Подключение фотореле для уличного освещения

Для контроля работы многих электрических приборов необходимы специальные контроллеры, которые отвечают за точность и правильность их работы. Предлагаем рассмотреть, как подключить простое уличное фотореле, что это такое и его принцип работы.

Описание фотореле

Чувствительное фотореле на симисторе ГОСТ 51324.2.1-99. представляет собой оптронный прибор, состоящий из светодиодов, оптически связанных с контактами электроприборов. Его еще часто называют сумеречный светодиодный датчик, приспособление день-ночь и т.д.

Фото — Фотореле фото

Фотореле предлагают различные преимущества по сравнению с механическими реле времени:

1. Малый размер. Размещенное в небольших блоках, таких как USOP, приспособление разрабатывается с уменьшенной платой;
2. Длительный срок службы. При отсутствии механического контакта, значительно продлевается срок годности за счет того, что полностью отсутствует износ;
3. Слаботочный привод. Данный прибор может работать с поступающим током даже в несколько миллиампер без усилителя. Таким образом, соседние устройства могут обходиться без драйверов;
4. Бесшумная работа. При отсутствии механического контакта, бесконтактное реле при работе не издает совершенно никаких звуков;
5. Высокая скорость. Фотореле примерно в 10 раз быстрее, чем механические аналоги (которые принимают несколько миллисекунд для переключения).
6. Отличная производительность, многие приборы поставляются с таймером.

Составляющими прибора являются: три контактных провода для подключения к общей сети, магнитный пускатель, якорь.

Фото — Фотореле в разобранном виде

Видео: простое фотореле

Основные виды электроприборов

Любое контролирующее уличную освещенность фотореле имеет в своей схеме три блока с разным функционалом:

1. Воспринимающий – фотодатчик на базе полупроводников.
2. Промежуточный – усилитель электротока.
3. Исполнительный – как таковое реле (коммутатор).

Конструктивно первый из этих элементов может быть вынесен из общего корпуса. Но есть и устройства, где данный фоточувствительный сенсор смонтирован в едином блоке с остальными частями внутренней схемы этого электроприбора.

Благодаря компактности светочувствительный датчик можно монтировать даже на уличных столбах освещения, возле фонаря либо прямо на нем

Соответственно, все модели фотореле контроля освещенности делятся на:

• устройства со встроенным фотоэлементом;
• приборы с отдельным фотодатчиком, который вынесен из корпуса.

Оборудование, имеющее встроенный сенсор, устанавливается непосредственно на улице. Корпус его имеет более высокую защиту от влаги и пыли. Во втором случае коммутирующий блок монтируется на DIN-рейку во внутридомовом электрощитке. А вынесенный датчик к нему уже подключается посредством обычных проводов.

Помимо отслеживания уровня освещенности подобные контрольные системы нередко оснащаются встроенными сенсорами движения, таймерами и различными кнопками управления. В магазинах светотехники также можно встретить фотореле, которые построены на цифровых контролерах. Однако эти приборы стоят в несколько раз дороже обычных моделей.

Цифровые устройства дороги, но позволяют контролировать осветительные приборы более точно. Принцип работы бытовых фотореле и основные элементы идентичны тем, что имеются в стандартных девайсах.

Но эти варианты дополнены микроконтроллером, который можно отрегулировать так, что светильники будут включаться только в определенные часы. Это дает возможность более тонко настроить реле, увязав его работу с погодными условиями и даже месяцем года.

Принцип действия

На схеме показан принцип действия устройства. Фоторезистор PR1 уменьшает при повышении освещенности свое сопротивление до нескольких Ком, благодаря чему открывается фототранзистор VT2, который включает фотореле K1, и уже это устройство, в свою очередь, начнет передавать сигналы. Защищает схему от самоиндукции диод VD1. Благодаря такому принципу, даже очень слабые сигналы позволяют включать или выключать свет.

Фото — Схема фотореле

Главная рабочая часть — фотоэлемент, представляет собой газовую трубку, в которой производится ионизация газа. Она имеет катод, который способен вырабатывать электроны пропорционально интенсивности направленного к ней света, также трубка оснащена анодом для сбора электронов.

Фото — Фотореле

Всякий раз, когда отрицательно заряженная поверхность помещается в атмосферу ионизируемого газа, такого как пары ртути или какой-либо инертный газ, на неё переходят электроны. Там посредством использования теории скоростей Ферми-Дирака, электроны ускоряются в зависимости от силы приложенного электрического поля.

Фото — Фотореле TDM

Эти электроны перемещаются на относительно короткое расстояние до столкновения с атомом ионизирующего газа. Когда электрон, имеющий постоянную кинетическую энергию, проходит через ионизирущее вещество, он нарушает атомы, с которыми сталкивается. Также его траектория действия может периодически меняться. Если материал является газообразным, то полученные фрагменты или ионы могут перемещаться в противоположную сторону друг от друга. Но если электроны выбиты из атомов, то они двигаются в одном направлении, а остаточные положительные ионы — в противоположном. Выход типа ионизации или фотоэлемента зависит от числа электронов на аноде.

Именно перемещения электрических частиц в определенной последовательности и становится причиной переключения приспособления. Нужно сказать, что это особенно удобно для устройств с датчиком движения Finder, Legrand.

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

Применение фотореле

Главная миссия фотореле – облегчение человеческой жизни. Не царское это дело собственноручно свет включать, вот устройства и берут эту обязанность на себя. Изделия можно встретить повсюду: на улице, в жилых и служебных помещениях. Наиболее широко фоточувствительные реле распространены в схемах управления уличным освещением. Им можно доверить как фонари, так и декоративную и архитектурную подсветку, освещение дворов, парковок, стоянок, зоны обзора камер видеонаблюдения.
Фотореле помогают сэкономить на электричестве. Вырабатывать его они пока не научились, но снизить расход могут. Под управлением устройств светильники горят только когда действительно темно и не потребляют электроэнергию утром и днем, если оператор прозевал время гасить свет.

Разновидности фотореле

Производители предлагают фотореле нескольких видов. Деление производится на основе конструктивных особенностей: расположения датчика освещенности, наличия таймеров, регуляторов и других дополнений.
Фотореле со встроенным чувствительным элементом – это цельная конструкция в частично или полностью прозрачном корпусе, что связано с необходимостью доступа света к расположенному внутри датчику. Благодаря закрытости и простоте установки устройства этого типа чаще других используются в системах наружного освещения.
Реле с выносным фотоэлементом включает блок управления и датчик, присоединенный к нему при помощи проводника. Само реле монтируется в электрощит, а фотоэлемент размещается на улице. Расстояние между частями устройства не должно превышать 150 метров. Изделия данного типа отличаются высокой чувствительностью и скоростью срабатывания.

Фотореле с таймером используются для включения светильников в определенное время. Разные варианты исполнения позволяют задать график включений в зависимости от времени суток или дня недели, установить время задержки включения и отключения освещения.
Модели с регулятором чувствительности позволяют самостоятельно определить пороги срабатывания. Это удобно, если искусственный свет требуется не только ночью, но и днем, например, в пасмурную погоду.
Для реле с датчиком присутствия одной темноты недостаточно: устройства активны только при появлении в зоне действия движущегося объекта. Изделия чаще монтируются в помещениях, однако, встречаются и в системах уличного освещения.
857c5c3a-1136-4bbe-8e59-4a75118e0259 Быстрый просмотр328 руб./шт Артикул: LFR20-601-2200-003 Производитель: ИЭК

• Основные характеристики
• Тип товараВыключатель сумеречный
• Способ монтажаНакладной
• Сведения РАЭК
• Код545895
• КлассEC000189
• НаименованиеФотореле ФР 601 серый, макс. нагрузка 2200 ВА IP44 IEK

• Дополнительные характеристики
• Макс. коммутационная мощность (подключ. нагрузка)2 200
• ЦветСерый
• МатериалПластик
• Номин. напряжение230
• Вид/марка материалаПрочее
• Не содержит (без) галогеновНет
• Защитное покрытие поверхностиНеобработанная
• ПрозрачныйНет
• ВращениеНет
• Емкостная (C-) нагрузкаНет
• Единица измеренияшт
• Тип позицииСкладская
• Страна изготовителяКИТАЙ
• Кол-во в транспортной упаковке20

4e4b5181-9d94-42f5-ad27-57fd3c3ebb81 Быстрый просмотр1 848 руб./шт Артикул: EA01.001.013 Производитель: Евроавтоматика F&F (ФиФ)

• Основные характеристики
• Тип товараВыключатель сумеречный для распределительного щита
• Номин. напряжение230
• Модульная ширина2
• Кнопка вводаНет
• Серия производителя-
• Сведения РАЭК
• Код623662
• КлассEC001645
• НаименованиеAZ-112

• Дополнительные характеристики
• Диапазон регулировки освещенности, лк2…100
• Номин. коммутируем. ток, А16
• Макс. мощность ламп накаливания, Вт2000
• Макс. мощность люминесц. ламп, ВА1 000
• Макс. мощность люминесц. ламп (параллельно компенсир.), ВА750
• Макс. мощность люминесц. ламп (включение попарно), ВА1 000
• Номин. напряжение датчика освещенности, В24
• Способ монтажа датчика освещенностиВстраиваемый (-ая)
• Степень защиты (IP) датчика освещенностиIP65
• Степень защиты IPIP20
• Номинальная частота, Гц50
• Макс. коммутируем. ток при cos Ф = 0,62
• С программируемым ночным отключениемНет
• Макс. длина провода датчика освещенности, м50
• Класс защиты датчика освещенностиII
• Способ монтажаDIN-рейка
• Глубина монтажная, мм65
• Единица измеренияшт
• Тип позицииСкладская
• Страна изготовителяБЕЛАРУСЬ
• Кол-во в транспортной упаковке1

1d0d776a-45fd-4c19-a541-010543f9ae6a Быстрый просмотр4 038 руб./шт Артикул: A8001-77946602 Производитель: Реле и Автоматика

• Основные характеристики
• Способ монтажаНакладной
• Тип товараРеле контроля уровня (наполнения)
• Сведения РАЭК
• Код1782106
• Класс
• НаименованиеФотореле ФР-16В (встроенный датчик)

• Дополнительные характеристики
• Степень защиты IPIP40
• Ширина устройства68
• Высота85
• Глубина устройства48
• Единица измеренияшт
• Тип позицииЗаказная
• Страна изготовителяРоссия
• Кол-во в транспортной упаковке1

72d2b5bc-663a-457c-9e41-06f13b451384 Быстрый просмотр6 623 руб./шт Артикул: XUX5APANT16 Производитель: Schneider Electric

• Основные характеристики
• Макс. выход. ток 100
• Время срабатывания2
• Тип товараСканер оптический, мощный
• Серия производителя_
• Сведения РАЭК
• Код52296
• КлассEC001821
• НаименованиеФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК NO PNP XUX5APANT16

• Дополнительные характеристики
• Предварительное уведомление о недостаточностиНет
• С временными функциямиНет
• Макс. дистанция переключения, мм3000
• Тип напряжения DC (постоян.)
• Тип подключенияВинтовой зажим
• Материал корпусаПластик
• Конструкция корпусаПрямоуг. параллелепипед
• С рефлекторомНет
• Количество полупроводниковых выходов с сигнальными функциями1
• Тип переключающего (коммутационного) выходаPNP
• Тип функционал. переключателейНормально открытый (НО) контакт
• Длина датчика, мм77
• Ширина датчика, мм31
• Высота датчика, мм92
• Материал оптической поверхностиПластик
• Частота коммутируем. тока250
• С функцией контроля нижестоящих коммутационных аппаратовНет
• Номин. напряжение питания цепи управления Us постоян. тока DC, В12
• С блокировкой перезапускаНет
• Подходит для функций безопасностиНет
• Степень защиты IPIP65
• Температура эксплуатации, °C-25
• Тип светаИнфракрасный свет
• Аналог. выход 0…10 ВНет
• Аналог. выход 0…20 мАНет
• Аналог. выход -10В…+10 ВНет
• Аналог. выход 4….20 мАНет
• С другим аналог. выходомНет
• Способ настройкиРучная настройка
• Категория взрывобезопасности по газуНет (без)
• С коммуникационным интерфейсом AS-InterfaceНет
• С коммуникационным интерфейсом CANOpenНет
• С коммуникационным интерфейсом DeviceNetНет
• С коммуникационным интерфейсом EthernetНет
• С коммуникационным интерфейсом INTERBUSНет
• С коммуникационным интерфейсом PROFIBUSНет
• С коммуникационным интерфейсом RS-232Нет
• С коммуникационным интерфейсом RS-422Нет
• Единица измеренияшт
• Тип позицииЗаказная
• Страна изготовителяКИТАЙ
• Кол-во в транспортной упаковке1

Установка реле и заземление

В случае, если в квартире, доме или на улице применяется система заземления типа TN-S либо TN-C-S, электрическая схема питается от сети трехжильным кабелем (фазовый провод, нулевой, заземление). Но для подключения ламп при электропроводке типа TN-C, соединение будет отличаться только тем, что отсутствует проводник PE.

Регулировка производится согласно установкам производителя. Перед тем, как подключить светильник обязательно проверяйте паспорт, сертификат и патент продавца, чтобы потом не пришлось делать капитальный ремонт проводки в квартире. Желательно установить в распределительный щит (шкаф) отдельный автомат на этот контроллер.

Фото — Подключение фотореле ФР-601

Основы

Для включения магнитных пускателей и контакторов используют кнопочные посты. Это устройства, в которых есть 2 или 3 кнопки типа «Пуск» и «СТОП» или «Вперёд», «Назад» и «СТОП», есть и другие менее распространённые варианты. Кнопки эти представляют собой кнопку без фиксации с нормально-замкнутой и нормально разомкнутой парой контактов.

Пускатели и контакторы – это электромагнитные коммутационные приборы. Чтобы его силовые контакты замкнулись, нужно подать напряжение на катушку. Она притянет сердечник (якорь) на котором закреплены контакты (конструкция может различаться). Когда вы снимите напряжение с катушки – прибор отключится, и его силовые контакты разомкнуться.

Кроме силовых в этих приборах есть блок-контакты (обычно несколько их групп). Они не способны выдерживать большую нагрузку, а предназначены для реализации схемы самоподхвата и индикаций. Дело в том, что если просто через кнопочный пост подать напряжение на катушку – аппарат включится, но когда вы отпустите кнопку – сразу же отключится. Это нужно, например, в лебёдках и других грузоподъемных механизмах, но не в цепях, которые работают длительное время без остановок, как свет и электродвигатели вентиляционных систем.

Чтобы этого избежать и нужна схема самоподхвата – нормально-разомкнутый блок контакт подключают параллельно кнопкам «ПУСК» на кнопочном посту.

Обычно такие коммутационные аппараты используют для подключения к сети электроприборов большой мощности: тэнов, двигателей или как в нашем случае больших осветительных установок.

Как устроен механизм пускателя?

Прежде чем заниматься подключением магнитного пускателя, нужно понимать его схему комплектации: в нее входит сам прибор и пост (блок) с важнейшими контактами.

Хотя он не входит в основную часть схемы реле, при работе в схеме с дополнительными проводными элементами, например, с реверсом электродвигателя, нужно обеспечить разветвление проводов.

Здесь и необходим блок, который еще называют приставкой контактного типа к схеме.

Внутри такой приставки подключена контактная схема, которая плотно соединена с обычной контактной системой магнитного пускателя.

Такой механизм для трехфазного двигателя, например, состоит из двух пар замкнутых и двух пар разомкнутых контактов.

Чтобы снять блокирующую составляющую (при ремонте или подключении) достаточно отодвинуть специальные полозья, удерживающие крышку.

Схема состоит из двух частей: верхней и нижней. Кнопочный механизм для трехфазного двигателя легко различать по цвету. Например, кнопка «Стоп» имеет красный цвет.

В ней подключен размыкающий контакт, через который пройдет напряжение в схему. Кнопку, которая будет отвечать за запускание, окрашивают в зеленый.

В ней применяется замыкающий контакт, который при подключении проводит через схему электрический ток.

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя имеет обычно защиту от случайных нажатий.

Для этого устанавливают дополнительные боковые контакты, где при срабатывании одного — второй будет блокироваться.

Монтажная схема выполняется в пару действий, зато на практике получается удобный кнопочный механизм.

Система контактов на контакторе

Вне зависимости от типоразмера и производителя электротехники любой трехфазный контактор имеет стандартную схему контактов и их подключения. Для удобства монтажа все контакты имеют маркировку, указывающую на их предназначение. Маркировка наносится на корпус аппарата и выглядит следующим образом:

• А1 (ноль) и А2 (фаза) – контакты для управления включением и отключением контактора;
• Нечетные цифры 1, 3, 5 и маркировка L1, L2, L3 указывают на места ввода трехфазного питания;
• Четные цифры 2, 4, 6 и маркировка T1, T2, T3 указывают на места подключения проводов, идущих к потребителю тока;
• 13NO и 14NO это пара блок-контакта для обеспечения функции самоподхвата.

Контакт А2 продублирован в верхней и нижней части корпуса аппарата для удобства коммутации. С этой же целью верхнюю и нижнюю (нечетную и четную) группу силовых контактов также можно использовать для ввода или вывода питания. При монтаже контактора надо быть внимательным, иначе схема не будет работать.

Нельзя допускать неправильное подключение фаз. Если их перепутать при монтаже контактора, вы получите обратное вращение двигателя. Для этого предусмотрены два способа маркировки на изоляции жил кабеля – цифрами и цветом. Числам 1, 2 и 3 соответствуют цвета – желтый, зеленый и красный. Нулевой проводник имеет белый цвет или маркировку цифрой «0». Подключение силовых контактов не представляет никакой сложности. Главное – это правильное подключение управляющего напряжения через кнопочный пост.

Чем отличается контактор от магнитного пускателя?

Многих читателей могло покоробить от данного нами определения, в котором мы (сознательно) смешали понятия «магнитный пускатель» и «контактор», потому что в данной статье мы постараемся сделать упор на практику, нежели на строгую теорию. А на практике эти два понятия обычно сливаются в одно. Немногие инженеры смогут дать вразумительный ответ, чем же они действительно отличаются. Ответы различных специалистов могут в чём-то сходиться, а в чём-то противоречить друг другу. Представляем Вашему вниманию нашу версию ответа на этот вопрос.

Контактор — это законченное устройство, не предполагающее установки дополнительных модулей. Магнитный пускатель может быть оборудован дополнительными устройствами, например тепловым реле и дополнительными контактными группами. Магнитный пускателем может называться бокс с двумя кнопками «Пуск» и «Стоп». Внутри может находится один или два связанных между собой контактора (или пускателя), реализующими взаимную блокировку и реверс.

Магнитный пускатель предназначен для управления трёхфазным двигателем, поэтому всегда имеет три контакта для коммутации силовых линий. Контактор же в общем случае может иметь другое количество силовых контактов.

Устройства на этих рисунках правильнее называть магнитными пускателями. Устройство под цифрой один предполагает возможность установку дополнительных модулей, например теплового реле (рисунок 2). На третьем рисунке блок «пуск-стоп» для управления двигателем с защитой от перегрева и схемой автоподхвата. Это блочное устройство — тоже называют магнитным пускателем.

А вот устройства на следующих рисунках правильнее называть контакторами:

Они не предполагают установку на них дополнительных модулей. Устройство под цифрой 1 имеет 4 силовых контакта, второе устройство имеет два силовых контакта, а третье -три.

В заключение скажем: обо всех названных выше отличиях контактора и магнитного пускателя полезно знать для общего развития и помнить на всякий случай, однако придётся привыкнуть к тому, что на практике эти устройства никто обычно не разделяет.