Как выбрать, разместить и подключить фотоэлемент к наружному или внутреннему освещению; Сайт для электриков – советы, примеры, схемы

Как выбрать, разместить и подключить фотоэлемент к наружному или внутреннему освещению; Сайт для электриков – советы, примеры, схемы

Как выбрать, настроить и подключить фотореле для наружного или внутреннего освещения

В начале прошлого века во многих городах существовала уникальная профессия – маячник. Это был человек, который занимался внешним освещением улиц. Каждый день после наступления темноты он зажигал свои фонари, а утром тушил их.

В настоящее время освещением занимаются автоматические устройства, называемые «сумеречные выключатели» или «фотопередатчики».

Посмотрите

От производителей доступны сумеречные переключатели с разными электрическими характеристиками, рабочими параметрами и конструкциями для разных целей.

Они могут быть изготовлены для использования внутри помещений, например, для освещения лестниц или входов, или на открытом воздухе, подверженном воздействию погодных условий.

Принцип действия

Общим для всех фотоэлементов является то, что они работают по одному и тому же закону, как показано на диаграмме ниже.

Луч солнечного света обнаруживается специальным датчиком, который генерирует электрический ток пропорциональной величины. Вместе с ухудшением освещения уменьшается величина генерируемого тока. Поскольку фототок очень мал, он усиливается и подается на реле – исполнительный механизм, который объединяет в своей структуре логическую часть.

Контакты реле управляют работой осветительной арматуры или, при необходимости, пускателя мощных прожекторов.

Светочувствительный элемент может иметь различную структуру и функцию в зависимости от:

фоторезистор, изменяющий свое электрическое сопротивление под действием светового луча

Фотодиод, преобразующий свет в электрические заряды посредством процессов на p-n-переходах.

фототранзистор, который преобразует световой луч в движение электрических зарядов в результате электронной проводимости через отверстия в электроне

Фототиристор – оптоэлектронный полупроводниковый прибор со структурой, напоминающей обычный тиристор;

Многослойный фоторезистор.

Фоторезистор – это полупроводниковый прибор, который пропорционально изменяет свое электрическое сопротивление под действием изменяющегося потока квантов света.

Когда фоторезистор подключен к источнику стабилизированной ЭДС через сопротивление нагрузки R, в цепи генерируется светозависимый ток.

Фотодиод преобразует световое излучение в электрический ток и может работать в следующих схемах:

При подаче внешнего обратного напряжения;

Фототранзистор – это обычный транзистор, чувствительный к световому лучу. Он может быть выполнен в виде полевого или биполярного транзистора структуры n-p-n или p-n-p с базой, которая облучается светом. Изменение освещенности влияет на величину электрического тока в подключенной цепи.

Чувствительность фототранзисторов к свету выше, чем у фотодиодов. Поэтому их использование более перспективно.

Фототиристор также работает как аналог обычного тиристора, но управляется световым потоком и переключается из закрытого состояния в открытое (и обратно) при достижении освещением определенных пороговых значений.

Используя значение тока, протекающего через управляющий электрод, можно регулировать порог активации фототиристора.

В фоторезисторе больше слоев с электронной и дырочной проводимостью, он сложнее в изготовлении. Но он тоже управляется падающим на него световым лучом, который облучает один из медленных полупроводниковых слоев.

Более подробную информацию о фотосенсорах (фоторезисторы, фотодиоды и фототранзисторы) можно найти здесь: Фотодатчики и их применение

Основные технические данные

На выбор фотоэлектрического датчика для различных условий эксплуатации, среди прочего, влияют следующие факторы:

Чувствительность фотоэлемента к световому потоку;

Напряжение сети;

Мощность, потребляемая осветительными приборами;

сумеречный выключатель окружения.

Чувствительность определяется как отношение генерируемого фототока к величине светового потока, достигающего светового элемента. Измеряется в [мкА / лм]. Поскольку фотоэлементы реагируют на интенсивность и частоту света, чувствительность делится на:

спектральный, связанный с частотой;

интеграл, характеризующий интенсивность падающего светового потока.

Спектральная светочувствительность используется для оценки работы фотоэлемента на одной конкретной частоте световых колебаний, например, в невидимой инфракрасной области. Интегральная светочувствительность предназначена для анализа и работы с полным потоком света, который имеет спектр от ультрафиолетового до инфракрасного.

Номинальное напряжение фотоэлемента указано в документации и на корпусе устройства. Устройства зарубежного производства могут не подходить для эксплуатации в странах СНГ из-за разных значений питающих напряжений, принятых в разных странах мира.

Читайте также:  Лестница в доме на второй этаж: виды, дизайн красивого интерьера - 27 фото

Питание ламп, подключенных к фотоэлементу, вызывает нагрузку на выходные контакты устройства, которые могут сгореть при превышении допустимых расчетных значений. Поэтому этот вопрос всегда учитывается при выборе конструкции сумеречного выключателя.

Если уже существует определенная модель фотоэлемента, соответствующая всем параметрам, кроме величины подключенной нагрузки, можно использовать дополнительное устройство – контактор или пускатель, управляемый подачей напряжения на его обмотку от фотоэлемента. Силовые контакты стартера в этом случае надежно коммутируют нагрузку от мощных светильников.

Обычные сумеречные выключатели предназначены для работы с лампами накаливания, потребляющими активную нагрузку. Флуоресцентные и энергосберегающие источники света создают дополнительный реактивный компонент, который снижает количество потребляемой энергии. При их использовании необходимо учитывать подключаемую нагрузку.

Рабочая среда, в которой находится фотоэлектрическое реле, оказывает определенное влияние на его работу. Для работы на открытом воздухе сумеречный выключатель следует поместить в плотный кожух, защищающий электронику от дождя, влаги, пыли, а при низких температурах – использовать дополнительный обогрев.

Устройства, работающие в жилых помещениях, в такой защите не нуждаются.

Как подключить фотоэлектрическое реле к осветительным приборам?

Схема установки сумеречного выключателя обычно нанесена на его корпус и указывается в документации производителя. Обычно для подключения используются три провода:

нулевое сетевое питание, которое используется одновременно фотоэлементом и светильниками;

Фаза, которая поступает на вход устройства;

Потенциальный кабель от фотоэлемента к светильнику.

Использование микропроцессорной технологии в фотоэлементах позволило оснастить их различными функциями с учетом конкретных условий работы, например, введением в их алгоритм датчиков движения или таймера.

Схематично контакты таймера и датчика движения показаны при последовательном подключении к нагрузке, но для коммутации сложных цепей освещения в дорогих моделях в логической единице могут использоваться специальные алгоритмы под конкретную задачу.

Например, фотоэлементы, используемые в наружном освещении, можно настроить так, чтобы они реагировали на освещение от автомобильных фар. Это исключает частые поездки и увеличивает надежность устройства.

Датчик движения с таймером на сумеречном выключателе, установленный на входе в жилую многоэтажку, позволяет значительно экономить электроэнергию. Свет загорается, когда вы входите на лестницу, пока есть время, чтобы подняться и спуститься по лестнице. Они отключаются автоматически.

Настройки срабатывания фотоэлемента

Для простых конструкций все настройки устанавливаются на заводе и не могут быть изменены во время работы.

Чувствительность светового барьера к световым воздействиям на объекты можно регулировать с помощью сложных реле:

чувствительность к свету, падающему на фотоэлемент;

время срабатывания таймера;

параметры, связанные с срабатыванием датчика движения.

Эти параметры и их регуляторы приведены в техническом описании.

Примеры установки популярных сумеречных выключателей

6 фотографий ниже наглядно показывают, насколько хорошо три разных электрика выполняют одинаковые работы. Следует отметить, что все представленные светильники управляются сумеречными выключателями в различных условиях освещения.

1. Красиво установлен фотодатчик над входом в небольшой ТЦ.

2. Установка светильника с фотоэлементом над въездными воротами производственного цеха.

3. Три варианта освещения с фотоэлементами в разных подъездах одного подъезда, выполненные электриком.

В конце статьи хотелось бы спросить, что вы думаете о работе таких мастеров?

P. S. Эта статья в формате PDF: http://electrik. info/fotorele. pdf

Вы любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом по Интернету вещей и создайте сеть умных гаджетов!

Запишитесь в онлайн-университет с GeekBrains:

Изучите язык C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получите опыт в реальных проектах, в команде и самостоятельно;

Получите сертификат и подтверждение полученных знаний.

Бесплатная Starter Box для ваших первых экспериментов!

После прохождения курса в ваше портфолио войдут: методическая станция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства контроля температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности, интеллектуальная система полива растений, устройство контроля утечки воды.

Читайте также:  Восьмиугольные беседки: чертежи и конструкции, как сделать своими руками

Вы получите диплом о профессиональном обучении и электронный сертификат, который сможете добавить в свое портфолио и показать работодателю.

Как подключить датчик света — 3 ошибки. Схемы с выключателем, пускателем, промежуточным реле.

Датчик освещенности, или, как его еще называют, датчик дня / ночи, необходим для автоматического управления светильниками без вмешательства пользователя в зависимости от уровня освещения.

Когда на улице темнеет, свет включается сам по себе. Утром, когда встает солнце, отключается.

Также его можно использовать для размещения рекламных баннеров и вывесок на фасадах домов и магазинов.

Некоторые используют в этом случае таймеры или розетки. Однако из-за постоянных изменений продолжительности летнего времени эти устройства приходится постоянно перемещать.

Поэтому их нельзя считать полноценной альтернативой датчикам света.

Дополнительно фотоэлемент имеет собственную регулировку чувствительности. Вы можете вручную установить тот или иной порог срабатывания.

Это означает, что маяк будет активирован в полной темноте уже ночью, или вечером, когда только начинает темнеть.

В популярных моделях фотоловушек IEK ФР-601 и ФР-602 регулятор расположен в основании и может поворачиваться от «+» до «-».

Если выставить на максимум «+», световой барьер сработает в сумерках или в плохую погоду (небо с облаками). Согласно техническим характеристикам эта настройка соответствует примерно 50 люкс.

Если он установлен в крайнее положение «-», датчик сработает только в полной темноте (освещенность 5 люкс).

Обычно он должен быть в среднем положении.

Таким образом, обращаем внимание на важный нюанс.

В комплекте с датчиком всегда идет черный мешок для проверки работы. После закрытия крышки устройства реле срабатывает.

Таким образом, многие модели имеют чувствительные фотоэлементы, расположенные внутри корпуса, кроме освещения, они могут реагировать на ультрафиолетовый свет от солнечного света.

В домашних условиях благодаря стеклянным панелям задерживается 80% УФ-лучей, но не снаружи. Поэтому обстановка дома с созданием искусственной тени может отличаться от реальной обстановки на улице.

Когда покрытия недостаточно, некоторые ловко используют фольгу для дополнительных корректировок. Они оборачивают его вокруг датчика (полностью или наполовину), чтобы изначально получить более высокое значение оттенка.

Для подключения датчика освещенности используется трехпроводная схема. Это означает, что на устройство должно подаваться полное напряжение 220 В (фаза + нейтраль), а не только фаза.

Практически такая же система используется для датчиков движения. Однако есть и варианты двухпроводного подключения без нуля.

Где подключить фазу, а где ноль? В этом случае можно ориентироваться на расцветку.

Обычно один из проводов должен быть синим или зеленым – это ноль.

Два других провода также бывают разных цветов. Например, один будет коричневым (черным), а другой – красным.

Коричневый провод – это входная фаза от автоматического источника питания. Третий провод (красный) – это выход нагрузки. На нем есть фаза только при выключении фотоэлемента.

Это как раз та фаза, которую нужно разместить в корпусе.

Заводские провода на датчике слишком короткие, поэтому их нужно удлинить. Заранее подготовьте концы или рукава к глажке.

Удлинитель изготавливается из провода сечением 1,5 мм2. Общее соединение всех проводов должно производиться в защитной распределительной коробке.

Так будет выглядеть подключение напрямую от переключателя в распределительной коробке.

Если мы захотим установить еще один непрямой переключатель на одну руку, чтобы не бегать каждый раз к распределительному щиту для выключения света, схема подключения фотоэлемента немного изменится:

В распределительном щите будет 4 кабеля. Фазная мощность появится в следующей цепочке:

    блок предохранителей в распределительном щите
    выключатель
    световой датчик

Обратите внимание на место установки фотоэлектрического реле.

Поэтому в 90% случаев световой барьер размещается над отражателем.

Если корпус осветителя позволяет, его можно даже установить непосредственно на осветитель.

В противном случае вся система выйдет из строя и возможны самопроизвольные срабатывания и вспышки.

Читайте также:  Выбор теплых полов: инфракрасные, кабельные и водяные теплые полы - Статья - Журнал - FORUMHOUSE

Тем не менее, вы не должны реагировать на короткие вспышки света, например, от фар проезжающих автомобилей, из-за выдержки времени, установленной на заводе.

Если нет возможности спрятать датчик как можно дальше от крепления, по крайней мере, накройте его фанерой или другой непрозрачной перегородкой.

Возможны неисправности даже после длительного использования. Это связано с тем, что крышка фотоэлемента постепенно загрязняется и темнеет, позволяя со временем проходить различному количеству солнечного света.

Следовательно, пороги срабатывания резко меняются. Если это обычная грязь и пыль, проблема легко решается влажной уборкой. Но когда пластик время от времени чернеет, то поможет только замена крышки или всего устройства.

Очень часто в таких реле перегорал стабилитрон. Это их главное слабое место.

Выбирая фотореле, также следует обращать внимание на рабочую температуру. Например, тот же ФР-601 будет нормально работать до -25С, но потом у них начинают возникать проблемы.

В этом случае снова поможет обычный выключатель света. Только на схеме он должен быть подключен иначе, чем рассмотрено выше.

Проходящая через него фаза должна идти прямо к примерке. Это своего рода перемычка на случай, если датчик не работает или вышел из строя.

Свет включается простым нажатием переключателя, как и все лампочки в вашем доме.

Степень защиты IP 44 также можно найти в паспорте фотоэлектрического реле.

Это означает, что их можно безопасно использовать на открытом воздухе. Они защищены от брызг и капель дождя.

Однако обратите внимание на правильную настройку устройства.

У них есть отверстие в защитной крышке, через которое влага попадает внутрь устройства.

Что делать, если по какой-то причине вам нужно, чтобы реле работало в обратном направлении? Он нужен вам, чтобы зарядиться энергией днем ​​и лишить себя энергии ночью.

Например, он может понадобиться для освещения сарая для животных, в котором нет окон. Что делать в этом случае?

Вы идете в местный магазин и покупаете реле, у которого один контакт замыкается, а другой размыкается при включении.

Просто подключите это промежуточное реле после светового датчика в соответствии со схемой ниже.

В качестве такого реле можно также использовать стартер со вспомогательными контактами.

Стартер понадобится и в случае управления лампой с большой нагрузкой. Допустим, это не одиночная лампочка, а полноценные уличные фонари или фонари с ДХО, ДНАТ или другими мощными источниками света.

Стандартный фотоэлемент из той же серии ИЭК ФР-601, рассчитан на подключение нагрузки не более 10А. Это несколько светодиодных прожекторов мощностью около 2кВт.

Ты хочешь больше? Используйте следующую схему с магнитным пускателем.

Его катушка подключена только к фотореле, а силовые контакты питают основную линию освещения.

Если вас не устраивает большая крышка датчика освещенности, портящая весь дизайн фасада здания, используйте фотоэлектрическое реле с выносным датчиком.

В этом случае основной соединительный элемент размещается в панели и напоминает современный модульный контактор на DIN-рейке. Между тем, миниатюрный датчик дистанционного управления незаметно спрятан под крышей или где-нибудь еще.

Схема подключения следующая:

Более обширная и улучшенная версия:

Фазовый провод внутри устройства продолжает переключаться.

Чувствительность можно регулировать с помощью потенциометра на передней панели, в зависимости от модели. Вам не нужно каждый раз залезать на высоту под навесом своего дома.

Эти устройства уже рассчитаны на чуть более высокий ток (25А), чем китайская модель FR-601.

Дистанционный датчик может удлинить провод до 50 метров. Его легко можно протянуть не только через крышу дома, но и через всю сторону.

Оцените статью
Добавить комментарий