатчик. Этот вариант чаще всего используется при установке солнечных уличных светильников.
Выбор оптимального места расположения датчика уличного освещения
Перед подключением датчика освещенности необходимо определить место его установки, учитывая некоторые важные моменты:
- если фотодатчик выносного типа, то его месторасположение должно быть в прямой досягаемости дневного света;
- источники искусственного освещения должны располагаться как можно дальше от датчика, главное, чтобы реле не реагировало на их включение или отключение;
- желательно максимально исключить попадание света от автомобильных фар.
Оптимальная высота датчика освещенности должна составлять от 180 до 200 см, чтобы его можно было установить вертикально на земле без использования лестниц или стремянок.
Некоторые хитрости могут помочь выполнить вышеуказанные требования. Например, защитить фотодатчик от отражения света уличных фонарей можно с помощью куска черной пластиковой трубы большого диаметра длиной 15-20 см. Для этого нужно согнуть нижнюю часть трубы под углом 40-30° относительно вертикальной стены так, чтобы она была направлена вверх.
Полезный совет! Для стандартизации сборки устройств были придуманы специальные символы и термины для обозначения фотоэлементов на схемах и чертежах. Важно знать их, если вы решили установить устройство самостоятельно.
Если реле используется для одной мощной лампы, идеальное положение — непосредственно за лампой. Там вероятность проникновения падающего света наименьшая. Гораздо проще разместить датчик на восточной или западной стороне здания. Основным условием для этого является отсутствие поблизости ярко освещенных объектов. Поэтому в данном случае следует выбирать сторону, где «блики» максимально исключены.
Принцип работы фотодатчика
Основой фотоэлектрического светорегулятора (сумеречного выключателя) является светочувствительный элемент, который реагирует на существующую яркость солнечного и искусственного света.
Когда наступают сумерки, датчик света замыкает свои контакты и включает питание светильников, установленных на улице вокруг дома. А когда утром интенсивность света увеличивается, он снова размыкает цепь и отключает осветительное оборудование.
Фотоэлементы или фотодатчики в системах уличного освещения используются для управления уличным освещением.
Устройство управления уличным освещением может быть установлено непосредственно рядом со светильником или перед всей линией освещения.
С точки зрения производительности можно выбрать любой фотосенсор и найти устройство, которое может управлять как одним светильником над входом в дом, так и системой устройств для освещения большой площади или пешеходной зоны
В комплект поставки предлагаемого пользователю фотоэлектрического реле уличного освещения входит все необходимое для установки устройства и подключения его к электросети и сети уличного освещения
Если монтажник блока управления имеет некоторый опыт в электромонтаже, кабели можно соединить скруткой, но предпочтительнее использовать зажимы.
Схема датчика освещенности включает фоторезистор, реагирующий на интенсивность светового потока, фотодиод, формирующий нагрузку, фототранзистор, фототиристор, фототриод, синхронизирующий ток от разных источников.
Оптопара для наружного освещения крепится с помощью монтажной ленты, прикрепленной к изделию. Его можно буквально прикрепить к любой конструкции.
Устройство управления уличным освещением не представляет ни малейших проблем с точки зрения установки, настройки или эксплуатации.
Устройство автоматизации для управления освещением
Светочувствительное реле автоматически управляет работой подключенного светильника, включая и выключая его по мере необходимости.
Благодаря фотоэлементам в цепи уличного освещения владельцам больше не нужно включать лампы ночью и выключать утром — все происходит автоматически.
Это значительно снижает энергопотребление уличных светильников и продлевает срок их службы. Ведь они работают только тогда, когда в них есть необходимость, а не 8-9 часов в сутки.
В частном секторе такие системы устанавливаются для освещения:
- уличных лестниц;
- территорий возле коттеджей;
- парковых и садовых дорожек;
- беседок, мангальных зон и открытых террас.
Компании устанавливают фотоэлектрические датчики во дворах многоквартирных домов, в торговых центрах, на лестничных клетках высотных зданий, а также при освещении придорожного освещения с рекламой. Везде цель одна и та же: экономия энергии и продление срока службы светильников.
Простейший вариант рассматриваемого коммутационного устройства состоит из блока питания, датчика освещенности, усилителя тока и коммутационного реле.
Существует несколько типов фотолюминесцентных реле, но принцип работы у всех одинаковый. Оно состоит из датчика освещенности, подключенного к источнику питания, который контролирует условия освещения в контролируемой зоне.
Основные виды электроприборов
Каждый датчик света, контролирующий уличное освещение, имеет три модуля с различными функциями:
- Воспринимающий – фотодатчик на базе полупроводников.
- Промежуточный – усилитель электротока.
- Исполнительный – как таковое реле (коммутатор).
Конструктивно первый из этих компонентов может быть удален из общего корпуса. Однако существуют также устройства, в которых светочувствительный датчик смонтирован в едином блоке с остальными внутренними схемами устройства.
Благодаря своим компактным размерам светочувствительный датчик может быть установлен даже на столбах уличного освещения, рядом с фонарями или на них.
Соответственно, все модели фотодатчиков контроля освещенности подразделяются:
- устройства со встроенным фотоэлементом;
- приборы с отдельным фотодатчиком, который вынесен из корпуса.
Устройство со встроенным датчиком монтируется непосредственно на улице. Его корпус обеспечивает повышенную защиту от влаги и пыли. Во втором случае коммутационный блок монтируется на DIN-рейку в электрощитке дома. Выносной датчик уже подключен к нему через обычную проводку.
Помимо управления уровнем освещения, такие системы управления часто оснащаются встроенными датчиками движения, таймерами и различными кнопками управления. Световые барьеры на основе цифрового управления также можно найти в магазинах светотехники. Однако эти устройства во много раз дороже обычных моделей.
Цифровые устройства стоят дороже, но позволяют более точно управлять светильниками. Принцип работы световых барьеров для бытового использования и основные компоненты идентичны стандартным устройствам.
Однако эти варианты дополняются микроконтроллером, который может быть настроен на включение света только в определенное время. Это позволяет точно настроить реле, связав его работу с погодными условиями и даже с месяцем года.
Выбор места установки
Чтобы световое реле работало правильно, важно выбрать правильное положение. При этом необходимо учитывать несколько факторов:
- На него должен падать солнечный свет, то есть он должен быть под открытым небом.
- Ближайшие источники искусственного света (окна, лампы, фонари и т.д.) должны находится как можно дальше.
- Не желательно чтобы на него попадал свет фар.
- Желательно расположить его не очень высоко — для удобства обслуживания (надо периодически протирать поверхность от пыли и смахивать снег).
Как видите, выбор места для светового реле при организации автоматического уличного освещения — не самая простая задача. Иногда приходится несколько раз перемещать его, пока не найдется правильное положение. Если для включения лампы на столбе используется датчик освещенности, фотореле часто размещают там же. Это не совсем необходимо и очень раздражает, потому что часто приходится убирать пыль или снег, а лазить по столбу не всегда интересно. Вы можете сами прикрепить затвор к стене и провести к светильнику кабель питания. Это более удобный вариант.
Схемы подключения
Схема подключения реле барьера уличного освещения проста: фаза и ноль подаются на вход устройства, с выхода фаза идет на нагрузку (светильники), а ноль (минус) — с предохранителя или шинопровода на нагрузку.
Если вы все сделаете в соответствии с инструкцией, то проводка должна быть подключена в распределительной коробке (junction box). Выберите герметичную модель для наружной установки и разместите ее в доступном месте. На рисунке ниже показано, как подключить фотоэлемент к наружному освещению в этом случае.
Если вам необходимо включать и выключать мощный столбовой светильник с дросселем, рекомендуется подключить в цепь пускатель (контактор). Он предназначен для частого включения и выключения и нормально выдерживает пусковые токи.
Если светильник должен включаться только в присутствии человека (у туалета, возле ворот), к световоду добавляется датчик движения. В такой комбинации выгодно сначала установить светочувствительный выключатель, а затем детектор движения. В этом случае детектор движения срабатывает только в самое темное время суток.
Как видите, схемы несложные, и вы можете сделать их сами.
Самостоятельный монтаж фотореле для уличного освещения
Иногда в качестве альтернативы работает и астрохронометр. Однако из-за высокой стоимости это устройство используется редко, хотя у него есть свои преимущества.
Принцип действия сенсора уличного освещения
Основным компонентом устройства является светочувствительный элемент. В зависимости от схемы это может быть фоторезистор, фототранзистор или фотодиод. Когда свет включен, рабочая поверхность элемента препятствует замыканию контактов реле. Когда свет выключен, фотоэлемент подает электрическую энергию на катушку реле, и цепь замыкается.
В сумерках процесс происходит в обратном порядке. По мере увеличения интенсивности солнечного света цепь фотоэлемента уличного освещения в определенный момент отключается, и лампа гаснет.
Типы устройств
Односекционный выключатель дневного/ночного освещения располагается на улице. Обычно устройство размещается в непосредственной близости от самого источника света.
Если реле размещается рядом с лампой, оно должно быть расположено так, чтобы лучи света от лампы не мешали светочувствительному датчику.
Эксплуатационные параметры
- Рабочее напряжение. Схема может питаться от общей сети переменного тока 220 В, или через отдельный 12-вольтовый блок питания либо аккумулятор. Способ электропитания датчика обычно выбирают идентичный тому, от которого питаются все осветительные лампы.
- Температурные пределы. Стоит учитывать, что устройство должно безотказно работать при любых температурах окружающей среды. Поэтому приобретая для уличного освещения фотореле, стоит обратить внимание на то, чтобы устройство имело достаточный диапазон рабочих температур для отдельного региона. Желательно учитывать и возможность аномально жаркого лета или чрезвычайно холодной зимы.
- Класс защиты. Для монтажа изделия на улице следует выбирать модели с классом защиты не ниже IP 44. В корпус такого прибора неспособны попасть частицы пыли размером больше 1 мм, а также брызги воды. Можно выбрать и более высокий класс для лучшей надежности.
- Мощность. Очень важным параметром любого электрического оборудования является его мощность. При выборе реле день-ночь для уличного фонаря следует учитывать то, сколько Ватт в сумме потребляют все лампы, включаемые с помощью датчика. Для продолжительного срока службы, желательно чтобы максимально разрешенная мощность прибора была выше общей мощности всех ламп, работающих через него на 20%.
Подключение и настройка
Для начала воспользуйтесь простой схемой подключения реле фотолампы к силовому модулю и уличной лампе. Датчик предпочтительно устанавливать в непосредственной близости от светильника. К каждому изделию прилагается инструкция, в которой шаг за шагом описывается установка и подключение. В большинстве случаев реле монтируется непосредственно на столбе светильника на высоте не более 3 м.
Наличие выносного датчика не меняет порядок установки. Реле размещают так, чтобы на него светило солнце и между ним и изделием не было других предметов. Устройство подключается в помещении рядом с источником питания. В идеале следует использовать саморегулирующиеся устройства. Однако большинство моделей имеют простые механические тумблеры, с помощью которых можно регулировать порог светочувствительности.
На корпусе качественного изделия всегда есть индикаторы, облегчающие подключение и настройку устройства. Если тумблер повернуть вверх, свет включается быстрее и загорается с наступлением сумерек. Поворот тумблера в противоположном направлении снижает порог чувствительности, из-за чего свет может включаться только в полной темноте.
Реле светового барьера может быть собрано самостоятельно и относительно просто в обращении. Чтобы изделие было компактным, избегайте использования негабаритных компонентов. Не стоит брать узел эмиттер-повторитель, а лучше собрать его из двух транзисторов, чтобы увеличить входной ток.
Подключите к схеме маломощное реле, используемое в качестве транзисторного каскада. Используйте диоды, проводящие ток только в одном направлении, чтобы избежать влияния обратного тока. Простая истина заключается в том, что изделие становится более чувствительным при увеличении напряжения.
Схемы подключения фотореле для уличного освещения
Назначение уличного фонаря для освещения улиц — включаться в сумерках и выключаться на рассвете. Поэтому он является своего рода выключателем, только вместо кнопки у него светочувствительный элемент. Поэтому схема подключения аналогична: на световой барьер подается фаза, которая снимается с его выходов и передается на светильники или группы светильников.
Самый простой случай — схема подключения реле светового барьера к фонарю.
Поскольку для работы фотоэлемента также требуется ток, на соответствующие контакты подается ноль и желательно сделать заземление.
Как уже говорилось, световой барьер следует выбирать в зависимости от мощности подключаемой нагрузки. Однако существует тенденция, что с увеличением мощности значение значительно возрастает. Для экономии средств вместо светового предохранителя можно использовать магнитный пускатель. Он предназначен для частого включения и выключения, а также может использоваться для питания светочувствительного элемента с небольшой подключенной нагрузкой. По сути, магнитный пускатель активируется, так что учитывается только его потребление. К клеммам магнитного пускателя можно подключать и тяжелые нагрузки.
Схема автоматизации освещения двора с фотоэлементом и магнитным пускателем (контактором).
Если помимо датчика «день/ночь» необходимо подключить таймер или датчик движения, то они подключаются последовательно за реле освещения. Порядок установки не имеет значения.
Подключение светильников со световым барьером, датчиком движения и реле времени
Если датчик движения или таймер не нужны, их можно просто удалить из схемы. В этом случае система будет продолжать работать.
Установка и настройка
У светового барьера со встроенным датчиком освещенности из корпуса выходят три провода. Они всегда подключаются 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 должны быть подключены к реле светового барьера?
Желательно также заземлить устройство, подключив его к соответствующей клемме корпуса. Сечение проводов следует выбирать в зависимости от мощности, подключаемой к нагрузке.
После установки и подключения реле должно быть настроено. Когда наступят сумерки, дождитесь момента, когда вы захотите включить свет. Возьмите маленькую отвертку и поворачивайте колесико триметра до тех пор, пока не загорится свет.
Процедура подключения реле светового барьера с выносным датчиком немного отличается:
- 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.
