Технологии в современном мире постоянно развиваются. Одними из последних открытий стали усовершенствованные разработки в сфере наружного освещения. Кроме экономных и ярких LED-ламп, важным достижением является фотореле для уличного освещения. Новейшая техника относится к разряду интеллектуальной, так как светильники, благодаря специальному программному обеспечению, загораются и гаснут без вмешательства человека. Детально о приборе расскажет статья.
Фотореле – это прибор для регулировки и включения уличного освещения
Фотореле, или уличный датчик освещенности для включения света
Фотореле – это прибор для регулировки уличного освещения. Его применяют в разных местах с целью экономии электроэнергии. Принцип работы реле, в основе которого лежит фотоэффект, заключается в том, что при малом количестве лучей света происходит замыкание контактов. В результате включается уличный датчик. Когда освещение возрастает до необходимого уровня, контакты автоматически размыкаются и, соответственно, светильники выключаются.
Фотореле применяют в разных местах с целью экономии электроэнергии
Прибор имеет множество наименований и определений. В некоторых технических учебниках его называют светоконтролирующим выключателем, в других изданиях – автоматом светочувствительности. В неофициальной лексике чаще всего можно услышать словосочетание “датчик света” или “датчик освещенности”, “фотодатчик”. Есть и более простые названия, такие как “датчик сумерек” либо “переключатель день/ночь”. Все это наименования одного и того же предмета, который в промышленном производстве называют фотореле.
Фотореле устанавливают у входов в дома, на территориях административных зданий, в подъездах многоквартирных домов, на столбах электропередач. Таким образом, входы в помещения, улицы и дороги будут постоянно освещаться с наступлением сумерек. При наличии такого устройства принудительное включение и выключение фонарей и ламп уличного освещения на столбах не потребуется. Это будет происходить автоматически, причем затраты на электроэнергию прилично сократятся.
Принцип работы и устройство датчика света для уличного освещения
Основу фотореле составляют фоторезистор либо фототранзистор, меняющие свои параметры при определенном изменении освещенности. Если достаточно количества света, попадающего на них, то цепь электропитания разомкнута. С постепенным наступлением темноты фотоэлемент начинает реагировать, и в определенном показании, указанном в настройках, цепь замыкается. Процесс может происходить не только вечером, но и, например, при сильно пасмурной погоде. Когда освещение улучшается, то есть наступает утро (или тучи и туман рассеиваются), то цепь размыкается.
Основной блок и выносной датчик фотореле для уличного освещения
Интересно знать! Устройство фотореле считается универсальным, и его можно использовать в иных целях, например, для орошения газонов. Для этого прибор подключают к системе полива и, таким образом, каждую ночь будет обеспечено увлажнение лужайки или клумбы.
При установке уличного освещения нужно определиться, какими техническими характеристиками должно обладать фотореле. По этому принципу различают два типа устройств:
- фотореле с выносным датчиком;
- устройство со встроенным датчиком света.
Прибор выносного датчика небольшой по размерам, его проще обеспечить защитой от внешних негативных воздействий и подсветки. Данное устройство можно разместить автономно, например, в электрощитовой. Примером таких фотореле являются модели под дин-рейку. Встроенный датчик должен располагаться в непосредственной близости с осветительным прибором, например, рядом со светильниками – на столбах уличного освещения. При этом очень важно выбирать такое место, чтобы ламповый свет не попадал на фотодатчик. Такой вариант чаще всего используют при установке уличного освещения на солнечных батареях.
Фотореле со встроенным датчиком света
Эксплуатационные характеристики уличного датчика освещенности
Выбрав нужный тип датчика, необходимо определиться с техническими параметрами прибора. Основные из них, которые непосредственно влияют на качество работы и срок эксплуатации фотореле, следующие:
- Напряжение сети. Может быть 220 либо 12 В – выбор зависит от напряжения, обеспечивающего уличное освещение. Двенадцативольтовые датчики включения света чаще всего используют для освещения от аккумуляторов.
- Эксплуатационный режим. Необходимо, чтобы фотореле работало при значительных перепадах температуры, что зависит от климатических условий в том или ином регионе. В идеале прибор должен выдерживать аномальную жару и сильные морозы.
- Класс защищенности корпуса. Для установки уличного освещения подойдет уровень IP44 и выше, обеспечивающий защиту прибора от брызг воды, попадания грязи и твердых частиц диаметром больше1 мм. Если же речь идет о монтаже фотореле в помещении, то подойдет уровень защиты, начиная от IP23.
- Мощность. Работа любого реле рассчитана на определенный уровень напряжения мощностной нагрузки, причем суммарная мощность всех подключенных устройств должна быть на 20% меньше допустимой нормы. Таким образом удастся сократить степень износа приборов и продлить срок их службы.
Фотореле работает при значительных перепадах температуры, независимо от климатических условий
Это основной, но не окончательный перечень характеристик фотореле, которые необходимо учитывать при выборе датчика. Грамотный подход в данном вопросе окажет положительное влияние на работоспособность устройства и продлит период его эксплуатации.
Полезный совет! Одним из главных условий бесперебойной работы фотореле является наличие стабильного напряжения в сети, которое должно быть на 30% выше, чем данный показатель самого прибора.
Варианты настроек подключения датчика света
Почти все устройства имеют автоматическую систему регулировки, позволяющую выбрать конкретный режим работы. Особенность данного элемента прибора состоит в том, что настраивать его приходится вручную. Для этого специальный регулятор поворачивают в нужном направлении и выбирают необходимую опцию.
Фотореле используется для того, чтобы автоматизировать систему уличного освещения и в то же время сэкономить электроэнергию
Фотореле может включать следующие регуляторы настроек:
- Порог реагирования. Эта настройка предусматривает увеличение или уменьшение чувствительности прибора. Рекомендуется понижать ее уровень зимой, особенно в снежную погоду, во избежание лишнего отражения света от снега, а также в местах с ярким уличным освещением, например, в мегаполисах.
- Секундное задержание на включение или отключение прибора. Если увеличить задержку на выключение, то удастся избежать ложных срабатываний, возникающих при попадании на фотореле случайного луча, например, света от фар автомобиля. Задержание включения предотвратит реакцию устройства на мимолетное затемнение прибора, например, от тучи или теней пролетающих птиц.
- Регулятор диапазона освещенности. При подключении фотореле, используя данную настройку, можно обеспечить необходимый уровень освещенности. При его нижней границе датчик срабатывает, включая подачу питания, и, наоборот, в верхних значениях отключает его. Диапазон может колебаться от 2 до 100 лк (2 лк – кромешная темнота) или от 20 до 80 лк, (в данном случае 20 лк – глубокие сумерки, когда очертания предметов еле видны).
Освоение и эффективное использование перечисленных настроек помогут обеспечить наиболее оптимальную работу фотореле, исключив ложные срабатывания, сделав тем самым освещение более комфортным, а потребление электроэнергии максимально экономным.
Фотореле может включать множество регуляторных настроек
Регулировка (настройка)
После монтажа, датчик движения для включения света необходимо настроить. Для настройки почти всех параметров на корпусе есть небольшие поворотные регуляторы. Их можно поворачивать, вставив в прорезь ноготь, но лучше использовать маленькую отвертку. Опишем регулировку датчика движения типа ДД со встроенным датчиком освещенности, так как они чаще всего ставятся в частных домах для автоматизации .
Угол наклона
Для тех датчиков, которые крепятся на стенах, сначала надо выставить угол наклона. Они закреплены на поворотных кронштейнах, при помощи которых и изменяется их положение. Его надо выбрать так, чтобы контролируемая область была самой большой. Точные рекомендации дать не получится, так как зависит это от угла вертикального обзора модели и от того, на какой высоте вы его повесили.
Оптимальная высота установки датчика движения — около 2.4 метра. В этом случае даже те модели, которые могут охватывать всего 15-20° по вертикали контролируют достаточное пространство. Настройка угла наклона — это очень приблизительное название того, чем вам придется заниматься. Будете понемногу менять угол наклона, проверять, как срабатывает в таком положении датчик с разных возможных точек входа. Несложно, но муторно.
Чувствительность
На корпусе эта регулировка подписана SEN (от английского sensitive — чувствительность). Положение можно менять от минимального (min/low) до максимального (max/hight).
Это — одна из самых сложных настроек, так как от нее зависит будет ли срабатывать датчик на мелких животных (кошек и собак). Если собака большая, избежать ложных срабатываний не удастся. Со средними и мелкими животными это вполне возможно. Порядок настройки такой: выставляете на минимум, проверяете, как срабатывает на вас и на обитателей меньшего роста. Если необходимо, понемногу чувствительность увеличиваете.
Время задержки
У разных моделей диапазон задержки выключения разный — от 3 секунд до 15 минут. Вставлять его надо все также — поворотом регулировочного колеса. Подписано обычно Time (в переводе с английского «время»).
Время свечения или время задержки — выбираете как вам больше нравится
Тут все относительно легко — зная минимум и максимум вашей модели, примерно выбираете положение. После включения фонаря замираете и засекаете время, по истечении которого он отключится. Далее меняете положение регулятора в нужную сторону.
Уровень освещенности
Эта регулировка относится к фотореле, которое, как мы договорились, встроено в наш датчик движения для включения света. Если встроенного фотореле нет, ее просто не будет. Эта регулировка подписывается LUX, крайние положения подписаны min и max.
При подключении регулятор выставляете в максимальное положение. А вечером, при том уровне освещенности, когда вы считаете должен уже включаться свет, поворачиваете регулятор медленно к положению min до тез пор, пока лампа/фонарь включатся.
Каждый вечер приходится включать , а каждое утро — выключать. И если в хорошую погоду с этим можно как-то мириться, то в дождь или снег… Потому возникает идея автоматизировать включение и выключение светильников. Этим и занимается фотореле для уличного освещения.
Названий у этого устройства масса. В литературе встречается название светоконтролирующий выключатель или светочувствительный автомат, а при общении можно услышать — датчик освещенности или света, фотодатчик, сумеречный/сумерек датчик или день/ночь. Возможно, есть и другие. Но все это — об одном устройстве, которое включает освещение при наступлении сумерек и отключает его на рассвете.
Фотореле делают на основе фоторезистора или фототранзистора, которые при изменении освещенности меняют свои параметры. Пока на них попадает достаточное количество света, цепь питания остается разомкнутой. По мере наступления темноты параметры фоторезистора/транзистора изменяются и, при определенном значении (задаются настройками), цепь замыкается. Утром процесс проходит с точностью до наоборот: при достижении освещенности определенного уровня цепь питания разрывается.
Выбор оптимального места расположения датчика уличного освещения
Перед тем как подключить датчик света, необходимо определиться с местом его установки, учитывая при этом ряд важных моментов:
- если фотодатчик выносного типа, то его месторасположение должно быть в прямой досягаемости дневного света;
- источники искусственного освещения должны располагаться как можно дальше от датчика, главное, чтобы реле не реагировало на их включение или отключение;
- желательно максимально исключить попадание света от автомобильных фар.
Оптимальная высота установки фотореле – от 180 до 200 см, что обеспечит возможность регулировки параметров, стоя на земле, не используя табуретов и стремянок.
Выполнить вышеперечисленные требования помогут некоторые хитрости. Например, можно оградить фотодатчик от засветки фонарей, используя отрезок трубы большого диаметра из пластика черного цвета длиной 15-20 сантиметров. С этой целью необходимо подпилить трубу внизу под углом 40-30° от вертикальной стены таким образом, чтобы она смотрела вверх.
Место установки фотореле выбирается с учётом ряда правил
Полезный совет! С целью стандартизации сборки устройств для указания фотореле на схемах и чертежах придумали специальные обозначения и термины. Их необходимо знать тем, кто решил самостоятельно осуществить установку прибора.
Если работа реле рассчитана на один фонарь, но большой мощности, то идеальным местом станет его размещение непосредственно позади плафона. Именно там случайный свет будет попадать меньше всего. Настроить работу датчика намного легче, если он расположен на восточной либо западной стороне здания. Главное условие при этом – отсутствие вблизи объектов с ярким светом. Поэтому в данном случае нужно выбирать ту сторону, где «засветка» максимально исключена.
Фотореле для уличного освещения: оснащение дополнительными функциями
Оба типа фотореле, как со встроенным, так и выносным датчиком, имеют свои разновидности. Классификация приборов основана в первую очередь на их предназначении и дополнительном функциональном оснащении. Оба типа устройств имеют подвиды.
Фотореле с датчик движения. Такой прибор устанавливают там, где освещение требуется только во время пребывания человека, например, в коридорах, во дворе загородного дома или в гараже. Устройство реагирует на движение и тепло, излучаемое человеческим телом.
Фотореле с датчик движения устанавливают там, где освещение требуется только во время пребывания человека
Фотореле с таймером. Такой вариант применяют, когда освещенность необходима на протяжении определенного времени. Пользователи устройства устанавливают желаемое время, когда оно включается или выключается. Соответственно, прибор оснащается таймером включения и выключения света. Такие датчики особенно актуальны в декоративной подсветке приусадебных участков или зданий.
Астротаймер – это не просто фотореле, а более усовершенствованный прибор, запрограммированный на восход или закат солнца в различных климатических зонах. Достаточно в памяти выбрать определенный часовой пояс. Устройство автоматически будет срабатывать в заданное программой время. Цена фотореле с астротаймером намного выше, но при этом не нужно беспокоиться о месте установки.
Приборы с дополнительными функциями не пользуются популярностью, так как цена фотореле для уличного освещения с вмонтированными датчиками может быть вдвое выше, чем стоимость обычного светореагирующего устройства. Поэтому для обеспечения дополнительных функций совсем не обязательно приобретать дорогостоящее мультифотореле, достаточно купить обычное устройство и дополнительно установить датчики движения или таймеры.
Астротаймер – это более усовершенствованный прибор, запрограммированный на восход или закат солнца
Установка столба для уличного светильника
Чтобы не заморачиваться с железобетонной опорой, для установки которой требуется техника и небольшая бригада монтажников, можно приобрести оцинкованную коническую опору для уличного освещения, которую в состоянии поднять один человек.
Если не хочется вообще связываться со столбами, можно светильник установить на стену дома. В нашем варианте будет фигурировать оцинкованный трубчатый столб.
В комплект изделия входит:
- трубчатый оцинкованный столб
- площадка для установки столба, с приваренной металлической конструкцией, готовой к бетонированию.
- кронштейн для крепления светильника
Для начала, конечно, необходимо к месту установки столба с прожектором, подвести электрический кабель. В нашем варианте кабель был проложен в траншее к месту установки столба. Далее выкапываем углубление под бетонирование крепежной площадки для опоры.
яма для бетонирования крепежной площадки
Делаем опалубку и устанавливаем ее на необходимой высоте и по уровню. Затем опускаем площадку с приваренным каркасом в готовую яму и в отверстие площадки пропускаем трубу с электрическим кабелем.
опалубка для крепежной площадки
Чтобы конструкция не провалилась ниже необходимого уровня, площадку положим на металлические прутья.
подготовка конструкции к бетонированию
Теперь бетонируем, используя раствор со щебнем. После того, как залили бетонный раствор, аккуратно вынимаем прутья и притапливаем площадку, чтобы она была на одном уровне с поверхностью раствора, уровнем проверяем, чтобы не было перекоса.
Ждем, пока бетон высохнет (3-5 дней). Пока идет процесс высыхания, собираем всю конструкцию и готовим к установке.
бетонирование площадки под столб
Схемы подключения фотореле для уличного освещения
Главная функция фотореле – это подача электропитания с наступлением темноты и его отключение с рассветом. Таким образом, это автоматический выключатель, который действует без вмешательства человека. Роль кнопки отключения играет светочувствительный элемент. Схема подключения фотореле аналогична: на прибор идет подача фазы, прерывается на выходах, а при необходимости цепь замыкается, вследствие чего напряжение подается на лампы или прожекторы.
Для обеспечения работы фотореле тоже требуется электропитание, поэтому на определенные контакты подсоединяют ноль. Так как освещение предполагается в открытой местности, есть необходимость подключения заземления.
Важно правильно соединить проводники, выходящие из корпуса самого регулятора с лампой и сетью
Полезный совет! Для обеспечения дополнительных функций можно приобрести фотореле с датчиками движения или таймерами. Однако дешевле в покупке и обслуживании обойдутся два отдельных датчика, например, на свет и движение. Кроме этого, проще будет заменить деталь в одном из двух устройств, чем ремонтировать все фотореле в комплексе.
К сожалению, нет универсальной схемы подключения, которая подошла бы ко всем типам фотореле, но определенные моменты характерны для всех операций. Их необходимо учитывать, особенно в случае установки фотореле своими руками.
Практически во всех моделях реле на выходе имеет три разноцветных провода, которые соответствуют таким обозначениям:
- черный – фаза;
- зеленый – ноль;
- красный – фаза, коммутирующая на источник света.
Для обеспечения дополнительных функций можно приобрести фотореле с датчиками движения или таймерами
Пошаговая инструкция подключения фотореле для уличного освещения
Приведенная ниже инструкция подскажет, как поэтапно, быстро и правильно подключить фотореле:
- Предварительная установка распределительного щитка. Обычно его монтируют на стене, в нем осуществляют соединение проводников.
- Подключение фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству. Обычно в качестве крепежа используют кронштейн. Его устанавливают в месте, где на реле будут попадать прямые лучи солнца, но при этом изолированы другие источники света.
- Корректировка системы с использованием регулятора, то есть выбор параметров реагирования прибора на конкретные условия изменения освещенности.
- Установка регулятора производится на внешней части устройства с соответствующими техническими характеристиками: диапазон чувствительности – 5-10 лм; мощность – 1-3 кВт, порог допустимого тока – 10А.
Если прибор монтируют в середине электрощитка со сложной конструкцией, куда не проникают солнечные лучи, то реле и выключатель устанавливают отдельно друг от друга. Соединяют части устройства между собой специальными кабелями.
Подключается фотореле согласно схеме, которая находится в техдокументации, прилагаемой к самому устройству
При установке уличного освещения рекомендуется соблюдать такие правила:
- Прибор с внешним фотоэлементом лучше размещать таким образом, чтобы исключить прямое попадание света от устанавливаемого светильника. В ином случае устройство будет работать с ошибками.
- Чтобы проверить, правильно подключена схема или нет, необходимо подсоединить пускатель к электросети. Результат будет ясен при срабатывании светильника.
Нюансы в схемах подключения датчика света
Тот факт, что фотореле подбирается с учетом предполагаемой нагрузки, может отразиться на стоимости изделия: в зависимости от мощности возрастает цена. Поэтому с целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя. Это специальный прибор, предназначенный для частого срабатывания режимов вкл./выкл. Использование пускового механизма позволяет подключить питание, применив фоточувствительный элемент с минимальной нагрузкой.
Таким образом, фактически происходит включение исключительно магнитного пускателя, поэтому во внимание берется только мощность, потребляемая им. А вот уже на выводах магнитного пускателя допускается использование более мощной нагрузки.
С целью экономии средств можно обеспечить подачу питания не через фотодатчик, а посредством магнитного пускателя
Полезный совет! Перед установкой и настройкой прибора рекомендуется тщательно изучить схему подключения освещения, которая прилагается к устройству. В документе четко и наглядно изображены все провода фотореле, а также показано, куда их необходимо подключать.
В том случае, когда, помимо датчика день/ночь, необходимо подсоединить устройства с дополнительными функциями, например, таймер либо датчик движения, то их устанавливают после монтажа фотореле. При этом порядок очередности дополнительных приборов неважен.
Если функция таймера или датчика движения предусмотрена в строении устройства, но она не нужна в конкретном случае, то эти приборы просто исключают из общей схемы, то есть к ним не подводят провода. При этом в случае надобности эти элементы устройства можно будет подключить.
Настройка уличного освещения для загородного дома
После того как подключили фотореле, необходимо произвести его настройку, учитывая при этом ряд нюансов. Как уже упоминалось ранее, у фотореле со встроенным фотодатчиком на выходе из корпуса расположены три провода. Их подключение происходит таким образом:
- красный, отвечающий за электронагрузку, идет непосредственно к фонарю, лампе или прожектору;
После подключения фотореле, необходимо произвести его настройку, учитывая при этом ряд нюансов
- провод коричневого либо черного цвета подключают к фазе, идущей от щитка;
- синий проводок соединяют с нолем на корпусе щитка.
Необязательным, но важным моментом в обеспечении безопасности является подключение заземления. С этой целью отдельный провод присоединяют к клемме на корпусе. При этом сечение провода должно быть подобрано в соответствии с мощностью предполагаемой нагрузки фотореле. Схема подключения проводов подскажет, как правильно это сделать.
Настройку устройства производят после его монтажа. Для этого нужно дождаться момента естественной освещенности, когда желательно включение светильников. Регулируют прибор с помощью настройки путем закручивания подстроечного колесика. Крутить нужно до тех пор, пока светильник не включится.
Необходимо отметить, что порядок подключения реле с выносным датчиком немного отличается от подсоединения прибора со встроенным фотоэлементом. Здесь фаза подключается к клемме A1 (L), которая расположена вверху устройства, далее ноль заводится на клемму A2 (N). С выхода, в зависимости от расположения провода, фазу подают на фонари.
На фотореле со встроенным фотодатчиком на выходе из корпуса расположены три провода
Характеристики и особенности подключения отдельных моделей датчиков: фотореле ФР 601 и ФР 602
Современный отечественный рынок представлен широким рядом моделей фотодатчиков, рассчитанных на разные типы и условия освещения, предполагающие различные мощности ламп и наличие дополнительных функций.
Самыми популярными среди стандартных однофазных моделей считаются датчик ФР-601 и его более усовершенствованный аналог фотореле ФР-602. Производителем приборов является компания ІЕК. Оба вида датчиков характеризуются надежностью и простотой подключения. Различия между моделями несущественные, они работают от тока одинакового напряжения и частоты, а потребляемая мощность равна 0,5 Вт. Внешне приборы полностью идентичны.
Полезный совет! Чтобы подключить несколько фонарей одновременно, необходимо приобрести специальный контроллер. На это устройство будет поступать сигнал, который управляет освещением.
Единственное различие заключается в максимальном сечении проводников для подключения. Модель ФР-601 рассчитана на 1,5 мм², а ФР-602 – на 2,5 мм². Соответственно, они имеют различный ток номинальной нагрузки. У фотореле ФР-601 он равен 10А, у ФР-602 – 20 А. Оба прибора имеют встроенный фотоэлемент, а регулировка допустима в пределах от 0 до 50 лк с интервалом в 5 лк.
Самыми популярными среди стандартных однофазных моделей считаются датчик ФР-601
Такие устройства можно соорудить даже в домашних условиях. Главное отличие самодельного прибора от заводского фотореле ИЭК будет заключаться в отсутствии соответствующей защиты. Этот уровень у серийных моделей равен IP44, что подразумевает защиту от пыли и влаги. Схема подключения фотореле ФР 601 и ФР-602 стандартная и простая. Служат изделия долго и выдерживают влияние температур широкого диапазона.
Среди аналогов данного устройства значится модель ФР-75А – фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях. Прибор менее стабилен и долговечен при практическом использовании.
Технические характеристики фотореле
К основным параметрам, влияющим на выбор сумеречного выключателя, относят:
- номинальное напряжение питания.
Внимание! Электронные приборы, выпускаемые за рубежом, предназначены для работы с напряжениями, стандартизированными в чужих странах. Они могут составлять величину 127 или 110 вольт, что не обеспечит их стабильную работу в электросети 220 вольт.
- мощность потребления электроэнергии и тепловую нагрузку светильников, которую должны надежно выдерживать выходные контакты сумеречного выключателя;
- условия эксплуатации прибора, влияющие на конструкцию и выбор степени защиты корпуса: работа при атмосферных осадках;
- возможность засорения пылью и посторонними предметами;
- поддержание температурного режима;
- светочувствительность датчика и настройки порога срабатывания по освещенности;
- типы коммутируемых светильников. Простые сумеречные выключатели предназначены для работы с активными нагрузками, создаваемыми разогревом нити накаливания обычных ламп Ильича и галогенных конструкций. Все остальные виды, включая люминесцентные и энергосберегающие, создают реактивную составляющую нагрузки.
У метало-галогенных, натриевых и ртутных ламп при запуске создается бросок пускового тока, который может выжечь контакты.
