З настанням вечора вздовж міських вулиць самі собою запалюються ліхтарі, автоматизація цього процесу вже нікого не дивує. Сьогодні фотосенсори, що управляють вуличним освітленням, доступні не лише комунальним службам, а й пересічним власникам заміських будинків. Зробити своє житло більш комфортним та розумним можна без особливих фінансових витрат та електромонтажних навичок, треба лише врахувати кілька важливих нюансів: знати схему підключення фотореле та правила роботи з ним.
Як працює датчик освітленості
Завдання фотореле - увімкнути освітлювальний прилад, коли у дворі стає сутінком і вимкнути його з настанням світанку. В основі приладу – світлочутливий елемент (фотодіод, газорозрядник, фототиристор, фоторезистор), який на світлі змінює свої характеристики. Наприклад, у фоторезистори зменшується опір, струм легко проходить через цей елемент і замикає контакт, що вимикає освітлення.
До одного сенсора можна підключити кілька освітлювальних пристроїв
Додаткові елементи приладу допомагають уникнути помилкового увімкнення/вимкнення, налаштувати чутливість сенсора, посилити сигнал від датчика і т.д.
Навіщо потрібно фотореле
Світлові акценти навколо будинку – це не лише зручно, а й красиво.
Система вуличного освітлення може працювати без фотосенсорів. Але датчик день-ніч надає їй додаткових переваг:
- Зручність. Стандартна система освітлення передбачає встановлення вмикача біля вхідних дверей на вулиці або в самому будинку. Це зручно для того, хто вирішив вийти з дому пізно ввечері. Але при поверненні додому в темний період доби доводиться йти до вимикача з ліхтариком або навіть відкривати замок у повній темряві. З датчиком можна налаштувати включення підсвічування з настанням сутінків і власник приїде на вже освітлений майданчик біля хвіртки або перед гаражем.
- Економія електроенергії. Мешканці заміських будинків нерідко забувають вимкнути світло на вулиці перед сном або відходом із дому. З датчиком такого не станеться. Стандартний вимкне світло з першими променями сонця, комбінований з датчиком руху - як тільки всі підуть з двору, а програмований - точно зазначений час.
- Імітація присутності. Злодії не ризикують пробиратися в будинок, поки господарі будинку, а основна ознака їхньої присутності – включене світло. Вуличне підсвічування з сенсором створює видимість присутності і таким чином захищає будинок від вандалів та грабіжників, поки сім'я на відпочинку чи у відрядженні.
Датчики освітленості добре показали себе в міських освітлювальних системах, їх нерідко використовують комунальні служби, власники торгових центрів, автостоянок, рекламних щитів і т. д. У приватних заміських будинках фотореле теж вигідні та доречні, тому набувають все більшої популярності.
Вибираємо модель фотосенсора з урахуванням технічних характеристик
Технічні характеристики часто вказуються прямо на корпусі фотореле
При покупці зверніть увагу на:
- Напруга (вольти). Виробники випускають прилади, що живляться від мережі з напругою 12В, 24В та 220В. Рекомендуємо вибирати останні, тому що їх можна підключити до побутової мережі. Для інших пристроїв доведеться купувати перетворювачі напруги, що зробить конструкції дорожчою і менш надійною.
- Струм комутації (ампери). Якщо цей параметр вибрати неправильно, термін служби датчика значно зменшиться. Тому з кількістю освітлювальних приладів, що підключаються до фоторели, і типом використовуваних ламп (діодні, економки, розжарювання) потрібно визначитися до вибору датчика. Для отримання максимального струму комутації необхідно суму потужностей всіх ламп поділити на 220 (напруга в мережі). Цифра, зазначена в паспорті приладу, має бути більшою за отриману в результаті обчислень.
- Поріг включення (люмени). Параметр визначає чутливість датчика до світла. Якщо сенсор буде малочутливим, освітлення почне вмикатися занадто рано, а занадто чутливий завадить включенню в зимовий період через відбиття світла снігом. Подивіться в паспорті на параметри регулювання порога, діапазон повинен становити 2-100 лк або 5-100 лк.
- Затримка увімкнення/вимкнення (секунди). Діапазон регулювання також вказується у паспорті приладу. Повинна бути можливість встановити затримку в 5-7 секунд, щоб освітлення не вимикалося щоразу, коли повз проїжджає машина.
- Потужність (вати). Чим менший цей показник, тим економнішим буде прилад. У паспорті пристрою вказується енергоспоживання в активній фазі (до 5 Вт) та в режимі очікування (до 1 Вт).
- Ступінь захисту. Оскільки датчики вуличного освітлення монтують просто неба, в корпус не повинні проникати краплі і пари вологи, він не повинен деформуватися через ультрафіолет і т. д. Стійкість приладу до атмосферних впливів повинна становити IP44. Якщо датчик розміщується в захисному коробі або під навісом, цифра може зменшуватися. Якщо ви підбираєте модель з виносним фотореле, рівень захисту можна знизити тільки для фотодатчика, але не для основного блоку.
Якщо у вашому регіоні дуже суворі зими, зверніть увагу на діапазон робочих температур, а якщо на фасаді мало місця, віддайте перевагу компактним моделям.
Різновиди датчиків освітлення
Звичайні недорогі світлові сенсори дозволяють автоматизувати освітлення та підлаштувати його під тривалість світлового дня. Але оскільки в такому разі світло горить усю ніч, виробники почали створювати моделі з ширшими можливостями.
Приклад фотореле з датчиком руху
Серед них:
- . Включають світло, коли в підконтрольній зоні почне рухатися щось. Завдяки фотодатчику сигнал на включення спрацьовує тільки в темний період. Прилад недорогий, надійний та компактний. Але якщо територією бігають домашні тварини, чи поле зору датчика є гілки рослин, існує висока ймовірність помилкового спрацьовування сенсора.
- Фотореле, оснащене і датчиком руху, і таймером. Прилад можна тонко налаштувати так, щоб він спрацьовував, тільки коли потрібно. Наприклад, з 20.00 до 22.00 коли до хвіртки підходить гість або повертається господар.
- Фотореле з таймером. Прилад дає можливість економити електроенергію, вимикаючи світло в час, що не використовується. Якщо звички сім'ї устоялися та прив'язані до певного часу, такий варіант може бути дуже зручним. Багато хто віддає перевагу цьому виду приладів, оскільки їх не обов'язково монтувати на вулиці, таймер може подати сигнал до включення прямо з дому.
- Програмовані фотореле. Прилади цього найдорожчі, але перевершують інші типи за функціональністю. Вони дають можливість налаштувати включення/вимикання освітлення залежно від природної освітленості, періоду часу, дня тижня, сезону.
Оптимальними за ціною та функціоналом є пристрої день-ніч з датчиком руху та вбудованим таймером. Для більшості побутових завдань реалізованих ними сценаріїв цілком достатньо.
Ще один підхід до класифікації фотосенсорів – вид виконання. Розрізняють:
Якщо у вас мало досвіду в монтажі електроприладів, або ви побоюєтеся пошкодити нові шпалери, краще віддати перевагу фотореле зовнішнього монтажу.
Виробники фотореле: країни та ціни
Виготовлення таких приладів не потребує унікального обладнання чи складних технологічних процесів, тому нарівні із західними виробами ринок пропонує чимало вітчизняних фотодатчиків. При цьому кожна країна має як бюджетні, так і недорогі моделі з різним ступенем захисту.
Порівняльна таблиця фотореле різних виробників
| Назва | Струм комутації, А | Робоча напруга в мережі, | Ступінь захисту, IP | Виробник | Ціна, руб. |
|---|---|---|---|---|---|
| ФР-6 | 10 | 240 | 54 | Україна | 150 |
| PS-1 | 6 | 220 | 44 | Узбекистан | 200 |
| HOROZ HL 472 | 25 | 230 | 44 | Туреччина | 210 |
| FERON SEN 27 | 25 | 220 | 54 | Китай | 250 |
| ФР-601 | 5 | 230 | 44 | Росія | 420 |
| SOU-1 | 16 | 230 | 56 | Чехія | 650 |
| Люкс-2 | 8 | 230 | 44 | Росія | 800 |
| Luna 126 Star Theben | 16 | 230 | 55 | Німеччина | 2500 |
Якщо ви виявили модель з відповідним струмом комутації, ступенем захисту та іншими параметрами серед виробів російських виробників, не варто переплачувати за німецький аналог. Але і занадто економити не варто, оскільки це позначиться на довговічності датчика.
Фотореле IEK
У нашій країні дуже популярні фотореле вітчизняного виробника IEK.
На вигляд фотореле IEK ФР 601 та ФР 602 однакові, звертайте увагу на маркування
Таблиця характеристик фотодатчиків марки IEK
| Параметри | ФР-600 | ФР-601 | ФР-602 |
|---|---|---|---|
| Граничне навантаження при використанні з лампами розжарювання, Вт | 1300 | 1100 | 2500 |
| Граничне навантаження при використанні з люмінесцентними лампами, Вт | 780 | 600 | 1500 |
| Потужність у ввімкненому стані, Вт | 0,45–6,6 | 0,45–6,6 | 0,45–6,6 |
| Максимальний струм навантаження, А | 3–6 | 10 | 20 |
| Робочий рівень освітленості, Лк | 5–15 (без регулювання) | 5–50 | 5–50 |
| Період відстрочки, з | - | 16 | 16 |
| Рівень захисту згідно з ГОСТ 14254 | IP44 | IP44 | IP44 |
| Ступінь захисту від ураження струмом | - | II | II |
| Діапазон робочих температур, про С | -25 … +40 | -25 … +40 | -25 … +40 |
Усі моделі датчиків цієї марки виготовлені з негорючого пластику (полікарбонату), що захищає будинок від випадкового спалаху. За своїми технічними характеристиками прилади підходять для Європи та середньої смуги Росії, винятком можуть стати лише дуже спекотні регіони та крайня Північ.
Вибір місця для монтажу
Фотосенсор розміщений поза зоною освітлення ліхтаря
Якщо неправильно розмістити сенсор, вся система працюватиме неадекватно. Тому розташування фотодатчика повинно розташовуватися:
- далеко від високих огорож, дерев, навісів та інших перешкод для природного світла;
- у зоні, що освітлюється тільки сонячними променями, а не ліхтарями;
- далеко від горючих і легкозаймистих матеріалів (на випадок короткого замикання);
- на ділянках, які не піддаються хімічним впливам та механічним ударам.
Також бажано, щоб сенсор знаходиться не надто високо, тоді його час від часу можна буде протирати від пилу, не користуючись сходами.
Схеми підключення фотореле до ліхтаря
Для монтажу датчика день-ніч не знадобляться спеціалізовані знання, а підказки наносяться або на упаковку, або на сам пристрій. Залежно від моделі, з корпусу фотосенсора виходить два або три дроти.
Схема підключення фотореле із заземленням
З універсального пристрою виходить три дроти:
- фазовий (червоний, маркування L);
- нульовий (синій, маркування N);
- заземлюючий (зелений, маркування РЕ).
Стенд для демонстрації правильного підключення фотореле
На фотоприкладі видно, що до приладу повинні увійти два кабелі, у кожному з них по три кольорові дроти. Кабель 1 призначений для підключення лампочки. Його синій висновок з'єднується з клемою N, а червоний з клемою L, аналогічним чином вони підключаються і до патрону лампочки. Заземлюючий провід з'єднується із зеленим проводком кабелю 2 і фіксується гвинтом. Кабель 2 необхідний для живлення приладу, його червоний і синій провід приєднуються аналогічно до сусідніх клем N і L.
Схема підключення фотореле без заземлюючого дроту
Існують моделі з двома висновками, там відсутній заземлюючий провід. Такі фотодатчики підходять для будинків, де система заземлення обладнана окремо.
Спосіб підключення у них ще простіше, що входить кабель приєднується до клем L і N (фаза і нуль відповідно), а для виходу приєднується тільки фазовий кабель. Нуль подається на світильник через пускач КМ, повз фотосенсор.
Якщо фотосенсор повинен керувати кількома лампочками, необхідно додати до нього контролер.
Схема підключення фотодатчика на три лампочки
Контролер приєднується до вихідних клем фотодатчика та додає ще одну контактну пару. З його допомогою лампи можна приєднати паралельно, а не послідовно (як у ялинковій гірлянді). Під'єднання кількох споживачів через контролер робить ланцюг надійнішим і дозволяє лампам горіти навіть коли одна з них вийшла з ладу.
Відеоінструкція з підключення та налаштування фотореле
Виготовлення своїми руками
Маючи мінімальні навички використання паяльника, можна зібрати найпростіше реле самостійно. Для початку варто скористатися схемою з мінімумом складових.
Таке фотореле зможе зібрати навіть початківець
Вам знадобляться:
- PR1 – фоторезистор;
- R1 – електролітичний конденсатор на 10K;
- VD1 КД522 – захисний теплоелектричний діод;
- VT1 та VT2 - транзистори структури n-p-n;
- КТ315Б – транзистор;
- К1 – електролітичний конденсатор на 10 000 мікрофарад;
- К1.1 - вмикач/вимикач;
- нульовий та фазовий дроти.
Ці деталі можна купити в магазині радіотоварів або випаяти зі старої непотрібної техніки.
У цій схемі транзистори VT1 і VT2 формують емітерний повторювач, завдяки якому сигнал від фотодатчика посилюється і виявляється досить потужним для розмикання електричного кола. Завдяки діоду VD1 запобігає перебігу зворотного струму. А реле повністю замінює транзисторний каскад, що використовується у складніших схемах.
Зібране своїми руками фотореле
Для складання фотодатчика необхідно послідовно спаяти ніжки елементів, що використовуються, або скористатися платою з контактами. Щоб переконатися у працездатності виробу, бажано перевірити його на стенді з однією лампою. Щоб встановити відповідну чутливість приладу, потрібно впаяти в схему резистор змінної величини. Змінюйте опір резистора, доки прилад не почне подавати сигнал увімкнення/вимкнення при правильному рівні освітленості (експерименти можна проводити ввечері при вимкнених світильниках). Як тільки потрібний рівень опору буде знайдено, замість резистора, що регулюється, треба впаяти постійний. Як корпус для виробу можна використовувати розподільну коробку для зовнішнього монтажу електропроводки, тільки в ній треба зробити віконце для фоторезистора.
Оскільки реле дозволяє використовувати схему мережі 220В, підключати його можна як і, як покупне.
Відеоінструкція з виготовлення фотодатчика для діодного освітлення
Налаштування
Якщо ви купили фотосенсор готовим, потрібно відрегулювати його параметри, щоб світло не вмикалося надто рано і не горіло, коли на вулиці вже стало світло.
Настоянка чутливості фотореле
Заглянувши під ковпак фотосенсора, легко помітити круглу ручку, поворотом якої встановлюється світлочутливість приладу. Спочатку встановити її в крайнє праве положення (позначено значком мінус). Це означає, що для включення освітлення знадобиться непроглядна темрява. Підключіть датчик до мережі і під час, коли вам хотілося б увімкнути вуличне підсвічування, відкрийте корпус і повертайте важіль, поки сенсор не подасть сигнал увімкнення. Залишіть важіль у тому ж положенні і система завжди буде запускатися за такого ж рівня освітлення.
Оскільки світло, відбите від снігу, може призводити до занадто швидкого відключення світла на зиму. Світлочутливість датчика варто зменшувати, а навесні знову збільшити за описаною схемою.
Регулювання фотореле з виносним датчиком
У складніших фотореле з виносними датчиками також регулюється час відстрочення включення/вимикання. Для зміни також потрібно переключити відповідний важіль, тільки він повертається не плавно, і з однієї позиції іншу. Позиції та важелі підписані прямо на корпусі, тому з налаштуванням проблем не виникне.
Можливі несправності механізму для вуличного освітлення
Якщо фотодатчик працює неправильно, причина найчастіше криється у помилках монтажу або налаштування.
Для початку переконайтеся, що перед пристроєм день-ніч не з'явився вуличний ліхтар, високий паркан, може дерево з часу встановлення стало значно вищим, або почало більше затінювати ділянку, коли на ньому з'явилося листя. Такі перешкоди необхідно усунути або перенести фотореле на відповідне місце.
Також можливо, що хтось із мешканців будинку випадково змінив налаштування, або вони стали неактуальними зі зміною сезону. Простежте за встановленою світлочутливістю та встановіть затримку спрацьовування щонайменше 5 хвилин.
Часто несправність фотореле визначається візуально
Коли звичайні способи не допомагають, потрібно заглянути всередину приладу. Можливо, в корпус потрапила волога і контакти окислилися або в результаті стрибка напруги в мережі один із елементів плати згорів. Якщо пошкодження не надто значні, варто віднести прилад до майстерні та проконсультуватися щодо ремонту. Але якщо плата помітно пошкоджена, доведеться замінити пристрій повністю (або тільки виносний датчик). У самостійно виготовленому приладі слід в першу чергу перевірити якість паяння, а при необхідності - замінити елемент, що вийшов з ладу.
Коли прилад повністю справний і правильно налаштований, причина може критися у підключених до нього дротах. Ретельно перевірте цілісність ізоляції на кожній ділянці та за потреби замініть пошкоджений кабель.
У разі коли несправність самостійно виявити не вдається, необхідно звернутися до продавця (якщо прилад на гарантії) або представника виробника.
Чи варто використовувати фотореле на своїй ділянці
Регулювати вуличне освітлення з такою кількістю без фотореле точок дуже незручно
Таблиця переваг та недоліків датчиків день-ніч
Плюси фотореле | Мінуси фотореле |
|---|---|
| Зручність використання вуличного освітлення | При неправильному монтажі може хаотично вмикати/вимикати світло |
| Економить електроенергію | Для значної економії необхідний прилад з датчиком руху/таймером та енергозберігаючі лампи |
| Спрацьовує в 10 разів швидше за механічний вимикач | На практиці все одно доводиться встановлювати відстрочку старту |
| Збільшує термін служби ламп у світильниках | Ефект буде помітний тільки якщо до встановлення датчика освітлення вмикали/вимикали не менше 5 разів за вечір |
| Прилад сумісний з усіма видами ламп | Для правильної роботи необхідно ретельно підбирати пристрій із запасом потужності |
Люди, які вже зважилися встановити на своїй ділянці фотореле, не відмовляться від цього приладу. Адже налаштовувати та підключати його потрібно лише один раз, а весь термін служби датчик день-ніч справно включає світло тоді і там, де це зручно власнику.
Для контролю роботи багатьох електричних приладів необхідні спеціальні контролери, які відповідають за точність та правильність їхньої роботи. Пропонуємо розглянути, як підключити просте вуличне фотореле, що це таке та його принцип роботи.
Опис фотореле
Чутливе фотореле на симісторі ГОСТ 51324.2.1-99. є оптронний прилад, що складається з світлодіодів, оптично пов'язаних з контактами електроприладів. Його ще часто називають сутінковим світлодіодним датчиком, пристосуванням день-ніч і т.д.
Фото – Фотореле фотоФотореле пропонують різні перевагив порівнянні з механічними реле часу:
- Мінімальний розмір. Розміщене в невеликих блоках, таких як USOP, пристрій розробляється зі зменшеною платою;
- Тривалий термін служби. За відсутності механічного контакту значно продовжується термін придатності за рахунок того, що повністю відсутня знос;
- Слаботковий привід. Даний прилад може працювати з струмом, що надходить, навіть у кілька міліампер без підсилювача. Таким чином, сусідні пристрої можуть бути без драйверів;
- Безшумна робота. За відсутності механічного контакту, безконтактне реле під час роботи не видає жодних звуків;
- Висока швидкість. Фотореле приблизно в 10 разів швидше, ніж механічні аналоги (які приймають кілька мілісекунд для перемикання).
- Відмінна продуктивність, багато пристроїв поставляються з таймером.
Складовими приладу є: три контактні дроти для підключення до загальної мережі, магнітний пускач, якір.
Фото – Фотореле у розібраному вигляді Відео: просте фотореле
Принцип дії
На схемі показано принцип дії пристрою. Фоторезистор PR1 зменшує при підвищенні освітленості свій опір до кількох Ком, завдяки чому відкривається фототранзистор VT2, який включає фотореле K1, і вже цей пристрій, своєю чергою, почне передавати сигнали. Захищає схему від самоіндукції діод VD1. Завдяки такому принципу навіть дуже слабкі сигнали дозволяють вмикати або вимикати світло.
Фото – Схема фотореле Головна робоча частина – фотоелемент, є газовою трубкою, в якій проводиться іонізація газу. Вона має катод, який здатний виробляти електрони пропорційно інтенсивності спрямованого до неї світла, а також трубка оснащена анодом для збору електронів.
Фото – Фотореле Щоразу, коли негативно заряджена поверхня поміщається в атмосферу іонізованого газу, такого як пари ртуті або будь-який інертний газ, на неї переходять електрони. Там через використання теорії швидкостей Фермі-Дірака, електрони прискорюються залежно від сили прикладеного електричного поля.
Фото – Фотореле TDM Ці електрони переміщаються на відносно коротку відстань до зіткнення з атомом іонізуючого газу. Коли електрон, що має постійну кінетичну енергію, проходить через іонізуючу речовину, він порушує атоми, з якими стикається. Також його траєкторія дії може періодично змінюватись. Якщо матеріал є газоподібним, отримані фрагменти або іони можуть переміщатися в протилежний бік один від одного. Але якщо електрони вибиті з атомів, вони рухаються у одному напрямі, а залишкові позитивні іони – у протилежному. Вихід типу іонізації чи фотоелемента залежить від кількості електронів на аноді.
Саме переміщення електричних частинок у певній послідовності стає причиною перемикання пристосування. Це особливо зручно для пристроїв з датчиком руху Finder, Legrand.
Застосування та підключення
Електронні прилади із вбудованим фотодатчиком світла використовуються для організації та контролю автоматичного вуличного освітлення, зовнішнього фасадного, під'їзного чи побутового. Часто з ним у комплекті використовуються консольні світильники типу ЖКГ, які оснащені захисним склом і спеціальною решіткою.
Пристрій працює на дуже маленькій мікросхемі та транзисторах, також на корпусі найчастіше дана інструкція, як правильно приєднати прилад. Ми використовуємо світлоконтролюючий вимикач, щоб продемонструвати покроково, як проводиться монтаж пристрою. Незважаючи на зовні невеликий розмір, цей прилад чудово справляється з функцією освітлення дворів, парків та садів.
Фото – фотореле ФР-3 В основному фотореле для вуличного освітлення рекомендується встановлювати у середньому положенні. Щоб власноруч встановити вмикач, потрібно скористатися спеціальним кронштейном, який кріпиться в стіну. Навіс за допомогою гвинта встановлюється безпосередньо у фоторелі. Місце встановлення залежить від освітленості, постарайтеся підібрати таку ділянку, де ніщо не заважає сонячним променям потрапляти на робочу поверхню пристрою, інакше на фотодіоді почнуться перешкоди, і прилад працюватиме невірно. Залежно від того, які у пристрою характеристики, не допускається наявність перед фоторелем дерев, меблів, фіранок і т.д.
Схема фотореле та його принцип підключення до мережі найчастіше зображено на коробочці від пристрою, це дуже зручно, не потрібно шукати відповідне саме під Ваш прилад. Детальна інструкція, як здійснюється підключення фотореле своїми руками:
- З реле виходить три дроти: коричневий, синій та червоний. Виходячи зі стандартних параметрів та показників, коричневий – це фазовий кабель, червоний – виносний провід, йде як комутація на лампу, синій – нульовий (якщо Ви розробляєте саморобне реле, то потрібно враховувати ці розгалуження);
- Щоб все правильно з'єдналося, необхідно як навантаження підключити дроти до консольної лампи, це демонструє позначення схеми.
Щоб перевірити правильність підключення, потрібно включити пускач у мережу, і подивитися, чи працює прожектор або ліхтар.
Фото – Підключення фотореле Встановлення реле та заземлення
У випадку, якщо у квартирі, будинку або на вулиці застосовується система заземлення типу TN-S або TN-C-S, електрична схема живиться від мережі трижильним кабелем (фазовий провід, нульовий, заземлення). Але для підключення ламп при електропроводці типу TN-C з'єднання буде відрізнятися тільки тим, що відсутній провідник PE.
Регулювання здійснюється згідно з установками виробника. Перед тим, як підключити світильник, обов'язково перевіряйте паспорт, сертифікат і патент продавця, щоб потім не довелося робити капітальний ремонт проводки в квартирі. Бажано встановити у розподільчий щит (шафу) окремий автомат на цей контролер.
Купити фотореле можна в будь-якому електротехнічному магазині, ціна безпосередньо залежить від марки та області дії (вулиця – ФР-601 ІЕК, ФР-602, фасади – ФРСУ-1-0 ухл 4.2, ФРСУ-2-0 та інші типи). Найбільш популярні такі моделі: 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 (діап. 2-4 кВт), ЛЮКС 2.
Фото – Підключення фотореле ФР-601 Описувалося створення датчика реагує світ і наводилися приклади схем управління малопотужним електродвигуном і світлодіодом. Більш корисним було б управління будь-яким потужним навантаженням наприклад: лампою розжарювання, потужним електродвигуном і т.д. Проста схема фотореле для потужного навантаження наведена малюнку 1:
Малюнок 1 - Фотореле, що спрацьовує при зменшенні освітленості
без регулювання чутливості
У цій схемі використовують електромагнітне контактне реле. Найпростішим дешевим та доступним способом управління потужним навантаженням є використання електромагнітного контактного реле:
Реле показане на фотографії вище витягнуте зі зламаного імпортного холодильника, це реле може комутувати (підключати і відключати в даному випадку) навантаження споживає струм не більше 16А. 16А цілком достатньо для багатьох побутових електроприладів. На корпусі цього реле написано, що для котушки постійного струму необхідно 12 В, але на практиці для спрацьовування даного реле було достатньо 9В з блоку живлення для модему з випрямлячем:
Якщо 9В виявиться недостатньо, то можна запитати схему від 12В. Якщо замінити резистор R1 змінним або підстроювальним, то можна буде регулювати чутливість до світла.
Зворотний струм цього фотодіода посилюється транзистором VT1:
Цей транзистор утворює дільник напруги разом з резистором R1:
Як було згадано, даний резистор можна замінити змінним або підстроювальним для того, щоб можна було регулювати чутливість схеми.
Безпосереднє керування котушкою реле здійснює транзистор VT2:
КТ973 добре підходить для цієї мети. Реле підключається до колектора транзистора.
Для того щоб транзистор VT2 не перегорів при різкому його закритті паралельно котушці реле ставиться зворотний діод:
Цей діод можна замінити будь-яким іншим відповідним діодом.
Резистор R2 не обов'язковий, але його можна поставити для обмеження струму або зменшення його споживання.
Для силової частини схеми потрібні роз'єми та дроти:
Реле може підключати навантаження до мережі 220В. Не варто забувати про те, що напруга мережі небезпечна і при роботі з ним необхідно дотримуватися запобіжних заходів для того, щоб не отримати ураження електричним струмом.
Після підготовки всіх необхідних деталей можна приступати до збирання реле.
Зворотний діод краще підпаяти одразу до реле.
До зібраного реле можна підключати навантаження із джерелом живлення (не обов'язково мережа 220В). Використовуючи це фотореле в парі з джерелом інфрачервоного випромінювання можна зробити датчик присутності:
Малюнок 2 - Схема, що включає навантаження при збільшенні освітлення
Якщо фотореле включає лампу розжарювання при зменшенні освітленості то необхідно якось закрити фотодіод від світла лампи розжарювання інакше при зменшенні освітленості реле почне часто вмикатися і вимикатися що приведе до швидкого його зносу і виходу з ладу. Якщо використовується інфрачервоний фотодіод, то фотореле не буде реагувати на світло лампи денного світла (якщо не піднести її досить близько) або світлодіодну лампу (якщо в ній немає інфрачервоних світлодіодів з відповідною довгою хвилі випромінюваного світла). Пульт ик-управління краще не випробовувати на цьому фоторелі:
За допомогою фотодатчиків, вбудованих у певні електронні пристрої, можна забезпечити ефективне керування світловим потоком. У цій статті буде розглянуто фотореле своїми руками: схеми, будову та застосування.
Призначення
Цей пристрій призначений для увімкнення освітлення під час настання темного часу доби та вимкнення при світанні. При складанні своїми руками схема фотореле повинна включати фототранзистор або фоторезистор, які змінюють параметри при динаміці освітленості. Ланцюг живлення є розімкненим до тих пір, поки на ці пристрої потрапляє необхідна кількість світла. Як тільки настає темрява (її параметри можна встановити), ланцюг замикається. З настанням ранку процес іде у протилежному напрямку.
Технічні характеристики
Схема фотореле своїми руками повинна передбачати, який використовуватиметься датчик світла: вбудований чи виносний. Останній характеризується невеликими габаритами, може бути захищений від підсвічування та розташуватись у щитку. Фотореле, оснащене вбудованим датчиком, розташовані поблизу світильника. При цьому світло на фотоелемент не має впливати. Такий варіант є прийнятним для світильників, що працюють на сонячних батареях.
Експлуатація
Схема фотореле своїми руками або 12 В (напруга) передбачає, що залежить від останнього, від якого здійснюється живлення. Створення цього пристрою має передбачати його експлуатацію в різних екстремальних умовах регіону проживання.
Захист корпусу повинен бути не нижчим за IP23 для дому та IP44 для вулиці. Останній клас захисту показує, що в корпус не потраплятимуть водяні бризки, а також тверді частинки, що мають розмір, що перевищує 1 мм.
Ці технічні характеристики актуальні для промислових зразків. Домогтися того, щоб зібране за схемою фотореле своїми руками мало ті ж характеристики, досить складно. Потужність граничного навантаження має бути на 20 % більшою від сумарного навантаження від тих приладів, які підключені.
Моделі ФР
Перш ніж розглянути схеми фотореле своїми руками, зупинимося на найпопулярніших промислових моделях - ФР-601 та ФР-602.
Вони максимально прості для підключення навіть непідготовленим користувачем і відрізняються тільки максимально можливим перерізом провідників, що підключаються, що визначає і відмінності в номінальному струмі навантаження (10 і 20 А відповідно). Фотоелемент цих моделей - вбудований і регулюється від 0 до 50 люкс.
Повторити такі пристрої можна в домашніх умовах самотужки. Найбільшу актуальність це має у тому випадку, якщо необхідне підключення великої кількості освітлювальних приладів. Схема фотореле своїми руками наведена малюнку.
Для виготовлення знадобиться:
реле SHA-24VDC-S-A (Rel1);
фотоелемент (PH, до 100 кОм);
біполярні транзистори BC857A (2 шт. Q1 та Q2 або вітчизняний КТ3107Б замість останнього);
резистори (R2, R4-R9: 1,5; 1 МОм, 560, 200, 100, 75 і 33 кОм; потужність 0,125 Вт) та R3, 220 Ом, 2 Вт;
підстроювальний резистор (WL, 2,2 мОм);
випрямні діоди 1N4007 - 5 шт. і один 1N4148 стабілітрон 1N4749 або три послідовно підключених Д814А або два Д814Д;
конденсатор (С2, 0,7 мкФ 400);
електролітичні конденсатори (С4-С5, 100 мкФ 50 В та 47 мкФ 25 В).
Недоліки самозбірного ФР можна описати в такий спосіб. З технічної точки зору, це фотореле не відрізняється від заводського складання. Основними відмінностями є те, що для фотореле за схемою для вуличного освітлення своїми руками дуже складно досягти стандарту захисту IP44, якому відповідає промисловий зразок. Також у останнього діапазон робочих температур більший. Саморобне фотореле може припинити працювати при морозі у разі навіть одного з'єднання, зробленого неякісно.
Пристрої високої потужності
До них належить модель ФР-7. Вона не має захисту від вологи, споживана потужність досить висока, контактні затискачі є відкритими, а підстроювальний резистор, розташований на лицьовій панелі, не має захисту. Однак цей пристрій може працювати в мережах з напругою 220 В. Встановити регулювання 10 люкс може фахівець, оскільки самостійно цього досягти дуже складно.
Фотореле охоронної сигналізації із самоблокуванням
Його можна використовувати як детектор освітлення. При не потраплянні світла на фоторезистор PR1 спалахує світлодіод HL1. Це допомагає контролювати зони безпеки будь-якої будови чи дачної ділянки. Доки PR1 освітлений, він має невеликий опір струму, який є постійним, і падіння напруги не веде до відмикання тиристора VS1. При перериванні потоку світла, що йде на фотодатчик, опір фоторезистора зростає до 1-5 МОм, у цьому випадку конденсатор С1 отримуватиме енергію від джерела живлення, що сприяє відмиканню VS1 і, як наслідок, включенню світлодіода.
Таким чином, у схемі фотореле своїми руками включення, коли темно передбачається. Повернення пристрою до початкового стану здійснюється кнопкою S1. Замість наведених вище світлодіода та обмежуючого резистора R2 можна застосовувати аналоги - малопотужні ЕМ-реле, що мають струм спрацьовування 15-30 мА.
Замінником марки тиристора, що розглядається, можуть виступати подібні пристрої серії КУ101. Фотореле PR1 включає два паралельно з'єднаних фоторезистора СФЗ-1. Моделі конденсаторів: С1 типу МБМ або інші аналогічні. Світлодіоди та кнопка S1 можуть використовуватись будь-які. Постійні резистори застосовуються типу МЛТ-0/25.
Фотореле з універсальним таймером
Цей пристрій є автоматичним і може експлуатуватися у будь-яких населених пунктах, а також на присадибних ділянках. Потрапляння на фоторезистор або два підключені паралельно пристрої СФЗ-1 для кращої чутливості навіть слабкого природного світла закриває транзистор VT1. У міру зменшення освітленості їхньої робочої поверхні опір між емітером транзистора і базою досягає величин, що перевищують 100 кОм.
Транзистор відкривається при низькому опорі між позитивним висновком джерела живлення і базою VT1 . Реле К1 спрацьовує, що сприяє підключенню виведення анода тиристора до полюса з позитивним зарядом в джерелі живлення. Далі підключається таймер DA1 КР1006ВІ1 з установкою на виході напруги 10,5 В. До виходу DA1 можна підключати малопотужні реле, не використовуючи ключовий транзисторний каскад.
Реле К1 спрацьовує, завдяки чому лампа освітлення HL1 утримується у ввімкненому стані. Аналоги тиристора – КУ101А-КУ101Г, КУ221, незалежно від літери. Аналогами транзистора VT1 є КТ312А, Б, В та інші за електричними характеристиками. При цьому його коефіцієнт посилення струму h21e не повинен бути менше 40. Струм спрацьовування реле 15-30 мА при напрузі 12 В, тобто воно повинно бути малопотужним.
Типи постійних резисторів МЛТ-0.125. Типи конденсаторів С1 КМ, С2-К50-20 При цьому робоча напруга повинна перевищувати 16 В. За допомогою діодів VD1, VD2 здійснюється захист переходу транзистора VT1 і виходу мікросхеми DA1 від різких коливань змінного струму, що запобігає брязкіт контактів реле К1 і К2 при їх спрацьовуванні. Перші можуть бути замінені на інші, що входять до серії КД522.
Останні дві схеми не вимагають особливої напруги живлення, можуть працювати з малопотужними реле, з безтрансформаторними і трансформаторними стабілізаторами, що мають вихідну напругу 10-16 В.
На закінчення
Як видно з цієї статті, існують різні своїми руками. Вони можуть працювати з напругою 12, а також 220 В. Створити самостійно можна пристрої, що не поступаються за технічними характеристиками якості промислових зразків. Найскладніше — досягти такого рівня захисту.
Так, іноді набагато простіше купити датчик світла у магазині. Але, якщо цих датчиків необхідно, наприклад, 20 штук. То про рентабельність такої покупки я б посперечався.
Викладаю, на мою думку, просту і легко повторювану схему фотореле з тих, що випускаються у масове виробництво.
Підлаштування резистором WL регулюється поріг спрацьовування реле при рівні освітленості від 5 до 50 лк.
ZD1-стабілітрон 24 Вольта.
PH- фоторезистор, підійде будь-який з різницею близько 10 - 70 кОм.
Як корпус відмінно підійде баночка з-під крему або будь-яка інша ємність з підлогою або прозорими стінками.
Нуль та фаза при підключенні не мають значення. Від них залежить, чи буде на цоколі лампи напруга при вимкненому релі чи ні.
На рис. 1 вище вказано типову схему підключення лампи або навантаження. На рис. 2 запропонований варіант із вимикачем. Тому що іноді при вимкненому реле потрібно примусово ввімкнути лампу.
Плата фотореле, вид зверху.
Малюнок прозорої друкованої плати. Вид зверху. Чорні смуги-це "вікна". Потрібні для запобігання КЗ та іскрінню між провідниками. Вони не є обов'язковими, але бажаними.
Плата розлучена для 2-х видів реле. Але її можна легко перемалювати під реле, що є у Вас.
На фотографії нижньої сторони плати ці "вікна" добре видно.
Список радіоелементів
| Позначення | Тип | Номінал | Кількість | Примітка | Магазин | Мій блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Q1-Q2 | Біполярний транзистор | BC857A | 2 | До блокноту | ||
| D1-D5 | Випрямний діод | 1N4007 | 5 | До блокноту | ||
| VD1 | Випрямний діод | 1N4148 | 1 | До блокноту | ||
| ZD1 | Стабілітрон | 1N4749 | 1 | До блокноту | ||
| R2 | Резистор | 1 МОм | 1 | 0.125 Вт | До блокноту | |
| R3 | Резистор | 220 Ом | 1 | 2 Вт | До блокноту | |
| R4 | Резистор | 560 ком | 1 | 0.125 Вт | До блокноту | |
| R5 | Резистор | 1.5 МОм | 1 | 0.125 Вт | До блокноту | |
| R6 | Резистор | 75 ком | 1 | 0.125 Вт | До блокноту | |
| R7 | Резистор | 33 ком | 1 | 0.125 Вт | До блокноту | |
| R8 | Резистор | 100 ком | 1 | 0.125 Вт | До блокноту | |
| R9 | Резистор | 200 ком | 1 | 0.125 Вт | До блокноту | |
| PH | Фоторезистор | 0-100 ком | 1 | До блокноту | ||
| WL | Підстроювальний резистор | 2.2 МОм | 1 | До блокноту | ||
| C2 | Конденсатор | 0.68мкФ 400В | 1 |
Loading...