Как самостоятельно сделать фотореле

Самый простой вариант модели фр 602 и других вариантов состоит всего из нескольких основных компонентов:

1. Переменный резистор.
2. Диод.
3. Реле для управления
4. Фоторезистор.
5. Два транзистора.

Роль транзисторов в 602 и других моделях обычно играют приборы, которые обозначаются как KT315Б. Они включаются по схеме составных резисторов, обмотка реле вполне справляется с нагрузкой данной части. Большой коэффициент усиления всегда характерен для подобных схем. Входное сопротивление тоже сохраняет высокий уровень. Благодаря этому, есть возможность для применения фоторезистора, отличающегося высоким показателем по сопротивлению.

Схема фотореле фр 602 на 12В предполагает, что обычный транзистор и транзистор номер 2 открываются, когда увеличивается освещение фотоустройства, включенного между базой первого транзистора, и коллектором. В коллекторной цепи второго транзисторного механизма появляется ток, что и приводит к срабатыванию реле. Оно включает или выключает нагрузку через свои контакты, в зависимости от пользовательских настроек.

Защитный код с обозначением КД522 включается для того, чтобы защитить устройство от воздействия ЭДС. Включение транзистора переменного типа с номиналом 10 оКм нужно, чтобы можно было настроить чувствительность системы, которой связывается база и эмиттер в первом транзисторе.

ФР 602 на 12 в и другую мощность применяют не только для домового, но и для уличного освещения. От того, сколько выводов идёт к системе света, зависит разновидность используемой схемы. Для защиты от замыкания и перегрузки устанавливаются автоматы в электрощите. Так и работают любые электрические выключатели.

Есть в таком случае несколько особенностей у питания.

• Нужен источник постоянного напряжения на 5-15 В.
• Устройства с обозначением РЭС 47 или 9 используются при напряжении источника в 6 вольт.
• Приборы с обозначением РЭС 15 или 49 нужны при работе с напряжением в 12 Вольт.

Возникает необходимость в создании специальной платы, через которую всегда проводится монтаж. Хорошо, если она будет печатной. После этого для создания фотореле своими руками выполняются следующие действия:

1. На плате укрепляем резисторный механизм переменного действия, транзисторы и само реле.
2. Необходимо создать несколько отверстий, чтобы правильно вывести все элементы схемы.
3. Паяльником, с помощью проводов проводим соответствующие соединения.

Можно использовать лампу накаливания, когда схема 602 настраивается. При этом помещение должно быть затенено. Поток света у такой лампы обычно можно регулировать.

Чтобы правильно подобрать порог включения прибора, надо работать в подходящих условиях освещения. С этим вопросом всегда поможет переменный резистор. Нужно установить постоянный резистор, а не переменный, если не планируется отдельно настраивать порог для срабатывания.

Виды фотореле

Все выпускаемые производителями модели можно разделить на несколько видов:

• Приборы с внутренним расположением фоточувствительного элемента в корпусе с фиксированным порогом срабатывания. Они размещаются на улице возле осветительных приборов в герметичном корпусе с прозрачным окошком, напротив которого с внутренней стороны установлен фоточувствительный элемент.
• С таймером, определяющим время срабатывания реле, позволяет установить временные интервалы, когда это необходимо при присутствии людей на участке. Такой режим исключает не нужные срабатывания и экономит электроэнергию;
• С регулировкой порога срабатывания в зависимости от освещенности окружающей среды. При различных условиях эксплуатации и назначения объектов, которые необходимо осветить бывает потребность подсветки не при наступлении полной темноты, а в момент сумерек. Для этого в схеме устанавливается элемент регулировки порога срабатывания;
• Приборы с выносным светочувствительным элементом, такие модели отличаются длительным сроком службы и надежной работой. Они устанавливаются в помещениях и не подвержены внешним атмосферным осадкам и перепадам температур. Светочувствительный элемент, который менее подвержен воздействию окружающей среды, выносится на улицу.

Потребителями востребованы модели с напряжением питания 220В ФР-601 ИЭК, ФР-602, ФРСУ-1-0, ФРСУ-2-0 и прочие типы. Реже приборы с дополнительными блоками питания на 12 и 24В ФР-1 /12 вольт, УТФР-1М, CSM.

Приборы в зависимости от опций имеют различные технические характеристики, по которым оценивается эффективность их работы при определенных условиях эксплуатации. Не смотря на разнообразность моделей, все они обязательно имеют основные общие параметры.

Монтаж фотореле по выбранной схеме

Монтаж зависит от конкретной модификации изделия. Существуют фотореле, устанавливаемые на DIN-рейку и закрепляемые на стене или горизонтальной поверхности. Могут использоваться исключительно уличные варианты. Они бывают встроенного вида или устанавливаются только с верхней стороны поверхности.

В качестве примера следует рассматривать настенное крепление фотореле, поскольку этот вариант чаще всего применяется для уличного освещения. Подключение сумеречного выключателя к светильнику выполняется в несколько этапов. Прежде всего, необходимо обесточить электрическую сеть, отключив напряжение на вводном щите. Затем, питающий провод протягивается к месту монтажа прибора рядом со светильником. Самым надежным и экономичным вариантом считается кабель ПВС с тремя жилами.

Перед подключением в клеммы, жилы предварительно зачищаются от изоляции примерно на 10-12 мм. В корпусе фотореле создаются отверстия под провода для подключения его к светильнику и сети. В подготовленные отверстия вставляются специальные резиновые уплотнения, делающие корпус более герметичным, чтобы пыль и влага не попадали внутрь. Положение вводных отверстий сумеречного выключателя должно быть снизу. Таким образом, создается дополнительная защита от попадания влаги в корпус.

Подключение фотореле осуществляется по выбранной схеме. Выполняется соединение вводной фазы с разъемом L, а вводный нуль соединяется с клеммой N. Провод заземления подключается к отдельной винтовой клемме, имеющей соответствующее обозначение. Перед соединением фотореле с лампой или светодиодным прожектором, кабель отрезается на необходимую длину. Изоляция также зачищается, после чего концы жил подключаются к клеммам N и L выключателя и патрона. Заземление не подсоединяется, если корпус осветительного прибора не токопроводящий.

В завершение монтажа, схема подключения фотореле для уличного освещения предполагает установку на свое место защитной крышки и подачу напряжения с вводного щита. После этого выполняется тестирование и окончательная настройка устройства.

Фотореле для уличного освещения. Схема подключения

Фотореле — это устройство, снабженное с выносным или встроенным сумеречным датчиком, которое встроено в электрическую цепь для осветительых приборов. Датчик, реагирующий на освещения, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

Как правильно выбрать фотореле?

Для правильного выбора фотореле, нужно знать какой вид датчика будет удобней использовать в конкретных условиях, выносной или встроенный и обязательно учесть токовые характеристики фотореле. Они, как и во всяком электрическом приборе, имеют ограничение по коммутации тока в амперах.

Принцип работы фотореле

Светочувствительное устройство, постоянно подключенное к электрическому питанию, замеряет уровень естественной освещенности контролируемого пространства. Датчик, реагирующий на освещение, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

Структурная схема фотореле

В состав сумеречного выключателя могут входить:

• светочувствительный элемент, реагирующий на колебания освещенности;
• датчик фотоэлемента, воспринимающий изменения тока;
• усилитель электрического тока;
• коммутирующий прибор в виде реле.

Схемы фотореле (сумеречный выключатель)

Схема фотореле с выносным датчиком

Особенности конструкций сумеречных выключателей

Современные простые фотореле для небольших светильников выпускаются в едином пластмассовом корпусе с возможностью крепления на стену или непосредственно на фонарь тыльной стороны.

В случае превышаемой мощности подключаемых через фотореле осветительных приборов коммутировать его в цепь следует через магнитный пускатель или контактор соответствующей нагрузки.

Сложные приборы сумеречного освещения выпускаются двумя составляющими (внешнего датчика фотоэлемента и измерительно-коммутационного устройства), расположенных в щитовой и соединяемых проводами.

Монтаж фотодатчика, реагирующего на движение, выполняется с учетом обеспечения обзора контролируемой территории.

Подключение нескольких осветительных приборов на одну выходную группу сумеречного выключателя проводится по параллельной схеме.

Большинство фотореле, защищены системой помехозащитой (выдержка времени) от ложных срабатываний. Но, все равно, датчики устройства нужно располагать в дали от возможных попаданий посторонних источников света, чтобы исключить эффект мигания ламп.

Фотодатчик замеряет естественную освещенность по одному из принципов:

• фоторезистора;
• фотодиода;
• фототранзистора;
• фототиристора;
• фотосимистора.

Чувствительным элементом, воспринимающим световой поток во всех этих конструкциях работает p-n переход, созданный на стыке двух различных полупроводниковых металлов с р- и n- проводимостью, который .способен вырабатывать электрический заряд при облучении светом.

Электрическое сопротивление фоторезистора зависит от интенсивности падающего светового потока.

Фотодиод формирует электрический заряд, соответствующий интенсивности света за счет фотовольтаического эффекта.

Фототранзистор устроен как оптоэлектронный полупроводник, является аналогом обычного биполярного транзистора, в котором область базы облучается светом для регулирования электрического сигнала.

Фототиристор предназначен для работы в цепях постоянного тока, сконструирован оптоэлектронным полупроводником со структурой обыкновенного тиристора, включаемого в работу током от потока света, направленного на светочувствительную матрицу,.

Фотосимистор сконструирован для работы с переменным током. Его можно представить упрощенной конструкцией из двух фототиристоров. Каждый из них реагирует на положительную или отрицательную составляющую полупериода гармоники. Синхронизацией тока для подачи на управляющий электрод занимается специальная схема.

Технические характеристики фотореле

К основным параметрам, влияющим на выбор сумеречного выключателя, относят:

• номинальное напряжение питания.

Внимание! Электронные приборы, выпускаемые за рубежом, предназначены для работы с напряжениями, стандартизированными в чужих странах. Они могут составлять величину 127 или 110 вольт, что не обеспечит их стабильную работу в электросети 220 вольт.

• мощность потребления электроэнергии и тепловую нагрузку светильников, которую должны надежно выдерживать выходные контакты сумеречного выключателя;
• условия эксплуатации прибора, влияющие на конструкцию и выбор степени защиты корпуса:
  • работа при атмосферных осадках;
  • возможность засорения пылью и посторонними предметами;
  • поддержание температурного режима;
  • светочувствительность датчика и настройки порога срабатывания по освещенности;
  • типы коммутируемых светильников. Простые сумеречные выключатели предназначены для работы с активными нагрузками, создаваемыми разогревом нити накаливания обычных ламп Ильича и галогенных конструкций. Все остальные виды, включая люминесцентные и энергосберегающие, создают реактивную составляющую нагрузки.

  

  У метало-галогенных, натриевых и ртутных ламп при запуске создается бросок пускового тока, который может выжечь контакты.

  Конструкция фотореле

  Первые фотоэлементы создавались исключительно на аналоговых элементах с электромеханическими реле. Такие устройства успешно работают со 2-й половины 20-го века до настоящего времени.

  

  По мере развития науки, послужившей бурному производству робототехники, стали массово выпускаться полупроводниковые устройства, на базе которых создавались конструкции статических фотореле.

  Освоение микропроцессорной техники позволило управлять сложными осветительными установками посредством контроллеров, учитывающих специфические условия местности, включать датчики, реагирующие на движение или другие факторы.

  Суть работы фотореле

  Датчики, установленные в фотореле, выполняют функцию как фототранзистор, фоторезистор, фототиристор, фотодиод. У каждого варианта есть свои особенности в работе:

  • резисторы способны измерять величину собственного сопротивления;
  • транзисторы помогают регулировать в процессе облучения электрический сигнал;
  • симисторы реагируют с положительной либо отрицательной гармоникой, подают на главную схему сигнал;
  • тиристоры способны при УФ облучении взаимодействовать, работать при постоянном токе;
  • диоды после попадания на них солнечных лучей, вырабатывают импульс, пропорциональный интенсивности светового луча.
    

  Подбор фотореле для освещения на улице

  Прежде чем идти в магазин приобретать фотодатчик для регулировки системы уличного освещения, следует определиться с количеством и типом подключаемых светильников. Для одного-двух фонарей хватит реле, осветительные электроприборы к которому будут подсоединяться напрямую.

  Если лампочек много, то фотореле не сможет выдержать проходящий через него ток. В этом случае требуется оборудование с магнитным пускателем.

  Здесь светочувствительный переключатель запускает специальное устройство, посредством которого уже производится запитка аппаратуры освещения. Т.е. очень многое в выборе модели фотодатчика зависит от мощности подключаемой к нему схемы из светильников.

  Особого подхода и обязательного выполнения предварительных расчетов требует подбор фотореле для системы уличного освещения на солнечных батареях. Его мощность и число подключаемых приборов напрямую зависит от среднегодового числа солнечных дней в регионе, а также от количества гелиопанелей в схеме.

  

  По типу подключения к электросети светоконтролирующие реле для уличного освещения делятся на:

  • однофазные (бытовые, под сеть 220 В);
  • трехфазные (для сетей 380 В).

  Однако само коммутирующее реле и вся схема с фотодатчиком запитываются напряжением 12 В, которое поступает с понижающего трансформатора. Выбор в пользу однофазного либо трехфазного прибора зависит исключительно от подключаемой к нему сети из лампочек и потребляемой ею мощности.

  Для установки фотореле контроля для уличного освещения на частных домах лучше всего выбирать обычные бытовые модели на 220 В. Их с избытком хватит, особенно если к ним будут подключаться экономичные светодиодные светильники.

  Технические параметры – на что смотреть

  Некоторые импортные электроприборы рассчитаны на сети в 110 либо 127 В. Редко, но на них можно наткнуться в магазинах светотехники. Просто так в российских сетях на 220 В они работать не смогут. Для них потребуется устанавливать дополнительный трансформатор. Лучше сразу брать то оборудование, с подключением которого будет меньше проблем.

  Первый и главный показатель – степень защиты. Для установки под открытым небом следует выбирать модели с герметичным корпусом под IP65 и выше. А для монтажа под крышей или в защищенном щитке вполне подойдет устройство с IP44.

  Второй параметр – порог срабатывания, который выражается в Люксах. Обычно это диапазон от 2 до 50 Лк. Фотореле имеет регулировку данного показателя, чтобы пользователь мог настроить его свои под личные предпочтения. Приобретать прибор с нерегулируемым порогом срабатывания стоит только в крайнем случае.

  Третий показатель – тип подключаемых ламп. Нередко фотореле предназначено исключительно для работы с лампочками накаливания, создающими активную нагрузку.

  Для подключения люминесцентных приборов с уже реактивной нагрузкой требуется брать другой вид сумеречных выключателей. А для подсоединения ртутных либо натриевых светильников нужна аппаратура с дополнительным защитным контуром, рассчитанным на броски пускового тока.

  

  И последние параметры – габариты и вес. Самая большая по размерам часть фотореле – это блок питания с понижающим трансформатором внутри. Сам фотодатчик (светодиод) имеет совсем небольшие габариты.

  Гораздо больше места занимает контактор или магнитный пускатель, через которые подключаются осветительные приборы. Все это должно уместиться в электрощите или возле светильника.

  Важны ли дополнительные функции

  Многие модели светоконтролирующих реле дополняются датчиком движения и таймером. Первый гарантирует включение освещения только при перемещении по контролируемой территории человека, а второй позволяет полностью отключать прибор днем независимо от уровня естественной освещенности.

  

  Наиболее дорогие модели – это фотореле с электронным табло и программируемым контроллером. Эти приборы позволяют для каждого сезона и случая заложить свою программу работы.

  Например, в зимний период освещение будет включаться раньше, а летом позже. Можно также предусмотреть выключение самого реле вместе с уличными светильниками после часа ночи, чтобы они не жгли энергию попусту.

  Как сделать и подключить фотореле самостоятельно

  Ввиду простоты конструкции люди часто хотят сделать фотореле самостоятельно. Речь сейчас идёт о садоводах (для контроля освещения), автолюбителях и прочих лицах, которым не требуются проект и согласование. Принцип работы фотореле уже описали выше, просто посмотрите на схему. Там приведено реле на 220 В, несложно найти в микроволновой печи или мультиварке. Выбирайте любое, лишь бы напряжения +12 В хватило для срабатывания.

  Транзисторы позаимствованы незамысловатые и включены по схеме с общим эмиттером. Это ключи, отпираемые положительным напряжением. Оно не способно поступить на первый каскад (находящийся слева), пока на фотодиод КДФ101А не упадёт достаточный поток фотонов света. Потом ключ просто передаёт потенциал на базу второго в каскаде ключа, подключающего схемную землю на реле. Таким образом, цепь замыкается. А на управляющий электрод силового реле начинает поступать в полной мере 12 В.

  Диод, соединённый параллельно с реле, служит для обратного размыкания, когда транзисторы закроются. Особое внимание обратите на экспериментально подбираемый номинал резистора, определяющего режимы работы обоих транзисторов. Требуется просто по вольт-амперной характеристике выбрать правильную точку. Потом посчитать, как должно делиться напряжение. Обратите внимание, питание берётся прямо через реле. Если принципиальная схема не позволяет так сделать, придётся провести провод питания прямо на катод фотодиода, возможно применение другого реле. Иначе схема не заработает.

  Кстати, фотореле возможно проверить за считаные минуты при помощи обычного мультиметра. Схема подключения фотореле уличного освещения аналогична описанной выше. А напряжение питания +12 В можно взять из любого блока питания, оказавшегося поблизости (или аккумулятора).

  • alt=»Как подключить датчик движения к лампочке» width=»120″ height=»120″ />Как подключить датчик движения к лампочке
  • alt=»Как подключить трансформатор тока» width=»120″ height=»120″ />Как подключить трансформатор тока
  • alt=»Как подключить трёхфазный счётчик через трансформаторы тока» width=»120″ height=»120″ />Как подключить трёхфазный счётчик через трансформаторы тока
  • alt=»Как подключить диммер вместо выключателя» width=»120″ height=»120″ />Как подключить диммер вместо выключателя
  голоса

  Рейтинг статьи