Принцип действия фотореле – Принцип работы фотодатчика (фотореле) для уличного освещения — Мир Антенн

Содержание

Устройство и принцип работы фотореле. Что такое фотореле и схема его подключения

Фотореле является таким устройством, которое имеет выносной или встроенный сумеречный датчик, который можно подключить в цепи любых осветительных приборов. Он реагирует на степень освещения и подает сигналы в релейную схему. Когда реле замыкается освещение будет включаться, а когда размыкается – освещение будет отключаться днем. В этой статье разберем, что такое фото реле и для чего оно необходимо, принцип действия фотореле, а также какова схема подключения фотореле.

Как выбрать?

Для того, чтобы правильно подобрать и подключить устройство своими руками, например, к прожектору, необходимо знать какой вам тип датчика необходим и какой будет наиболее удобным. Они бывают встроенные и выносные. При выборе обязательно нужно будет учитывать токовые характеристики устройства. Они обладают своими ограничениями в коммутации по току, выраженные в амперах.

Как оно работает?

Устройство обладает светочувствительным элементом, который является постоянно включен в схему осветительного прибора и имеет питание. Этот элемент постоянно проводит измерение уровня освещенности (день – ночь) там, где это необходимо. Установка фотореле предполагает, что реагирующий на уровень освещения прибор будет подавать сигналы на реле: при замыкании – будет включать осветительный прибор, а во время размыкания контактов – отключать.

Структурная схема

Чтобы понять принцип работы фотореле необходимо разобраться с его составными частями. Среди конструктивных элементов могут быть следующие элементы:

Датчик (светочувствительный) – реагирует на изменения степени освещенности;
Датчик (фотоэлемента) – реагирует на изменения силы тока;
Усилитель для электрического тока;
Реле – коммутирующий элемент в устройстве.

Особенности конструкции

Обычные устройства, предназначенные для малых светильников, чаще всего производятся одним блоком в пластиковом корпусе. Они имеют возможность закрепления на стенах или подключения к светодиодному светильнику с задней стороны.

Если подключить светильники, мощность которых превышает мощность фотореле своими силами установленного, то цепь должна коммутироваться через магнитный пускатель или современные контакторы на соответствующую нагрузку.

Более сложные варианты производятся из двух составляющих – измерительно-коммутационного устройства и выносного фотоэлемента. Измерительный блок располагается непосредственно в электрическом щите.

Установка фотореле, снабженного реакцией на движение, то необходимо учитывать требуемый обзор контролируемой территории. Несколько светильников на одну выходную группу прибора можно подключить по параллельной схеме.

Основная масса моделей снабжены помехозащитой от ложных срабатываний, т.е. выдержкой времени. Однако, не смотря на это, подключение фотореле для уличного освещения следует производить подальше от других искусственных источников света во избежание эффекта мигания ламп.

Принцип работы

Простая схема фотореле проводит замеры освещенности при помощи одного из элементов:

Фототранзистора;
Фоторезистора;
Фотосимистора;
Фотодиода;
Фототиристора.

Схема фотореле для уличного освещения в качестве чувствительного элемента, воспринимающего силу света, предполагает наличие p-n переход, создаваемый на стыках разных полупроводниковых металлов, обладающих p- и n – проходимостями. Этот переход, в свою очередь, и вырабатывает электрический импульс во время попадания на него света.

Сопротивление фоторезисторов будет зависеть от силы светового потока.

Фотодиоды будут формировать электрические импульсы, которые станут соответствовать интенсивности светового потока за счет действия фотовольтаического эффекта.

Фототранзисторы являются аналогами обычных биполярных транзисторов и выполнен как оптоэлектронный полупроводник. В подобном устройстве часть базы подвергается воздействию света для осуществления регулирования выходного электрического сигнала.

Фототиристоры предназначаются для деятельности в цепях постоянного тока. Изготовлен оптоэлектронным полупроводником, который обладает структурой обычного тиристора. Включается в работу от появления тока от светового потока, направляемого на светочувствительную матрицу элемента.

Фотосимистор предназначен для работы в цепях переменного тока. Он упрощенно может быть представлен как конструкция из 2 фототиристоров, каждый из которых будет реагировать на отрицательную или положительную составляющую полупериода гармоники. У него специальная схема будет заниматься синхронизацией тока для передачи на управляющий электрод.

Технические данные, влияющие на выбор

Ниже приведены основные параметры, которые будут оказывать влияние на выбор и подключение фотореле для уличного освещения:

Номинальное напряжение устройства.

Обращаем внимание! Импортные устройства могут быть предназначенными для работы с другими уровнями напряжения. Так они могут быть рассчитаны на 110 или 127 Вольт, а это может не позволить нормально работать в нашей сети 220 Вольт.

Потребляемая мощность и тепловая нагрузка светильников. Эти нагрузки выходные контакты устройства должны с уверенностью выдерживать.
Условия работы устройства, которые будут влиять на выбор конструкции и степени защиты:
Атмосферные осадки;
Попадание пыли и инородных предметов;
Перепады температур;
Уровень светочувствительности и степень настройки момента срабатывания;
Типы подходящих светильников. Здесь стоит сказать, что обычные модели, смонтированные своими руками, предназначаются для подключения и работы с активной нагрузкой, которая создается галогенными лампами и лампами накаливания. А вот, например, энергосберегающие и люминесцентные, а также другие подобные типы ламп, вырабатывают реактивную часть нагрузки. У подобных видов ламп во время запуска происходит бросок пускового тока, а это может пожечь контакты устройства.

Схема подключения

Чтобы разобраться, как подключить фотореле к осве

mtlarena.ru

устройство, принцип действия и назначение

Современные светочувствительные устройства или проще – фотореле являются компонентами автоматических систем, разрабатываемых для уличного освещения. Благодаря их применению удается упорядочить световой режим и сэкономить на потреблении электроэнергии. Чтобы было понятней, зачем нужно использовать фотореле, отметим следующее. Управление освещением в этом случае не зависит от человеческого фактора, поскольку прибор самостоятельно включает объект с наступлением темноты и отключает уличный свет утром. Именно поэтому другое его название – датчик «день ночь». В этой статье мы рассмотрим, как устроено фотореле, как работает и для чего служит.

Устройство и принцип действия

Устройство и принцип действия световых реле проще понять после знакомства с составляющими их элементами. Современные образцы фотореле содержат следующие основные части:

Чувствительный фотоэлемент.
Пороговый компаратор, имеющий модульное исполнение, обычно в виде отдельной микросхемы с обвязкой, реже на дискретных элементах.
Коммутирующий или, как его еще называют, силовой элемент (само реле или симистор, который включает нагрузку).

В качестве сенсора или фотоэлемента используются фоторезисторы, фототранзисторы или типовые фотодиоды. В схемах обычно предусмотрено их аналоговое включение с возможностью реагирования на градации уровня окружающего освещения (чувствительности). Чтобы понять, как работает этот прибор – достаточно ознакомиться с его внутренним устройством. Конструкция фотоэлементов такова, что при попадании света на чувствительную зону меняется их электрическая проводимость.

Понять принцип работы фотореле поможет описание тех изменений, которые происходят в схеме прибора в каждом конкретном случае. Они выглядят так:

Отклонение проводимости от нормального значения фиксируется электронным модулем, настроенным на работу со светочувствительным датчиком.
Этот узел выполняет функцию компаратора, включающегося лишь при достижении освещением определенного уровня (порога срабатывания).
После этого управляющий узел (компаратор) выдает управляющий сигнал на исполнительный модуль, который отключает осветительные приборы от источника питания.

В качестве исполнительного узла применяются электронные схемы, собранные на основе транзисторных ключей и питающиеся от пониженного напряжения 12 Вольт. Но в каждом конкретном приборе схемотехника может отличаться.

После срабатывания фотореле переходит в выключенное состояние, которое сохраняется до наступления темноты. С ее приходом сопротивление проводящей части чувствительного элемента вновь изменяется, что приводит к повторному включению компаратора и подаче управляющего сигнала на исполнительный модуль. Устройство подключает 220 Вольт к осветительной линии и переходит в режим ожидания времени следующего срабатывания.

В этом видеоролике наглядно показано как сделать фотореле своими руками, также мы писали об этом отдельную статью: https://samelectrik.ru/kak-sdelat-fotorele.html. Ознакомьтесь, для лучшего понимания темы:

Схемы подключения

Порядок включения фотореле в силовую цепь зависит от конкретных условий его эксплуатации. Известно два варианта подсоединения прибора к действующей электросети:

через распределительную коробку;
напрямую в линию нагрузки, защищенную автоматом.

Схема электрическая принципиальная первого из этих подключений ничем не отличается от аналогичного подхода при организации коммутации выключателя света. Фазный провод от фотореле заводится на свободную клемму распределителя, а затем перемычкой переключается на соответствующую ветвь подачи напряжения на осветительный прибор.

Если в однолинейной схеме объекта отсутствует распределительная коробка – устройство подключается напрямую к нулю и фазе. При этом возможны следующие варианты его расключения:

На прибор заводится только «фаза», а «ноль» прокладывается в обход.
К клеммам фотореле подключаются и нулевой и фазный проводники, используемые в цепи коммутации освещения.

Первый вариант удобен при прокладке новой электрической проводки, когда ее трасса выбирается на свое усмотрение. Применение второго способа оправдано в ситуациях, когда ремонт уже завершен и обустраивать новую линию нежелательно (для этого придется штробить стену). В этом случае провода укладываются в отдельном пластиковом канале, проложенном от прибора контроля света.

Виды реле и их условное обозначение

Порядок монтажа фоточувствительного прибора зависит от типа изделия, выбранного для управления освещением. Перед началом работ важно определиться с тем, какие бывают реле в осветительных цепях, и какое из них оптимально подходит для заявленных целей.

По способу установки различают следующие виды фотореле (перечислены согласно порядку на рисунке ниже):

Бытовые устройства для крепления на прочной горизонтальной поверхности.
Модели, устанавливаемые на DIN-рейку в распределительном шкафу (с выносным датчиком).
Модульные приборы, монтируемые в подъезде многоквартирного дома.

Основное предназначение приборов в модульном исполнении – использование в муниципальных хозяйствах, а также при обслуживании сетей освещения автомагистралей и других объектов. Они устанавливаются в электрощит, что позволяет как подключить нагрузку напрямую, так и подключить освещение через контактор, если мощности фотореле не хватает на предполагаемую нагрузку.

Образцы модульных реле нередко устанавливаются на DIN-рейки в шкафах частных объектов.

По наличию дополнительных опций реле может быть:

Регулируемое и нерегулируемое, что означает возможность выставления его чувствительности.
Устройство с таймером, задающим определенное время включения (выключения) света.
Совмещенным с датчиком движения, срабатывающим при перемещении человека в поле его чувствительности.
С задержкой времени, программируемой по необходимости.

Регулировка чувствительности и других параметров производится посредством органов, имеющихся на корпусе прибора.

Кроме того, образцы реле контроля освещения отличаются маркой производителя, в соответствии с которой выделяются такие модели как ФР-601 и подобные им. На практике нередко встречаются изделия старых годов выпуска (ФР-2, например). Помимо того, что каждый образец фотореле имеет свое буквенное обозначение – они представляются в схемах в виде условных графических символов (УГО).

Все перечисленные приборы имеют свое условное обозначение на схеме, представленное в виде типовых значков. Обычно это – символ самого чувствительного элемента (резистора, диода или транзистора), с направленными в его сторону стрелками. Несколько иным образом представляется его условное обозначение на плане (в виде квадрата со стрелками).

Независимо от своего предназначения (для светодиодных светильников, например или других целей) перед покупкой фотореле потребуется тщательно изучить их устройство. Это поможет понять, что это такое с технической точки зрения и заметно облегчит их эксплуатацию. Несведущим в технике людям знакомство со всеми тонкостями работы реле позволит разобраться в том, что оно делает при реализации своих функций.

Надеемся, теперь вы знаете, как работает фотореле и для чего предназначено. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях под записью!

Материалы по теме:

samelectrik.ru

Фотореле для уличного освещения. Схема подключения фотореле своими руками

Люди всегда создают для себя то, что улучшает качество их жизни, делая ее более удобной и комфортной. Последние десятилетия нашей истории характеризуются изобретением компьютеров, телефонов, различной бытовой техники, комфортных автомобилей. Еще одним современным устройством, совсем недавно изобретенным людьми, является фотореле для уличного освещения.

Его предназначение заключается в том, чтобы при наступлении темноты освещать в автоматическом режиме ту или иную зону. Автоматически контролируя уровень освещения благодаря работе потенциометра, фотореле с точностью определяет время включения и выключения световых приборов.

Также в оснащение современных таких устройств входит регулировка, позволяющая человеку самому производить регулировку диапазона срабатывания. Для людей, проживающих в частных домах и проводящих много времени на своих дачных участках, данный прибор может стать настоящим помощником.

В данной статье рассмотрим устройство и схему подключения фотореле для уличного освещения марки Delux YCC 1006.

Что же такое фотореле? И зачем его используют для освещения улицы? Далее попробуем ответить на эти вопросы. Значение слова «реле» трактуется как переключатель. Из префикса «фото» мы можем понять то, что срабатывание данного переключателя зависит от попадающих на него световых лучей.

Если говорить о принципе работы в случае с фотореле для уличного освещения, то он очень прост: при недостаточном количестве проходящих световых лучей происходит замыкание контактов, в результате чего включается уличное освещение. На рассвете, когда увеличивается уровень освещенности, контакты размыкаются, вследствие чего происходит автоматическое выключение света.

Установить такое устройство можно в подъезде своего многоэтажного дома или у входа в собственный дом. И, вне зависимости от того, светло или темно в данный момент на улице, ваша подъездная дорожка или тропинка в дом будет всегда освещена. Еще одно преимущество фотореле заключается в том, что оно позволяет существенно экономить электроэнергию.

Использование фотореле может быть связано не только с необходимостью включать и выключать свет. К примеру, если вы хотите, чтобы ваша любимая лужайка автоматически поливалась каждую ночь, можете подключить фотореле к системе орошения газона – и система будет автоматически все делать сама.

Фотореле является одним из элементов системы умного дома, которая запрограммирована на определенные действия, помогающие сымитировать присутствие в доме хозяев. Включать и выключать периодически в доме свет – это не единственное, что она умеет. Такая система, кроме всего прочего, позволяет открывать и закрывать воду в соответствии с установленным на таймере временем, а также выполнять множество других действий, на которые вы ее запрограммируете. А, как известно, фантазия у людей не имеет границ.

На то, сколько будет стоить фотореле, влияет не только рейтинг его производителя. Цена также определяется таким фактором, как наличие/отсутствие в приборе регулировочной возможности.

Обычно фотореле для уличного освещения имеет такой вид: на упаковке или на сайте производителя можно ознакомиться со схемой подключения для каждого устройства, от которого в любом случае должны выходить три провода. Один провод, выходящий из фотореле, отвечает за включение или отключение потребителя, а два других провода подключаются к питанию.

Фотореле принцип работы

Работа фотодатчика, контролирующего уровень уличной освещенности, лежит в основе принципа работы любого фотореле. Существует два типа таких фотодатчиков:

— встроенные, когда датчик установлен вместе с реле непосредственно в самом электрощитке;
— выносные, когда датчик расположен вне корпуса реле.

Корпус выносных фотореле должен быть обязательно прочным и иметь повышенный уровень герметичности и защищенности от воздействий окружающей среды.

Это устройство имеет достаточно простой принцип действия и состоит оно из встроенного или выносного датчика. Учитывая интенсивность освещения, такой датчик передает информацию электронной плате или блоку, которые, в свою очередь, при достижении определенного порога срабатывания, срабатывают и включают освещение, замыкая электрическую цепь.

Следует отметить, что любое фотореле может быть запрограммировано в индивидуальном режиме. Это значит, что, если, к примеру, в летнее время года фотореле установлено в гараже, то диапазон его срабатывания будет отличаться от устройства, установленного на крыльце дома. Данный нюанс необходимо учитывать и, по возможности, выставлять наиболее подходящий к условиям размещения фотореле диапазон его чувствительности к свету.

Технические характеристики фотореле

Уровень максимальной рабочей нагрузки фотореле зависит от того, какие устройства к нему подключены. Необходимо знать, что максимальная нагрузка устройства составляет от 1000 до 2300 Вт, номинальное рабочее напряжение равняется 220 В, а пределы порога срабатывания фотореле равны 2-2000 лк (люксам).

Чтобы приобретенное вами фотореле долго и успешно вам послужило, нужно с самого начала знать, на какие критерии ориентироваться при покупке данного устройства и его вспомогательных элементов. Устройство может проработать на протяжении длительного периода времени, не создавая никаких проблем, а может каждую неделю выходить из строя.

Постараемся разобраться, можно ли в процессе установки и эксплуатации избежать проблем и как это сделать. Хотел бы отметить то что цвет проводов для подключения реле у разных фирм производителей разные, поэтому обязательно прочитайте инструкцию в которой изображена схема подключения фотореле.

Самыми популярными устройствами на современном российском рынке являются фотореле класса эконом от таких производителей, как ИЕК, TDM, EKF и др.

Фотореле ФР-601 и ФР-602 со степенью защиты IP44 предлагает нам компания ИЕК. Благодаря защите IP44 использование данных устройств возможно под открытым небом, ведь IP44 защищает нас от падающих в разных направлениях брызг. Пределы, в которых находится порог срабатывания данных фотореле, могут составлять от 5 до 50 лк. Рабочие температуры варьируются в пределах от -25 °С до +40 °С.

Необходимо знать, что при пороге освещенности в 5 лк наступает темнота, при этом предметы являются еще достаточно различимыми. Поэтому в условиях экономии включение освещения на улице при таком пороге освещенности не всегда себя оправдывает. Глубоким сумеркам соответствует порог 2 лк, когда наступление темноты наступает в течение 10 минут.

Схема подключения фотореле

Фотореле автоматически включает светильник в сеть, когда на улице наступает темнота, и, наоборот, отключает уличное освещение, когда на улице начинает светать. Благодаря этому не только увеличивается эксплуатационный срок самих ламп, но и существенно экономится электроэнергия.

Если говорить о технических характеристиках фотореле, то необходимо отметить, что источник питания составляет 220 В переменного напряжения, а коммутируемая цепь не превышает 10 А. Также нужно сказать о рабочей освещенности, выставление уровня которой производится с помощью регулятора, находящегося снизу реле, и такой уровень может варьироваться в пределах от 5 до 50 Люкс.

Если вы хотите, чтобы фотореле включало светильник при пасмурной погоде или при небольшом затмении, переместите регулятор в сторону «плюса». Переместив же регулятор в сторону «минуса», можно добиться срабатывания реле исключительно при наступлении темноты.

Установка фотореле на стене производится специальным кронштейном, который крепится с помощью винта к самому реле. Кронштейн входит в поставочный комплект, и, устанавливая его, следует убедиться в отсутствии помех, из-за которых естественное дневное освещение не сможет попадать на реле. Перед фотореле также не должны находиться деревья и другие качающиеся предметы.

Как подключить фотореле к освещению

Как на самом изделии, так и на упаковке изображена схема подключения фотореле для уличного освещения. Выводы реле выполнены проводами с разноцветной изоляцией во избежание возможности их неправильного соединения в процессе подключения. Догадаться о предназначении проводов можно, если знать их цветовую маркировку. Всего из фотореле выходит три провода:

-черный — фаза;
-зеленый — ноль;
-красный — фаза коммутирующая (на светильник).

Итак как подключить фотореле к освещению? Перед тем как приступать к подключению фотореле обязательно следует после ознакомления с его инструкцией. Для соединения проводов используется распределительная коробка, которая установлена там же на стене.

Осуществление коммутирования нагрузки производится прерыванием фазного напряжения и его включением. Подключаемый к проводу зеленого цвета рабочий «ноль» необходим для электропитания (рабочее напряжение фотореле составляет 230 В). Данное изделие имеет номинальным током нагрузки показатель в 10 А (2,2 кВт).

Если же коммутируемая нагрузка имеет большую мощность, то управление освещением требует использования очень мощного сумеречного выключателя. Фотореле ФР-602, ток нагрузки которого составляет 20 А, заслуживает особого внимания перед остальными устройствами модельного ряда данного производителя.

Вот такая не сложная схема подключения фотореле, надеюсь данная статья была вам полезной, если остались какие ибо вопросы пишите в комментариях.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — сохрани на стену!

electricvdome.ru

Фотореле, их виды, применение, схема подключения

Фотореле применяемое для уличного освещения, изобрели сравнительно недавно, но оно уже прочно вошло в практику городских коммунальных служб. Популярность этот прибор завоевал благодаря своим отличным эксплуатационным свойствам: надежность в работе и значительная экономия электроэнергии.

Если говорить конкретнее, то выгода от использования фотореле для уличного освещения заключается в том, что при наступлении темного времени суток та или иная зона освещается в автоматическом режиме. Фотореле с большой точностью может определить начало включения и отключения световых приборов, при этом за счет работы потенциометра автоматически контролирует уровень освещения.

Применяют фотореле также и в осветительных системах фасадов зданий, дворов, загородных домов, автостоянок, зоны видимости видеокамер при наступлении темноты, чтобы автоматизировать освещение витрин магазинов, вывесок и рекламных щитов.

Как устроено фотореле для уличного освещения

Зачастую фотореле уличного освещения называют – автомат уличного освещения. Основным его компонентом является фотодатчик, в качестве которого используется фотодиод. Фотодатчик может находиться в корпусе или снаружи. При первом варианте все устройство монтируют на улице. Во втором случае фотодатчик – на улице, а электронный блок устанавливают в электрическом щитке в помещении.

Большинство таких приборов на корпусе имеют механический выключатель и регулятор порога срабатывания для задания величины освещенности, при которой включается свет. В схеме также предусмотрены элементы, предназначенные для предотвращения ложных срабатываний провоцируемых помехами. Конструкция некоторых моделей имеет таймер, который отключает устройство в запрограммированное время. При этом, таймер можно запрограммировать так, чтобы его включение происходило в назначенный день недели.

В зависимости от условий эксплуатации бывают:

Фотореле с выносным фотоэлементом (рис. 1)

Рис. 1

Фотореле, имеющее регулировку порога срабатывания (рис. 2)

Рис. 2

Фотоэлемент внутри корпуса, снабженный таймером (рис. 3)

Рис. 3

Фотоэлемент внутри корпуса (рис. 4)

Рис. 4

К основным техническим характеристикам относятся:

номинальное напряжение сети
номинальная частота сети
коммутируемый ток
диапазон срабатывания
мощность потребления от сети
максимальный диаметр подключаемых проводов
габариты
масса
допустимые колебания сети
диапазон температуры окружающей среды

Принцип действия

Работа фотореле для уличного освещения основана на свойствах фотодатчика, который контролирует величину освещенности. Принцип действия заключается в том, что при недостаточном уровне света (при наступлении сумерек) контакты замыкаются, вследствие этого происходит включение системы освещения. А на рассвете природная освещенность возрастает, что приводит к размыканию контактов и отключению источников искусственного света. Конструкция прибора для уличного освещения предусматривает возможность установки того диапазона чувствительности к свету, который будет наиболее рациональным к условиям его использования. То есть, устройство действует в зависимости от интенсивности освещения.