Обзор уличных датчиков движения для включения света топ 3 и полезные советы

Принцип работы

  1. Фотоэлемент — основная рабочая часть в устройстве. Он состоит из трубки, наполненной газом. Внутри которой происходит процесс ионизации и катода, вырабатывающего электроны.
  2. Датчик контролирует и реагирует на поток света (степень освещенности). При сумерках, сигнал срабатывает и цепь замыкается. Включается свет. На рассвете, когда поток света возрастает, происходит разрыв цепи – свет гаснет.
  3. Чувствительность к интенсивности освещения регулируется. Выбирается оптимальный вариант срабатывания реле. Схема работает на постоянном токе, откликающемся на присутствие или отсутствие дневного освещения.

Как выбрать

 Офисные Светильники

Что нужно учитывать при выборе:

  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.

Прочие характеристики фотореле

Ещё одна очень важная, но редко принимаемая во внимание характеристика – диапазон рабочих температур фотореле

Метеорит72 - лучший интернет магазин светодиодного освещения! Товары высочайшего качества, безупречный сервис, широчайший ассортимент, отличные цены, гарантия. Посмотреть продукцию >>>

Важность этого параметра определяется тем, что в большинстве случаев при проектировании и монтаже систем управления уличным освещением, осуществляемом своими руками, датчики устанавливаются на улице, и чаще всего – на относительно большой высоте от поверхности земли

Устройства из самой доступной ценовой категории способны работать в довольно широком диапазоне температур – от -20 до +45 градусов. При необходимости использовать эти устройства автоматизации в более суровых климатических условиях можно монтировать фотоэлементы в прозрачные пластиковые боксы, которые будут играть роль своеобразных «термосов».

Еще одна значимая техническая характеристика реле – его рабочее напряжение. Самые распространенные модели – рассчитанные на работу с обычной сетью 220 В переменного тока. Намного реже используются приборы с рабочим напряжением 36, 24 или 12 Вольт – они используются в основном для работы в условиях очень высокой влажности.

Последняя характеристика фотореле – время задержки его срабатывания; может варьироваться от 1-2 секунд до нескольких минут и позволяет исключить включение освещения от случайных световых вспышек (например, фар проехавшего автомобиля).

Чувствительные элементы фотореле

Фотоны не обладают зарядом, но возбуждают ионы в атомной структуре веществ и порождают вторичное излучение, сопровождающееся двумя эффектами:

  • Волновыми колебаниями на видимой нами частоте спектра.
  • Возникновением электрического тока.

Последний феномен наблюдается только в том случае, если вещество обладает так называемой запрещенной зоной – энергетическим диапазоном, в пределах которого электрон не может активироваться – определенного размера.

Для примера: у металлов (проводников) такой зоны нет. А у диэлектриков она настолько велика (не менее 5 электронвольт), что электроны в них не могут активироваться никогда. Промежуточное положение между ними занимают так называемые полупроводники. Величина запрещенной зоны у них от десятых долей до трех электронвольт.

К веществам, которые способны активироваться под воздействием потока фотонов, относятся селенид и сульфид кадмия. На их основе строятся все чувствительные элементы фотореле, которые бывают трех типов:

 Светодиодная лента  Офисные Светильники
  • Фоторезисторы.
  • Фотодиоды.
  • Фототранзисторы.

Фоторезисторы

Эти элементы радиотехнической схемы делают из полупроводников с одним типом проводимости – электронным (p) или дырочным (n). Под действием света их электрическое сопротивление уменьшается, они начинают пропускать ток. Этот сигнал поступает на входной каскад транзисторного усилителя, после чего он подается на соленоид силового реле, коммутирующего управляемую цепь.

Фоторезисторы являются наиболее простым и потому часто употребляемым элементом чувствительных схем.

Фотодиоды

Состоят из двух полупроводников – электронного и дырочного типа. Под воздействием света электроны накапливаются в зоне n, а так называемые дырки (положительно заряженные ионы) в зоне p. В результате возникает разность потенциалов и начинает течь постоянный ток. Этот элемент может работать в двух режимах: фотогальваническом и фотодиодном.

Схема включения фотодиода (ФД) в гальваническом и диодном режиме представлена на рисунке ниже.

В первом случае к нему не подводится питающее напряжение и он сам является источником тока. Это свойство используется при создании солнечных батарей, состоящих из сотен и даже тысяч светодиодов. Во втором подается напряжение обратной полярности, которое его запирает. При облучении светом обратное сопротивление элемента резко падает, а сила тока, через него текущего, наоборот, возрастает.

Фототранзисторы

Бывают двух типов: n-p-n и p-n-p, что определяет направление тока, через него текущего. От обычного транзистора отличается не только открытым корпусом, но и отсутствием третьего вывода – базы. Этот элемент делается большего размера, поскольку он воспринимает световое излучение, которое является управляющим.

Может работать в двух режимах: фотоэлектрическом и усилителя. В первом случае коллектору питающее напряжение не подводится, а ток через него возникает вследствие воздействия света на базу. Коэффициент усиления имеет логарифмическую зависимость от силы света и измеряется в децибелах.

Виды фотореле

Многие виды выпускаемых моделей оснащены не только датчиками освещенности, но могут выполнять дополнительные функции. Выпускается несколько типов комбинированных фотореле для уличного освещения:

Оснащены датчиками движения. Наиболее распространённые модели — совмещенные с датчиками движения фотоэлементы, реагируют на движение в области действия. Датчик движения работает только ночью, при дневном свете его работа блокируется фотоэлементом;

  • Имеют таймер. Реле со встроенным таймером позволяет задавать время включения света в определенном интервале, при настройке можно задать время включения светильников только ночью, при сумерках с определенным интервалом. Еще одним преимуществом таймера является возможность совместить схему включения освещения с системой полива лужаек. При этом орошение газона будет происходить автоматически ночью в заданный временной интервал. Для безопасности можно подключить реле к части осветительной системы дома — свет будет включаться дома в определенное время, имитируя присутствие хозяев;
  • Таймер, датчик движения и фотоэлемент — такие комбинации встречаются довольно редко, они оснащены специальным табло. Могут включать свет при движении в любое время суток и в заданном интервале;
  • Программируемые устройства — можно задать программу, учитывая разное время года и погодные условия.

Выпускаются два варианта фотореле — наружные (герметичный закрытый корпус, размещаются на улице) и внутренние (установка внутри помещения на электрощите). Внутренние модели имеют переносной фотоприемник на двух длинных проводах для подсоединения к управляющему модулю.

МОНТАЖ ФОТОРЕЛЕ

Подключение фотореле могут затруднить ряд причин: существующая схема размещения осветительных приборов, ограниченность доступа к управляющим элементам, жёсткие нормативы времени включения светильников. Схема подключения фотореле зависит от конструкции используемого устройства. Нередко она изображена на самом приборе. А в техническом паспорте приложена подробная инструкция по подключению фотореле. В общем случае, схема подключения следующая.

Фотореле имеет несколько проводов. Их окраска может быть разной, но чаще всего они промаркированы синим (или зелёным), красным и коричневым (или чёрным) цветом, в некоторых случаях есть и буквенное обозначение: L — провод фазы, N — провод нуля, Load — провод нагрузки. Само устройство запитывается синим проводом (N — «нуль»). Он подключается к «нулю» распределительной коробки, как и нагрузка — осветительные лампы. Коричневый провод (L — «фаза») подводится к вводу фазы. Красный провод (Load — «коммутирующая фаза») предназначен для подключения к фазе, с которой ток идёт на лампы. Если мощность ламп, подключаемых к фотореле, превышает его мощность (например, при запитке протяженной улицы), нагрузка подключается через магнитный пускатель или контактор необходимой мощности.

Фотореле с двумя (или парными) выводами

Ввод фазы замыкают на соответствующую клемму на корпусе фотореле. Аналогично подключают «нуль». Нагрузка подводится к соответствующим выводам для «нуля» и фазы.

Фотореле с двумя выводами предназначено для управления одной лампой. Чтобы оно регулировало работу нескольких ламп, их соединяют в параллельную цепь и подключают, как было указано выше.

Основные конструктивные особенности реле

Основной конструктивный элемент любого реле освещения – фотоэлемент (непосредственно «фотодатчик»). В зависимости от способа его подключения к остальным элементам управления различают фотореле со встроенным и с выносным датчиком. Какое лучше? Вторые дороже и немного капризнее в монтаже, но значительно удобнее в эксплуатации.

Второй по очередности, но равнозначный по важности элемент конструкции – исполнительный «механизм», управляющий непосредственно отключением или подключением нагрузки к линии электропитания. Существует несколько типов таких «ключей»:

Существует несколько типов таких «ключей»:

  • Электромеханические — представляют собой, по сути, обычное электромагнитное реле (катушка с электрически «привязанными» к ней замыкающими-размыкающими контактами) небольшой мощности;
  • полупроводниковые – для управления нагрузкой используются тиристоры, симисторы или мощные транзисторы;
  • оптоэлектронные, позволяющие электрически «развязать» конструктивные элементы нагрузки и фотоэлемента.

Управление фотореле

Для того чтобы иметь возможность регулировать момент замыкания фотореле в зависимости от освещенности, используется два приема:

  1. В цепь фотоэлектрического элемента вводится переменный резистор, который регулирует ток через него.
  2. Используется так называемое опорное напряжение.

Первый наиболее прост, но он существенно ослабляет чувствительность прибора. Кроме того, не вполне логично сначала ослабить сигнал, а потом его усиливать для использования. Метод опорного напряжения заключается в том, что светочувствительный элемент включается по гальванической схеме. Возникший в нем ток сравнивается с опорным, текущим по независимой цепи. Для их сравнения используется компаратор.

Компаратор – это логический элемент схемы автоматики, работающий по принципу «Да – Нет». В основе его конструкции лежит операционный усилитель. Опорное напряжение вырабатывается отдельной схемой. Регулируется оно традиционным способом – реостатом.

Не работает фотореле что делать

Представим ситуацию, что новый сумеречный выключатель совместно с лампой проверен под нагрузкой и напряжением после распаковки на столе: замечаний нет.

После этого его смонтировали на выбранном месте, а в процессе постоянной эксплуатации начались чудеса: он перестает включаться, гаснуть или работает как-то странно. Разберем эти случаи подробнее.

Исправный датчик не включает светильник

Смотрим на самую простую схему подключения фотореле с лампочкой. Последняя загорится, если к ней подводится разность потенциалов фазы и рабочего нуля.

Поэтому необходимо проверить исправность обоих проводов. Обычно начинающие электрики ограничиваются проверкой потенциала фазы с помощью простого однополюсного индикатора напряжения в виде отвертки.

Работать надо мультиметром: перевести его в режим вольтметра и замерить величину напряжения на входных контактах светильника.

Когда его не будет, а индикатор показывает наличие фазы, то искать обрыв следует в цепочке подвода нуля. Такое тоже случается. Особенно часто это происходит со старыми алюминиевыми проводами, которые просто переламываются в критических местах после нескольких изгибов.

Вторая причина неисправности: перегорела или стряслась нить накала лампочки. Придется ее заменить.

Третий случай — настройки фотореле и датчика движения. Здесь придется правильно определиться с углами обзора по горизонтали и вертикали, а также учесть дальность действия схемы.

Почему не гаснет свет при исправном датчике

Причинами проявления неисправности могут быть:

  1. Перемещения людей или домашних животных в контролируемой зоне.
  2. Завышенная задержка времени электронного блока на отключение.
  3. Увеличенный уровень настройки регулятора яркости.
  4. Образование остаточного напряжения в блоке питания: отключите прибор и через 20 секунд повторно включите.

Произвольные включения

На работу датчиков оказывают влияние:

  • сильные электрические и магнитные поля от рядом работающего электрооборудования. Защититься от них можно сплошным заземленным экраном;
  • плохой контакт соединительных проводов;
  • повышенный нагрев электронных компонентов;
  • порывы ветра, воздействующие на ветки дерева, расположенного в зоне контроля;
  • атмосферные осадки (снег, град, дождь);
  • движение теплого воздуха от кондиционеров, вентиляторов.

Возможны и другие причины внешнего воздействия. Для их выявления придется внимательно оценить конкретные условия местности и расположение сумеречного выключателя.

Делаем для себя вывод: схема подключения фотореле для уличного освещения требует не только правильного монтажа, но и учета местных особенностей эксплуатации.

Фотореле что это такое

В повседневной жизни человек сталкивается с множеством технических приборов, облегчающих повседневную жизнь. Одним из таких устройств является фотореле, широко используемое во многих современных технических конструкциях.

О назначении данного устройства можно догадаться из его названия: «фото» — слово, связанное со светом, «реле» — переключение, вместе означает — переключение света, световой переключатель. Такая трактовка названия лишь частично соответствует его функциям — при использовании для уличного наружного освещения реле не только переключает свет, но срабатывает от света.

Основное назначение фотореле — замыкать и размыкать контакты в зависимости от уровня освещенности. Это способствует его использованию в любых точках, где необходимо включение света с наступлением темноты. Без светореле невозможно представить городское освещение улиц, удобно использование реле в различных жилых, хозяйственных помещениях для включения электричества с наступлением темноты. Но чаще в частной жизни людей реле используется для организации наружного освещения.

ФОТОРЕЛЕ

Ток светочувствительного элемента, изменяющийся под действием падающего на него света, мал. Но если этот ток усилить, а на выход усилителя включить электромагнитное реле, то получится фотореле — устройство, позволяющее при изменении силы света, падающего на его светочувствительный элемент, управлять различными другими приборами или механизмами.

Структурная схема такого автоматически действующего устройства и графики токов, иллюстрирующие его работу, изображены на рис. 254. Допустим, что фоторезистор R (на его месте может быть любой другой фотоэлемент) затемнен, например закрыт рукой. В это время (на графиках — участки ) ток цепи фотоэлемента и ток усилителя малы, а ток в исполнительной цепи вообще отсутствует, так как контакты реле разомкнуты. Если теперь открыть фотоэлемент или направить на него пучок света, токи фотоэлемента и усилителя резко увеличатся (на графиках — участки ), сработает электромагнитное реле и своими контактами включит цепь питания механизма исполнения. Но стоит снова затемнить фотоэлемент, как тут же разомкнется (или переключится) цепь исполнения.

Рис. 254. Структурная схема фотореле, в котором функцию светочувствительного элемента выполняет фоторезистор

Главное в работе реле — перепад тока, заставляющий срабатывать электромагнитное реле. При этом в зависимости от выбранного усилителя электромагнитное реле может срабатывать не при освещенном, а, наоборот, при затемненном фотоэлементе. Итог же один — свет, падающий на фотоэлемент, управляет цепью исполнительного механизма, которым могут быть электродвигатель, система освещения, приборы и многое другое.

Предлагаю для экспериментов и конструирования три варианта фотореле с разными светочувствительными датчиками.

Схема первого варианта фотореле приведена на рис. 255, а. В нем в качестве фотоэлемента используется маломощный низкочастотный транзистор V1 . Отбери транзистор с коэффициентом не менее 50 и с возможно меньшим током

Верхнюю часть корпуса транзистора осторожно спили лобзиком, а затем поверхность кристалла очисти от попавших на нее металлических опилок. Во избежание попадания пыли и влаги на кристалл корпус необходимо, закрыть тонкой прозрачной полиэтиленовой или лавсановой пленкой

Получается фототранзистор.

Как работает такой вариант фотореле? В исходном состоянии, когда светочувствительный элемент затемнен, оба транзистора закрыты. При освещении кристалла транзистора V1 обратное сопротивление его коллекторного перехода уменьшается, что ведет к резкому возрастанию тока коллектора. Этот ток усиливается транзистором V2. При этом реле , являющееся нагрузкой транзистора V2, срабатывает и своими контактами К1.1 включает цепь управления.

Регулировка фотореле сводится, к установке режимов работы транзисторов.

Разновидности

фотореле с таймером

Простые устройства имеют только светодиодный датчик. Работают в соответствии с настройкой, в определенное время суток, в зависимости от сезона. Свет включается и гаснет в назначенное время.

Большим функционалом обладают комбинированные приборы, они отвечают требованиям к применению с дополнительными возможностями:

  1. Совмещенный с датчиком движения. Эта комбинация срабатывает только на движение. Свет включается в нужный момент. При ненадобности он гаснет. Что весьма экономно расходует электроэнергию. В дневное время, он находится в заблокированном состоянии. Очень широко применяется.
  2. В комбинации с таймером. прибор настраивается на определенный промежуток времени. Свет горит только в самый нужный период. Нет необходимости освещать площадки в безлюдье. Экономия налицо.
  3. Фотоэлемент, совмещенный с датчиком передвижения и таймером (3 в одном). Имеет табло и настраивается в зависимости от потребностей. Применяется реже, т. к. дублирующие действия датчиков особо не нужны.
  4. Существуют устройства с программным обеспечением. Они немного сложнее предыдущих. Настраиваются различные комбинации освещения. Учитывается сезонная продолжительность дня; длительность периода освещения; реагирование на движение.

Тип фотореле может быть выносным. Используется для наружного освещения. Датчик расположен в герметическом корпусе.

Внутренний тип монтируется в электрощите. Датчик выносится наружу и с помощью двух проводов присоединяется к модулю устройства.

Астротаймер

Астрономический таймер — высокотехнологичный способ автоматизации управления наружным освещением. Как и фотореле, прибор включает и отключает свет вечером или утром, но вся эта процедура осуществляется без какого-либо участия человека. При его установке достаточно всего лишь ввести координаты местонахождения, установить дату и время. Всю дальнейшую работу будет осуществлять электроника, которая через GPS определяет время наступления ночи или рассвета в регионе в определенный день по календарю.

Преимуществом является исключение ложного срабатывания при пасмурной погоде или длительном попадании света на фотоприемник ночью.Устанавливаться прибор может в любой точке (ему не нужен внешний свет), предусмотрено смещение времени срабатывания в пределах двух часов. Единственный недостаток астротаймера — высокая цена от проверенных производителей.

Принцип действия прибора

Чтобы оценить целесообразность установки датчика освещенности, необходимо выяснить, как работает прибор.

Схема фотореле включает в себя:

  • светочувствительный датчик (например, фоторезистор);
  • устройство усиления тока;
  • выходное устройство.

Схема подключения датчика

Как взаимодействуют эти части прибора между собой, рассмотрим далее.

Вечером солнечных лучей, которые падают на фоторезистор (или другой элемент), становится меньше. Датчик реагирует на это, и прибор включается. Днем увеличивается уровень освещенности, и контакты размыкаются.

В современных моделях возможно также настроить диапазон срабатывания резистора или освещать улицу в случае обнаружения какого-либо движения (это реализовано благодаря наличию датчика движения).

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика