Схема фотореле та правила підключення

Автоматизація подачі освітлення в квартирі, в будинку або на вулиці досягається за рахунок застосування фотореле. При правильному налаштуванні воно буде включати світло при настанні темряви та вимикати у світлий час доби. Сучасні пристрої містять настроювання, за рахунок якої можна встановлювати спрацьовування в залежності від освітленості. Вони є складовою частиною системи "розумного будинку", що бере на себе значну частину обов'язків господарів. Схема фотореле, насамперед, містить резистор, що змінює опір під дією світла. Її легко зібрати і налаштувати своїми руками.

Принцип дії

Схема підключення фотореле для вуличного освітлення включає датчик, підсилювач і виконавчий механізм. Фотопроводник PR1 під дією світла змінює опір. При цьому змінюється величина проходить через нього електричного струму. Сигнал посилюється складовим транзистором VT1 VT2 (схема Дарлінгтона), а з нього надходить на виконавчий механізм, яким є електромагнітне реле K1. В темряві опір фотодатчика становить кілька мОм. Під дією світла воно знижується до декількох кОм. При цьому відкриваються транзистори VT1 VT2 що включають реле K1 керуючим ланцюгом навантаження через контакт K1.1. Діод VD1 не пропускає струм самоіндукції при вимиканні реле. Незважаючи на простоту, схема фотореле володіє високою чутливістю. Щоб виставити її на необхідний рівень, використовується резистор R1. Напруга живлення підбирається за параметрами реле і становить 5-15 Ст. Струм обмотки не перевищує 50 мА. Якщо необхідно збільшити його, можна застосувати більш потужні транзистори і реле. Чутливість фотореле підвищується із збільшенням напруги живлення.


Замість фоторезистора можна встановити фотодіод. Якщо необхідний датчик з підвищеною чутливістю, використовуються схеми з фототранзисторами. Їх застосування доцільне з метою економії електрики, оскільки мінімальний межа спрацьовування звичайного приладу складає 5 лк, коли оточуючі предмети ще помітні. Поріг 2 лк відповідає глибоким сутінки, після яких через 10 хв настає темрява. Фотореле доцільно застосовувати навіть при ручному управлінні освітленням, оскільки можна забути вимкнути світло, а датчик самостійно турбується про це. Встановити його нескладно, а ціна цілком доступна.

Характеристики фотоелементів

Вибір фотореле визначають наступні фактори:

чутливість фотоелемента;

напруга живлення;

комутована потужність;

зовнішнє середовище.

Чутливість характеризується як відношення утворюється фотоструму до величини зовнішнього потоку світла вимірюється в мкА/лм. Вона залежить від частоти (спектральна) і інтенсивності світла (інтегральна). Для управління освітленням в побуті остання важлива характеристика, що залежить від сумарного світлового потоку. Величину номінальної напруги можна знайти на корпусі приладу або у супровідному документі. Пристрої зарубіжного виробництва можуть мати інші стандарти напруги живлення. Від потужності світильників, до яких підключено фотореле, залежить навантаження на його контакти. Схеми фотореле освітлення можуть передбачати пряме включення ламп через контакти датчика або через пускачі, коли навантаження велика.
На відкритому повітрі сутінковий вимикач поміщається під герметичною прозорою кришкою. Вона є захистом від вологи та опадів. При роботі в холодний період застосовується підігрів.

Моделі заводського виготовлення

Раніше схема фотореле збиралася своїми руками. Зараз у цьому немає необхідності, так як пристрої стали дешевшими, а функціональність розширилася. Їх застосовують не тільки для зовнішнього або внутрішнього освітлення, а також для управлінням поливом рослин, системою вентиляції та ін

1. Фотореле ФР-2

Моделі заводського виготовлення широко використовуються в пристроях автоматики, наприклад, для керування вуличним освітленням. Часто можна бачити вдень гарячі ліхтарі, які забули вимкнути. При наявності фотодатчиків немає необхідності в ручному управлінні освітленням. Схема фотореле фр-2 промислового виготовлення застосовується для автоматичного керування вуличним освітленням. Тут також комутаційним пристроєм є реле К1. До бази транзистора VT1 підключені фоторезистор ФСК-Г1 з резисторами R4 і R5. Живлення здійснюється від однофазної мережі 220 В. Коли освітленість мала, опір ФСК-Г1 має більшу величину і сигналу на базі VT1 недостатньо для його відкривання. Відповідно закритий транзистор VT2. Реле K1 включено, і його робочі контакти замкнуті, підтримуючи лампи освітлення палаючими. Коли освітленість збільшується до порога спрацьовування, знижується опір фоторезистора і відкривається транзисторний ключ, після чого реле K1 відключається, розмикаючи ланцюг живлення ламп.

2. Види фотореле

Вибір моделей досить великий, щоб можна було вибрати відповідну:

з виносним датчиком, розташованим поза корпусу виробу, до якого підводяться 2 дроти;

люкс 2 - пристрій з високою надійністю і рівнем якості;

фотореле з живленням 12 В і навантаженням не вище 10 А;

модуль з таймером, що встановлюється на ДІН-рейку;

пристрої ІЕК вітчизняного виробника з високою якістю і функціональністю;

AZ 112 - автомат з високою чутливістю;

ABB, LPX - надійні виробники пристроїв європейської якості.

Способи підключення фотореле

Перед придбанням датчика необхідно підрахувати споживану світильниками потужність і взяти з запасом 20 %. При значному навантаженні схема вуличного фотореле передбачає додаткову установку електромагнітного пускача, обмотка якого має включатися через контакти фотореле, а силовими контактами комутувати навантаження.
Для дому такий спосіб застосовується рідко. Перед установкою перевіряється напруга мережі живлення ~220 В. Підключення проводиться від автоматичного вимикача. Фотодатчик встановлюється таким чином, щоб світло від ліхтаря не потрапляв на нього. На приладі застосовуються клеми для підключення проводів, що робить монтаж простіше. Якщо вони відсутні, застосовується розподільна коробка. За рахунок застосування мікропроцесорів схема підключення фотореле з іншими елементами придбала нові функції. В алгоритм дій внесли таймер, датчик руху. Зручно, коли світильники автоматично включаються при проходженні людини по сходовому майданчику або по доріжці саду. Причому спрацьовування відбувається тільки в темний час доби. За рахунок застосування таймера фотореле не реагує на світло фар від проїжджаючих автомобілів. Найпростіша схема підключення таймера з датчиком руху - послідовна. Для дорогих моделей розроблені спеціальні програмовані схеми, що враховують різні умови експлуатації.

Фотореле для вуличного освітлення

Для підключення фотореле схема наноситься на його корпус. Її можна знайти в документації на прилад. З приладу виходять три дроти.

Нульовий провідник - загальний для світильників і фотореле (червоний).

Фаза - підключається на вхід приладу (коричневий).

Потенційний провідник для подачі напруги від фотореле на світильники (синій).

Пристрій працює за принципом переривання або включення фази. Колірна маркування у різних виробників може відрізнятися. Якщо в мережі є провідник "земля", його до приладу не підключають. У моделях з вбудованим датчиком, який знаходиться всередині прозорого корпусу, робота вуличного освітлення автономна. До нього потрібно лише підвести живлення. Варіанти з виносом датчика застосовуються у разі, коли електронну начинку фотореле зручно розмістити в щиті управління з іншими приладами. Тоді немає необхідності в автономній установці, протягуванні електропроводки харчування та обслуговування на висоті. Електронний блок розміщується всередині приміщення, а датчик виноситься назовні.

Особливості фотореле для вуличного освітлення: схема

При установці фотореле на вулиці треба враховувати деякі фактори.

Наявність живлячої напруги ~220 В і відповідність потужностей контактів і навантаження.

Не допускається встановлення приладів поруч з легко займистими матеріалами і в агресивному середовищі.

Основу приладу розміщується внизу.

Перед датчиком не повинні перебувати хитні предмети, наприклад, гілки дерев.

Під'єднання проводів виконується через розподільну коробку для вулиці. Вона закріплюється поруч з фотореле.

Вибір фотореле

Можливість регулювання порога спрацьовування дозволяє виробляти підстроювання чутливості датчика в залежності від часу року або при похмурій погоді. В результаті забезпечується економія електрики.

Мінімум трудовитрат потрібно при монтажі фотореле з вбудованим чутливим елементом. При цьому не потрібні особливі навички.

Реле з таймером добре програмується для своїх потреб і роботи в установленому режимі. Можна налаштувати прилад для відключення в нічний час. Індикація на корпусі приладу і кнопкове управління дозволяють легко проводити настройку.

Висновок

Застосування фотореле дозволяє автоматично контролювати період включення ламп. Тепер вже відпала необхідність у професії ліхтарника. Схема фотореле без участі людини вечорами запалює світло на вулицях і вимикає його вранці. Пристрої можуть управляти системою освітлення, що підвищує її ресурс і робить експлуатацію простіше.