Как подключить фотореле для уличного освещения

Конструкция самодельного сумеречного выключателя

Фоторезистором в схеме блока управления используется прибор ФСК-Г7Б, представленный на принципиальной схеме элементом R9.

В качестве компаратора выбрана микросхема К554СА3 —элемент DD1. Размеры ее корпуса в миллиметрах представлены нижерасположенной картинкой.

Исполнительным органом схемы управления работает электромагнитное реле Р1 малогабаритной конструкции серии РП-21 с номинальным напряжением обмотки на 24 вольта.

При выборе мощности светильника следует учитывать, что номинальный ток контактов рассчитан на 5 ампер. Бо́льшие нагрузки следует подключать через повторители мощности.

Возможное расположение электронных компонентов схемы управления, совмещенной с блоком питания бестрансформаторной конструкции представлено на картинках двухсторонней печатной платы.

Номиналы деталей платы

Все основные электрические характеристики конденсаторов, резисторов и диодов предлагаемой схемы сумеречного выключателя сведены в таблицу.

№ п/п	Обозначение	Характеристики	Примечание
Конденсаторы
1.	C1	250В — 1 мкФ
2.	C2	50В — 1000 мкФ
Резисторы
3.	R1	0.39 кОм
4.	R2	0,27 кОм
5.	R3	1мОм
6.	R4	5,1 Oм
7.	R5	5,1 Oм
8.	R6	0,27 кОм
9.	R7	1 кОм
10.	R8	1,5 кOм	Для опорного напряжения
11.	R9	Фоторезистор ФСК-Г7Б
12.	R10	47 кОм
13.	R11	47 кОм
Диоды
14.	VD1—VD4	КЦ405И
15.	VD5	Д226Б
16.	VD6	АЛ307 МБ	Зеленый светодиод
17.	VD7	АЛ307 ВМ	Красный светодиод

На основе предложенного материала вы можете собрать автоматику сумеречного выключателя своими руками, успешно эксплуатировать его в домашней проводке.

А в заключение статьи рекомендуем посмотреть видеоролик по уроку пайки. Даже если вы давно занимаетесь подобной работой, то все равно сможете пополнить свои знания по этому вопросу.

Возможно, что у вас остались неясные вопросы: спрашивайте. Для этого создан раздел комментарии.

Статья
Видео

Одним из основных элементов автоматики в уличном освещении, наряду с таймерами и датчиками движения, является фотореле или сумеречное реле. Назначение данного аппарата — включение уличного освещения, и не только, при наступлении темного времени суток, без участия человека. Благодаря автоматизации и промышленным масштабам современного производства, в настоящее время стоимость сумеречного выключателя составляет десятки центов, за готовое устройство. В данной статье мы разберем устройство сумеречного выключателя и нюансы его подключения, а также расскажем, как сделать фотореле своими руками.

Где применяется схема с проходными выключателями?

Представим ситуацию, когда вы уже ложитесь спать, свет в спальне включен. Чтобы погасить лампу, вам нужно подняться c кровати и дойти до определённого места, где расположен выключатель. Согласитесь, было бы гораздо удобнее, если бы второй пульт управления находился где-нибудь у изголовья кровати. Это самый простой пример, почему такая схема может понадобиться.

Чаще всего проходные выключатели устанавливают…

В длинных коридорах. Удобно осветить отдалённый участок, находясь в начале коридора, а затем выключить свет, когда коридор пройден.
В домах с несколькими этажами. Заходя в холл, хозяин может включить свет сразу в нужном ему месте.
В гараже. Включив освещение из дома, не придётся искать в темноте переключатель, натыкаясь на предметы вокруг.
На приусадебном участке. Можно включить подсветку в тёмное время суток не выходя из дома.
У изголовья кровати или дивана. Удобно управлять освещением комнаты, не вставая.

Что это такое

Сумеречный светочувствительный выключатель или фотореле – это устройство, которое выключает или включает свет в зависимости от уровня освещенности. Прибор является очень удобным в использовании и имеет целый ряд преимуществ перед классическим выключением света:

Полная автоматизация процесса. Как только уровень солнечной активности снижается до определенного предела, датчик это распознает и включает свет;
Экономия электроэнергии. Светильник будет гореть только до того момента, пока уровень солнечных лучей снова не повысится. Это позволяет сразу после рассвета отключать свет в различных общественных местах – подъездах, арках, площадях и т. д.;
Возможность установки индивидуальных параметров включения – выключения. С такими целями используется программируемый сумеречный выключатель со встроенным таймером. Он позволяет изменять настройки, установив определенное время включения лампы и т. д.;
Любой фотовыключатель можно выключить вручную. Иногда случаются непредвиденные ситуации, во время которых устройство прекращает контролировать систему освещения. В таком случае, реле света требуется выключить при помощи стандартного переключателя. Не во всех датчиках есть подобная функция.

Фото — датчик Steinel NightMatic Его аналогом является автомобильный световой датчик, который встраивается в лобовое стекло. Он необходим для автоматического включения фар при заезде в тоннель, подземку или лес.

Самое простое фотореле

Две схемы наиболее простых фотореле показаны на рис. 3.5 и 3.6. Первой рассмотрим схему на рис. 3.5.

На транзисторах VT1 и VT2 собран эмиттерный повторитель. Такое схемное решение позволяет усиливать незначительный входной ток (сигнал) для управления нагрузкой с током потребления до 50 мА. В качестве нагрузки транзисторного каскада применяется маломощное электромагнитное реле К1 на рабочее напряжение, соответствующее напряжению питания узла. Для напряжения питания +12 В подойдет реле РЭС15 (паспорт РС4.591.004) или РЭС10 (РС4.524.302). Диод VD1 препятствует обратному току через обмотку реле. Источник питания для данного узла любой, в том числе бестрансформаторный. Чем больше напряжение питания схемы — тем чувствительнее она к световому потоку.

Рис. 3.5. Чувствительное фотореле на транзисторах

Световой поток, воздействующий на фоторезистор PR1, уменьшает его сопротивление до единиц кОм. Благодаря этому транзистор VT1 приоткрывается. Протекающий через переход эмиттер—коллектор ток открывает транзистор VT2. Многократно усиленный ток оказывается достаточным для срабатывания реле К1. Реле (подразумевается) своими контактами замыкает цепь нагрузки. Ток в цепи нагрузки не должен превышать максимального тока, указанного в паспортных данных реле. Для РЭС15 он составляет 0,2 А.

В вышеописанном случае чувствительность узла максимальна. В схему можно ввести узел регулировки на переменном резисторе R1 (показан пунктиром). Тогда в нижнем (по схеме) положении движка переменного резистора R1 чувствительность узла минимальна (равна нулю, так как транзисторы заперты), а в верхнем (по схеме) положении движка R1 — чувствительность стремится к максимальной.

На рис. 3.6 представлена аналогичная схема с транзистором прямой проводимости (р-п-р). Принцип ее работы тот же. Однако следует заметить, что чувствительность второй схемы будет ниже, чем первой, из-за применения в первом варианте эмиттер- ного повторителя, но все равно достаточной для применения фотореле в бытовых условиях.

Каждый радиолюбитель может поэкспериментировать с этими схемами. При направлении светового потока на рабочую поверхность фоторезистора (например, от настольной лампы) срабатывает реле. Это можно услышать по характерному щелчку. При загораживании светового потока, например рукой, реле (и нагрузка) обесточиваются.

Рис. 3.6. Второй вариант транзисторного фотореле

На основе этих простейших узлов можно конструировать приборы любой сложности, от фотореле до охранных систем. Именно по такому принципу работают турникеты в метро.

Вместо фоторезисторов можно применять термисторы — терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Теперь датчик будет реагировать не на свет, а на изменение температуры. Следует учитывать инерционность изменения сопротивления в зависимости от температуры среды в большинстве популярных и доступных приборах типа KMT, ММТ.

Вместо указанных кремниевых транзисторов подойдут также любые маломощные кремниевые и германиевые приборы. Хорошие результаты (по уровню чувствительности) удалось получить при использовании в этих схемах, соответственно, германиевых приборов МП35 и МП41. Германиевые транзисторы имеют изначально высокий начальный ток, но это не мешает использовать их именно в этой разработке. Такие транзисторы ненужным «хламом» лежат в запасниках радиолюбителей. Они могут еще найти полезное применение. Чем выше коэффициент передачи тока транзисторов И21э — тем чувствительнее оказывается весь электронный узел. Для большей чувствительности также можно соединить несколько фоторезисторов параллельно друг другу.

В литературе для радиолюбителей описано множество различных по сложности схем (включающих датчики в виде фото- и терморезисторов), со сложными усилительными каскадами и с применением микросхем, но на самом деле для большинства самодельных приборов в быту вполне подходят такие простые варианты, которые представлены на рис. 3.5 и 3.6.

Tweet Нравится

Предыдущая запись: Источники тока, батареи, аккумуляторы
Следующая запись: УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НЧ 80 Вт

Коммутатор нагрузки из электромеханических будильников (0)
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО РАДИОПРИЕМНИКА (0)
УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКИ АККУМУЛЯТОРОВ (0)
УСТРОЙСТВО ЗАРЯДА И КОРРЕКЦИИ ДЛЯ НИКЕЛЬ-КАДМИЕВОГО АККУМУЛЯТОРА (0)
ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕСКОЛЬКИХ ЛИТИЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (0)
ИНДИКАТОР УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА ПИТАНИЯ (0)
ИНДИКАТОР СТАТУСА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ (0)

Конструкция реле

Основным элементом реле является фотодатчик, в схемах могут применяться фоторезисторы, диоды, транзисторы, фотоэлектрические элементы. При изменении освещенности на фотоэлементе изменяются его свойства, такие как сопротивление резистора, изменение состояния P-N перехода в диодах и транзисторах, а также изменение напряжения на контактах фоточувствительного элемента. Далее сигнал детектируется усилителем и компаратором и происходит переключение выходного каскада, коммутируя или отключая нагрузку. В качестве выходных управляющих элементов используют реле или симисторы.

При подключении фотореле необходимо ознакомится с инструкцией, в частности максимальная мощность выходного узла, обратить внимание на тип ламп освещения (накаливания, газоразрядные, светодиодные лампочки)

Важно знать, что реле освещения с тиристорным выходом не смогут работать с энергосберегающими лампами, для этого не предназначенных, и устанавливаться в диммеры с регулировкой светового потока лампы. Это нюанс необходимо учитывать, чтобы не остаться с вышедшими из строя лампочкой и фотореле

Это нюанс необходимо учитывать, чтобы не остаться с вышедшими из строя лампочкой и фотореле.

Если с этим разобрались, рассмотрим несколько схем для самостоятельной сборки сумеречного выключателя в домашних условиях. Для примера разберем, как сделать симисторный ночник с фотоэлементом.

Принцип работы

Разберем, как работает фоторезистор?

Когда он неактивен это, по сути, диэлектрик. Чтобы устройство начало проводить ток на него должно быть оказано внешнее воздействие. Тепловое или, как в нашем случае, световое.

Фотоны света, попадая на активный слой, насыщают его электронами, и теперь появляется способность пропускать электрический ток. Возникает прямая зависимость, которую можно отобразить на графике.

Из графика хорошо видно, что чем больше образуется электронов, тем меньшее электрическое сопротивление у полупроводника. На этом свойстве фоторезистора и основан принцип его работы.

Причем эффект образования электронов способен вызвать как видимый спектр излучения так и инфракрасный. В последнем варианте они способны создавать значительно большую энергию.

Восприимчивость фоторезистивного слоя можно поднять за счет легирования его различными добавками. После такой обработки уменьшаются фотосопротивления, но повышается фоточувствительность в видимых спектрах света.

Этим элементам характерен процесс старения. Он выражается:

в снижении омического сопротивления;
изменяется фототок;
растет чувствительность.

Этот процесс непродолжительный по времени — до нескольких сотен часов и потом параметры становятся стабильны.

Области применения

Основное назначение рассматриваемых в статье фотореле — организация автоматического включения искусственного освещения при отсутствии естественного. Но находят они применение и в других задачах;

орошение газона и полив домашних растений. Прибор подключается к системе орошения, и она начинает работать по утрам или вечерам, в зависимости от настроек;
подключение датчика света полезно в создании «умного дома». Такой сенсор — важный элемент экосистемы smart home и обеспечивает периодическое включение-выключение света, автоматическое перекрытие воды по таймеру и прочие действия по желанию владельца;
реализация проектов, где от оборудования требуется выполнение некоторой команды при достижении установленного порога освещения — сигнализации, автоматические счетчики, системы автоматизированной фото-видеосъемки, и так далее. Фотодатчики распространены на конвейерах, где с их помощью происходит подсчет произведенной продукции;
автоматизация лабораторных процессов;
контроль температуры в помещении или уровня нагрева жидкости с фотореле. При достижении ртутным столбом термометра определенной точки он пересекает падающий на фотоэлемент световой луч, вызывая срабатывание реле выключения нагрева или включения вентилятора;
автоматическая школьная сигнализация оповещения о переменах. Замыкая проделанные в определенных местах световые отверстия, минутная стрелка вызовет срабатывание звонка;
реализация «умных» питьевых фонтанчиков и водопроводных кранов, открывающихся при поднесении к ним рук (которые перекрывают падающий на фотосенсор свет);
животноводство — имитация режима «день-ночь» в местах содержания животных;

Инструкция по сборке

Это самая элементарная схема фотореле из нескольких деталей: симистора Quadrac Q60, опорного резистора R1, и фото элемента ФСК:

При отсутствии света симисторный ключ открывается полностью и лампа в ночнике светит в полный накал. При увеличении освещенности в помещении происходит смещение напряжения на управляющем контакте и меняется яркость светильника, вплоть до полного затухания лампочки.

Обратите внимание, что в схеме присутствует опасное для жизни напряжение. Подключать и тестировать ее необходимо с особой аккуратностью. А готовое устройство обязательно должно быть в диэлектрическом корпусе

А готовое устройство обязательно должно быть в диэлектрическом корпусе.

Следующая схема с релейным выходом:

Транзистор VT1 усиливает сигнал с делителя напряжения, который состоит из фоторезистора PR1 и резистора R1. VT2 управляет электромагнитным реле К1, которое может иметь как нормально разомкнутые, так и нормально замкнутые контакты, в зависимости от назначения. Диод VD1 шунтирует импульсы напряжения во время отключения катушки, защищая транзисторы от выхода из строя из-за бросков обратного напряжения. Рассмотрев данную схему, можно обнаружить, что ее часть (выделенная красным) по функционалу близка к готовым сборкам релейного модуля для ардуино.

Слегка переделав схему и дополнив ее одним транзистором и солнечным фотоэлементом от старого калькулятора, был собран прототип сумеречного выключателя — самодельное фотореле на транзисторе. При освещении солнечного элемента PR1, транзистор VT1 открывается и подает сигнал на выходной релейный модуль, который переключает свои контакты, управляя полезной нагрузкой.

Если у вас остались вопросы, то посмотрите видео, на которых также подробно рассказывается, как сделать фотореле своими руками:

Вот, собственно и вся информация о сборке фотореле своими руками. Надеемся, предоставленные схемы и видео уроки помогли вам сделать сумеречный выключатель из подручных средств!

Наверняка вы не знаете:

Как сделать датчик движения
Схема подключения прожектора с фотореле
Как собрать реле времени своими руками

Как сделать (лазерный/с фотоэлементом)?

Сборка датчика

Несмотря на громкое название, лазерный датчик движения – самое техническое решение данного устройства и вполне доступно для сборки в домашних условиях.

Условно, перед началом работ, необходимо четко понимать логическую схему:

Сама система состоит из двух взаимосвязанных устройств – датчика, излучающего определенный световой луч, и сенсора на который этот луч направлен.
Принцип такой пары сенсоров прост – электроника работает при постоянном воздействии света на фотоэлемент, при прерывании светового воздействия фотоэлемент срабатывает, замыкая или размыкая схему, вследствие чего и происходит включение или выключение источника освещения.

Такая схема функциональна в местах, где необходимым условием является пересечение условной линии между двумя сенсорами.

Скорее всего, при изготовлении самодельного сенсора движения понадобятся следующие инструменты и расходные материалы:

Корпус для размещения электронной схемы.
Набор элементов или же готовая элементная схема советского периода блока управления.
Паяльник с припоем или что еще лучше паяльная станция.
Провода различного сечения, резисторы разного номинала.
Крепеж.
Отвертка, плоскогубцы, изолента, кембрик.

Описание схемы

Схема фотоприемника

Датчик с фотоэлементом в предлагаемой схеме будет использоваться для включения освещения. Фотореле, на основе которого конструируется сенсор, будет играть роль включателя, при прохождении между источником света и фотоэлементом.

Здесь нужно уточнить некоторые элементы схемы:

VT1 – фототранзистор.
R1 – резистор, играющий одновременно две роли в схеме: устанавливает рабочую точку и нагружает коллектор. В каждом отдельном случае, номинал резистора придется подбирать путем проб и ошибок.
C1 – конденсатор.
DA1 – операционный усилитель с обратной связью.
R2 – резистор, на котором реализована обратная связь ОУ.

Схема будет работать таким образом:

При попадании светового луча на фототранзистор, VT1 элемент работает как при подаче малого напряжения на базу транзистора.
После этого, фототранзистор открывается и происходит зарядка конденсатора C1.
В момент, когда свет перестает поступать на фоторезистор VT1, конденсатор начинает разряжаться, при этом, напряжение падает, и операционный усилитель DA1 срабатывает и включает другие устройства, будь то освещение или звуковой извещатель.

В качестве источника света для фотоэлемента, можно использовать как обычный лазер на расстоянии несколько десятков метров, так и инфракрасный светодиод для уменьшения заметности линии сигнализации.

Пошаговое руководство

Самостоятельная сборка подобного прибора проводится согласно принципиальному алгоритму:

Собирается источник питания, производится регулировка, контролируется выдающий ток.
На минус блока питания устанавливается резистор.
Далее, диод при помощи катода.
На анод выводится резистор подстройки.
Транзисторный эмиттер соединяется с отрицательным проводом блока питания.
С базовой схемой соединяется резистор.

В результате такой манипуляции должна получиться вот такая конструкция: резистор к минусу, контактор, соединенный с реле, а реле с сигнализатором (лампа или ревун)

Советы по выбору

Широкий ассортимент моделей подобных устройств, обладающих различными возможностями, зачастую усложняет процесс выбора.

Для того, чтобы он был осуществлен правильно, рекомендуется учесть следующие факторы:

Условия, в которых будет использоваться данное приспособление. Например, для частных дачных участков хорошо подходят датчики, наделенные возможностью настройки порогов срабатывания, чтобы уменьшить объемы потребляемой электроэнергии. Иногда рационально использовать приборы с таймером, которые позволяют создать расписание их работы на год вперед.

Совместимость имеющихся светильников и приобретаемого датчика по техническим параметрам

Важно не только чтобы они подходили по нагрузке и потребляемой мощности, но и чтобы у приспособления имелось около 15-20% запаса мощности.

Ценовой диапазон. Многие устройства обладают рядом дополнительных функций, например, возможностью срабатывания при фиксации движения

Поскольку они влияют на итоговую стоимость прибора, необходимо заранее подумать насколько все возможности датчика будут востребованы, чтобы не переплачивать за него лишние деньги.

Повторяемый промышленный вариант

В качестве своеобразного эталона рассмотрим схему фотореле ФР-602 от компании EIK. Большая часть представленных на рынке устройств аналогичного плана конструктивно похожи, отличаясь лишь в мелочах.

Принципиальная схема фотореле вместе с печатной платой:

Как видно, конструкция проста и может быть выполнена в домашних условиях. Элементарная база:

Обозначение на схеме	Модель/тип	Характеристики	Аналоги
С2	Конденсатор	0.7мкф, 400 В
C4	Электролитический конденсатор	100 мкф, 50 В
C5	47 мкф 25 В
R2	Резистор	1.5 МОм, 0.125 Вт
R3	220 Ом, 2 Вт
R4	1 МОм, 0.125 Вт
R5	560 кОм, 0.125 Вт
R6	200 кОм, 0.125 Вт
R7	100 кОм, 0.125 Вт
R8	75 кОм, 0.125 Вт
R9	33 кОм, 0.125 Вт
WL	Построечный резистор	2.2 мОм
ZD1	Стабилитрон 1N4749	24 В	3 последовательно соединенных Д814А, или 2 Д814Д
D1-D5	Выпрямительный диод 1N4007
VD1	Выпрямительный диод 1N4148
Q1, Q2	Биполярный транзистор BC857A	КТ3107Б
PH	Фотоэлемент (фоторезистор)	До 110 кОм
Rel	Реле SHA-24VDC-S-A (Rel1)

Основные параметры датчиков

Определившись с конструкцией, необходимо сделать правильный выбор параметров и технических характеристик данных устройств.

Важным показателем считается обзорный угол, который может составлять от 90 до 360 градусов по горизонтали. Этот показатель выбирается исходя из количества направлений, по которым возможно подойти к нужной точке. Если датчик монтируется на стену – достаточно и 180 градусов, а при закреплении к столбу потребуется уже 360. Во внутренних помещениях можно обойтись узконаправленными приборами, а при наличии нескольких дверей потребуются устройства с расширенными функциями. Эти модели отличаются высокой стоимостью, поэтому при выборе следует руководствоваться конкретными условиями эксплуатации.

Существует и угол обзора по вертикали, составляющий для дешевых устройств примерно 15-20 градусов. Дорогие устройства могут работать в вертикальном диапазоне до 180 градусов. Такие приборы применяются в системах охраны, поскольку для регулировки света они экономически нецелесообразны. Устанавливаются на оптимальной высоте, во избежание так называемого мертвого пространства.

Немаловажную роль играет расстояние, на котором прибор считается наиболее эффективным. Внутри помещений вполне достаточно 5-7 метров. Уличный датчик может иметь большую длину действия, которая зависит от площади контролируемой зоны. Однако, если этот показатель окажется чересчур большим, возможен рост количества неправильных или ложных срабатываний.

Следует учитывать и фактор мощности осветительных приборов, подключенных к данной цепи. Все типы датчиков движения соответствуют определенной нагрузке и силе тока с установленным номиналом. Поэтому, выбирая то или иное устройство, нужно учитывать общую мощность ламп, установленных в люстрах, плафонах и т.д.

Дополнительные критерии выбора

Помимо основных параметров, существуют и другие критерии, которые в определенное время могут приобрести решающее значение.

Датчики движения и освещенности выбирается по месту монтажа и способу крепления. Они могут закрепляться на стенах или потолках и быть установленными на кронштейне, как это предусмотрено для корпусных моделей. Все варианты скрытой установки обеспечиваются миниатюрными встраиваемыми устройствами, монтируемыми в специальных углублениях в незаметных местах.

Некоторые датчики обладают дополнительными функциями. Их возможности существенно расширяются за счет встроенного в одном корпусе датчика освещенности. Когда прибор устанавливается на улице или возле окна, то в дневное время его работа не требуется поскольку света и так достаточно. Фотореле может подключаться отдельно или входить в конструкцию датчика движения.

Полезной функцией является защита от домашних животных – собак, кошек и других. При ее наличии ложные срабатывания случаются значительно реже. То же самое можно сказать и о задержке отключения света. Во многих случаях отключение света происходит сразу же после выхода объекта из зоны действия прибора. Это не всегда удобно, поскольку освещение бывает еще нужно. Поэтому наиболее удобными считаются модели не только с задержкой, но и с возможностью ее регулировки.

После приобретения датчика для включения света, его необходимо правильно разместить, обеспечив тем самым его корректную работу. С связи с этим необходимо соблюдать установленные нормы и правила:

Осветительные приборы не должны располагаться рядом с датчиком.
То же самое касается кондиционеров и систем отопления, поскольку возможна реакция датчика на воздушные потоки.
Слишком большая высота установки расширяет зону контроля, но одновременно прибор теряет свою чувствительность.
На пути датчика не должно быть крупных объектов, заслоняющих обширное пространство.
В помещениях с большими площадями датчики движения рекомендуется размещать на потолке. Сектор обзора таких устройств должен составлять 360 градусов. При необходимости включения освещения он устанавливается по центру, обеспечивая минимальное количество мертвых зон.

Установка фотореле

Установить фотореле своими руками несложно, важно лишь исключить прямое влияние регулируемого источника освещения и защитить устройство от неблагоприятного воздействия извне: влаги, прямых солнечных лучей, перепадов температуры

Для устройств промышленного производства существует ряд стандартов, которым такие решения должны соответствовать: ГОСТ (отечественные) и IP (международные). Добиться же того, чтобы самодельное фотореле было защищено от факторов внешней среды сложнее, хотя и теоретически возможно. Но для желающих установить подобное устройство у себя во дворе, около своего подъезда или гаража, лучше для начала рассмотреть предлагаемые на рынке решения — без владения нужными знаниями и опытом фотодатчик своими руками довести до рабочего состояния будет крайне сложно.

Выбор места для монтажа

Фотосенсор размещён вне зоны освещения фонаря Если неправильно разместить сенсор, вся система будет работать неадекватно. Поэтому месторасположения фотодатчика должно располагаться:

далеко от высоких заборов, деревьев, навесов и других препятствий для естественного света;
в зоне, освещаемой только солнечными лучами, а не фонарями;
далеко от горючих и легковоспламеняющихся материалов (на случай короткого замыкания);
на участках, которые не подвергаются химическим воздействиям и механическим ударам.

Также желательно, чтобы сенсор находится не слишком высоко, тогда его время от времени можно будет протирать от пыли, не пользуясь лестницей.

Обзор популярных моделей и критерии выбора

Среди датчиков освещения уличных пользуются спросом российские и китайские производители. Популярные модели:

Фотореле ФР-601 от IEK (Китай) – прибор со встроенным фотоэлементом. Пластиковый корпус, степень защиты IP44. Работает с напряжением 220 В, максимальным током 10 А, нагрузкой 2,2 кВт. Порог срабатывания 5-50 Лк. Рабочая температура -25+45°.
Фотореле ФР-7Н (Россия) – оборудование имеет выносной датчик и кабель длиной 1,5 м. Крепится на DIN-рейку. Номинальное напряжение 220 В, ток 5 А. Диапазон освещенности 10-50 Лк, время срабатывания 15 с.
Сумеречное реле Zamel WZM-01/S1 (Польша) – устройство монтируется на DIN-рейку. Оно рассчитано на напряжение 230 В, нагрузку в 4 кВт, ток 16 А. Класс защиты корпуса IP20.
PS-3 EKF (Россия) – изделие рассчитано на номинальное напряжение 240 В, ток 20 А, нагрузку 4,4 кВт. Сумеречный порог 5-50 Лк. Степень защиты IP44.

Чтобы выбрать датчик освещенности, изучают технические параметры прибора. Также потребуется рассчитать мощность нагрузки и определить место установки. Эти факторы влияют на тип сумеречного выключателя. К основным критериям выбора относятся:

технические параметры;
возможность выполнения индивидуальных настроек предела срабатывания;
наличие дополнительных сенсоров;
место размещения фотореле.

Применение фоторезисторов

Фоторезисторы, работающие в видимом спектре нашли широкое применение в системах фотоэлектрической автоматики (автоматических выключателях света, счётных устройствах, датчиках обрыва полотна, датчиках взлома и т.п.), а также устройствах экспонометрии (приборах, измеряющих освещённость или яркость объектов при съёмке). Их можно обнаружить, например, в старых фотоаппаратах – «мыльницах».

Стоит отметить, что в современной электронике фоторезистор, в привычном понимании этого слова, встречается не так часто.

Как правило, они являются частью фотоприёмных устройств (ФПУ), в состав которых помимо фоточувствительного элемента (по-сути, фоторезистора) входит интегральный усилитель, схема автоматической регулировки усиления (АРУ), а также цепи питания.

Плюс ко всему этому может идти система охлаждения на элементах Пельтье, если фоточувствительный элемент охлаждаемый. Такие фотопроводящие детекторы (photoconductive detectors) выполнены в небольшом по размерам герметизированном корпусе.

Фоторезисторы и фотопроводящие детекторы, работающие в ИК-диапазоне применяются для обнаружения пламени (flame detection) или искры (spark detection), бесконтактного измерения температуры (non-contact temperature measurement), для мониторинга влажности (moisture monitoring), в медицинском оборудовании для обнаружения углекислого газа (medical CO₂ detection), для недиспергирующего инфракрасного анализа газов (non-dispersive infrared gas analysis).

Нравится

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Сумеречный выключатель

Данный выключатель нужен на даче для автоматического включения светодиодного освещения крыльца, тропинки, входа (туалета) и т.д. с приходом ночи. Утром с восходом солнца сумеречный выключатель автоматически выключает освещение. Это был типа заказ — сделать простой, надежный вандалоустойчивый сумеречный выключатель под уже имеющуюся светодиодную лампу на 12В.

Существующие китайские ночные фонари либо на 220В, либо на слабенькой батарейке в виде штыря втыкаемого в землю… Дак выдернут из земли, как морковку, и утащат… Таковы нонешние реалии у нас.

Небольшое отступление. Для отправной точки был найден <<�Детектор освещения>> LL1 01, который был закуплен давно (вместе с охранными датчиками движения). Показан на фото 1.

На инструкции к Детектору освещения на чистом русском языке написано .

Включаю в 220В с нагрузкой в виде лампочки, как показано в Инструкции… Чтобы замерить, значит, освещенность при которой срабатывает данный датчик. Так как в инструкции к датчику указывается << Внешняя освещенность: 5 — 50 люкс>>

И ничего не включается. Просто не работает. Новый ! На фото 2 <<�Детектор освещения>> показан в разобранном виде.

Для самостоятельного изготовления сумеречного выключателя нам понадобятся следующие элементы и детали (показаны на фото 3):

— резисторы МЛТ-0,125 ~9шт.; — транзистор 2SC2331; — транзистор 2SA1015; — микросхема КР561ТЛ1; — фоторезистор — ФР1; — светодиоды -15шт.(можно применить готовую лампу на 30 светодиодов, как в данном случае); — клеммы для подключения к аккумулятору (2 шт.); — провод монтажный; — кусок универсальной платки 28х45мм с отверстиями с шагом 2,5мм; — аккумулятор на 12В (применен имеющийся DELTA DT12045 на 4,5 Ачас); — инструмент и расходные материалы для монтажа (пинцет, бокорезы, ножовка по металлу, паяльник (40 вт), припой ПОС61, канифоль);

Схема показана на рис.1 (фото 4)

Вид спаянной платки в сборе показан на фото 5. Выключатель настроен (для данного типа фоторезистора) на срабатывание при освещенности ~ 3люкс. Небольшой гистерезис дает микросхема КР561ТЛ1 (импортный аналог CD4093). Добавлением обратной связи (положительной) можно увеличить гистерезис.

Ток потребления во включенном состоянии (лампа горит) — 88 мА

Как это стало выглядеть на дачном домике показано на фото 6 (днем) и фото 7 (сумерки или ночь).

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Монтаж датчика освещения

Казалось бы, чего тут премудрого? Прикрутил (см.картинку в начале статьи), подключил, настроил, и всё! Но бывает, место установки выбрано неудачно, и начинаются проблемы.

У нас на улице одно время уличные светильники вечером включались замысловато. Включатся, потухнут, опять включатся, и так с периодом около 1 минуты. Потом, с наступлением хорошей темноты, включались окончательно.

Почему так? Просто датчик освещения ошибочно был установлен в зону освещения включаемого фонаря. Получается: стало темно – датчик сработал – фонарь загорелся – стало светло – датчик выключился – стало темно… И так далее, замкнутый круг.

Как подключить фотореле: схемы подключения

Для подключения фотореле к светодиодному прожектору необходимо внимательно изучить инструкцию, которая находится в техпаспорте. У большинства фотодатчиков на корпусе имеется схема. Так как по функциональности (подаче и отключению питания) фотореле похоже на традиционный выключатель, монтаж тоже отличается мало.

Подключать оборудование со встроенным фотоэлементом можно через распределитель или без него. Распределитель используется во время ремонта, подразумевающего замену проводки. В подобной ситуации есть возможность отвести новую линию. Если ремонт не проводится, стены под новую проводку сверлить не выгодно.

Схема подключения

В общем виде схема подключения приведена на рис. 2. Отличие вариантов 1 и 2 заключается в том, что по схеме 2 предусмотрен выключатель для ручного включения освещения, независимо от состояния фотореле. Маркировка выводов у разных производителей и цвета проводов в каждом случае могут отличаться. В любом случае, при установке следует руководствоваться схемой подключения из инструкции по монтажу или паспорта конкретного изделия.

Автомат освещения можно подключить к существующей схеме освещения. Если раньше освещение включалось клавишным выключателем, то достаточно подключить контакт фотореле вместо выключателя.