Меню

Номинальный ток нагрузки фотореле

Фотореле для уличного освещения от «А» до «Я»

Различные модификации фотореле

Современные технологии все прочнее входят в нашу жизнь, и фотоэлементы для освещения являются одним из ярких примером этого прогресса. Ведь это нехитрое устройство позволяет не только значительно сэкономить, но и значительно упростить вашу жизнь.

При всем при этом стоимость этого новшества находится в разумных приделах, а срок его окупаемости меньше года.

  • Виды и технические характеристики фотореле
    • Виды фотореле
    • Технические характеристики фотореле
  • Подключение фотореле
    • Подключение фотореле с встроенным силовым блоком
    • Подключение фотореле с выносным фотоэлементом
  • Вывод

Виды и технические характеристики фотореле

Благодаря тому, что фотореле нашли очень широкое применение, на рынке представлен богатый выбор моделей с самыми различными техническими данными и параметрами. Модели отличаются по способу подключения, установки, техническому наполнению и многим другим параметрам. Поэтому дабы не переплачивать и приобрести модель, идеально отвечающую вашим требованиям, давайте обратим на эти параметры самое пристальное внимание.

Виды фотореле

На фото представлено фотореле с дополнительным функционалом

  • Прежде всего, вам следует знать, что фотоэлемент для уличного освещения может быть встроен в силовой блок, а может быть выносным. Встроенные модели представляют собой единый блок, который устанавливается непосредственно на улице. Он имеет хорошую защиту от атмосферного воздействия, но зачастую способен коммутировать только небольшие токи до 16А. Конечно, есть встроенные модели, предназначенные для коммутации и больших токов, но цена таких устройств на порядок выше.
  • Фотореле с выносным фотоэлементом представляет собой два отдельных элемента. Первый — это непосредственно коммутационный аппарат, который устанавливается в распределительном щитке. Второй — это сам фотоэлемент, который устанавливается на открытом пространстве и подключается к коммутационному аппарату посредством проводов. Номинальный ток таких фотореле может достигать 63А и выше.
  • Еще одним важным отличием фотореле является его функциональное наполнение. Так, многие из них содержат не только фотоэлемент, но и датчик движения. Это значительно расширяет возможности управления освещением, а также позволяет сократить ваши расходы.
  • Кроме того, существует фотосенсор включения освещения, который совмещен с таймером. Это позволяет включать освещение, не только когда стемнело, но и в строго определенное время. Кроме того, такое фотореле можно программировать по годовым циклам и другим временным параметрам.
  • Cуществуют реле, которые совмещают в себе все эти функции. Это позволяет программировать включение и отключение освещения, совмещая различные параметры. Но скажу честно, ни разу не видел случаев, когда в таких фотореле использовался их полный функционал.

Технические характеристики фотореле

Установка фотореле

  • В первую очередь, это напряжение, на которое предназначено фотореле. Оно может быть 220В или 380В. Для индивидуального использования вполне достаточно устройств на 220В. Если же вы планируете от данного фотореле запитать освещение небольшого промышленного объекта, то, безусловно, устройства на 380В будут идеальным решением. Конечно, существуют еще устройства на 12 и 42 В, но применяются они крайне редко.
  • Выбирая фотореле отключения освещения, обратите самое пристальное внимание на его номинальный ток. На данный момент на рынке представлены модели с номиналом в 6, 10, 16, 32, 40 и 63А. Выбор следует осуществлять, исходя из номинальной мощности вашей сети освещения.
  • Еще одним важным параметром является возможность регулировки освещенности, при которой фотоэлемент будет срабатывать. Обычно предел регулирования может варьироваться от 2 до 100Лк, но возможны и другие варианты. Поэтому, если у вас предъявлены какие-то особые требования к уровню освещенности, обратите внимание на этот параметр.
  • В связи с тем, что многие фотореле предназначены для наружной установки, обратите внимание и на его степень защиты. Она обозначается цифрами после аббревиатуры IP.

Обратите внимание! Первая цифра означает защиту от пыли и может варьировать до 6, что обозначает полную пылезащищенность. Вторая цифра может варьировать до 8 и означает влагозащищенность изделия. Поэтому, если вам необходимо регулировать, например, освещение для фотосъемки в помещении, то вам будет достаточно IP40. Для наружной же установки лучше применять фотореле с IP44 и выше.

  • Ну, и последнем компонентом, на который стоит обратить внимание при выборе фотореле, будет задержка на включение и отключение. Обычно она регулируется в пределах 5 – 90 сек, но возможны и другие варианты. Важность этого параметра определяется только вашим проектом.

Подключение фотореле

К сожалению, единого стандарта подключения фотореле нет, и каждый производитель предлагает свой метод. Но в целом они практически неотличимы, и главной проблемой, если вы взялись подключать фотореле своими руками, могут стать реле с выносным фотоэлементом.

Поэтому в нашей статье мы рассмотрим практически все возможные варианты подключения.

Источник



Что представляет собой фотореле, как правильно подобрать

Во всем времена люди стремились улучшить качество своей жизни. На этом и основывается движущая сила нашей цивилизации и прогресса. К современным устройствам, которые облегчают нашу повседневную жизнь, относятся компьютеры, мобильные телефоны, а также разнообразная бытовая техника. Но мало кто знает, какой комфорт может принести такое устройство, как фотореле.

Что представляет собой данное устройство, как он взаимодействует с осветительными приборами и освещением в целом поможет разобраться наша сегодняшняя статья.

Обзор характеристик

Для того чтобы понять, что такое фотореле, необходимо разбить это слово на две составляющих «фото» и «реле». По первому слову можно догадаться, что данный прибор имеет некоторое отношение к осветительной системе. А вот второе слово расшифровывается как переключатель. Таким образом, если сложить все вместе, то это будет означать переключатель света. Но здесь не все так просто.
Фотореле – прибор, который обеспечивает переключение света в зависимости от попадания на него световых лучей. Если оценивать принцип работы устройства, то он будет схож с датчиками света.
Данный светодатчик является электронным детектором, который реагирует на любые изменения в уровне освещенности. В состав изделия могут входить такие составляющие:

  • фоторезисторы;
  • газоразрядные элементы;
  • фотодиоды.

С помощью этих элементов датчик может реагировать на снижение или повышение уровня света, замыкая при этом электрические контакты. Поэтому фотодатчик используется для включенья света при определенных условиях. Какое отношение он имеет к повышению комфорта? А самое что ни на есть прямое, ведь при использовании подобного рода аппаратуры происходит автоматические включение света, хоть в доме, хоть на улице.

Обратите внимание! Фотореле для уличного освещения используется намного чаще, чем для подсветки дома. Устанавливая такой светодатчик, вы получите автоматическую систему освещенности.

Уличный вариант светодатчика

Светодатчик для улицы

Когда наступает ночь, очень выгодно использовать специальные приборы для того, чтобы включение света происходило автоматически. Такая система освещенности позволит значительно сэкономить на потреблении электроэнергии, а также воссоздать у себя часть системы «умный дом». В день данная система будет находиться в спящем режиме. Но если фотодатчик установить в доме, то он также сможет обеспечивать включение света автоматически в помещениях, где имеется доступ к хорошему уровню естественной освещенности.

Как работает прибор

Чтобы оценить перспективность использования подобного изделия, необходимо выяснить, каков принцип работы фотореле. Рассмотрим, какой принцип работы имеет светодатчик на примере его установки на улице (в системе наружного освещения).
Фотореле для уличного освещения, впрочем, как и для подсветки дома, имеет довольно простой принцип работы:

  • при незначительном количестве приходящих на светодатчик световых лучей происходит замыкание контактов, что приводит к включению света на улице. К примеру, таким образом можно зажечь уличный фонарь;
  • когда количество попадающих на светодатчик световых лучей увеличивается (наступает день), то фонарь или другая лампа будут выключаться. Это происходит вследствие того, что фотодатчик автоматически размыкает контакты.

Принцип работы устройства

Принцип работы фотодатчика

Автоматический контроль уровня освещенности таким прибором возможен благодаря наличию в его конструкции потенциометра. С его помощью светодатчик может точно определить оптимальное время для включения или выключения осветительных приборов (уличного фонаря или других светильников).
Помимо этого современные приборы обладают определенной регулировкой, которая позволяет любому человеку самостоятельно настроить диапазон срабатывания фотодатчика. Он оснащен еще и таймером. Таким вмонтированным таймером обеспечивается контроль работы аппарата.
Как видим, для дома фотодатчики не очень подходят, так как здесь их следует устанавливать вблизи оконных проемов. Иначе они будут держать свет включенным даже тогда, когда день уже начнется. А это лишние траты. Поэтому такие аппараты самое широкое свое применение находят вне помещений. Фотореле для уличного освещения подходит лучше всего. Так, фотодатчик может использоваться в разных местах:

  • им может быть оснащен фонарь или лампа, установленная вблизи входа в дом;
  • в качестве элемента системы наружного освещения подъездов многоквартирных домов;
  • фонарь или лампа торшерного типа, к которым подключен светодатчик, часто используются для освещения тропинок, дорожек и тротуаров.
Читайте также:  От холодильника бьет током что делать

Как видим, по некоторым особенностям работы фотодатчик немного напоминает обычный датчик света. При установке его подключают в щит, что находится в доме. Но здесь следует помнить, что в щит прибор следует подключать по специальной схеме. В противном случае он может работать не так, как требуется.

Принцип подключения

Схема подключения фотодатчика

Если нарушить принцип подключения, то щит вообще может повредиться вследствие короткого замыкания.

Преимущества использования

Фотодатчик представляет собой один из элементов системы «умный дом». Эта система разрабатывается для того чтобы сделать пребывание человека в доме (и на придомовой территории) более удобным, практичным и комфортным. Вся суть такой системы сводится к автоматизации определенных домашних процессов, чтобы человек не отвлекал свои силы на их исполнение. Например, автоматическое включение света, когда день уже закончился и наступила ночь.
Если установить у себя фотореле для уличного освещения, вы получите массу преимуществ. Среди них стоит отметить следующие моменты:

  • автоматизация процесса включения света на приусадебной территории;

Освещение приусадебной территории

Автоматизированное освещение приусадебной территории

  • значительная экономия потребления электроэнергии;
  • увеличение срока службы лампочек, установленных в осветительные приборы (фонарь и другие уличные светильники);

Обратите внимание! Многие источники света сегодня могут начать неправильно работать при частом их включении и выключении. Исключением в данной ситуации являются светодиодные лампы, на продолжительность работы которых этот фактор не оказывает такого пагубного влияния, как для галогеновых, люминесцентных источников света и ламп накаливания.

  • автоматическая подсветка лужаек и декоративных элементов сада;
  • любая лампа со встроенным фотоэлементом сможет автоматически включаться и выключаться при наличии для этого соответствующих условий;
  • возможность самостоятельно подключить электрическую схему сборки в щит дома. Обязательно помните, что собираясь подключить провода в щит, нужно предварительно отключить электричество. Щит в доме является самым важным элементом электрической системы. Лучше всего вообще не трогать шит, если вы слабо разбираетесь в электронике, а доверить это дело профессиональному электрику. Распределительный щит – не место для халатности.

Установка изделия в систему освещения и подключение его к электросети дома (в щит) откроет перед вами возможности хотя бы частично обустроить свое жилище по принципу «умный дом». Любая лампа или фонарь с таким фотодатчиком позволят вам комфортно и безопасно перемещаться не только по дому, но и улице в вечернее и ночное время.

Разновидности прибора

Фотореле для уличного освещения делится на несколько видов:

  • модели со встроенным датчиком для автоматического отслеживания уровня освещенности. Такие изделия обладают специальным чувствительным элементом – датчиком освещения. Этот датчик размещен внутри герметичного прозрачного корпуса. Устройства характеризуется полностью автономной работой;

Модель с датчиком

Модель со встроенным датчиком освещения

Модель с датчиком и таймером

Модель со встроенным фотодатчиком и таймером

  • модели, имеющие встроенный таймер и фотодатчик. Данный тип изделий позволяет проводить достаточно гибкую и тонкую настройку параметров работы прибора, а также менять режимы автоматического включения света в зависимости от конкретных потребностей;
  • фотореле с выносным датчиком. Здесь электронная начинка прибора локализована в отдельном модуле, а сам светочувствительный элемент находится изолированно от нее. Благодаря подобной конструкционной особенности такой светодатчик более востребован, так как его срок службы значительно выше, чем у предыдущих моделей.

Обратите внимание! Подключение такого изделия к сети электропитания (в щит) будет иметь несколько иную схему при организации наружного освещения. В этом случае электронный блок нужно устанавливать внутри помещения (для защиты от неблагоприятных климатических условий), а уже сам датчик монтируется на улице в фонарь или другой осветительный прибор.

Обратите внимание, что установить и подключить в щит любую модель можно только по соответствующей схеме. Она приводится в инструкции к каждому отдельному прибору.

Какой вид должен иметь фотодатчик, нужно определять по тому, какие у каждой модели имеются технические характеристики.

Как выбираем

Важным моментом в приобретении фотодатчиков является правильный выбор необходимой модели. Как мы уже выяснили из предыдущего раздела, модели бывают с выносным и встроенным датчиком. При этом каждая разновидность обладает своими техническими характеристиками.
Чтобы подобрать необходимую модель, нужно опираться на следующие критерии выбора:

Защищенный прибор

Прибор с высокой степенью защиты

  • производитель. Прибор зачастую работает на улице, поэтому он должен быть собран из качественных материалов, которые смогут выдерживать любые погодные условия;
  • наличие или отсутствие возможности проводить точную настройку. От данного условия зависит насколько точно можно будет настроить прибор для работы в той или иной местности;
  • наличие или отсутствие таймера;
  • защищенность корпуса от пыли, влаги и механических повреждений. Чем выше будет этот показатель, тем дольше прослужит изделие.

Конечно же, самым главным критерием для многих людей является стоимость покупаемой продукции, а уж потом ее технические характеристики. Но это не всегда верный подход. Купить дешевое изделие можно всегда, а вот будет ли оно качественно работать, тот еще вопрос. Поэтому в данной ситуации рекомендуется отдавать предпочтение моделям средней и высокой ценовой планки. Это не тот случай, когда можно сэкономить без последствий.

Разбираемся в характеристиках

Стоить отметить, что модели фотодатчиков даже схожей конструкции могут иметь различные технические характеристики. Это обязательно следует учитывать при выборе такого рода датчиков.
Самыми оптимальными считаются следующие технические характеристики:

  • рабочее напряжение – 220 В, а частота 50Гц. Иногда нужны модели с напряжением 12 или 24 В;

Обратите внимание! Импортные одели могут иметь показатель в 110 или 127 В

  • максимальный ток нагрузки – в диапазоне от 6 до 16 А. По этому показателю можно определить, на какой тип освещения рассчитана модель;
  • порог срабатывания. Этот параметр должен находиться в диапазоне от 5 до 50 люкс. Если используется регулируемая модель, то порог срабатывания будет обладать гораздо большим диапазоном;
  • потребляемая мощность. Данный параметр обозначается двумя цифрами. Первая отображает собственную мощность потребления. Она должна быть в пределах от 2 до 5-10 Вт. Вторая цифра будет отражать мощность дежурного режима. Современные изделия в дежурном режиме работают в диапазоне от 0,1 до 1 Вт;
  • параметр возможной задержки от кратковременного затемнения. Эта величина демонстрирует имеющуюся у фотодатчика защиту от возможных ложных срабатываний. Она варьируется в диапазоне от 15 до 30 секунд.

Также немаловажным параметром является степень защиты. От этой величины напрямую зависит возможность проникновения внутри прибора воды и грязи. Данный аспект очень важен для приборов, применяемых в системах наружного освещения.
Кроме этого нужно не забывать про такой параметр, как допустимая рабочая температура. Необходимо чтобы она была в диапазоне от -20 до +50°С.
Подбирая по таким критериям светодатчик, вы сможете выбрать наиболее подходящую модель для своего дома. А сама покупка будет радовать вас качеством работы и длительным периодом службы.

Заключение

Как видим, фотодатчик будет отличным помощником в модернизации системы подсветки и частичного использования системы «умный дом». Залогом успешной установки и дальнейшей работы является оптимальный выбор модели, который должен делаться по техническим характеристикам приобретаемой продукции.

Источник

Фотореле и принципы их работы

Фотореле представляют собой разновидность электронных приборов, которые предназначены для дистанционного контроля и управления разнообразными исполнительными устройствами малой и средней мощности. Достоинства современных фотореле (как устройств) — это компактность и простота настройки, поэтому подобная аппаратура широко используется в промышленности и быту. В частности, они управляют системами включения и защиты крупного металлообрабатывающего оборудования (листоштамповочных прессов, сварочных автоматизированных комплексов или радиально-сверлильных станков), используются для контроля внешнего освещения и тому подобное.

промышленное применение фотореле

Принципы функционирования и базовые компоненты фотореле

Что такое фотореле? Исполнительная схема устройства состоит из следующих компонентов:

  1. Датчика, который представляет собой электронный компонент, обнаруживающий присутствие видимого света, инфракрасного излучения и/или источника ультрафиолетового излучения.
  2. Усилителя сигнала (иногда — в комплекте с преобразователем одного вида излучаемой энергии в другой).
  3. Исполнительного элемента — микроконтроллер, который содержит биполярный полевой фототранзистор.
  4. Блока управления.
  5. Блока питания.
Читайте также:  Оптимальная сила тока для зарядки аккумулятора автомобиля

Фотодатчики

Большинство фотодатчиков — это полупроводники, обладающие свойством, называемым фотопроводимостью. Оно заключается в изменении параметров электрической проводимости в зависимости от интенсивности светового излучения, попадающего на материал.

Как работает фотореле, ясно из рисунка. Фотоэлектрические устройства можно подразделить на две основные категории: те, которые генерируют электричество при освещении — фотоэлектрические или фотоэмиссионные излучатели — и те, которые каким-либо образом изменяют свои электрические характеристики (фоторезисторы или фотопроводники).

типы фотоэлектрических устройств (слева – полупроводниковое, справа – фотоэмиссионное)

Таким образом, в типовую конструкцию фотореле могут входить следующие исполнения фотодатчиков:

  • Фотоэмиссионные ячейки — это устройства, которые выделяют свободные электроны из светочувствительного материала, для чего на световоспринимающую поверхность должен попасть фотон с достаточной энергией. Количество энергии, которое имеют фотоны, зависит от частоты света: чем выше частота, тем больше энергии у фотонов, преобразующих энергию света в электрическую энергию;
  • Фотопроводящие элементы, которые изменяют своё электрическое сопротивление при воздействии света. Фотопроводимость возникает в результате попадания света на полупроводниковый материал, который контролирует протекающий через него ток. Наиболее распространенным фотопроводящим материалом является сульфид кадмия, используемый в фотоэлементах LDR;
  • Фотоэлектрические элементы. Принцип действия основан на генерировании ЭДС пропорционально полученной энергии лучистого света, что по своему эффекту аналогично фотопроводящим компонентам. Световая энергия попадает на два полупроводниковых материала, расположенных вместе. В результате вырабатывается напряжение не менее 0.5 В. Наиболее распространенным фотоэлектрическим материалом является селен, используемый в солнечных элементах;
  • Фотоприёмные устройства. Это — полупроводники (фотодиоды или фототранзисторы), на которые нужно направить свет для управления потоком электронов и дырок через PN-переход. В фотореле используют электронные компоненты, специально разработанные для применения детектора и проникновения света с их спектральным откликом, который настраивается на длину волны падающего света.

фотореле на базе LDR-элементов с блоком питания

Фоторезистор

Фотопроводящий датчик не вырабатывает электричество, а просто изменяет свои физические свойства при воздействии энергии света. Наиболее распространенным типом фотопроводящего устройства является фоторезистор, который изменяет свое электрическое сопротивление в ответ на изменения интенсивности света.

Фоторезисторы — это полупроводниковые устройства, которые используют энергию света для управления потоком электронов и, следовательно, током, протекающим через них. Обычно этот элемент называется светозависимым резистором или LDR.

Принцип работы фотореле на соответствующем фотодатчике представлен на рисунке:

устройство и принцип действия фоторезистора

Как следует из его названия, светозависимый резистор (LDR) нужно изготовить из открытого полупроводникового материала, например, сульфида кадмия, который изменяет своё электрическое сопротивление от нескольких тысяч Ом в темноте до нескольких сотен Ом, когда на него падает свет, создавая дырочно-электронные пары в материале.

Эффект заключается в улучшении проводимости фотодатчика с уменьшением сопротивления для увеличения освещения. Фоторезистивные ячейки имеют большое время отклика, которое нужно, чтобы отреагировать на изменение интенсивности света.

Светочувствительные материалы

Материалы, используемые в качестве полупроводниковой подложки — сульфид свинца (PbS), селенид свинца (PbSe), антимонид индия (InSb), которые обнаруживают свет в широком диапазоне волн. Наиболее часто используемым из всех фоторезистивных датчиков света является сульфид кадмия (Cds), потому что его кривая спектрального отклика ближе всего соответствует кривой человеческого глаза, для чего требуется наличие любого источника света. Длина волны пиковой чувствительности для фотоэлемента из сульфида кадмия составляет от 560 до 600 нм в видимом спектральном диапазоне.

В качестве фотодатчика часто используют проводящий элемент ORP12. Этот светозависимый резистор имеет спектральный отклик около 610 нм в области света от жёлтого до оранжевого. Сопротивление элемента, когда он не освещён (темновое сопротивление), очень высокое, около 10 МОм, которое падает до 100 Ом при полном освещении (номинальное сопротивление).

Чтобы увеличить темновое сопротивление и, следовательно, уменьшить темновой ток, резистивный путь образует зигзагообразный рисунок на керамической подложке. Фотоэлемент CdS — это очень недорогое устройство, их часто используют для автоматического затемнения, а также для определения времени темноты или сумерек, в фотореле для уличного освещения.

Типовая схема электронного управляющего блока, где используются светопроводящие элементы из сульфида кадмия, приведена на рисунке:

схема блока управления

Преимущества фотореле

В отличие от управляющих компонентов контактного типа, например, электромеханических или индукционных реле, описываемые устройства отличаются своей долговечностью. Кроме того, данные устройства на полевых транзисторах (так называемых MOSFEТ-транзисторах) меньше нагреваются, а потому могут быть применены в длительно эксплуатируемых управляющих схемах, например, в фотореле для уличного освещения.

металлооксидный транзистор с полевым затвором

Применение МДП-транзисторов в качестве устройства для вывода сигнала позволяет использовать их в схемах твердотельных реле, которые функционируют как на переменном, так и на постоянном токе.

Последующее сравнение эффективности изделия с другими типами следящих устройств аналогичного предназначения может быть выполнено по следующим параметрам:

  1. Необходимо минимальное монтажное пространство (меньше, чем у реле с подвижными элементами).
  2. Надёжность (выше, поскольку при этом отсутствуют подвижные контакты, изнашивающиеся в процессе трения и электрической эрозии).
  3. Потребление энергии (меньше из-за отсутствия вспомогательных компонентов; возможна работа от аккумуляторных источников питания).
  4. Интенсивность переключения — не зависит от числа включений, ибо нет необходимости в передающих устройствах.

Фотореле выгодно характеризуются также отсутствием шума при работе, высокой скоростью переключения режимов управления, отсутствием звуковых щелчков при работе.

Компактность схемы типового фотореле для уличного освещения иллюстрирует рисунок:

монтажная схема фотореле

Области рационального применения фотореле

Типовые ситуации, в которых требуется присутствие данного устройства:

  • Когда включение и выключение цепи производится при помощи сигнала малой мощности;
  • Когда несколько цепей должны управляться одним сигналом.

Эффективность применения фотореле обуславливается также и их универсальностью (помимо стандартной аппаратуры контроля можно использовать компьютеры или ноутбуки). Это позволяет реализовывать также и логические управляющие команды типа «если…то…».

Рассмотрим использование фотореле для уличного освещения. Технология их применения основана на использовании триггерных FEТ-переключателей.

Блок-схема фотореле с FET-переключателем

В приведенной блок-схеме используется серия К МДП-транзисторов. В отличие от твердотельных реле, схема управляет фотодиодами напрямую. Это обеспечивает гораздо более высокие скорости переключения, поскольку время отключения питания при включении светодиода некритично. Из-за отсутствия механических составляющих поддерживается высокая компактность устройства, однако физический изоляционный барьер здесь отсутствует, а потому необходимо использовать только низковольтный управляющий сигнал.

Поскольку фотореле является альтернативой уже существующей панели дистанционного управления освещением, то прежде всего стоит подумать — а так ли уж необходима подобная замена. Если существующая система полностью соответствует электрическим нормам, то перед нагрузкой достаточно просто добавить релейную панель, и полный контроль за осветительной цепью будет обеспечен. В небольшом корпусе может быть размещено до 64 фотореле вместе с источником низкого напряжения, а рядом можно расположить панель выключателя. Чем меньше число цепей, тем более экономичным становится применение релейной панели.

Фотореле можно использовать для управления однополюсными цепями 127/220 В переменного тока и двухполюсными (208…240 В) цепями переменного тока. Релейные панели наиболее экономичны при управлении меньшими нагрузками, но имеют один недостаток — они рассчитаны на ограниченное количество циклов включения/ выключения: от 20000 до 50000 (при нормальных обстоятельствах этого хватит примерно на 5 лет).

Общий вид блочной компоновки фотореле для уличного освещения и монтажная схема приведены на следующих рисунках.

Некоторые нюансы имеются в использовании фотореле совместно с датчиками движения. Как правило, уличные фонари включаются на всю ночь. Но в ночное время уличные фонари не нужны, если нет движения. Поэтому всё чаще используют схемы, которые включают уличные фонари только при перемещения транспортного средства и некоторое время после него. Используется микроконтроллер AVR 8051 и несколько пар (чем больше, тем лучше) инфракрасных (ИК) датчиков.

подключение релейной панели управления освещением

Предлагаемая система состоит из микроконтроллера Atmega8, LDR, PIR-датчика и RTC. Эта система управляет уличным освещением, используя светозависимый резистор и ИК-датчик.

Уличные фонари включаются в зависимости от интенсивности светового потока, который воспринимается на LDR. Если такая интенсивность на фоторезисторах низкая, значение их сопротивления — высокое. С уменьшением общей освещённости это значение увеличивается, и, таким образом, определяет, когда уличные фонари должны включиться.

Читайте также:  Вольтметры постоянного тока что это

Ночью движение транспорта минимально. Это обстоятельство можно использовать для настройки контроллера. По наступлении пикового времени, когда трафика нет, фотореле отключит наружное освещение. При появлении единичного транспортного средства ИК-датчик подаст управляющий сигнал микроконтроллеру. Тот на 2…3 минуты включит освещение, после чего автоматически его выключит.

Источник

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

Как выбрать, настроить и подключить фоторелеВ начале прошлого века во многих городах существовала уникальная профессия — фонарщик. Это был человек, который занимался наружным освещением улиц. С наступлением сумерек он каждый день зажигал фонари, а утром их гасил.

Сейчас вопросами освещения занимаются автоматические устройства, которые называют «сумеречными выключателями» или «фотореле».

Внешний вид

Сумеречные выключатели выпускаются производителями с различными электрическими характеристиками, эксплуатационными параметрами и дизайном для различных целей.

Они могут быть созданы для работы в закрытых помещениях, например, для освещения лестничных клеток подъездов или использоваться на открытом воздухе под воздействием атмосферных осадков.

Принцип действия

Все фотореле объединяет тот факт, что они работают по единому закону, который демонстрирует нижеприведенная схема.

Световой поток солнечного излучения воспринимается специальным датчиком, который вырабатывает электрический ток пропорциональной величины. При ухудшении освещенности уменьшается значение вырабатываемого тока. Поскольку фоток очень мал, то его усиливают и подают на реле — исполнительное устройство, сочетающее в своей конструкции логическую часть.

Принцип работы фотореле

Контакты реле управляют работой светильников или, при необходимости, — пускателя для мощных прожекторов.

Виды фотореле

Светочувствительный элемент может иметь разное устройство и работать на основе:

фоторезистора, изменяющего свое электрическое сопротивление под воздействием светового потока;

фотодиода, преобразующего свет в заряды электричества за счет процессов, происходящих в p-n переходах;

фототранзистора, превращающего световой поток в движение электрических зарядов в результате электронно-дырочной проводимости;

фототиристора — оптоэлектронного полупроводникового прибора с конструкцией, напоминающей обычный тиристор;

фотосимистора с многослойной структурой.

Фоторезистор — это полупроводниковое изделие, которое под воздействием изменяющегося потока квантов света пропорционально преобразовывает свое электрическое сопротивление.

Приницип работы фоторезистора

При подключении фоторезистора к источнику стабилизированной ЭДС через сопротивление нагрузки R в цепи устанавливается ток, зависимый от освещения.

Внешний вид фоторезистора

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

с приложенным внешним обратным напряжением;

Принцип работы фотодиода

Фототранзистор — это обыкновенный транзистор, который обладает чувствительностью к световому потоку. Он может быть изготовлен как полевой либо биполярный транзистор со структурой n-p-n или p-n-p и базой, которая облучается светом. Изменение величины освещенности влияет на значение электрического тока в подключенной схеме.

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

Принцип работы фототранзистора

Фототиристор тоже работает как аналог обычного тиристора, но он управляется световым потоком и переключается из закрытого состояние в открытое (и обратно) при достижении освещенностью определенных пороговых значений.

Величиной тока, проходящего через управляющий электрод, можно регулировать уставки на срабатывание фототиристора.

Приницип работы фототиристора

Фотосемистор имеет большее количество слоев с электронной и дырочной проводимостью, он сложнее в изготовлении. Но он тоже управляется потоком попадающего на него света, который облучает один из свободных полупроводниковых слоев.

Принцип работы фотосемистора

Подробнее про устройство фотодатчиков (фоторезисторов, фотодиодов и фототранзисторов) смотрите здесь: Фотодатчики и их применение

Основные технические характеристики

На выбор фотореле для различных условий эксплуатации влияют:

чувствительность фотоэлемента к световому потоку;

напряжение питающей электросети;

мощность, потребляемая осветительными приборами;

окружающая сумеречный выключатель рабочая среда.

Чувствительность определяется отношением созданного фототока к значению светового потока, попадающего на световой элемент. Ее измеряют в [мкА/лм]. Поскольку фотоэлементы реагируют на силу света и частоту, то чувствительность разделяют на:

спектральную, связанную с частотой;

интегральную, характеризуемую интенсивностью падающего светового потока.

Спектральная светочувствительность используется для оценки работы фотоэлемента на одной определенной частоте световых колебаний, например, невидимой инфракрасной области. Интегральная чувствительность предназначена для анализа и работы всего суммарного потока света, обладающего спектрами от ультрафиолетовой до инфракрасной части.

Номинальное напряжение фотореле указывается в документации и на корпусе самого прибора. Устройства, выпущенные за рубежом, могут не подойти для работы в странах СНГ из-за других значений питающих напряжений, принятых в различных странах мира.

Мощность подключенных к фотореле светильников создает нагрузку на выходные контакты устройства, которые могут сгореть в случаях превышения допустимых расчетных значений. Поэтому при выборе конструкции сумеречного выключателя на этот вопрос всегда обращают внимание.

В случае когда уже имеется определенная модель фотореле, которая подходит по всем параметрам, кроме значения подключаемой нагрузки, то можно воспользоваться дополнительным устройством — контактором или пускателем, управляемым подачей напряжения на его обмотку от фотореле. Силовые контакты пускателя в этом случае будут надежно коммутировать нагрузку от мощных светильников.

Обыкновенные сумеречные выключатели создаются для работы с лампами накаливания, потребляющими активную нагрузку. Люминесцентные и энергосберегающие источники света создают дополнительную реактивную составляющую, которая ограничивает величину потребляемой мощности. При их использовании следует создавать запас для подключаемой нагрузки.

Рабочая среда, в которой находится фотореле, оказывает определенное влияние на его работу. Для условий эксплуатации на открытом воздухе необходимо сумеречный выключатель помещать в герметичный корпус, защищающий электронику от дождя, влаги, пыли, а при низких температурах — дополнительно применять обогрев.

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

Как подключить фотореле к светильникам

Схема монтажа сумеречного выключателя обычно наносится на его корпусе и приводится в документации изготовителя. Обычно для подключения используется три проводника:

рабочий ноль сети, используемый для фотореле и светильников одновременно;

фаза, которая подается на вход устройства;

потенциальный провод, выходящий из фотореле на светильник.

Схемы подключения светильников к фотореле

Использование технологий микропроцессорных устройств для фотореле позволило оснастить их различными функциями, учитывающими конкретные условия эксплуатации, например, ввести в алгоритм их действий датчики движения или таймер.

Схема подключения светильников к фотореле с датчиками движения и таймером

Схематически контакты таймера и датчика движения показаны с последовательным подключением к нагрузке, но для коммутации сложных цепей освещения у дорогостоящих моделей могут быть применены в логическом блоке специальные алгоритмы, учитывающие конкретные задачи.

Например, фотореле, используемые для наружного освещения можно отстраивать от реагирования на свет фар от проезжающих мимо устройства автомобилей. Это исключает частые срабатывания, повышает надежность прибора.

Датчик движения с таймером у сумеречного выключателя, установленного в подъезде жилого многоэтажного дома, позволяет значительно экономить электроэнергию. Светильники включаются при появлении человека на любой лестничной площадке на время, достаточное для прохода по лестнице. Отключение их происходит автоматически.

Настройка параметров срабатывания фотореле

У простых конструкций все настройки выставлены на заводе и при эксплуатации не регулируются.

На усовершенствованных фотореле можно изменять:

чувствительность к попадающему на фотоэлемент световому потоку;

время реагирования таймера;

параметры на срабатывание датчика движения.

Эти параметры и их регуляторы оговариваются в техническом описании.

Примеры монтажа распространенных сумеречных выключателей

6 приведенных ниже фотографий наглядно показывают, насколько качественно выполняют однотипную работу три разных электрика. Следует заметить, что все показанные светильники управляются сумеречными выключателями при различной освещенности.

1. Фотореле над входом в небольшой торговый центр установлено красиво.

Примеры монтажа распространенных сумеречных выключателей

2. Монтаж светильника с фотореле над входной дверью производственного предприятия.

Примеры монтажа распространенных сумеречных выключателей

3. Три варианта исполнения освещения с фотореле на разных лестничных площадках одного подъезда, выполненные электриком ЖКХ.

Примеры монтажа распространенных сумеречных выключателей

В заключение статьи хочется задать вопрос, а что вы думаете о работе таких мастеров?

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

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Обучение Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Источник