Что такое фотореле для уличного освещения и как оно работает
Фотореле используют для автоматического включения и выключения освещения. Разберемся, как работает фотореле, из чего состоит и какие виды датчиков света бывают.
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. Содержание:
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:
- Как подключить прожектор к датчику движения и фотореле
- Как выбрать датчик движения для освещения
- Дистанционное управление освещением
