Особенности уличных светильников с датчиками освещенности: советы по установке и настройке

Применение и подключение

Электронные приборы со встроенным фотодатчиком света используются для организации и контроля автоматического уличного освещения, наружного фасадного, подъездного или бытового. Часто с ним в комплекте используются консольные светильники по типу ЖКХ, которые оснащены защитным стеклом и специальной решеткой.

Устройство работает на очень маленькой микросхеме и транзисторах, также на корпусе чаще всего дана инструкция, как правильно присоединить прибор. Мы используем светоконтролирующий выключатель, для того, чтобы продемонстрировать пошагово, как производится монтаж приспособления. Несмотря на внешне небольшой размер, этот прибор отлично справляется с функцией освещения дворов, парков и садов.

Фото — фотореле ФР-3

В основном фотореле для уличного освещения рекомендуется устанавливать в среднем положении. Чтобы своими руками установить включатель, нужно воспользоваться специальным кронштейном, который крепится в стену. Навес при помощи винта устанавливается непосредственно в фотореле. Место установки зависит от освещенности, постарайтесь подобрать такой участок, где ничто не мешает солнечным лучам попадать на рабочую поверхность приспособления, иначе на фотодиоде начнутся помехи, и прибор будет работать неверно. В зависимости от того, какие у устройства характеристики, не допускается наличие перед фотореле деревьев, мебели, занавесок и т.д.

Схема фотореле и его принцип подключения в сеть чаще всего изображено на коробочке от устройства, это очень удобно, не нужно искать подходящее именно под Ваш прибор. Подробная инструкция, как производится подключение фотореле своими руками:

1. Из реле выходит три провода: коричневый, синий и красный. Исходя из стандартных параметров и показателей, коричневый – это фазовый кабель, красный – выносным провод, уходит как коммутация на лампу, синий – нулевой (если Вы разрабатываете самодельное реле, то нужно учитывать эти разветвления);
2. Чтобы все правильно соединилось, необходимо как нагрузку подключить провода к консольной лампе, это демонстрирует обозначение схемы.

Чтобы проверить правильность подключения нужно включить пускатель в сеть, и посмотреть, работает ли прожектор или фонарь.

Фото — Подключение фотореле

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:

Особенности устройства

Фотореле имеет вид датчика, который работает благодаря наличию у него фотоэлемента. Через него датчик оценивает уровень освещенности на улице и, при совпадении заданных параметров, активирует включение света в системе уличного типа освещения.

Регулятор на корпусе

Схема фотореле не очень сложна и умещается в небольшой компактный корпус, из которого выходят три проводника. Они необходимы для подключения прибора к сети питания. Они также могут использоваться для управления включением аппарата в зависимости от выставленного в настойках уровня освещенности. Такой датчик может использоваться в разных ситуациях. Но наиболее часто он применяется для создания уличного типа освещения. Сегодня очень распространены модели, которые имеют регулятор. Он используется для управления работой прибора и более точной его настройки. Благодаря регулятору можно добиться правильной работы устройства в каждой заданной ситуации.

Выставляя регулятор на «-», датчик будет включать освещение только ночью, а при установке на «+» — когда только начинает смеркаться. Многие производители рекомендуют устанавливать регулятор на срединное положение. Это обеспечит более стабильную работу устройства. Для более эффективного управления работой датчика нужно настроить несколько параметров:

• диапазон чувствительности света. Его надлежит выставлять в пределе от 5 до 50 Люкс;
• мощность — от 1 до 3 КВт;
• максимальная нагрузка сети – 10 А.

Также для правильного подключения важно знать, какие виды фотореле бывают. Самое главное отличие таких датчиков заключается в расположении фотоэлемента:. Датчик с выносным фотоэлементом

Датчик с выносным фотоэлементом

• датчик со встроенным фотоэлементом. Такие модели могут иметь встроенный регулятор и таймер. В данном случае подключение прибора происходит по обычной схеме. Для подключения подойдет стандартная электрическая схема для фотореле;
• датчик с выносным фотоэлементом. Здесь конструкция устройства состоит из двух частей: фотоэлемент, что выносится на улицу и переключатель, который стоит устанавливать отдельно. Для подключения их между собой нужно использовать кабель.

Для каждой модели характерна своя схема фотореле, которую следует учитывать для дальнейшего подключения прибора. Еще одним вариантом подключения является способ через таймер. С помощью такого устройства можно легко запрограммировать датчик на отключение или включение регулятора. В результате включение света будет происходить через определенные интервалы времени. Это позволяет значительно сэкономить на потреблении электроэнергии.

Что это такое?

Широко распространено применение такой техники для включения света при наступлении темноты на:

• придомовых территориях;
• пешеходных дорожках;
• подъездных дорогах;
• внутренних проездах.

Также с помощью автоматических регуляторов можно обеспечить идеальную подсветку строительных сооружений, декоративных конструкций. Описание применения датчиков освещенности будет неполным без упоминания сумеречного выключателя. Иногда еще его называют сумеречным реле. Основное назначение этого элемента состоит в полной автоматизации освещения. Такие системы срабатывают не только при окончании светового дня, но и при сумрачной, пасмурной погоде.

Стоит тучам разойтись — и свет отключается или убавляется до минимума

Особенно это важно именно в те моменты, когда освещенность меняется резко. Даже самые ответственные и внимательные люди вряд ли смогут так же быстро реагировать, как автоматика

Современные сумеречные реле могут настраиваться на определенные программы действий. Разумеется, можно и вручную выключить свет, если происходит что-то, не предусмотренное программой.

Основные технические характеристики

Но если она утеряна — ничего страшного; просто следует всегда помнить о приведенной выше цветовой схеме.
Еще один большой плюс устройства ФР — возможность работы в цепях постоянного тока напряжением 12 В. Такие устройства ставят в местах, где свет необходим только во время нахождения рядом человека — возле туалета, на заднем дворе и т.

Они характеризуются вспомогательными клеммами, куда подсоединяются заземляющие провода. А с наступлением нового дня, освещенность увеличивается, контакты размыкаются, и источник искусственного света выключается.

Наличие возможности выполнения индивидуальных настроек. Способ размещения на элементах строительных конструкций или в электротехническом оборудовании. Чтобы выбрать подходящее фотореле, следует учесть ряд факторов. Чтобы правильно подключить фотореле к светильнику с лампой ДРЛ, нужно добавить в схему дроссель или ПРА пускорегулирующий аппарат либо приобрести светильник со встроенным пускателем.

Астротаймер стоит намного дороже фотореле, но с ним нет никаких хлопот, ни с местом установки ни с засветкой. Через него происходит управление датчиком. Скоммутированы на разных этажах, от разных электро-сборок, выводы подключены к РИП, а они уже ИК-фонарям. Все соединения проводов должны быть в специальном герметичном монтажном коробе.
Как правильно подключить фотореле IEK для автоматического включения и отключения освещения

Виды уличных датчиков

Все подобные устройства можно классифицировать по разным признакам, но основное деление осуществляется по способам управления:

1. Приспособления, осуществляющие абсолютно все действия в автоматическом режиме в зависимости от изменений окружающего освещения.
2. Приспособления, наделенные возможностью принудительного выключения.
3. Приспособления, обладающие функцией сбережения расходуемой энергии в ночное время суток.
4. Программируемые приспособления, в которых параметры функционирования и все настройки задаются пользователем в ручном режиме.

Также, все датчики вне зависимости от способа управления можно классифицировать по типу нагрузки:

1. Устройства, предназначенные для работы с обычными лампами накаливания на 220В, а также галогеновой разновидностью ламп на 220В или на 12В, функционирующих при помощи электронного или обмоточного трансформатора.
2. Устройства, предназначенные для работы с энергосберегающими или люминесцентными разновидностями ламп и со светодиодными источниками света.

Существует схожая классификация, разделяющая датчики по максимально возможной мощности нагрузки:

1. Выдерживающие не более 1000 Вт.
2. Выдерживающие не более 2000 Вт.
3. Выдерживающие максимальное значение равное 3000 Вт.

Последним вариантом классификации является деление всех датчиков по возможному типу монтажа:

1. Устройства, предназначенные для внутренней установки. Подразумевается, что такие датчики монтируются внутрь электрощита при помощи стандартной DIN рейки.
2. Накладные разновидности, предполагающие внешнюю установку. Вся конструкция устройства при этом будет расположена на поверхности стены.
3. Приспособления, которые имеют выносной фотоэлемент для определения уровня внешнего освещения.

Важно знать, что все подобные устройства также имеют и различную защиту от влаги, на открытых уличных пространствах допускается установка только тех приборов, которые имеют уровень защиты IP44 или IP54. 

Правила

Нельзя не отметить, что для регулирования подачи света в сумерки и отключения его с приходом рассвета используют два вида устройства: фотореле и астротаймер.

Правило, по которому происходит функционирование датчиков уличного освещения, заключается в простой цепочке действий:

1. Деталь, которая реагирует на появление или отсутствие света, меняет свое сопротивление, когда меняется интенсивность света в округе. Как правило, выполнение этой функции возложено на фотодиод, резистор. В редких случаях симистор или тиристор.
2. Для того чтобы фотоэлемент сработал, через схему по регулировке подается специальный сигнал, который и попадает на транзистор.
3. Транзистор имеет в своем составе реле, которое размещается в нагрузочной сети, после полученного сигнала его контакты начинают получать нагрузку. И источник света приходит в активное состояние работы.

Если выразиться по-другому, простыми словами, то работа датчика света в фотореле происходит по тому же принципу, что и у выключателя. С одним лишь маленьким и незаметным отличием, что происходит процесс автономно, без вашего какого-либо особого вмешательства.

Как выбрать?

Что нужно учитывать при выборе:

1. Ваши требования к прибору.
2. Набор функций.
3. Способ подсоединения.
4. Климатические особенности вашей местности.
5. Номинальное напряжение сети.

 Советы по выбору:

1. Рекомендуется приобретать для частного использования и освещения подъездов более простые в подсоединении фотоэлементы, зашитые в герметический корпус. Для внутреннего подключения.
2. Выносные элементы, подсоединяемые к DIN-планке в электрощите, как правило, обладают более мощным напряжением. Подключаются к многоярусным источникам уличного освещения. Их сложнее монтировать и не обладая опытом, самим устанавливать не рекомендуется. Используются на предприятиях и заводах.
3. Если в подобном освещении есть необходимость, то учтите, что самый экономный вариант – комбинированный с датчиком движения. Но он дороже более простых устройств.
4. Прибор с таймером легко настраивается на необходимое время срабатывания и стоит дешевле. Экономия электроэнергии будет напрямую зависеть от установленной продолжительности освещения.

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.

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.

Блочная компоновка фотореле

Схема включения фотореле для управления наружным освещением

Установка датчиков движения

Монтажная схема управления движением на базе фотореле

Схема подключения фотореле

Основная задача выносного фотодатчика – подача питания на систему освещения при отсутствии природного  освещения, а также его отключение при должном количестве. Фотореле используется в качестве своеобразного выключателя, основную роль в котором выполняет светочувствительный элемент. Исходя из этого, схема его подключения аналогична схеме подключения обычной электросети – на датчик день-ночь подается фаза, которая передается на систему освещения.

Кроме того, для должной работы необходим источник питания электроэнергией, на нужные контакты происходит подача нуля. Немаловажным будет также монтаж заземления.

Важным параметром, описанным выше, была мощность подводимой  нагрузки. Поэтому рекомендуется подавать напряжение на фотореле через магнитный пускатель. Его задача – частое выключение или включение электрической сети, в которой находится светочувствительный элемент, имеющий малую подключаемую нагрузку. А к выводам магнитного пускателя можно подключать более мощные нагрузки.

При условии, что, помимо датчика, необходимо подключение дополнительных приборов, типа таймера или датчика движения, они находятся в сети подключения после фотореле. В данном случае, порядок инсталляции таймера или датчик движения не имеет значения.

Соединение проводов должно осуществляться в монтажной\распределительной коробке, которая монтируется в любом удобном месте на улице. Рекомендуется подбирать герметичные модели коробок.

Кроме того, данное устройство имеет особенности подключения проводки. Каждое фотореле оснащено тремя проводами: красный, синий\темно-зеленый, черный\коричневый. Цвета проводов предписывают их порядок подключения. Так,  красный провод в любом случае подключается к лампам, синий\темно-зеленый провод подключает к себе ноль от питающего кабеля, а черному\коричневому зачастую подается фаза.

Подключение фотореле, имеющего выносной датчик

Данный вариант подключения имеет некоторое отличие. Так, фаза подключается к клемме А1 (L), которая находится в верхней части прибора. Ноль подключается на клемму А2 (N). В зависимости от модели, с выхода, который может находиться наверху корпуса (обозначение L`) или же в нижней части, фаза подается на осветительную систему.

Как настраивать фотореле

Настойка фотодатчика проводится после его монтажа и подключения в общую электросеть. Регулировка пределов спадания проводится путем вращения небольшого пластикового диска в нижней части корпуса. Для выбора направления вращения – на повышение или понижение – следует крутить согласно направлению стрелок, которые видны на диске: влево – уменьшение, вправо – увеличение.

Наиболее оптимальный алгоритм настройки чувствительности заключается в следующем. Сначала, путем выворачивания диска регулировки чувствительности в крайнее правое положение устанавливается наименьшая чувствительность. В сумерках рекомендуется начинать подстройку. Для этого стоит проворачивать диск регулировки плавно влево до тех пор, пока не включится свет. На этом можно завершить настройку фотодатчика.

Watch this video on YouTube

Основные разновидности устройств

Наиболее популярны следующие типы фотореле для системы уличного освещения:

1. С расположенным внутри корпуса фотоэлементом. Подобный вариант оптимален с позиции полной автоматизации системы внешнего освещения. Устройства комплектуются герметичным корпусом, прозрачная часть которого располагается напротив фотоэлемента.
2. С размещенным внутри фотоэлементом и оснащенные таймером. Благодаря наличию таймера обеспечивается возможность автоматического отключения системы осветительных приборов по истечении установленного промежутка времени. В ассортименте представлены фотореле, предполагающие программирование на день, неделю и больше.
3. С выносным фотодатчиком. Подобный вариант комплектации надежен в эксплуатации. Электронные компоненты устанавливаются в закрытом помещении, в то время как защищенный от температурных перепадов фотоэлемент ставится на улице.

Выбирать подходящую модель следует в соответствии с вашими требованиями и имеющимся в распоряжении бюджетом. Помимо стандартных фотосенсоров, возможно применение комбинированных вариантов: датчиков движения или временных датчиков. В случае наличия в устройстве таймера срабатывание механизма осуществляется в соответствия с временем суток. Модели, комплектуемые одновременно сенсором, встроенным таймером и датчиком движения, наиболее редки. Приборы оснащаются специальным дисплеем и позволяют устанавливать ту или иную программу освещения.

Оптимальное место установки фотореле

Чтобы освещение корректно работало, для фотоэлемента надо правильно подобрать месторасположение:

• с наступлением рассвета до заката фотодатчик должен освещаться солнечными лучами или находится в самом светлом месте;
• нельзя чтобы на фотоэлемент попадало искусственное освещение;
• прибор возле дороги ставят так, чтобы датчик не освещался светом фар;
• снижение чувствительности прибора происходит после загрязнения фотоэлемента, поэтому реле располагают на удобной для обслуживания высоте.

Правильно выбрать место для фотореле – задача сложная. Обычно этот процесс предполагает перемещение прибора по всему двору до достижения положительного результата.

Совет! Фотореле устанавливают в самом удобном месте, даже вдали от фонарей. Просто от него к приборам освещения протягивают кабель.