Емкостное фотореле для уличного освещения - устройство, позволяющее включать или выключать лампы, используемые на дорогах, у подъездов и в парках. Их использование экономит электроэнергию и минимизирует неудобства для водителей, жильцов дома и простых прохожих.

Работа основана на фоторезисторе или фотодиоде - полупроводниковых элементах, которые меняют свои параметры в зависимости от интенсивности освещения среды. Днем при достаточном количестве света датчик освещенности размыкает цепь, и лампа выключается, а ночью происходит обратная последовательность действий: емкостное реле для управления освещением снижает сопротивление, и свет включается.

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.

ФР-601 (602)

Если речь заходит об использовании стандартных однофазных фотореле для освещения, то самой популярной моделью являются устройства ФР-601 и ФР-602 производства компании ІЕК.

Они достаточно надежные, и даже у непосвященных в электронику пользователей не возникает вопросов, как подключить автоматический регулятор подсветки. Эти две модификации имеют несущественные различия: они обе работают с током одних и тех же напряжения и частоты, имеют аналогичную потребляемую мощность (0,5 Вт) и абсолютно одинаковые комплекты поставки.

Различия касаются лишь максимального сечения подключаемых проводников: для 601 модели она составляет 1,5 кв. мм., а для 602 - 2,5. Следовательно, отличается у них и номинальный ток нагрузки: 10 и 20 А, соответственно. Фотоэлемент у обеих моделей встроенный, его регулировка возможна в пределах от 0 до 50 лк с шагом в 5 лк.

Изготовление в домашних условиях

Принципиальная схема емкостного фотореле ФР-602 (как и его собрата) легко повторяется даже при незначительных познаниях в электронике. Особую актуальность создания самоделки приобретает при потребности в большом количестве устройств (например, для организации автоматического включения и отключения освещения в зависимости от времени суток).

Для изготовления понадобятся такие детали, в скобках будут указаны обозначение на приведенной схеме и мощность:

• 2 биполярных транзистора BC857A (Q1 и Q2);
• 5 выпрямительных диодов 1N4007;
• выпрямительный диод 1N4148;
• стабилитрон 1N4749 ;
• резисторы (R2, R4–R9: 1,5 МОм, 1 МОм, 560 кОм, 200 кОм, 100 кОм, 75 кОм и 33 кОм; все мощностью 0,125 Вт);
• резистор (R3, 220 Ом, 2 Вт);
• фотоэлемент (PH, до 100 кОм);
• подстроечный резистор (WL, 2,2 мОм);
• конденсатор (С2, 0,7 мкФ 400 В);
• электролитические конденсаторы (С4–С5, 100 мкФ 50 В и 47 мкФ 25 В, соответственно);
• реле SHA-24VDC-S-A (Rel1).

Учитывая набор и суммарную стоимость деталей, а также наличие схемы, 602 модель - довольно простое в исполнении решение.

К слову, многие детали из списка можно заменить на отечественные. По отзывам уже собиравших биполярный транзистор Q2 можно заменить встречающимся повсеместно КТ3107Б, а стабилитрон 1N4749 - тремя последовательно подключенными Д814А или двумя Д814Д. Схема подключения также не отличается особой сложностью.

Недостатки модели

Рассмотрим, в чем минусы подобной схемы. Как ни странно, с технической стороны схема не уступает заводской при должной сноровке радиолюбителя. Разница будет ощущаться в реальной эксплуатации: заводское изделие имеет стандарт защиты IP44, что подразумевает пыле- и влагозащиту.

Также заводские ФР-601 и ФР-602 имеют больший диапазон рабочих температур, а самодельная схема в мороз в декабре может перестать работать из-за одного-единственного некачественного соединения.

Аналоги

Среди аналогов данному устройству значатся ФР-75А - фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях, а также менее стабильна и долговечна при практическом использовании.

Среди его преимуществ - больший диапазон рабочей яркости, составляющий от 1 до 200 лк, что вчетверо превосходит конкурента. Еще один большой плюс устройства ФР-75 - возможность работы в цепях постоянного тока напряжением 12 В.

Также фотодатчик является выносным, что позволяет установить сам регулятор внутри помещения и не беспокоиться о факторах окружающей среды. В целом, в своем классе модель не имеет равных и является лучшим фотореле - 12 вольт постоянного тока часто используются в качестве питания для подобных устройств. Схема подключения устройства изображена на рисунке.

Оборудование высокой мощности

Среди конкурентов также можно рассмотреть фотореле ФР-7Е, но не в его пользу говорят отсутствие защиты от влаги (IP40) и довольно высокая потребляемая мощность.

Также к недостаткам можно отнести открытые контактные зажимы и отсутствие защиты подстроечного резистора на лицевой панели. Положительный момент - работать ФР-7 может в сетях переменного тока напряжением 220 вольт с напряжением до 5 ампер, что почти на порядок больше, нежели у рассмотренных выше конкурентов. Диапазон регулировки в 10 лк также устанавливается лишь специалистом - отрегулировать его самостоятельно не получится.

По габаритам ФР-7 также превосходит рассмотренные в статье фотореле (см. чертеж).

Заключение

Учитывая опыт эксплуатации фотореле в бытовых и промышленных условиях, наиболее стабильной и легко воспроизводимой в домашних условиях является модель ФР-602 или ее менее мощная вариация ФР-601 от компании AIK. Они отлично показывают себя в различных режимах работы, имеют хороший запас долговечности и, что самое главное, обладают минимальной себестоимостью. Кроме того, их сборка облегчается возможностью заменить многие зарубежные детали на дешевые отечественные аналоги.

Видео

Да, иногда намного проще купить датчик света в магазине. Но, если этих датчиков нужно, к примеру, 20 штук. То о рентабельности такой покупки я бы поспорил.

Выкладываю, по моему мнению, простую и легко повторяемую схему фотореле из тех, что выпускаются в массовое производство.

Подстроечным резистором WL регулируется порог срабатывания реле при уровне освещенности от 5 до 50 лк.

ZD1- стабилитрон 24 Вольта.

PH- фоторезистор, подойдет любой с разностью около 10 - 70 кОм.

В качестве корпуса отлично подойдет баночка из под крема или любая другая емкость с полу или прозрачными стенками.

Ноль и фаза при подключении не имеют значения. От них зависит будет ли на цоколе лампы напряжение при выключенном реле или нет.

На рис. 1 выше указана типовая схема подключения лампы или нагрузки. На рис. 2 предложен вариант с выключателем. Так как иногда при выключенном реле нужно принудительно включить лампу.

Плата фотореле, вид сверху.

Рисунок прозрачной печатной платы. Вид сверху. Черные полосы- это "окна". Нужны для предотвращения КЗ и искрения между проводниками. Они не обязательны, но желательны.

Плата разведена для 2-х видов реле. Но, ее можно легко перерисовать под реле, имеющиеся у Вас.

На фотографии нижней стороны платы, эти "окна" хорошо видны.

Список радиоэлементов

Фотореле ФР 602: устройство, схема, установка

Назначение, схема, особенности установки фотореле ФР 602

Назначение, схема, особенности установки фотореле ФР 602

Устройство эксплуатируется в электрических сетях переменного тока 220 вольт частотой 50 герц. Фотореле модели ФР 602 служит для включения/отключения уличного (иногда и внутреннего) освещения в прямой зависимости от уровня освещенности.

Принцип действия реле прост: при затемнении происходит срабатывание фотодатчика, контакты в схеме замыкаются, вспыхивает лампа (или несколько ламп). При увеличении освещенности контакты, соответственно, размыкаются, свет автоматически отключается.

Реле устанавливают:

• над подъездами многоэтажек;
• у входов в частные владения;
• на зданиях учреждений и предприятий.

Это позволяет манипулировать освещением по мере необходимости. Стоимость реле зависит от разных факторов: на нее может влиять рейтинг производителя, наличие регулятора освещенности и пр.

Устройство фотореле ФР 602

Корпус изделия выполнен из негорючей пластмассы. Внутри смонтирована площадка, на которой располагается плата с функциональными деталями. Все предусмотрительно закрыто кожухом.

Фотореле работает с датчиками двух разновидностей:

• встроенными (когда датчик вмонтирован в прибор и установлен в электрощите);
• выносными (датчик и реле разведены на некоторое расстояние).

Оболочка прибора с выносными датчиками выпускается особо прочной и герметичной во избежание воздействий извне.

Схема фотореле ФР 602 строится из следующих компонентов:

• переменного резистора;
• диода;
• реле управления;
• фоторезистора;
• пары транзисторов.

Транзисторы включаются по варианту составных резисторов. Обмотка реле рассчитана на определенную нагрузку, поскольку для таких схем свойственен значительный коэффициент усиления. Сопротивление на входе здесь довольно высокое, что предоставляет возможность использовать в работе фоторезистор с высоким значением сопротивления.

Как отмечалось выше, встроенный (выносной) датчик фотореле для уличного освещения информирует электронную плату или блок устройства ФР 602 о состоянии освещенности снаружи. При преодолении порога срабатывания включаются фонари на улице или придомовой территории.

Прибор можно запрограммировать в особом режиме с выставлением подходящего диапазона светочувствительности.

На упаковке и корпусе фотореле ФР 602 обычно печатается схема подключения с актуальными обозначениями. Изоляция релейных выводов окрашена в разные цвета с целью предупреждения неверного соединения при подключении:

• черный - это фазный провод;
• зеленый - нулевой;
• красный - фазный на лампы.

Таким образом, черный и зеленый провода запитываются от сети, а красный идет к потребителю, и через этот провод производится включение-отключение фонарей. Зная об особенностях маркировки, установить прибор как положено несложно.

При подключении фотореле ФР 602 для соединения проводов схемы понадобится настенная распределительная коробка - такой бокс повышает безопасность электрической сети и эстетичность проводки.

Грамотное внедрение фотореле ФР 602 в электросеть позволяет существенно экономить энергоресурс, за счет чего снижается цена обслуживания (поддержания жизнедеятельности) объекта.

Обратите внимание на фотореле IEK ФР 602

Фотореле IEK ФР 602 заслуживает отдельного внимания вот почему: в отличие от похожей модификации ФР 601 обозреваемый прибор способен решать более серьезные задачи. Иначе говоря, модель 602 осиливает работу с тем количеством ламп, которое 601 не потянет.

Предлагаемое устройство обладает степенью защиты с международным кодом IP44. Такая защита ограждает электронику от дождя и брызг, а потому позволяет использовать ее без дополнительного предохранения от осадков. Диапазон порога срабатывания в приборе - от 5 до 50 люкс. Аппарат выдерживает температуру воздуха от –25 градусов по Цельсию до +40.

Немного об особенностях подключения фотореле IEK ФР 602

Фотореле ИЭК ФР 602 закрепляют с помощью специального кронштейна, фиксируемого винтом на корпусе. Элементы крепежа поставляются в комплекте с прибором. При подключении необходимо удостовериться в отсутствии помех попадания естественного дневного света на фоточувствительные элементы прибора. Установку следует производить там, где нет деревьев и прочих посторонних предметов.

Что касается технических характеристик фотореле ФР 602, важно заметить: источник питания не должен превышать значение напряжения в 230 вольт, а коммутируемая цепь - 10 ампер. Если же нагрузка в итоге выходит слишком большой, то управление освещением доверяется очень мощному выключателю или автомату. Уровень освещенности выставляется регулятором, находящимся на днище фоторелейного изделия. Пределы регулирования фотореле ФР 602 составляют 5–50 люкс - так свидетельствует инструкция к прибору.

Нагрузка зависит от количества и мощности подключаемых к устройству ламп. Предельное ее значение в нашем случае - 4,4 киловатта. При этом разброс порога срабатывания фотореле равен значениям от 2 до 2000 люкс.

Настраивая прибор вращением регулятора от «плюса» к «минусу», следует ориентироваться на конкретную задачу. Если необходимо зажигать светильники даже днем в пасмурную погоду, регулятор поворачивается к «плюсу». Если задача включать освещение ограничивается наступлением полной темноты, нужно вращать к «минусу».

В компании «ГринЭнергоСнаб» можно купить фотореле ИЕК ФР 602 и более ранних модификаций. Продукция отечественной торговой марки IEK® относится к экономсегменту. В зависимости от условий заказа предусмотрены варианты стоимости - базовая, оптовая, розничная. Товар сертифицирован, для его приобретения будьте добры сформировать заявку и оставить свои реквизиты: имя, адрес доставки, e-mail, телефон.

Мы рады сообщить вам, что электротехническая компания «Меандр» приступила к серийному выпуску фотореле ФР-2М . Отличительной особенностью данных реле является включение нагрузки при нулевом напряжении сети (в момент перехода синусоиды через ноль - zero crossing). Таким образом, изделие может работать со светильниками, имеющими большие пусковые токи при включении. А уменьшение пусковых токов при включении позволит применять автоматические выключатели меньшего номинала. Также имеется возможность дистанционной настройки с помощью выносной кнопки.

Кроме того, фотореле ФР-2М имеет режим «умного отключения» (smart off). В этом режиме потребитель может сам задать время включённого освещения. Не менее важной особенностью этих фотореле является его габариты. Эти реле изготавливаются в корпусе шириной всего 13 миллиметров.

Фотореле ФР-2М предназначено для автоматического включения и отключения освещения. Однако, этим его возможности не ограничиваются. Также можно осуществлять управление системой автоматического полива. С помощью данного режима можно включать насосы и через заданное время выключать их без участия человека. Имеется возможность настройки порога освещенности. При поступлении команды по каналу управления, реле «запомнит» уровень освещённости в данный момент и в последующем, все включения будут происходить именно при такой освещённости.

Технические характеристики фотореле ФР-2М

Напряжение питание, В: ФР-2М DC24В: DC24 ± 10%; ФР-2М AC230В: АC230 ± 10%
Потребляемая мощность, не более ВА: 2
Уровень освещённости - настраиваемый методом обучения, лк: 0.1-500
Длительность задержки на включение: 5с, 10с, 15с, 20с, 30с, 40с, 1мин, 3мин, 5мин, 10мин
Длительность задержки отключения встроенного таймера, ч: ∞, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 5, 7
Максимальное коммутируемое напряжение, В: 400 (AC1/5А)
Максимальный коммутируемый ток АС250В 50Гц (АС1)/DC30В (DC1), А: 16
Количество и тип контактов: 1 переключающая группа
Степень защиты реле (по корпусу/по клеммам/по датчику): IP40/IP20/IP65
Диапазон рабочих температур, °C: -25...+55 (УХЛ4), -40...+55 (УХЛ2)
Режим работы: круглосуточный
Тип выносного фотодатчика (поставляется отдельно) ФД-3-1
Рабочая температура фотодатчика, °C: -40...+60
Длина провода к внешнему фотодатчику, м: до 30
Сечение подключаемого провода, мм²: 0.75

Автоматизация подачи освещения в квартире, в доме или на улице достигается за счет применения фотореле. При правильной настройке оно будет включать свет при наступлении темноты и отключать в светлое время суток. Современные устройства содержат настройку, за счет которой можно устанавливать срабатывание в зависимости от освещенности. Они являются составной частью системы "умного дома", берущей на себя значительную часть обязанностей хозяев. Схема фотореле, прежде всего, содержит резистор, изменяющий сопротивление под действием света. Ее легко собрать и настроить своими руками.

Принцип действия

Схема подключения фотореле для включает датчик, усилитель и Фотопроводник PR1 под действием света изменяет сопротивление. При этом изменяется величина проходящего через него электрического тока. Сигнал усиливается составным транзистором VT1, VT2 (схема Дарлингтона), а с него поступает на исполнительный механизм, которым является K1.

В темноте сопротивление фотодатчика составляет несколько мОм. Под действием света оно снижается до нескольких кОм. При этом открываются транзисторы VT1, VT2, включающие реле K1, управляющим цепью нагрузки через контакт K1.1. Диод VD1 не пропускает ток самоиндукции при выключении реле.

Несмотря на простоту, схема фотореле обладает высокой чувствительностью. Чтобы ее выставить на необходимый уровень, используется резистор R1.

Напряжение питания подбирается по параметрам реле и составляет 5-15 В. Ток обмотки не превышает 50 мА. Если необходимо его увеличить, можно применить более мощные транзисторы и реле. Чувствительность фотореле повышается с увеличением напряжения питания.

Вместо фоторезистора можно установить фотодиод. Если необходим датчик с повышенной чувствительностью, используются схемы с фототранзисторами. Их применение целесообразно с целью экономии электричества, поскольку минимальный предел срабатывания обычного прибора составляет 5 лк, когда окружающие предметы еще различимы. Порог 2 лк соответствует глубоким сумеркам, после которых через 10 мин наступает темнота.

Фотореле целесообразно применять даже при ручном управлении освещением, поскольку можно забыть выключить свет, а датчик самостоятельно "позаботится" об этом. Установить его несложно, а цена вполне доступна.

Характеристики фотоэлементов

Выбор фотореле определяют следующие факторы:

• чувствительность фотоэлемента;
• напряжение питания;
• коммутируемая мощность;
• внешняя среда.

Чувствительность характеризуется как отношение образующегося фототока к величине внешнего потока света и измеряется в мкА/лм. Она зависит от частоты (спектральная) и интенсивности света (интегральная). Для управления освещением в быту важна последняя характеристика, зависящая от суммарного светового потока.

Величину номинального напряжения можно найти на корпусе прибора или в сопроводительном документе. Устройства зарубежного производства могут иметь другие стандарты напряжения питания.

От мощности светильников, к которым подключено фотореле, зависит нагрузка на его контакты. Схемы фотореле освещения могут предусматривать прямое включение ламп через контакты датчика или через пускатели, когда нагрузка велика.

На открытом воздухе сумеречный выключатель помещается под герметичной прозрачной крышкой. Она является защитой от влаги и осадков. При работе в холодный период применяется подогрев.

Модели заводского изготовления

Раньше схема фотореле собиралась своими руками. Сейчас в этом нет необходимости, так как устройства стали дешевле, а функциональность расширилась. Их применяют не только для внешнего или внутреннего освещения, но также для управлением поливом растений, системой вентиляции и др.

1. Фотореле ФР-2

Модели заводского изготовления широко используются в устройствах автоматики, например, для управления уличным освещением. Часто можно видеть днем горящие фонари, которые забыли выключить. При наличии фотодатчиков нет необходимости в ручном управлении освещением.

Схема фотореле фр-2 промышленного изготовления применяется для автоматического управления уличным освещением. Здесь также является реле К1. К базе транзистора VT1 подключены фоторезистор ФСК-Г1 с резисторами R4 и R5.

Питание производится от однофазной сети 220 В. Когда освещенность мала, сопротивление ФСК-Г1 имеет большую величину и сигнала на базе VT1 недостаточно для его открывания. Соответственно закрыт и транзистор VT2. Реле K1 включено, и его рабочие контакты замкнуты, поддерживая лампы освещения горящими.

Когда освещенность увеличивается до порога срабатывания, снижается сопротивление фоторезистора и открывается после чего реле K1 отключается, размыкая цепь питания ламп.

2. Виды фотореле

Выбор моделей достаточно велик, чтобы можно было выбрать подходящую:

• с выносным датчиком, расположенным вне корпуса изделия, к которому подводятся 2 провода;
• люкс 2 - устройство с высокой надежностью и уровнем качества;
• фотореле с питанием 12 В и нагрузкой не выше ;
• модуль с таймером, монтирующийся на ДИН-рейку;
• устройства ИЭК отечественного производителя с высоким качеством и функциональностью;
• AZ 112 - автомат с высокой чувствительностью;
• ABB, LPX - надежные производители устройств европейского качества.

Способы подключения фотореле

Перед приобретением датчика необходимо подсчитать потребляемую светильниками мощность и взять с запасом 20 %. При значительной нагрузке схема уличного фотореле предусматривает дополнительную установку электромагнитного пускателя, обмотка которого должна включаться через контакты фотореле, а силовыми контактами коммутировать нагрузку.

Для дома такой способ применяется редко.

Перед установкой проверяется напряжение сети питания ~220 В. Подключение производится от автоматического выключателя. Фотодатчик устанавливается таким образом, чтобы свет от фонаря не попадал на него.

На приборе применяются клеммы для подключения проводов, что делает монтаж проще. Если они отсутствуют, применяется распределительная коробка.

За счет применения микропроцессоров схема подключения фотореле с другими элементами приобрела новые функции. В алгоритм действий внесли таймер и датчик движения.

Удобно, когда светильники автоматически включаются при прохождении человека по лестничной площадке или по дорожке сада. Причем срабатывание происходит только в темное время суток. За счет применения таймера фотореле не реагирует на свет фар от проезжающих автомобилей.

Простейшая схема подключения таймера с датчиком движения - последовательная. Для дорогих моделей разработаны специальные программируемые схемы, учитывающие различные условия эксплуатации.

Фотореле для уличного освещения

Для подключения фотореле схема наносится на его корпус. Ее можно найти в документации на прибор.

Из прибора выходят три провода.

1. Нулевой проводник - общий для светильников и фотореле (красный).
2. Фаза - подключается на вход прибора (коричневый).
3. Потенциальный проводник для подачи напряжения от фотореле на светильники (синий).

Устройство работает по принципу прерывания или включения фазы. Цветовая маркировка у разных производителей может отличаться. Если в сети есть проводник "земля", его к прибору не подключают.

В моделях со встроенным датчиком, который находится внутри прозрачного корпуса, работа уличного освещения автономна. К нему нужно только подвести питание.

Варианты с выносом датчика применяются в случае, когда электронную начинку фотореле удобно разместить в щите управления с другими приборами. Тогда нет необходимости в автономной установке, протягивании электропроводки питания и обслуживании на высоте. Электронный блок размещается внутри помещения, а датчик выносится наружу.

Особенности фотореле для уличного освещения: схема

При установке фотореле на улице надо учитывать некоторые факторы.

1. Наличие питающего напряжения и соответствие мощностей контактов и нагрузки.
2. Не допускается установка приборов рядом с легко воспламеняющимися материалами и в агрессивной среде.
3. Основание прибора размещается внизу.
4. Перед датчиком не должны находиться качающиеся предметы, например, ветви деревьев.

Подсоединение проводов выполняется через распределительную коробку для улицы. Она закрепляется рядом с фотореле.

Выбор фотореле

1. Возможность регулирования порога срабатывания позволяет производить подстройку чувствительности датчика в зависимости от времени года или при пасмурной погоде. В результате обеспечивается экономия электричества.
2. Минимум трудозатрат требуется при монтаже фотореле со встроенным чувствительным элементом. При этом не требуются особые навыки.
3. Реле с таймером хорошо программируется для своих потребностей и работы в установленном режиме. Можно настроить прибор для отключения в ночное время. Индикация на корпусе прибора и кнопочное управление позволяют легко производить настройку.

Заключение

Применение фотореле позволяет автоматически контролировать период включения ламп. Теперь уже отпала необходимость в профессии фонарщика. Схема фотореле без участия человека по вечерам зажигает свет на улицах и выключает его утром. Устройства могут управлять системой освещения, что повышает ее ресурс и делает эксплуатацию проще.