Что такое фотореле для уличного освещения

Что такое фотореле для уличного освещения

Люди всегда создают для себя то, что улучшает качество их жизни, делая ее более удобной и комфортной. Последние десятилетия нашей истории характеризуются изобретением компьютеров, телефонов, различной бытовой техники, комфортных автомобилей. Еще одним современным устройством, совсем недавно изобретенным людьми, является фотореле для уличного освещения.

Его предназначение заключается в том, чтобы при наступлении темноты освещать в автоматическом режиме ту или иную зону. Автоматически контролируя уровень освещения благодаря работе потенциометра, фотореле с точностью определяет время включения и выключения световых приборов.

Также в оснащение современных таких устройств входит регулировка, позволяющая человеку самому производить регулировку диапазона срабатывания. Для людей, проживающих в частных домах и проводящих много времени на своих дачных участках, данный прибор может стать настоящим помощником.

В данной статье рассмотрим устройство и схему подключения фотореле для уличного освещения марки Delux YCC 1006.

Что же такое фотореле? И зачем его используют для освещения улицы? Далее попробуем ответить на эти вопросы. Значение слова «реле» трактуется как переключатель. Из префикса «фото» мы можем понять то, что срабатывание данного переключателя зависит от попадающих на него световых лучей.

Если говорить о принципе работы в случае с фотореле для уличного освещения, то он очень прост: при недостаточном количестве проходящих световых лучей происходит замыкание контактов, в результате чего включается уличное освещение. На рассвете, когда увеличивается уровень освещенности, контакты размыкаются, вследствие чего происходит автоматическое выключение света.

Установить такое устройство можно в подъезде своего многоэтажного дома или у входа в собственный дом. И, вне зависимости от того, светло или темно в данный момент на улице, ваша подъездная дорожка или тропинка в дом будет всегда освещена. Еще одно преимущество фотореле заключается в том, что оно позволяет существенно экономить электроэнергию.

Использование фотореле может быть связано не только с необходимостью включать и выключать свет. К примеру, если вы хотите, чтобы ваша любимая лужайка автоматически поливалась каждую ночь, можете подключить фотореле к системе орошения газона – и система будет автоматически все делать сама.

Фотореле является одним из элементов системы умного дома, которая запрограммирована на определенные действия, помогающие сымитировать присутствие в доме хозяев. Включать и выключать периодически в доме свет – это не единственное, что она умеет. Такая система, кроме всего прочего, позволяет открывать и закрывать воду в соответствии с установленным на таймере временем, а также выполнять множество других действий, на которые вы ее запрограммируете. А, как известно, фантазия у людей не имеет границ.

На то, сколько будет стоить фотореле, влияет не только рейтинг его производителя. Цена также определяется таким фактором, как наличие/отсутствие в приборе регулировочной возможности.

Обычно фотореле для уличного освещения имеет такой вид: на упаковке или на сайте производителя можно ознакомиться со схемой подключения для каждого устройства, от которого в любом случае должны выходить три провода. Один провод, выходящий из фотореле, отвечает за включение или отключение потребителя, а два других провода подключаются к питанию.

Принцип работы

Изначально поговорим о том, как вообще работает это устройство. Конструкция включает в себя простые элементы: фотоэлемент, фототранзистор, компаратор и реле.

Основная задача заключается в том, что создавать следить за интенсивностью света и в случае чего замыкать цепь. Как только интенсивность освещения уменьшается, на это реагирует фотоэлемент, об этом он дает знать компаратору, который имеет порог срабатывания. Если напряжение больше установленного, подключается реле, оно и включает светильник. Узнайте о том, как подключить светильники на улице.

Как работает фотореле: видео

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ

В более сложных моделях имеется возможность регулировать работу фотореле при помощи таймера. То есть он будет управлять освещением по заданному расписанию — на одни сутки, неделю или более продолжительный срок. Конструкция может быть дополнена датчиком движения. В этом случае свет включается, когда датчик фиксирует приближение человека или транспорта. От ложного срабатывания, связанного с различными помехами, предусматривается специальная защита. В последнее время получают распространение модели фотореле для уличного освещения, программировать которые можно через компьютер, то есть дистанционно. С учётом того, что на рынке представлены различные типы фотореле, различающиеся как параметрами, так и возможностями настройки, вам не составит труда подобрать оптимальный вариант.

Основные характеристики и дополнительные возможности

Если необходимо автоматизировать процесс управления фонарями возле дома, то лучше приобрести фотореле для уличного освещения. Купить его можно за вполне приемлемую плату, особенно если модель не снабжена дополнительными функциями и имеет невысокую мощность.

При выборе нужно учитывать базовые параметры:

• номинальное напряжение и частоту тока;
• разницу рабочих температур;
• потребляемую мощность;
• нагрузку на сеть.

Из полезных функций в первую очередь следует выделить наличие таймера. В этом случае появляется возможность задавать время включения и отключения прибора. Программируемые модели вполне реально подстраивать не только под недельное расписание, но и месячное и даже годовое.

Многие современные устройства оснащаются возможностью настройки уровня освещенности. Они могут самостоятельно включать приборы не только с полным наступлением темноты, но и в пасмурную погоду, а также в самом начале сумерек.

Статья по теме:

Датчики движения для включения света. Это нехитрое приспособление позволяет сэкономить значительные денежные средства. Давайте подробнее узнаем об их видах, принципе работы и стоимости.

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:

• 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.

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.

Подбор места установки реле

Особого внимания заслуживает выбор места установки фотореле для управления уличным освещением в соответствии с длительностью светового дня. Задача не так проста, как кажется: во время работы реле должно быть исключено влияние на него случайных «подсветок», и уж тем более – постоянных. На возникновение этих засветок влияет множество факторов – мигание фар проезжающих машин, электрический свет из соседского окна, сияние свежевыпавшего снега и даже огонек зажигалки… и каждый из этих факторов вполне может «убедить» фотореле в том, что ночь уже закончилась.

Не высоко, не низко…

Высота установки фотореле выбирается удобной для его технического обслуживания и обычно не превышает 2,5-3 м. Но если есть возможность, прибор лучше монтировать выше управляемых светильников – это значительно снизит вероятность посторонней засветки устройства. Естественно, что при определении места размещения должно соблюдаться и условие удобства «подтягивания» проводов от питающей сети и светильников.

Самая грубая ошибка при выборе места для фотодатчика – его установка в зоне, освещаемой управляемым светильником: в этом случае длящийся всю ночь световой эффект «стробоскоп» обеспечен! Монтировать реле в помещении тоже не рекомендуется — сумерки для него будут наступать слишком рано, а рассвет – слишком поздно. Если других вариантов нет, то нужно предусмотреть для датчика какую-нибудь затеняющую загородку или козырек.

Уровень освещенности, при котором происходит надежное срабатывание фотореле, регулируется после окончательного выбора места и монтажа прибора. Операция эта производится обычно только в случае «суровой необходимости», поскольку после заводских испытаний регуляторы обычно выставлены в среднее положение, обеспечивающее в большинстве случаев приемлемую работу датчика без прибегания к дополнительным регулировкам.

Вывод: дешево и сердито

Современные световые реле – приборы распространенные, достаточно надежные и проверенные многолетней эксплуатацией, в том числе и изделия из минимальной ценовой категории. Однако морально они понемногу устаревают и уступают место более совершенным технически комбинированным устройствам (совмещающим в одном корпусе датчики сразу нескольких типов). Набирают популярность и изделия на основе микроконтроллеров, позволяющие подстраивать работу уличного освещения под реальные погодные и климатические условия, и с легкостью «вписываемые» в управляющие системы типа «умный дом»…

Тем не менее забвение «фотоэлементам» не грозит – благодаря своей дешевизне и простоте использования они еще долго будут играть основную роль в управлении относительно небольшими группами уличного освещения.