Подключение датчика света

Владельцев частных домов при благоустройстве участка волнует вопрос, как сделать автоматическое включение света в сумерки и выключение его на рассвете. Для этого есть два устройства — фотореле и астротаймер. Первое устройство более простое и дешевое, второе — сложнее и дороже. Более подробно поговорим о фотореле для уличного освещения. 

Устройство и принцип действия

Это устройство имеет множество названий. Самое распространенное — фотореле, но называют еще фотоэлемент, датчик света и сумерек, фотодатчик, фотосэнсор, сумеречный или светоконтролирующий выключатель, датчик освещенности или день-ночь. В общем, названий много, но суть от этого не меняется — устройство позволяет в автоматическом режиме включать свет в сумерки и выключать на рассвете.

Работа устройства основана на способности некоторых элементов изменять свои параметры под воздействием солнечного света. Чаще всего используют фоторезисторы, фототранзисторы и фотодиоды. Вечером, при уменьшении освещенности, параметры светочувствительных элементов начинают меняться. Когда изменения достигнут определенной величины, контакты реле смыкаются, подавая питание на подключенную нагрузку. На рассвете изменения идут в обратном направлении, контакты размыкаются, свет гаснет.

Характеристики и выбор

В первую очередь выбирают напряжение, с которым будет работать датчик света: 220 В или 12 В. Следующий параметр — класс защиты. Так как устройство устанавливается на улице, он должен быть не ниже IP44 (цифры могут быть больше, меньше — нежелательно). Это значит, что внутрь устройства не могут попасть предметы размером более 1 мм, а также что водяные брызги ему не страшны. Второе, на что стоит обратить внимание — на температурный режим эксплуатации. Ищите такие варианты, которые с запасом перекрывают средние показатели в вашем регионе как по плюсовой, так и по минусовой температуре.

Подбирать модель фотореле также необходимо по мощности подключаемых к нему ламп (выходная мощность) и току нагрузки. Оно, конечно, может «тянуть» нагрузку немного больше, но при этом могут быть проблемы. Так что лучше брать даже с некоторым запасом. Это были обязательные параметры, по которым надо выбирать фотореле для уличного освещения. Есть еще несколько дополнительных.

В некоторых моделях есть возможность подстроить порог срабатывания — сделать фотодатчик более или менее чувствительным. Уменьшать чувствительность стоит при выпадении снега. В этом случае отраженный от снега свет может быть воспринят как рассвет. В результате свет будет то включаться, то отключаться. Такое представление вряд ли понравится.

Обратите внимание на пределы регулировки чувствительности. Они могут быть больше или меньше. Например, у фотореле AWZ-30 белорусского производства этот параметр  — 2-100 Лк, у фотоэлемента P02 диапазон подстройки 10-100 Лк.

Задержка срабатывания. Для чего нужна задержка? Для исключения ложных включений/отключений света. Например, ночью на фотореле попал свет фар проезжающего автомобиля. Если задержка срабатывания мала, свет отключится. Если она достаточна — хотя-бы 5-10 секунд, то этого не произойдет.

 

 

Выбор места установки

Для корректной работы фотореле важно правильно выбрать его местоположение. Необходимо учесть 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 при организации автоматического освещения на улице выбрать место для установки фотореле — не самая простая задача. Иногда приходится переносить его несколько раз, пока найдешь приемлемое положение. Часто, если датчик света используют для включения фонаря на столбе, фотореле стараются расположить там же. Это совершенно не обязательно и очень неудобно — счищать пыль или снег приходится довольно часто и каждый раз залезать на столб не очень весело. Само фотореле можно разместить на стене дома, например, а к светильнику дотянуть кабель питания. Это наиболее удобный вариант.

Схемы подключения

Схема подключения фотореле для уличного освещения проста: на вход устройства заводится фаза и ноль, с выхода фаза подается на нагрузку (фонари), а ноль (минус) на нагрузку идет от автомата или с шины.

Если делать все по правилам, соединение проводов необходимо делать в распределительной (монтажной коробке). Выбираете герметичную модель для расположения на улице, монтируете в доступном месте. Как подключить фотореле к освещению на улице в этом случае — на схеме ниже.

Если включать/отключать необходимо мощный фонарь на столбе, в конструкции которого есть дросселя, лучше в схему добавить пускатель (контактор). Он рассчитан на частое включение и выключение, нормально переносит пусковые токи.

Если свет должен включаться только на время нахождения человека (в уличном туалете, возле калитки), к фотореле добавляют датчик движения. В такой связке лучше сначала поставить светочувствительный выключатель, а после него — датчик движения. При таком построении датчик движения будет срабатывать только в темное время суток.

Как видите, схемы несложные, вполне можно справиться своими руками.

Особенности подключения проводов

Фотореле любого производителя имеет три провода. Один из них — красный, другой — синий (может быть темно-зеленым) и третий может быть любого цвета, но обычно черный или коричневый. При подключении стоит помнить:

• красный провод всегда идет на лампы:
• к синему (зеленому) подключается ноль (нейтраль) от питающего кабеля;
• к черному или коричневому подается фаза.

Если посмотрите на все выше приведенные схемы, то увидите, что они нарисованы с соблюдением этих правил. Все, больше никаких сложностей. Подключив так провода (не забудьте, что нулевой провод также надо подключить на лампу) вы получите рабочую схему.

 

Как настроить фотореле для уличного освещения

Настраивать датчик освещенности необходимо после установки и подключения в сеть. Для регулировки пределов срабатывания в нижней части корпуса имеется небольшой пластиковый поворотный диск. Его вращением и задается чувствительность.

Чуть выше на корпусе есть стрелочки, которыми обозначено, в какую сторону крутить для увеличения и уменьшения чувствительности фотореле (влево- уменьшить, вправо — увеличить).

Для начала выставляете наименьшую чувствительность — загоняете регулятор в крайнее правое положение. Вечером, когда освещенность будет такой, что вы решите, что уже надо бы включить свет, начинаете подстройку. Надо плавно поворачивать регулятор влево до тех пор, пока не включится свет. На этом можно считать, что настройка фотореле для уличного освещения закончена.

Астротаймер

Астрономический таймер (астротаймер) — это другой способ автоматизировать уличное освещение. Принцип его работы отличается от фотореле, но он тоже включает свет вечером и выключает его утром. Управление светом на улице происходит по времени. В данном устройстве заложены данные про то, в какое время темнеет/светает в каждом регионе в каждый сезон/день. При настройке астротаймера вводятся GPS координаты его установки, выставляется дата и текущее время. Согласно заложенной программе устройство и работает.

Чем оно удобнее?

• Оно не зависит от погоды. В случае с установкой фотореле велика вероятность ложного срабатывания — в пасмурную погоду свет может включаться ранним вечером. При попадании на фотореле света он может гасить свет посреди ночи.
• Устанавливать астротаймер можно в доме, в щитке, в любом месте. Ему не нужен свет.
• Есть возможность сдвигать время включения/выключения на 120-240 минут (зависит от модели) относительно заданного времени. То есть, вы сами сможете выставить время так, как вам удобно.

Недостаток — высокая цена. Во всяком случае, модели, которые есть в торговой сети, стоят довольно солидных денег. Но можно купить в Китае намного дешевле, правда, как он будет работать — вопрос.

Источник: stroychik.ru

Принцип работы сумеречного выключателя и схема его подключения

Данное устройство имеет простейшее строение. Внутри него устанавливается специальная деталь, называемая светочувствительным элементом. Обычно это фотодиод либо фоторезистор. Каждый из этих элементов способен увеличивать или уменьшать сопротивление внутри датчика, ориентируясь на уровень естественной освещённости. Этот процесс вызывает увеличение или уменьшение напряжения внутри фотореле, и осветительный прибор начинает производить искусственный свет либо отключается.

Говоря простыми словами, датчик света работает как выключатель, но происходит это в автоматическом режиме. Величина светового потока, при котором фотореле (датчик включения) срабатывает, настраивается вручную и не требует особых знаний.

Конструктивные особенности датчиков света

Данные приборы по своей конструкции имеют схожие черты. Как правило, датчики представляют собой небольшую пластмассовую коробку, которая монтируется на стене или на корпусе самого осветительного прибора.

Установка фотореле занимает немного времени и позволяет экономить достаточное количество электрической энергии. Сумеречный датчик окупает себя в минимальные сроки.

Подключение фотореле для уличного освещения в условиях повышенной мощности предполагает небольшие изменения в процессе монтажа. В данном случае прибор подсоединяют через магнитный пускатель.

Если предусмотрена установка нескольких датчиков света, то в таком случае они подключаются параллельно.

Также существуют приборы, имеющие выносной датчик. Такая конструктивная особенность позволяет устанавливать прибор освещения вместе с фотореле в местах недосягаемости естественного света.

Современные технологии не стоят на месте, вместе с ними меняется схема управления освещением. Регулировка яркости света, время освещения и другие показатели могут настраиваться и поддерживаться в автоматическом режиме через компьютер и сеть интернет.

Схема подключения фотодатчика

На рисунке представлена обобщённая стандартная схема подключения датчика освещённости. Производители этих приборов постоянно улучшают конструкцию и вносят корректировки в схемы и режимы работы. Все зависит от соотношения стоимости фотореле к качеству его изготовления.

Принципы замеров уровня освещенности сумеречным датчиком

Выше была описана схема установки датчика фотореле для уличного освещения. Но с помощью чего фотореле определяет тот момент, когда необходимо замкнуть или разомкнуть электрическую цепь? В данных устройствах применяются чувствительные элементы из разных полупроводниковых металлов, которые монтируются на том месте датчика, куда падает естественный свет. В месте соприкосновения этих металлов возникает небольшой электрический импульс, который и даёт дальнейшую команду для замыкания всей цепи. Рассмотрим основные разновидности этих элементов (принцип их работы):

• фоторезистор (сопротивление изменяется в зависимости от окружающего естественного светового потока благодаря содержанию сульфида или селенида кадмия внутри элемента);
• фотодиод (способен генерировать электрический заряд с помощью фотовольтатического эффекта);
• фототранзистор (является оптоэлектронным проводником, реагирующим на естественную освещённость с помощью облучения части своей базы);


• фототиристор (применяют в цепях с постоянным током, регулирует напряжение исходя из естественного луча света, падающего на его матрицу);
• фотосимистор (работает от переменного тока, синхронизирует подаваемый ток из нескольких каналов, например, из 2-ух фототиристоров, и передаёт его на главный электрод, который управляет всей схемой).

Наглядный поэтапный процесс подключения фонаря к фотореле на обычном стенде

Схема подключения датчика освещения для уличного освещения небольшой территории будет описана ниже. Для этого нам понадобится лампа, предварительно вкрученная в патрон, и само фотореле.

Для большей наглядности мы произведём установку на стенде. Для этого крепим рядом друг с другом датчик освещённости и лампу в патроне, которая будет символизировать светильник.

Далее следует подсоединить нулевую и входную фазы к самому датчику света (как правило, на корпусе отмечены места присоединения).

Вставив специальные прорезиненные пробки в эти отверстия, можно подсоединять провода. Данные резиновые заглушки хорошо защищают от пыли и других вредных воздействий извне.

«Совет специалиста»: места соединения входных проводов должны быть направлены вниз при монтаже датчика, что позволит увеличить защиту от влаги и пыли.

Кончики проводов перед присоединением хорошо зачищаем (примерно на величину в 1 см).

Далее подключаем провода к датчику в такой последовательности:

1. входную фазу;
2. нулевую фазу;
3. защитную фазу (заземление).

Аналогичным способом подключаются провода и к самому осветительному прибору. Входную и нулевую фазы подводим к патрону, а фаза заземления подключается к корпусу прибора для освещения.

Последним этапом будет настройка чувствительности регулятора нашего фотодатчика. На этом процесс монтажа заканчивается, осталось только установить на место защитную крышку и закрутить болты.

Вот так выглядит вся процедура подключения датчика освещения и осветительного прибора к электрической цепи. Она не представляет собой ничего сложного, необходимо только соблюдать правильный порядок подключения проводов. В противном случае можно получить негативные последствия, вплоть до короткого замыкания или даже пожара.

Процедура подключение фотореле для уличного освещения к диодным источникам света или прожекторам является аналогичной вышеописанной и не представляет особой сложности.

Технические показатели сумеречных выключателей

Основные параметры для работы фотореле прописаны в ГОСТах и технической документации приборов. Эти показатели подобраны с учетом реалий использования в нашей стране, однако, на рынке присутствуют аналоги данных световых датчиков. Перед покупкой прибора обязательно следует убедиться в том, что прибор будет корректно работать при подключении к нашей электрической цепи.

Основные характеристики датчиков света:

• величина номинального напряжения питания;
• мощностные показатели потребления электрической энергии и уровень тепловой нагрузки на осветительный прибор;
• условия эксплуатации в определённых климатических зонах (осадки, пыль, повышенная или пониженная температура окружающего воздуха и т. д.);
• показатели светочувствительности;
• разновидности и типы приборов (коммутируемые, люминесцентные и энергосберегающие).

Недостатки сумеречных переключателей

Наряду с неоспоримыми преимуществами фотореле имеют и ряд значительных недостатков, о которых тоже стоит упомянуть в данной статье.

В отличие от датчика движения световые датчики не способны освещать определённое место в нужный момент. Свет загорается сразу на всех осветительных приборах, и освещение происходит не совсем рациональным способом. Может работать только одна лампа либо все сразу одновременно.

Данные приборы очень чувствительны к воздействиям извне и погодным условиям. Особенно часто они негативно реагируют на обычную пыль. Также девайс может не совсем адекватно срабатывать при внезапной перемене погоды, например, при наплыве тёмных туч он может «подумать», что наступила ночь и включить освещение.

Фотореле с регулировкой уровня освещения отличаются своим высоким ценником относительно своих аналогов.

Заключение

Подводя итоги к данной статье, хочется отметить неоспоримую выгоду от использования датчиков света. Внимательно прочитав данный текст, вы найдёте рекомендации специалистов о том, как подключить датчик к уличному освещению, как правильно настроить датчик, как подключить это устройство к уличному фонарю либо к лампе на лестничной клетке и многое другое. Устанавливая данное приспособление на осветительные приборы, можно уже начинать подсчитывать прибыль.

Относительная простота всей конструкции фотореле и довольно несложный процесс монтажа не потребуют от человека особых знаний в области электротехники. Необходимо только обладать первоначальными знаниями в этой сфере, внимательно изучить инструкцию по эксплуатации датчика и можно смело устанавливать фотореле своими руками.

Обширное применение светодиодных осветительных приборов в связке с фотореле даёт видимый результат в области экономии денежных средств, особенно на территориях, требующих большой площади освещения. Стоит напомнить, что при выборе подобного рода датчиков и их последующим приобретением, стоит внимательно изучить все данные, указанные на упаковке. Зарубежные аналоги, которых сейчас очень много на рынке РФ, могут быть просто не приспособлены для работы в наших электрических цепях.

Источник: ProFazu.ru

Виды датчиков движения

Корректность работы датчика зависит от соответствия его типа условиям эксплуатации и места установки. Эффективность обнаружения зависит от вида встроенного детектора, но это — совершенно отдельная тема. Пока нужно только определить, какие могут быть отличия в схеме преобразования сигнала, начиная с выхода детектора и заканчивая контактным реле, замыкающим цепь питания осветительного прибора.

Простейший тип датчиков имеет встроенную контактную пару и не требует дополнительных промежуточных устройств. Это также справедливо для большей части комбинированных датчиков: встроенный компаратор сравнивает уровни сигнала от разных детекторов и замыкает цепь, только если все они сообщили об обнаружении объекта.

Сложнее дело обстоит с датчиками, рассчитанными на работу в составе комплексов охранной сигнализации. К этой категории относится большинство микропроцессорных датчиков, в наименьшей мере склонных к ложным срабатываниям. На выходе такие приборы формируют цифровой сигнал, поэтому для срабатывания реле требуется установка промежуточного модуля с АЦП на борту и усиление логического уровня транзистором.

Типовые схемы коммутации

В общем случае можно выделить два типа установки датчиков присутствия: в непосредственной близости от осветительного прибора (в т. ч. совместно с ним в одном корпусе), либо на более-менее значительном расстоянии.

Большинство датчиков со встроенным реле имеют три клеммы для подключения. Контакты, обозначенные L и N, служат для подключения питающей цепи, от которой напряжение подаётся как на схему датчика, так и на нормально открытый контакт реле. Клемма L out, иногда отмечаемая стрелкой — это вторая часть контактной пары, замыкающаяся с контактом L при срабатывании датчика. Таким образом, подача напряжения осуществляется двухжильным кабелем, контакты реле подключаются в разрыв фазного провода.

Если осветительный прибор стоит отдельно от датчика, их подключение проще выполнить через распределительную коробку. В неё от датчика приходит трёхжильный кабель, в котором одна жила используется как нейтральная для питания устройства, а две другие — для коммутации. Разводка внутри коробки выполняется по той же схеме, что и для обычного выключателя.

Перепутать подключение практически невозможно, в худшем случае датчик просто не включится, что обычно наблюдается при подаче питающей фазы на обратную сторону релейного контакта. Большинство датчиков движения не чувствительны к полярности, но в разрыв рекомендуется ставить именно фазный провод — это требование ПУЭ.

Есть ли разница в типе осветительных приборов

Как многим известно, выход из строя ламп происходит не столько из-за их длительной эксплуатации, сколько по причине расходования ресурса включения/выключения. В отличие от работы в паре с обычным выключателем, зажигание лампы датчиком происходит до 20–30 раз чаще, из-за чего источник света быстро выходит из строя. Если датчик коммутирует обычную лампу накаливания, галогенный прожектор или любой другой светоприбор со спиралью, рекомендуется установить в разрыв цепи питания NTC-термистор соответствующей мощности, упреждающий броски тока. Сопротивление подбирается экспериментально, в зависимости от необходимой плавности пуска, обычно в пределах 200–1500 Ом.

Энергосберегающие и люминесцентные лампы менее чувствительны к частому включению, но только если в блоке их питания предусмотрен горячий запуск. Задержка включения таких ламп может негативно сказываться на удобстве пользования. Следует увеличить чувствительность датчика и правильно выбрать его тип.

На светодиодные приборы частота включения практически никак не влияет. При этом рекомендуется коммутировать датчиком именно сетевое напряжение до блока питания. Это не только исключит паразитное потребление на холостом ходу, но также устранит дребезг контактов за счёт встроенного в блок питания снаббера.

Управление повышенной нагрузкой

Практически все датчики, судя по маркировке, рассчитаны на коммутацию нагрузки в 10 или 16 А, причём практика показывает, что даже эти показатели сильно завышены. Если мощность светового прибора составляет более 1 кВт (ток 4,5–5 А), рекомендуется добавить в цепь промежуточное устройство коммутации.

Если подключение лампы к датчику выполнено через распределительную коробку, задачу решит компактный магнитный контактор. Устройства для монтажа на DIN рейку достаточно малогабаритны для закрепления их к боковой стенке коробки. Важно следить, чтобы напряжение питания катушки контактора было равным сетевому. В таком случае катушка заменяет в стандартной схеме лампу, а сам осветительный прибор подключается через основные клеммы пускателя.

В некоторых случаях даже компактный модульный контактор может оказаться неуместным. Здесь можно прибегнуть к методу бесконтактной коммутации высоковольтными полевыми транзисторами. Схема подкупает простотой, к тому же она может быть собрана даже навесным монтажом. Для примера возьмём IRF740APBF — мощный N-канальный транзистор с максимальным рабочим напряжением 400 В и током нагрузки до 10 А. Для построения схемы потребуется пара таких элементов: мы ведь имеем дело с переменным током, соответственно, полуволну нужно пропускать в обоих направлениях.

Силовая часть схемы состоит из двух одинаковых транзисторов, их сток и исток соединяются встречно и устанавливаются в разрыв цепи питания нагрузки. Управляющая часть схемы не имеет гальванической развязки, она состоит из защитного выпрямительного диода с напряжением пробоя не менее 300 В, а также делителя напряжения из двух резисторов, включенных последовательно. Рекомендуемое напряжение открытия IRF740APBF равно 25 В, то есть примерно десятая часть сетевого — во столько же раз должны отличаться номиналы плеч делителя. Можно с уверенностью взять резисторы на 47 и 4,7 кОм, подключив затвор через среднюю точку. Схему можно дополнить шунтирующим резистором номиналом от 100 кОм, подключенным между затвором и нулевым проводом через диод. Шунт нужен для подтяжки низкого уровня управляющего сигнала в выключенном состоянии, для столь мощных полевиков с такой ёмкостью это может быть весьма критичным.

Настройка режимов работы

Большинство стандартных датчиков имеют на своём корпусе три регулятора: SENS, TIME и LUX. Прежде чем перейти к их настройке, нужно убедиться, что сам датчик установлен в правильном положении и углы его обзора полностью перекрывают зону контроля прохода. Для этого нужно установить регулятор SENS в предельное положение, а затем проверить, срабатывает ли детектор при входе человека в контролируемую зону. Регулятором SENS можно корректировать дальность обзора датчика, например, чтобы он срабатывал на людей, подходящих к подъезду, но не на проезжающие мимо автомобили.

С помощью регулятора LUX определяется, при каком уровне освещённости нужно включать дополнительный свет. Рекомендуется регулировать эту настройку во время сумерек, устанавливая верньер в положение, на котором датчик только начинает срабатывать. Наконец, регулятор TIME определяет продолжительность включения света, этот параметр настраивается индивидуально.

Подключение нескольких датчиков

Помещения и зоны контроля могут иметь разную форму и размер, при этом датчик управляет только одним осветительным прибором или сетью. Чтобы обеспечить уверенное обнаружение присутствия, датчики можно располагать под определённым углом друг к другу, встречно и разнонаправленно, обеспечивая максимальную зону покрытия детекторами.

Обычно требуется включение света при срабатывании хотя бы одного датчика из группы. В этом случае контакты релейных групп всех детекторов соединяются параллельно. Важно только следить, чтобы все датчики группы коммутировали либо фазный, либо нулевой провод, иначе с большой вероятностью при включении произойдёт короткое замыкание.

Если свет должен включаться только при срабатывании обоих датчиков одновременно, задача усложняется. Если бы один контакт реле не был связан с клеммой питания, датчики можно было бы подключить контактными группами последовательно. Из-за такой особенности требуется установка промежуточного реле, катушка которого включается при срабатывании одного датчика. При этом нагрузка разрывается сначала контактами второго датчика, а затем — нормально открытым контактом дополнительного реле.

Устранение ложных срабатываний

Подводя итог, дадим важную рекомендацию по способам устранения ложных срабатываний. Иногда регулировка чувствительности не даёт нужного результата: датчик либо продолжает срабатывать вхолостую, либо перестаёт реагировать вообще из-за сужения зоны контроля.

Обычно такое поведение характерно для микроволновых датчиков, для которых не являются препятствием ни окна с дверями, ни даже капитальные стены. Так, установленный в квартире датчик может срабатывать на движение в подъезде либо у соседей. Первое, что нужно сделать — убедиться в правильной ориентации датчика и при необходимости изменить его направление и место установки.

Если вышесказанное сделать невозможно, следует устанавливать несколько датчиков с расчётом на их совместное срабатывание. При этом чувствительность датчиков выбирается близкой к минимальной, обычно такое решение хорошо подходит для небольших комнат и тамбуров, а также при реализации сложных схем управления освещением.

Источник: zen.yandex.ru