Фотореле для уличного освещения: принцип действия и способы подключения, виды, монтаж, пошаговая схема установки

Дополнение к осветительному прибору в виде фотореле позволяет снизить расход электроэнергии. Это небольшое и простое по конструкции устройство полностью берет на себя управление включением/выключением лампочек в зависимости от уровня освещенности на улице.

При наступлении сумерек фотодатчик для уличного освещения активизирует подсветку возле дома, а на рассвете выключает ее. Он прост в устройстве и эксплуатации, но перед приобретением оптимальной модели, надо многое предусмотреть. Мы расскажем, как подобрать идеальный вариант.

Фотореле для работы на улице

Это прибор со специальным встроенным фотосенсором, задачей которого является автоматическая активация системы включения и выключения освещения на улице. Девайс экономически целесообразен, поскольку работает в энергосберегающем режиме, включаясь только по требованию.

Для корректной работы прибора необходимо безошибочно выполнить установку и настройку. В результате правильной регулировки фотодатчик будет включаться только в темное время суток, днем он входит в режим ожидания.

Для правильного подключения датчика света необходимо знать устройство и принцип функционирования, разновидности, а также определиться с набором инструментов для его подключения. Помогут ознакомиться с нехитрыми аппаратами фото фотореле.

Принцип работы фотореле

Принцип действия фотореле основан на работе встроенного фотоэлемента. Анализируя мощность светового потока на улице, датчик включает и выключает искусственный свет. В дневное время – это изолятор, который размыкает электрическую цепь, а с наступлением сумерек – отличный проводник.

Конструкция прибора проста, легко входит в небольшой корпус, имеющий выводы для подключения к электросети.
Фотодатчик предназначен для решения множества задач, основной их которых является освещенность улиц в темное время суток.
Большинство устройств оснащены регулятором настройки определенных значений для светового потока, активизирующего систему освещения.
Если на регуляторе выставлено минимальное значение, фотореле замкнет контур поздно ночью, если максимальное – при незначительных сумерках, сразу после захода солнца. Наиболее приемлемым будет среднее значение, но для четкой работы настраивают несколько показателей.

Покупаем светильник на солнечных батареях

На современном рынке выбор светильников для работы на придомовой территории довольно велик. Не трудно и растеряться от такого разнообразия.

Мы подскажем, на что следует обратить внимание в первую очередь.

Мощность

От того насколько мощным будет источник света зависит и площадь освещаемого пространства. Современные реалии таковы, что покупатель уже знает преимущества светодиодных ламп. Для моделей, которые будут использоваться для подсветки дорог или художественного оформления сада мощные модели не нужны.

Для того чтобы лучше ориентироваться людям на машинах на территории загородных участков есть более мощные модели.

Чтобы облегчить ориентирование среди всего многообразия лампочек мы собрали в одну таблицу все лампочки:

светодиодные;
люминесцентные;
лампы накаливания.

И сгруппировали их по мощности:

Класс защиты

Так как предполагается, что наши светильники будут использоваться на улице, то параметр “Класс защиты” показывает насколько наш светильник защищён от воздействий внешней среды.

Нам важна характеристика прибора по классу IP.

Из таблицы хорошо видно, что для уличных светильников оптимальным будет класс защиты IP44, но можно и выше, а стоить будет дороже.

Но таблица только помогает подобрать нужный прибор с нужным классом защиты. А, вообще говоря, нужно сначала ориентироваться на климатические особенности местности, где этот фонарь будет установлен.

Материал корпуса

Вот тут трудно давать советы. Нет, конечно, чтобы наружное освещение больших территорий служило долго, нужнее прочные и долговечные материалы.

А если это декоративные светильники, то их корпус может быть изготовлен из чего угодно — металл, пластик, стекло да даже дерево. Тут важнее сами солнечные батареи. Они должны быть качественными.

Виды светильников и способы установки

Как уже говорилось, разнообразие светильником большое.

По виду и способу монтажа они разделяются на:

Грунтовые — в основном используются для оформления садовых тропинок, подсветки, как элемент декорации или ориентир. Длину и высоту ножек можно подобрать по своему вкусу.
Настенные — очень выгодно выделяют участок стены. Может применяться и как элемент подсветки придомовой зоны.
Подвесные — можно подвесить в любом месте придомовой территории. Монтировать либо на цепях, или на тросе и тому подобное.
Встраиваемые — углубляются в элемент конструкции. Служат как подсветка садовых дорожек или мест парковки.

Основные технические характеристики фотореле

Питающее напряжение для уличных фонарей составляет 220 В;
Ток коммутации зависит от количества подключаемых потребителей (определяется как отношение суммы мощности всех ламп к напряжению питающей сети) и не должен превышать 10 А для бесперебойной работы;
Диапазон мощности прибора 1-4 кВт в зависимости от активной или пассивной работы (режим ожидания);

Диапазон освещенности осуществляется регулятором. Питание датчика включается при нижней границе, соответствующей 2 лк (кромешная темнота) и при верхних значениях – 100лк отключается. Реальные значения работы лежат немного в другой области – 10-80 лк.

Принцип действия

Основной элемент в таких уличных светильниках — фотоэлементы, собранные в единую солнечную панель. Когда фотопанель ярко освещена солнцем, она начинает вырабатывать электрический ток. В принципе уже сейчас светильник начнет работать. Но зачем он будет работать днем? Поэтому схема дополняется аккумулятором.

Днем встроенный датчик освещённости перенаправляет энергию через диод на аккумуляторную батарею. Диод как бы запирает аккумулятор и не дает ему возможности работать в дневное время суток.

С наступлением темноты все тот же датчик освещенности уже не будет перекрывать питание светодиодов и открывает транзистор VD. Цепочка: аккумуляторная батарея → эммитер →коллектор транзистора → светодиодная панель начинает работать.

С рассветом, как только первые лучи солнца попадают на датчик освещенности, происходит отключение цепи питания осветителя и включается цепь подзарядки аккумулятора.

Конечно это упрощенное описание принципа работы уличных осветительных приборов на солнечных батареях. Промышленные образцы для освещения с применением фотопанелей, оборудованы сложной системой автоматики. А аккумуляторы дополнены инверторами, которые конвертируют постоянное напряжение от солнечных батарей в переменное для включения осветительных приборов.

От того насколько ярко работают уличные светильники зависит и продолжительность их работы. Когда наступает момент разрядки аккумулятора, система сама автоматически отключит питание светильника. Особенно это актуально в зимний период, когда светильникам просто не хватает светового дня для подзарядки аккумуляторов.

Естественно время включения уличных фонарей зависит от времени года. В зимний период они включаются ближе к 18-00 вечера, а летом в 2100–2200 часов вечера.

Еще один важный момент — сами фотоэлементы.

Как правило, в продаже можно встретить фотопанели, изготовленные на основе монокристаллического кремния. Они показали лучшие параметры по надежности и долговечности, чем экземпляры на поликристаллических фотоэлементах.

Основные виды датчиков света

Различают внешние и внутренние датчики. По конструктивным особенностям фотоэлемент находится либо внутри корпуса, либо вне его:

Внешний датчик. Механизм прибора делится на две секции – переключатель и фотоэлемент, соединенные в единый контур. Такой датчик освещения используют в сложных конфигурациях, поэтому важно хорошо разбираться в схеме щитка, активирующего и регулирующего работу уличного освещения;
Внутренний датчик. Наиболее часто встречающийся стандартный тип фотореле, внутри которого расположены фотоэлемент и таймер активирования. Благодаря ему происходит настройка включения и отключения прибора. В результате работы таймера освещенность на улице активируется в установленное время, что дает возможность не только снизить затраты на электроэнергию, но и увеличить ресурс использования самого аппарата.

Принцип работы

Фоторезистор. При облучении светом происходит изменение уровня своего сопротивления
Фототранзистор. В зависимости от интенсивности естественного освещения происходит регулирование выходящего сигнала
Фотодиод. Преобразует естественный свет, попавший на чувствительную к нему область, в электросигнал
Фотосимистор. Синхронизирует токи и выполняет функции передачи их к рабочим электродам
Фототиристор. Под действием света подключает фотореле к постоянному электрическому току, включая уличное освещение

Виды фотореле с дополнительными функциями

Наименование устройства
Выполняемые функции
Комбинированный фотоэлемент с таймером
Устройство позволяет выполнять настройку работы реле по времени. Освещение включается и выключается в определенные часы
Световое реле с датчиком движения
Прибор включается только в случае движения
Программируемые датчики
В данном варианте применяются комбинированные настройки

Освещение приусадебной территории должно быть организовано таким образом, чтоб отдых на участке был комфортным, а расход электроэнергии – рациональным. Для решения данной проблемы многие домовладельцы устанавливают возле дома, у бассейна, вдоль садовых дорожек и беседок, датчики со встроенными фотоэлементами.

Фотоэлемент регулирует интенсивность света уличных фонарей и светильников, что обеспечивает удобное управление освещением и эффективное использование электроэнергии.

Содержание

Фотоэлемент для уличного освещения: устройство и принцип действия видео
Преимущества использования фотоэлементов на приусадебном участке
Виды фотодатчиков и особенности их применения
Советы по выбору фотоэлементов для освещения участка видео
Установка фотореле для уличного освещения своими руками
последовательность подключения фотодатчика видео
варианты применения фотодатчиков

Фотоэлемент для уличного освещения: устройство и принцип действия

Фотоэлемент – это устройство, преобразующее солнечную или световую энергию в электрическую. Преобразование солнечного света происходит благодаря полупроводниковым материалам, из которых изготовлены фотоэлементы. Обычно это: аморфный кремний, теллурид/сульфид кадмия, тонкопленочный кристаллический кремний.

В первое время фотоэлемент использовался только для проведения научных опытов, сегодня же инженеры усовершенствовали фотоэлемент, и нашли ему практическое применение.

К фотоэлементу подсоединили ламповый усилитель и реле управления электрическим током. Такое устройство получило название фотодатчика, и начало активно использоваться в повсеместной жизни и на производствах.

Принцип работы фотодатчика (фотореле) уличного освещения следующий:

На катод фотоэлемента попадают солнечные лучи.
Фотоэлемент преобразует энергию солнца в электроэнергию.
Электроэнергия, проходя через ламповый усилитель, приводит в действие реле.
Реле срабатывает и реагирует включением/выключением света подключенных к нему электроприборов.

Внешне, современный фотоэлемент, напоминает обыкновенную электрическую лампочку. Корпус фотодатчика может быть прозрачным или полупрозрачным со встроенным окошком.

Датчики настраиваются на определенную волну инфракрасного или ультрафиолетового излучения. Большинство моделей оснащаются дополнительным приспособлением, которое защищает фотодатчик от ненужных реакций на помехи (свет от фар автомобиля).

Диапазон светочувствительности можно отрегулировать в зависимости от места размещения фотодатчика. То есть освещение у бассейна может автоматически включаться, едва лучи солнца скроются за горизонтом, а фонари вдоль дорожек – с наступлением сумерек.

Преимущества использования фотоэлементов на приусадебном участке

Применение фотоэлементов для уличного освещения имеет ряд существенных преимуществ:

Удобное управление освещением на придомовой территории.
Возможность контролировать интенсивность освещения разных зон участка.
Существенная экономия затрат на оплату электроэнергии. Особенно актуально при установке фотоэлементов с датчиками движения.
Длительный срок службы фотоэлементов.
Фотодатчики компакты и хорошо «впишутся» в экстерьер загородного дома и ландшафт сада.
Легкость монтажа фотодатчиков. Провести установку можно самостоятельно, четко следуя инструкции.
Доступная цена фотодатчика.

Виды фотодатчиков и особенности их применения

Типы фотодатчиков для освещения улицы можно разделить на несколько групп:

Фотодатчики с фотоэлементом внутри корпуса. Работают в автоматическом режиме: с наступлением сумерек свет включается, а при восходе солнца – выключается. Защитный корпус фотодатчика – прозрачный.
Фотодатчики с фотоэлементом и таймером. Есть возможность регулировать интенсивность освещения в зависимости от времени суток. Работу устройства можно запрограммировать на определенный период: неделю, месяц, год. На даче удобно использовать датчики, программируемые на отдельные дни недели, например, отменить освещение в будни, а на выходные – активировать работу фонарей и светильников.
Фотодатчик с регулируемым порогом срабатывания. Датчик оснащен ручкой, с помощью которой можно регулировать допустимый порог срабатывания механизма. Работа такого фотоэлемента не будет зависеть от климатических и погодных условий региона, а также от времени года.
Фотореле с выносным фотоэлементом. Устанавливать фотоэлемент можно на расстоянии не более 150 метров от корпуса датчика. Блок устройства находится в безопасном месте (монтируется в электрический щиток).
Фотоэлементы со встроенным датчиком движения. Освещение включается при фиксации датчиком каких-либо перемещений на участке.

Фотоэлементы для освещения со встроенным таймером – наиболее дорогие, но их режим работы позволяет добиться существенной экономии на оплате счетов за свет

Советы по выбору фотоэлементов для освещения участка

Рынок предлагает широкий ассортимент фотоэлементов с разными техническими характеристиками, разными возможностями и от разных производителей. При выборе фотодатчика необходимо руководствоваться основными критериями качества:

Высокие требования предъявляются к корпусу фотодатчика. Он должен быть герметичным и крепким.
Период срабатывания. Многие модели реагируют на изменение освещенности в течение 5-30 секунд.
Диапазон рабочих температур. Выбор зависит от климатических условий региона, большинство датчиков имеют диапазон от – 25°С до + 50°С.
Фотодатчик обязательно должен иметь защиту от ложных срабатываний и потенциометр.
Фотоэлемент надо выбирать с учетом мощности, потребляемой электролампой. В продаже есть готовые комплекты, в которых фотоэлемент уже подобран к подходящей по мощности электролампе.
Устройство с выносным фотоэлементом более сложно при монтаже – это необходимо учитывать, планируя самостоятельно установить фотодатчик.
Необходимо учесть среднегодовую влажность воздуха в регионе размещения фотоэлемента. При необходимости – купить фотодатчик с повышенной защитой от неблагоприятных погодных условий.

Установка фотореле для уличного освещения своими руками

правила размещения фотореле

При установке фотоэлемента обязательно надо учитывать следующие:

Фотореле запрещено устанавливать вблизи горючих и легковоспламеняющихся материалов, около химически активной среды.
Устройство устанавливается основанием вниз.
Напряжение питающей сети должно быть 220 В, допустимое отклонение ± 10%.
На фотоэлемент не должен падать свет от включенного фонаря или светильника.
Рабочая поверхность устройства не должна находиться в тени деревьев, иначе фотодатчик будет работать не правильно.
При подключении фотодатчика, необходимо следовать схеме, указанной на коробке от устройства.

последовательность подключения фотодатчика

Перед установкой, необходимо проконтролировать, чтоб мощность осветительных приборов не превышала мощность фотореле. Лучше покупать фотодатчик с 20%-ным запасом мощности

Порядок установки и подключения следующий:

На стену дома монтировать кронштейн для размещения фотоэлемента.
К фотореле прикрепить навес и установить его на кронштейн.
Читайте также: Ветрогенератор для частного дома: устройство, виды, обзор лучших предложений
Из фотореле выходит три провода:
синий – нулевой;
красный – выносной провод, подводящий к лампе.
Провода соединить в распределительной коробке. Как подключить фотоэлемент указано на схеме. Для соединения можно использовать тройные клемники.
В распределительный щит желательно установить отдельный автомат для этого контролера.
Для проверки правильности соединения нужно подключить пускатель к сети, и посмотреть будет ли работать фонарь или прожектор.

варианты применения фотодатчиков

При обустройстве уличного освещения, фотодатчик можно применять двумя способами:

Устанавливать фотоэлемент для каждого фонаря. Этот вариант необходимо применять, если для каждого светильника предусмотрено личное питание, например, солнечная батарея. В этом случае сложнее будет добиться синхронного включения/выключения фонарей. Одни могут находиться в тени деревьев, другие – на ярком свету. Постоянно надо контролировать чистоту оптика каждого датчика – при запылении, фотореле не будет срабатывать.
Установка одного датчика фотоэлемента для всех фонарей – более удобный вариант уличного освещения. Применяется, когда все фонари, расположенные вдоль дорожки и на участке подсоединены к единой электрической цепи с отдельным рубильником. Датчик устанавливается на первом фонаре. Цепь постоянно замыкается за счет рубильника, но из-за высокого сопротивления в фототранзисторе, ток не идет по ней. При наступлении темноты, сопротивление падает, и цепь полностью замыкается – все фонари одновременно загораются.

Использование фотоэлементов на приусадебном участке – удобный и экономный способ организации уличного освещения. При выборе фотодатчика необходимо учитывать ряд факторов: расположение и мощность фонарей, время пребывания на участке (постоянное или сезонное), наличие дополнительных функций (таймер, датчик движения). Правильно подобранный фотоэлемент и грамотная его установка – залог длительной и бесперебойной работы всей системы освещения придомовой территории.

Автор: Сергей и Светлана Худенцовы

Астротаймер

Прибор, запрограммированный для разных часовых поясов, реагирующий на восход или закат солнца. Для работы выбирается определенный пояс, и устройство срабатывает автоматически. Не зависит от места установки

Усвоив информацию о разновидностях датчиков, необходимо изучить теорию о том, как подключить фотореле.

Где поставить

Место для установки выбирается так, чтобы на фотоэлемент не попадал свет от лампы, из окна, рекламного щита. При расположении дома у проезжей части на прибор не должен направляться свет фонарей проезжающих машин. Выбор места ограничивают требования по высоте – 1,8-2 метра от земли (если установить выше, для регулировки потребуется табуретка/стул или лестница/стремянка).

Решение этой проблемы облегчается при использовании некоторых хитростей. Фотодатчик можно оградить отрезком черной пластиковой трубы соответствующего диаметра длиной 15-20 см. Угол подпиливания – 30-45о от столба или стены. Если прожектор один, фотореле размещается с другой стороны столба. Параметры подстраиваются точнее, если датчик размещен на западной или восточной стороне.

Возможные схемы подключения

Установку датчиков освещения, как правило, осуществляют поблизости от источника света, работу которого они должны активировать и регулировать.

Чтобы прибор работал правильно, искусственный свет не должен на него попадать.

Важно безошибочно подключить контакты, выходящие из корпуса фотореле.
Синий проводник показывает на нуль, кроме того, через него идет подключение провода от устройства освещения.
Красный осуществляет регулировку датчика и проводится к потребителю через внутренний регулятор.
Для активирования аппарата от тока сети используется коричневый провод (фаза).

Иногда при употреблении системы освещения схема содержит дополнительный проводник, выполняющий роль заземления. Подключается он напрямую на лампу или прожектор.

Маркировка проводников может различаться в зависимости от производителя, но подключение нуля и фазы всегда имеет одинаковый алгоритм. Поэтому схема подключения фотореле своими руками не будет выглядеть сложным процессом. Подсоединить устройство к освещению можно без специфических навыков.

Выводы и полезное видео по теме

Установка светодиодного прожектора продемонстрирована в следующем видео:

Светодиодный прожектор – яркий и экономичный осветительный прибор, идеально подходящий как для промышленных помещений, так и придомовой территории, строительных площадок и любых охраняемых территорий. Наличие датчиков движения и уровня освещенности значительно расширяет функционал прибора, позволяя не просто освещать нужную зону, но и вовремя узнавать о том, что на объект проникли посторонние.

А вы уже пользуетесь светодиодным прожектором или только выбираете подходящий вариант? Если используете, поделитесь своими впечатлениями с другими нашими читателями — форма обратной связи расположена ниже под этой публикацией. Если у вас есть вопросы, задайте их нашим экспертам.

Пошаговая инструкция подключения фотореле

При монтаже системы уличного освещения поможет инструкция, которая подскажет, как быстро и правильно провести работы:

Установить распределительный щиток. Монтаж обычно проводится на стене.
Подключить фотореле, используя схему из прилагаемой к прибору техдокументации. Установить кронштейн для крепежа в месте, где на фотоэлемент падают солнечные лучи, исключая иные источники света.
Откорректировать систему с применением регулятора – выбрать показатели реагирования датчика света на определенные изменения освещенности.
Установить регулятор на внешней части с требуемыми характеристиками: диапазон срабатывания 5-10 лк; мощность – 1-4 кВт, ток коммутации не более 10 А.

В зависимости от трудности монтажа, реле подразделяются на несколько разновидностей. Наиболее распространенным считается образец со встроенным таймером. Последовательность установки у всех фотореле одинакова, важно выявить нуль и фазу.

Плюсы и минусы управляемого светодиодного освещения

Прожекторы часто используются в уличном освещении различных объектов. Кроме частных домов, в этот перечень входят промышленные предприятия, стоянки автомобилей, пешеходные переходы, тоннели, мосты и т.д. Светодиодные прожекторы с датчиком освещенности нередко включаются в систему резервного или аварийного освещения.

Светодиодные прожекторы приобрели широкую популярность, благодаря многим положительным качествам. Среди них можно отметить следующие:

Высокие экономические показатели, начиная от расхода электроэнергии и заканчивая сравнительно низкой стоимостью, простая схема подключения.
Продолжительный срок эксплуатации в несколько раз превышающий этот показатель у аналогичных моделей с другими источниками освещения.
Хорошая переносимость нагрузок и механических воздействий, в том числе и вибрации.
Светодиодный уличный прожектор не требует регулярного обслуживания и частой замены ламп.
Обладают высокой интенсивностью свечения, что является важным фактором при освещении улиц в ночное время.
Могут работать в широком температурном диапазоне, от минус 60 до плюс 50С. Оборудованы защитой от влаги и пыли.

Однако, совместное использование прожекторов с датчиками освещенности, делает преимущества и недостатки этих систем примерно одинаковыми.

К основным плюсам можно отнести следующие:

Отпадает необходимость в использовании выключателя и других средств коммутации.
Возможность распознавать сенсором интенсивность освещения. Включение устройства происходит лишь в темноте, а в дневное время светильник остается в выключенном состоянии.

Фото фотореле для уличного освещения

Поделитесь с друзьями