Как настроить фотореле для уличного освещения

Разновидности датчиков освещённости

Обычные недорогие световые сенсоры позволяют автоматизировать освещение и подстроить его под продолжительность светового дня. Но поскольку в таком случае свет горит всю ночь, производители начали создавать модели с более широкими возможностями.

Пример фотореле с датчиком движения

Среди них:

• Фотореле с датчиком движения. Включают свет, когда в подконтрольной зоне начнёт что-то двигаться. Благодаря фотодатчику, сигнал на включение срабатывает только в тёмный период. Прибор недорогой, надёжный и компактный. Но если по территории бегают домашние животные, или в поле зрения датчика есть ветки растений, существует высокая вероятность ложного срабатывания сенсора.
• Фотореле, оснащённое и датчиком движения, и таймером. Прибор можно тонко настроить так, чтобы он срабатывал только когда нужно. Например, с 20.00 до 22.00 когда к калитке подходит гость либо возвращается хозяин.
• Фотореле с таймером. Прибор даёт возможность экономить электроэнергию, выключая свет в неиспользуемое время. Если привычки семьи устоялись и привязаны к определённому времени, такой вариант может быть очень удобным. Многие предпочитают этот вид приборов, поскольку их не обязательно монтировать на улице, таймер может подать сигнал к включению прямо из дома.
• Программируемые фотореле. Приборы этого типа самые дорогие, но превосходят другие типы по функциональности. Они дают возможность настроить включение/выключение освещение в зависимости от природной освещённости, периода времени, дня недели, сезона.

Ещё один подход к классификации фотосенсоров — вид исполнения. Различают:

• Фотореле для наружного монтажа. Устройство устанавливается на улице, чаще всего — на стене дома. Такой фотодатчик должен обладать герметичным корпусом и изготовляться из термо- и УФ-стойкого пластика.
• Фотореле для внутреннего монтажа. Прибор монтируется в основной электрощит дома на DIN-рейку. К нему прилагается выносной датчик, который необходимо закрепить на фасаде и соединить с блоком двумя проводами. Требования по защите основного корпуса в таком случае снижаются, но фотосенсор необходимо защитить от влаги и случайных ударов. Поскольку для прокладки провода придётся штробить стены, фотореле внутреннего монтажа лучше устанавливать на этапе ремонта.

Если у вас мало опыта в монтаже электроприборов, или вы опасаетесь повредить новые обои, лучше предпочесть фотореле наружного монтажа.

Производители фотореле: страны и цены

Изготовление таких приборов не требует уникального оснащения или сложных технологических процессов, поэтому наравне с западными изделиями рынок предлагает немало отечественных фотодатчиков. При этом у каждой страны есть как бюджетные, так и недорогие модели с разной степенью защиты.

Сравнительная таблица фотореле разных производителей

Если вы нашли модель с подходящим током коммутации, степенью защиты и другими параметрами среди изделий русских производителей, не стоит переплачивать за немецкий аналог. Но и слишком экономить не стоит, так как это скажется на долговечности датчика.

Фотореле IEK

В нашей стране очень популярны фотореле российского производителя IEK.

На вид фотореле IEK ФР 601 и ФР 602 одинаковые, обращайте внимание на маркировку

Таблица характеристик фотодатчиков марки IEK

Все модели датчиков этой марки изготовлены из негорючего пластика (поликарбоната), который защищает дом от случайного возгорания. По своим техническим характеристикам приборы подходят для Европы и средней полосы России, исключением могут стать только очень жаркие регионы и крайний Север.

Как работает фоточувствительный автомат

Устройство, срабатывающее при изменении освещенности до порогового значения, может быть выполнено на различной элементной базе, но имеет примерно одну и ту же структуру.

1. В качестве светочувствительного элемента может быть применен полупроводниковый прибор, изменяющий свои параметры или генерирующий ЭДС под действием падающего света. Так, фоторезистор при облучении фотонами изменяет свое сопротивление, фотодиод создает ЭДС и т.д. Датчик уровня освещенности может быть встроен в корпус прибора или быть выносным.
2. Преобразователь трансформирует изменяемую величину в электрический параметр, с которым удобно работать. Если в качестве фотоэлемента используется фоторезистор, то его сопротивление преобразовывается в напряжение.
3. Усилитель усиливает напряжение до величин, при которых уровень помех и наводок становится незначительным.
4. Пороговое устройство сравнивает установленное значение напряжения с напряжением, поступающим с усилителя. Если оно становится больше или меньше опорного уровня, компаратор изменяет свое состояние с единицы на ноль или наоборот.
5. Таймер задержки. Не позволяет сработать реле, если длительность управляющего сигнала меньше заданного.
6. Исполнительное устройство. При изменении состояния компаратора, вызванного прохождением освещенности через заданный порог, выдает управляющий сигнал, который можно использовать для управления внешними устройствами. В большинстве бытовых приборов таким сигналом служит «сухой контакт» встроенного электромагнитного реле. Но может быть и дискретное напряжение от твердотельного коммутатора, изменение состояния транзистора с открытым коллектором и т.п.

Некоторые узлы могут быть совмещены. Так, преобразователь и усилитель комбинируются в одну схему. Таймера задержки в простых реле может и не быть, но он несет полезную функцию, о которой ниже. Может быть разной элементная база – аналоговое исполнение или цифровое. Но принцип действия остается: сравнение фактического уровня освещенности с заданным порогом и выдача управляющего сигнала.

Структурная схема фотореле.

Коротко о главном

Фотореле не только помогает отрегулировать освещение на улице в разное время суток, но и экономит средства на электроэнергию. Работает устройство за счёт несложной схемы со встроенным фотоэлементом, который считывает информацию об освещении и включает, либо отключает прибор. В зависимости от сложности подключения, реле разделяются на несколько видов. Наиболее популярной считается модель со встроенным таймером. Алгоритм подключения у всех фотореле одинаковый, главное определиться с нулём и фазой. Следуя несложным советам и изучив схему устройства, его сможет подключить любой человек.

Определение с местом размещения

Для правильной работы источника уличного освещения важно грамотно определиться с местом размещения будущего датчика. Специалисты рекомендуют учитывать следующие нюансы при выборе местоположения:

Не стоит помещать прибор чересчур высоко – в противном случае обслуживание устройства не будет самым легким! Все-таки периодически вам нужно будет смахивать снег с поверхности или просто вытирать пыль с поверхности;
Важно, чтобы солнечный свет спокойно попадал на приспособление. Таким образом фотореле непременно должно размещаться под открытым небом;

• Не нужно располагать модель возле дороги, иначе не исключены ложные срабатывания от фар машин;
• Это же касается и источников искусственного освещения, будь то фонари, лампочки либо окна, которые должны размещаться как можно дальше.

Учитывая все вышесказанное, можно сказать, что определиться с местоположением будущего источника автоматического освещения на дачном участке не всегда бывает просто, в особенности, если загородная территория не может похвастаться большой площадью.

Порою покупатели вынуждены переносить датчик по множеству раз, пока не найдут удачное место. Если вы используете фотореле для отключения уличного фонаря на столбе, то сенсор рекомендуется размещать на нем же. Однако это не обязательно, ведь убирать снег и пыль с его поверхности все равно будет периодически нужно, а это делать совсем неудобно, если сенсор расположен на столбе. В этом случае грамотнее будет разместить фотореле, к примеру, на поверхности стены, подключив его к светильнику при помощи кабеля.

Подключение устройства

Во многих случаях схема подключения для конкретного реле с указанием клемм наносится прямо на корпус прибора.

Схема внешних клеммников фотореле ФР-М01-1-15.

На примере реле ФР-М01 видно, что к реле подключаются:

• фотодатчик к клеммам T1, T2:
• постоянное напряжение питания 24 вольта на клеммы А2, +A3$;
• при питании от сети переменное напряжение 220 В подается на A1, A2 (прибор имеет дуальную схему питания);
• для управления нагрузкой используются клеммы 11,12,14.

Другие фотореле для уличного освещения имеют сходную схему подключения. Надо лишь следить, чтобы мощность нагрузки не превышала нагрузочную способность выходных контактов. В данном случае она равно 16 амперам при коммутируемом напряжении 220 вольт (не напряжении питания фотореле!) или 30 вольт постоянного тока. Это достаточно высокая нагрузочная способность, но если ее недостаточно или используется маломощное реле другого типа, можно управлять мощной нагрузкой через промежуточное реле или магнитный пускатель.

Подключение через магнитный пускатель.

Независимое включение освещения.

Принцип прост – фотореле управляет пускателем, а мощные контакты пускателя коммутируют лампу, электродвигатель насоса для полива и т.д.

Независимое отключение освещения.

Можно подсоединить дополнительный выключатель и включать свет независимо от фотореле. Другая схема позволяет выключать освещение, даже если устройство контроля освещенности дает команду на включение.

Независимое управление освещением.

Также существует схема соединения для полностью независимого управления, позволяющая по желанию включать и выключать свет, невзирая на состояние реле. Проблема состоит в приобретении бытового выключателя с перекидным контактом. Можно использовать промышленный коммутационный элемент, но возникает вопрос эстетики. У фотореле также должен быть выходной контакт перекидного типа.

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

Типы фотореле

Фотореле могут существенно отличаться друг от друга по электронной “начинке” и способу размещения чувствительного элемента.

На сегодняшний день наиболее востребованными и популярными моделями являются:

Фотореле с выносным датчиком – в данных устройствах датчик располагается вне основного корпуса устройства. Таким образом удаётся достичь высокой точности перехода системы из одного режима в другой.

Фотореле 12 В – устройства этого типа работают от источника постоянного электрического тока. Такие системы являются более безопасными. Могут использоваться в дублирующих системах освещения во время отсутствия напряжения в сети 220 В.

Фотореле ФР1 – ФР9 – данные устройства могут функционировать с различными видами фотоэлементов, некоторые приборы рассчитаны на работу при низкой температуре воздуха.

Фотореле ФРЛ02 – устройство имеет высокую степень защиты от поражения электрическим током и отличается очень низким уровнем собственного потребления электроэнергии.

Данные приборы могут отличаться по максимальной мощности нагрузки. Обычно фотореле рассчитано на подключение потребителей электроэнергии с нагрузкой от 6 до 16 А.

Порог срабатывания фотореле находится на уровне от 5 до 50 люкс, и может быть легко отрегулирован с помощью специального винта на нижней плоскости устройства.

Все современные фотореле имею очень малое собственное потребление электроэнергии. Максимальное значение этого показателя не превышает 1 Вт.

Многие устройства защищены от ложного срабатывания и при кратковременном затенении (до 30 секунд), не происходит включения автоматики. Запрещается устанавливать фотореле в местах сильного затенения.

Если установка осуществляется в период с октября по апрель, следует иметь в виду, что рядом расположенные деревья в весенне-летний период могут стать преградой солнечному свету.

Планирование

Прежде чем приступать к работе по организации уличного освещения, необходимо составить детальный план. Выполнить планировочные мероприятия можно одним из трех способов, который покажется наиболее удобным:

1. Снять несколько копий с техпаспорта. Сделать это можно при помощи принтера. На полученных копиях разместить планируемые объекты. Составить чертеж, изображающий схему осветительной системы.
2. В случае отсутствия техпаспорта, изобразить план на чертежном листе. Для этого создать ситуационную схему. Такая бумага удобна наличием клеток, поэтому с масштабированием участка проблем возникнуть не должно. Рекомендуется придерживаться масштаба 1 к 100, что соответствует одному сантиметру на каждый метр земли.
3. План можно нарисовать с помощью компьютерной программы. Подойдет любое приложение для организации ландшафтного дизайна. Также можно выбрать специальную программу для расчетов по светотехнике.

Основная цель планирования — определиться с местонахождением элементов системы. В плане должна быть изображена схема электрической цепи со всеми лампочками, датчиками, переключателями, проводкой. Также следует учесть расходы на закупку материалов и инструментов. План необязательно должен содержать абсолютно точные — вплоть до миллиметра — расчеты. Главное — понятная концепция, дающая четкое представление о том, что и как нужно делать.

Также план должен содержать перечень работ, которые следует выполнить:

1. Подсчет расхода материалов.
2. Выбор осветительных приборов и метода их установки.
3. Определение способа прокладки электропроводки.
4. Подготовка рабочего пространства.
5. Укладка проводов.
6. Установка опорных конструкций.
7. Подключение освещения улицы.
8. Монтаж контролирующих и регулирующих приборов.

Прокладка кабелей

Еще на этапе составления плана нужно выбрать метод прокладки кабелей. От электрического щита провода тянут одним из трех способов:

1. Подземный кабель. Данный вариант используется чаще всего, так как в этом случае провода будут незаметны и не испортят внешнего вида участка. Подземный способ прокладки кабеля наиболее безопасен, так как никто его не повредит неосторожным движением.
2. Воздушный кабель. Самый доступный в финансовом отношении способ, а также удобный с точки зрения небольших трудозатрат. Однако используется лишь при отсутствии возможности подземной закладки кабеля, ввиду очевидных недостатков его открытого расположения. Провода стараются спрятать под кровлей или подвешивают на опорах (столбах). Чтобы уменьшить количество опор, пользуются облегченными тросами с оболочкой из пластика или оцинковки.
3. Наземный кабель. Применяется как временный вариант. Наземная проводка используется, к примеру, для организации освещения уличной новогодней елки. Кабели просто раскладывают по земле.

Расчет электропроводки

На данном этапе устанавливается количество светильников, их тип, мощность, длина и сечение проводов, мощность переключателей-автоматов, а также устройств защитного отключения

Принимая во внимание тот факт, что светильники маркируются в ваттах, а электросчетчики и предохранители в амперах, для выбора подходящих автоматов придется выполнить пересчет этих параметров. Для расчетов электрической проводки используется несложная формула

Создание электротехнической схемы

Для наглядности можно привести такой пример. На участке перед домом нужно организовать освещение крыльца и территории возле калитки. Прокладывают две линии проводки. На первой светильник и переключатель отмечаются как «Л1» и «В1». На второй линии (идет от ворот) светильник («Л2») соединяют с выключателем («В2») возле входной двери. Также на второй линии проводки возле калитки располагают датчик движения («Д»).

Электротехническое оборудование наружного освещения должно соответствовать всем требованиям безопасности.
При организации проводки следует учитывать такие обстоятельства:

1. Прокладка кабелей под землей осуществляется на определенной глубине — не ближе чем в 70 см от поверхности. Кабель должен находиться не слишком близко от здания — минимум в 60 см. Если рядом трубопровод, дистанция между ним и кабелем не должна быть менее 50 см. Расстояние между параллельно проложенными кабелями — от 30 см.
2. Воздушную проводку располагают, по крайней мере, в трех метрах от уровня земли.
3. Светильники следует установить так, чтобы они не ослепляли соседей.
4. Современным требованиям отвечают только медные провода.
5. Кабели, проложенные в стенах, нужно размещать в гофрированных каналах из негорючего пластика.
6. Выключатели располагают в сухих местах, не подверженных прямому попаданию воды.
7. Все светильники следует заземлить.

Нюансы подключения

Фотореле, как правило, устанавливают рядом с источником света, активацию и отключение которого он должен контролировать. Для правильной работы датчика его необходимо размещать таким образом, чтобы световые лучи от лампы светильника не попадали на датчик и фотоэлемент. Лучшим решением будет подключение датчика света в тени на корпусе лампы.

Проводники, выходящие из корпуса аппарата необходимо подключить в правильной последовательности. Синий используется для нуля, помимо этого, через него подключается провод от осветительного устройства. Красный регулирует датчик и проводится к лампе через внутренний регулятор. Коричневый используется для активации прибора от эклектического тока сети.

Иногда, при использовании аппарата для освещения, внутренняя схема фотореле включает в себя дополнительный проводник, который выполняет функцию заземления. Благодаря ему напряжение не попадает в корпус. Алгоритм остаётся прежним, однако заземляющий проводник будет подключаться напрямую в лампу осветительного прибора, не проходя через регулятор.

Фотореле с маркированными проводникамиИсточник yandex.net

В зависимости от производителя проводники могут иметь иную маркировку и цвет, но используется всегда одинаковый алгоритм подключения нуля и фазы. Понимая его, можно без особых усилий подключить прибор к освещению самостоятельно.

Как работает датчик освещённости

Задача фотореле — включить осветительный прибор, когда во дворе становится сумеречно и выключить его с наступлением рассвета. В основе прибора — светочувствительный элемент (фотодиод, газоразрядник, фототиристор, фоторезистор), который на свету изменяет свои характеристики. Например, в фоторезисторе уменьшается сопротивление, ток легко проходит через этот элемент и замыкает контакт, выключающий освещение.

К одному сенсору можно подключить несколько осветительных устройств

Дополнительные элементы прибора помогают избежать ошибочного включения/выключения, настроить чувствительность сенсора, усилить сигнал от датчика и т. д.

Схемы подключения фотореле к фонарю

Для монтажа датчика день-ночь не понадобятся специализированные познания, а подсказки наносятся либо на упаковку, либо на сам прибор. В зависимости от модели, из корпуса фотосенсора выходит два или три провода.

Схема подключения фотореле с заземлением

Из универсального устройства выходит три провода:

• фазовый (красный, маркировка L);
• нулевой (синий, маркировка N);
• заземляющий (зелёный, маркировка РЕ).

Стенд для демонстрации правильного подключения фотореле

На фотопримере видно, что в прибор должны войти два кабеля, в каждом из них по три цветных провода. Кабель 1 предназначен для подключения к лампочке. Его синий вывод соединяется с клеммой N, а красный — с клеммой L, аналогичным образом они подключаются и к патрону лампочки. Заземляющий провод соединяется с зелёным проводком кабеля 2 и фиксируется винтом. Кабель 2 необходим для питания прибора, его красный и синий провод подсоединяются аналогично, к соседним клеммам N и L.

Схема подключения фотореле без заземляющего провода

Существуют модели с двумя выводами, там отсутствует заземляющий провод. Такие фотодатчики подходят для домов, где система заземления оборудована отдельно.

Способ подключения у них ещё проще, входящий кабель присоединяется к клеммам L и N (фаза и ноль соответственно), а для выхода подсоединяется только фазовый кабель. Ноль подаётся на светильник через пускатель КМ, мимо фотосенсора.

Если фотосенсор должен управлять несколькими лампочками, нужно добавить к нему контроллер.

Схема подключения фотодатчика на три лампочки

Контроллер присоединяется к выходным клеммам фотодатчика и добавляет ещё одну контактную пару. С его помощью лампы можно подсоединить параллельно, а не последовательно (как в ёлочной гирлянде). Подсоединение нескольких потребителей через контроллер делает цепь надёжнее и позволяет лампам гореть даже когда одна из них вышла из строя.

Астротаймер

Подключая устройство для ночного освещения самостоятельно, важно знать основные виды устройства. В странах мира используются отличающиеся временные пояса, поэтому единых параметров для функционирования фотореле не существует

В одной части планеты устройство будет работать корректно, тогда как в другой со сбоями, например, сработает активация раньше времени.

Наиболее популярным для частного использования является астротаймер, который ежедневно анализирует данные освещённости на улице, после чего включается и отключается только в определённое время суток. Астротаймер устроен таким образом, чтобы считывать информацию через специальную прошивку схемы с полученными суточными данными.

АстротаймерыИсточник www.kirich.blog