Схема управления уличным освещением с фотореле

Автоматическое освещение с помощью фотореле

   Чтобы полностью автоматизировать включение и отключение освещения или других электроприборов, можно в цепь их питания установить фотореле для уличного освещения. В зависимости от настройки оно сможет при наступлении темноты включить питание, а в светлое время отключить его.

Фотореле — Фото 01

Что представляет собой фотореле

   Этот прибор являет собой соединение датчика, который чувствителен к световым лучам с питательной цепью. В результате при попадании света на него он становится изолятором, а в темноте становится проводником. Таким образом, получается включение освещения в ночное время и отключение его на рассвете.

Управление светильниками с помощью фотореле для уличного освещения — Фото 02

Вся схема собрана в небольшой корпус, от которого выходят три проводника для подключения питания и управления освещением. Как правило, уличное фотореле крепится снаружи в том месте, где на него без препятствия попадают солнечные лучи. Для крепления в комплекте есть специальный кронштейн.

Фотореле для уличного освещения — Фото 03

   Для регулировки порога срабатывания может быть установлен регулятор, который позволяет добиться срабатывания при разных условиях. Он выносится на внешнюю сторону корпуса и его в любой момент можно отрегулировать. При вращении его в сторону минуса аппарат будет реагировать только с наступлением темноты, а если выставить максимум в плюсовую сторону, то будет реакция уже с началом сумерек.

Регулятор уровня рабочей освещенности — Фото 04

В основном производитель советует оставлять этот регулятор в среднем положении. В таком случае его работа более стабильна. Диапазон чувствительности к свету может быть выставлен в пределах от 5 до 50 Люкс. В основном фотореле для уличного освещения рассчитано на мощность от 1 до 3 КВт. При этом оно управляет сетью с максимальной нагрузкой 10 ампер.

   Есть варианты исполнения этого устройства, при которых датчик освещения выносится отдельно от переключателя и соединяется посредством кабеля. Такие типы в основном используются в сложных системах, которые размещены в специальных щитах, где нет попадания солнечного света.

   Также возможно подключение фотореле, через таймер работы устройства. Он может быть запрограммирован на включение и отключение регулятора в работу. Это помогает использовать его на разных промежутках времени. Например, днём при хорошем освещении он может вообще отключаться от сети таймером. Лишь когда приближается время его работы, подаётся питание.

   Если подключение фотореле идёт по описанной схеме, то экономится дополнительная энергия и возрастает срок службы системы в целом. В таймере есть память, которая рассчитана на период от одного месяца до одного года. В ней можно учесть разный период светового дня и сделать работу датчика более корректной.

Так как этому устройству приходится работать в условиях открытого пространства, то оно имеет защиту IP44. Это означает, что в корпус не могут попасть предметы больше 1 мм. Также ему не страшны брызги воды со всех сторон. Рабочим температурным промежутком являются пределы от -250 до +400 С.

Принцип действия регулятора

   схема управления уличным освещением с фотореле

Датчик света в конструкции фотореле — Фото 05

   Уличное фотореле имеет в своей конструкции специальный датчик. Он может быть в виде фоторезистора, фототранзистора, фотосимистора, фототиристора или фотодиода. Каждый из них по-разному реагирует на облучение светом:

  • Резисторный тип изменяет величину своего сопротивления.
  • Транзисторный тип регулирует электрический сигнал при облучении.
  • Симисторный тип взаимодействует с отрицательной или положительной составляющей гармоники и подаёт сигнал на управляющую схему, которая размещена в нём.
  • Тиристорный тип работает с постоянным током и при облучении светом начинает взаимодействие.
  • Диодный тип при облучении вырабатывает импульс, который прямо пропорциональный интенсивности освещения.

Способы установки регулятора освещения

   В большинстве случаев фотореле для уличного освещения устанавливается неподалёку от источника освещения. Но при этом следует исключить попадание освещения от лампы на регулятор. Для этого нужно заранее найти тень и установить его там.

Пример расположения фотореле под уличным фонарем — Фото 06

   Из корпуса регулятора выходит три проводника, которые нужно правильно соединить с сетью и лампой:

  • Коричневый проводник соединяется с фазой питания от сети.
  • Синий проводник предназначен для ноля. Также к нему подсоединяется проводник от лампы.
  • Красный провод является управляющим и ведёт непосредственно от регулятора к лампе.

Схема подключения фотореле — Фото 07

Схема подключения фотореле — Фото 08

   Бывают случаи, когда в сети есть отдельный проводник «земля», который предотвращает случайную подачу напряжения на корпус. В этом случае фотореле, схема подключения которого описана выше, подключается также, но этот проводник идёт непосредственно на лампу, минуя регулятор. Также стоит заметить, что у разных производителей бывают отличия в цветовой маркировке, поэтому нужно знать принципиальную схему подключения:

  • Фаза всегда подключается только к регулятору.
  • Ноль идёт к регулятору и на лампу.
  • Фаза на лампу идёт из регулятора.

Провода фотореле — Фото 09

Советы по подключению фотореле

   Если требуется управление работой нескольких ламп одновременно, то нужно знать, как подключить фотореле для большого количества потребителей. Для этого понадобится специальный контроллер, который будет получать сигнал от регулятора и соответственно управлять освещением.

Перед тем как подключить фотореле нужно удостовериться, что оно подходит по мощностным характеристикам. Если нет, то нужно воспользоваться вспомогательными переключателями. В противном случае датчик может не выдержать нагрузки и выйти из строя.

   При выборе фотореле для уличного освещения стоит обратить внимание на способ его подключения. Наличие специальных клемм для зажимки проводов значительно упрощает монтаж. Если же приходится устанавливать фотореле, схема подключения которого не имеет клемм, то нужно воспользоваться распределительной коробкой. Она надёжно убережёт соединяющие провода от попадания на них воды. Также нужно посмотреть есть ли на корпусе нарисованная схема подключения. Если её нет, то такому производителю не стоит сильно доверять.

   При установке стоит помнить, что минимальный предел срабатывания датчика составляет 5 лк, а это происходит когда на улице ещё достаточно светло. Поэтому экономия при такой чувствительности может быть поставлена под вопрос.

Как выбрать фотореле

   Чтобы правильно выбрать фотореле, необходимо определиться с тем, как оно должно работать, и какие дополнительные функции нужны. Если требуется отключать одну лампочку и время срабатывания не столь важно, то подойдёт недорогое фотореле без возможности регулирования. Оно будет оптимальным решением за счёт цены и функциональности.

   Если же нужно управлять целой линией освещения, то в этом случае понадобится фотореле с регулятором чувствительности. Также понадобится управляющие силовые переключатели, которые будут получать сигнал и выполнять команду для всей линии.

схема управления уличным освещением с фотореле

Схема подключения фотореле к линии освещения — Фото 10

В некоторых случаях, может понадобиться вариант с выносным датчиком. Он удобен тем, что можно поместить само устройство вместе с остальными приборами в щите. В этом варианте нет необходимости в отдельном крепеже для прибора, что делает его более практичным.

Сфера применения управляющего датчика

   В большинстве случаев, подключение фотореле требуется для управления внешним освещением. Но также можно его использовать для других целей. Это может быть управление системой вентиляции, полива растений и другими устройствами.

Преимущества использования регулятора и производители

   Если в цепь подачи питания на освещение установить уличное фотореле, то оно сможет сэкономить большое количество электроэнергии. Это произойдёт за счёт отключения лампы в светлое время суток. Также могут быть варианты совмещения этого элемента с датчиком движения. В этом случае освещение будет работать лишь в тех случаях, когда это необходимо.

Уличное освещение участка — Фото 11

   Основными производителями фотореле являются фирмы EKF, TDM, ИЕК и другие. Кроме того, они поставляют и другое вспомогательное оборудование для монтажа и эксплуатации регуляторов.

Вывод

   При использовании фотореле для уличного освещения полностью контролируется период свечения ламп. Они работают лишь в тех временных диапазонах, когда необходимо освещение. За счёт комбинированного параллельного соединения, можно управлять целой системой ламп. Такая автоматизация существенно упрощает эксплуатацию и увеличивает ресурс всей системы.

   В результате использования автоматики экономится значительное количество электроэнергии. Также отпадает необходимость привлечения постоянного человеческого вмешательства для управления освещением.

Фотореле на уличном фонаре — Фото 12

   Для установки фотореле, схема подключения всегда нанесена на корпусе. Также на нём есть специальный регулятор, который выставляет чувствительность прибора к свету. В зависимости от его положения можно выставить нужную границу срабатывания.

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

Устройство и принцип действия

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

Схема фотореле для уличного освещения на фоторезисторе

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

Характеристики и выбор

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

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

Пример характеристик фотореле для уличного освещения

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

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

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

Выбор места установки

Для корректной работы фотореле важно правильно выбрать его местоположение. Необходимо учесть несколько факторов:

  • На него должен падать солнечный свет, то есть он должен быть под открытым небом.
  • Ближайшие источники искусственного света (окна, лампы, фонари и т.д.) должны находится как можно дальше.
  • Не желательно чтобы на него попадал свет фар.
  • Желательно расположить его не очень высоко — для удобства обслуживания (надо периодически протирать поверхность от пыли и смахивать снег).

    Чтобы светочувствительные автоматы работали корректно, надо правильно выбрать местоположение

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

Схемы подключения

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

Схема подключения фотореле для освещения (фонаря)

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

Подключение фотодатчика через распределительную коробку

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

Схема подключения датчика день-ночь с пускателем

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

Схема подключения фотореле с датчиком движения

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

Особенности подключения проводов

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

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

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

Как настроить фотореле для уличного освещения

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

Найдите на корпусе подобный регулятор — им настраивается чувствительность фотореле

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

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

Астротаймер

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

Астротаймер — второй способ автоматизировать свет на участке

Чем оно удобнее?

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

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

Я уже несколько раз посвящал темы блога управлению наружным освещением. Сегодня хочу вам представить немного доработанную схему, которая позволит экономить еще больше электроэнергии, а главное включать и выключать освещение в часы, когда действительно темно.

Скажу сразу, данную схему я еще не применял и надеюсь на вашу помощь. Пока это лишь полуфабрикат Однажды ко мне приезжал представитель ФИФ и рассказывал про свои изделия. Я компанию ФИФ знаю достаточно хорошо и удивить меня чем-либо не так просто.

Я уже рассказывал, что мне очень нравится реле времени астрономическое. По данным ФИФ оно способно экономить до 40% электроэнергии за счет того, что в ночное время оно отключает освещение.

Но, лучше применять чуть более сложную схему – астрономическое реле + фотореле, которая способна экономить до 60% электроэнергии.

Говорят, такую схему уже используют в шкафах наружного освещения, однако, мне не удалось найти готовую схему, и я попытался разработать свою схему.

Для реализации схемы управления наружным освещением я применил двухканальное астрономическое реле PCZ-527, фотореле с выносным датчиком AZ-112, 2 автоматических выключателя и контактор.

Схема управления наружным освещением 1

С автоматическими выключателями, думаю, все и так понятно. Вводной автомат QF1 рассчитан на всю нагрузку (может быть и однофазным), дополнительный QF2 – для защиты цепей управления.

Контактор необходим для коммутации нагрузки (включения/отключения освещения).

Фотореле AZ-112 и реле PCZ-527 управляют непосредственно контактором.

Как работает схема?

Один канал астрономического таймера настраиваем на утро и вечер, когда должно быть включено освещение. Второй канал – только на день. Условно, первый канал работает с 5.00 до 7.00 и с 17.00 до 24.00. Второй канал с 7.00 до 17.00 (отключение ночью-откл.). В зависимости от географических координат это время должно постоянно изменяться.

У многих возникнет вопрос: зачем нам фотореле?

Представьте, дни бывают разные. Порой, наступает уже вечернее время, а на улице еще достаточно светло. Зачем в это время нам включать освещение? Или наоборот, выдался очень пасмурный день и на улице потемнело раньше, чем зашло солнце, поэтому мы должны включить освещение для нашей же безопасности. Произойдет днем затмение солнца – наша схема включит освещение.

При необходимости в схему можно добавить и ручное управление.

Можно еще предложить более простой и более экономный вариант:

Схема управления наружным освещением 2

В отличии от предыдущего варианта, наружное освещение не включится раньше, чем заложено в астрономическом таймере, при этом если на улице светло – оно тоже не включится.

В эту схему можно включить и обычный программируемый таймер, который настроен на ночное отключаемое время. Т.е. контакты таймера разомкнуты с 1.00 до 5.00. В остальное время отработает фотореле.

Если найдете готовый шкаф ШНО, в котором реализована данная идея (астротаймер+фотореле либо таймер+фотореле), просьба пришлите и мне.

Схема с возможностью местного и дистанционного управления:

Схема с возможностью местного и дистанционного управления

МУ — местное управление.
ДУ — дистанционное управление.
АУ — автоматическое управление.

Советую почитать: