Фотодатчик (фотореле) за улично осветление: конструкция, принцип на работа и съвети за монтаж

Допълнение към осветителното тяло под формата на фотореле позволява да се намали разходът на електроенергия. Това малко и просто по конструкция устройство изцяло поема управлението на включване/изключване на крушките в зависимост от нивото на осветеност на открито.

При настъпване на здрач фотодатчикът за улично осветление активира подсветката край къщата, а на разсъмване я изключва. Той е прост по устройство и експлоатация, но преди закупуване на оптималния модел трябва да се предвидят много неща. Ще разкажем как да изберете идеалния вариант.

Принцип на работа на фотодатчика

Основата на управляващото уличното осветление фотореле (здрачен ключ) е светлочувствителен елемент, който реагира на наличната яркост на слънчевата и изкуствената светлина.

Когато настъпи здрач, фотодатчикът затваря контактите и подава електроенергия към осветителните тела, монтирани на открито край къщата. А при увеличаване на интензитета на светлинния поток сутрин той отново отваря веригата, изключвайки осветителните електроуреди.

Фоточувствителното реле в автоматичен режим управлява работата на свързаното към него осветително тяло, като го изключва и включва при необходимост.

Благодарение на наличието на фотореле в схемата за улично осветление, собствениците на къщата нямат необходимост постоянно да включват светлините вечер на прилежащата територия, а сутрин да ги изключват – всичко става автоматично.

Това значително намалява разхода на електрическа енергия от уличните осветителни тела, а също така удължава срока им на експлоатация. Всъщност в този случай те работят само когато това е наистина необходимо, а не по 8–9 часа на ден.

В частния сектор подобни системи се инсталират за осветление на:

• улични стълби;
• територии край вили;
• паркови и градински алеи;
• беседки, зони за барбекю и открити тераси.

От организации фоторелета се монтират при обзавеждане на осветление в дворове на многофамилни жилищни сгради, в ТРЦ (търговско-развлекателни центрове) и на стълбищни площадки на многоетажни сгради, както и при подсветка на улични конструкции с реклама. Навсякъде целта е една – икономия на електроенергия и ресурс на осветителните тела.

В най-простото си изпълнение разглежданото комутиращо устройство се състои от блок за захранване, фоточувствителен датчик, усилвател на тока и реле за превключване.

Съществуват няколко вида фоторелета, но принципът на работа при всички тях е един и същ. В него има свързан към захранването фоточувствителен датчик, който следи нивото на осветеност на контролираната територия.

При настъпване на здрач този сенсор затваря релето, като включва осветлението навън. Когато слънцето отново изгрее, става обратното – изключване на уличните осветителни тела.

Основни видове електроуреди

Всяко фотореле, контролиращо уличното осветление, има в схемата си три блока с различен функционал:

1. Възприемащ – фотодатчик на базата на полупроводници.
2. Междинен – усилвател на електрическия ток.
3. Изпълнителен – самото реле (комутатор).

Конструктивно първият от тези елементи може да бъде изнесен извън общия корпус. Но има и устройства, при които този фоточувствителен сензор е монтиран в един блок с останалите части на вътрешната схема на този електроуред.

Благодарение на компактността си фоточувствителният датчик може да се монтира дори на улични стълбове за осветление, до фенера или директно върху него.

Съответно, всички модели фоторелета за контрол на осветеността се делят на:

• устройства с вграден фотоелемент;
• уреди с отделен фотодатчик, който е изнесен извън корпуса.

Оборудването, което има вграден сензор, се монтира директно на открито. Корпусът му има по-висока защита от влага и прах. Във втория случай комутиращият блок се монтира на DIN-шина в домашното електротабло. А изнесеният сензор към него се свързва чрез обикновени проводници.

Освен наблюдението на нивото на осветеност, подобни контролни системи често се оборудват с вградени сензори за движение, таймери и различни бутони за управление. В магазините за осветителна техника също могат да се срещнат фоторелета, които са изградени на цифрови контролери. Тези уреди обаче струват няколко пъти повече от обикновените модели.

Цифровите устройства са скъпи, но позволяват да се контролират осветителните уреди по-точно. Принципът на работа на битовите фоторелета и основните елементи са идентични с тези, които се срещат в стандартните девайси.

Но тези варианти са допълнени с микроконтролер, който може да се настрои така, че осветителните тела да се включват само в определени часове. Това дава възможност за по-фина настройка на релето, като работата му се съобрази с метеорологичните условия и дори с месеца от годината.

Избор на фотореле за осветление на открито

Преди да отидете в магазина да закупите фотодатчик за регулиране на системата за улично осветление, трябва да определите броя и типа на свързваните осветителни тела. За един-два прожектора ще стигне реле, към което осветителните електрически уреди ще се свързват директно.

Ако крушките са много, то фоторелето няма да може да издържи преминаващия през него ток. В този случай се изисква оборудване с магнитен пускател.

Тук светлочувствителният превключвател задейства специално устройство, посредством което се осъществява захранването на осветителната апаратура. Тоест много от избора на модел фотодатчик зависи от мощността на свързваната към него схема от осветителни тела.

Особен подход и задължително извършване на предварителни изчисления изисква изборът на фотореле за система улично осветление на слънчеви батерии. Неговата мощност и броят на свързваните уреди зависят пряко от средногодишния брой слънчеви дни в региона, както и от количеството слънчеви панели в схемата.

Колкото повече крушки се планира да се свържат към фоторелето, толкова по-високи трябва да бъдат параметрите на комутирания ток – на пазара в момента са представени уреди с номинален ток в диапазона 6–63 ампера, има от какво да се избира.

По тип на свързване към електрическата мрежа светоконтролиращите релета за улично осветление се делят на:

• еднофазни (битови, за мрежа 220 V);
• трифазни (за мрежи 380 V).

Обаче самото комутиращо реле и цялата схема с фотодатчика се захранват с напрежение 12 V, което идва от понижаващ трансформатор. Изборът в полза на еднофазно или трифазно устройство зависи изключително от свързаната към него мрежа от крушки и консумираната от нея мощност.

За инсталиране на фотореле за управление на улично осветление в частни домове е най-добре да се избират обикновени битови модели за 220 V. Те ще бъдат напълно достатъчни, особено ако към тях се свържат икономични LED осветителни тела.

Технически параметри – на какво да се обърне внимание

Някои вносни електрически уреди са проектирани за мрежи с напрежение 110 или 127 V. Рядко, но може да се натъкнете на такива в магазини за осветителна техника. Те просто не могат да работят в руските мрежи с 220 V. За тях ще е необходим допълнителен трансформатор. По-добре е веднага да вземете оборудване, с чието свързване ще има по-малко проблеми.

Първият и основен показател е степен на защита. За монтаж на открито трябва да изберете модели с херметичен корпус с IP65 и по-висока. А за монтаж под покрив или в защитено табло напълно подходящо е устройство с IP44.

Вторият параметър е праг на задействане, който се изразява в луксове. Обикновено това е диапазон от 2 до 50 Lux. Фоторелето има регулиране на този показател, за да можете да го настроите според личните си предпочитания. Закупуването на уред с нерегулируем праг на задействане си струва само в краен случай.

Третият показател е тип на свързваните лампи. Често фоторелето е предназначено изключително за работа с лампи с нажежаема жичка, които създават активен товар.

За свързване на флуоресцентни уреди с реактивен товар е необходимо да се вземе друг вид сумеречни ключове. А за свързване на живачни или натриеви осветителни тела е необходима апаратура с допълнителен защитен контур, проектиран за пикове на пусковия ток.

При избора на реле с външен фотоелемент трябва да се вземе предвид дължината на кабела между тях – той има определени ограничения, не може да се замени с по-дълъг.

И последните параметри са габарити и тегло. Най-голямата част на фоторелето е захранващият блок с понижаващ трансформатор вътре. Самият фотодатчик (светодиод) има съвсем малки габарити.

Много повече място заема контакторът или магнитният пускател, чрез които се свързват осветителните тела. Всичко това трябва да се побере в електротаблото или близо до осветителното тяло.

Важни ли са допълнителните функции

Много модели светоконтролиращи релета са допълнени с датчик за движение и таймер. Първият гарантира включване на осветлението само при движение на човек в контролираната територия, а вторият позволява напълно да изключите уреда през деня независимо от нивото на естествената осветеност.

Всъщност всички фотодатчици се настройват още в завода така, че при кратковременно осветяване от фаровете на преминаващ автомобил просто да не се задействат.

Най-скъпите модели са фоторелетата с електронно табло и програмируем контролер. Тези уреди позволяват за всеки сезон и случай да се зададе собствена програма на работа.

Например, през зимния период осветлението ще се включва по-рано, а през лятото — по-късно. Може също да се предвиди изключване на самото реле заедно с уличните осветителни тела след един часа през нощта, за да не горят енергия напразно.

Нюанси при монтажа на датчика за осветеност

Светоконтролиращият уред обикновено се монтира в близост до осветителното тяло, което се свързва към него. За всеки модел схемата на свързване се избира според инструкцията в техническия паспорт. Преди започване на работа тя трябва задължително да се проучи.

Не се изискват специални умения за извършване на монтажа. Трябва само всичко да се изчисли така, че осветителните електроуреди да не претоварят линията. Фоторелето практически не натоварва мрежата. Обаче УЗО в таблото и самият фотодатчик трябва да бъдат подбрани въз основа на броя и мощността на свързваните крушки.

За самостоятелен монтаж на фотореле е достатъчно да притежавате минимални познания в областта на електромонтажа и да спазвате най-простите правила за безопасност при извършването му.

Съществуват няколко прости норми за монтаж на фоточувствителни релета:

1. Препоръчително е сумеречният ключ и цялата линия на осветителните устройства след него да се свържат на отделна линия от електротаблото със собствен защитен автоматичен прекъсвач.
2. Категорично се забранява да се инсталира фотодатчикът с главата надолу. От едната страна той трябва да бъде открит за слънчева светлина, а от другата страна върху него трябва да пада светлина от лампите за изкуствено осветление.
3. Не може този електроуред да се монтира близо до леснозапалими материали, в близост до нагревателно оборудване и химически активни среди.
4. Ако към фоторелето се свързват много крушки, то в схемата е необходимо да се предвиди магнитен пускател.

Основното е – светлината от всякакви осветителни тела не трябва да попада върху фотоелемента. В противен случай той постоянно ще работи не както трябва. Фотодатчикът реагира на всяка светлина. Няма значение дали е изкуствено осветление или естествено от слънцето.

Схемата на свързване на осветителните тела към фоторелето (директно или чрез пускател) се избира в зависимост от общата мощност на свързваните осветителни тела.

На корпуса на фоторелето има схема с цветово обозначение на всички изходящи от него проводници. По правило, кафявият отива към фазата от таблото («L»), синият към нулата («N»), а червеният или черният – към осветителното тяло за улично осветление. Необходимо е само да се оголят краищата на тези жила и всичко да се свърже според приложената електросхема.

Ако фотодатчикът има два контакта, то единият от тях се свързва към фазата от таблото, а вторият отива към осветителното тяло. Нула в този случай липсва.

При свързване на уличното осветление чрез магнитен пускател, той се свързва към фоторелето по същия начин като крушката. А самите осветителни тела се захранват вече от него.

В този случай релето затваря не веригата, захранваща лампите, а само пускателя. През ключа в такава схема преминава минимален ток, затова ще е подходящо по-евтино и маломощно устройство. Цялото натоварване тук се прехвърля на външен контактор.

За това как да изберете осветителни тела за организиране на улично осветление на слънчеви батерии е подробно разяснено в следващата статия, с която препоръчваме да се запознаете.

Изводи и полезно видео по темата

Трудности с избора и включването на чувствителния към светлина датчик в системата за улично осветление не би трябвало да възникнат. Всичко е изключително просто. Представените по-долу видеоматериали ще позволят дори на начинаещи електротехници да разберат всички тънкости на монтажа на това устройство.

Видео #1. Всички нюанси на свързване на фотосензора «ден-нощ»:

Видео #2. Преглед на фоторелето за включване/изключване на нощното осветление навън:

Видео #3. Описание на схемата за свързване на полумрачен превключвател чрез външен контактор:

Светлинните контролни релета за монтаж с осветителните тела за улично осветление са прости по конструкция и свързване. Те значително улесняват живота на собствениците на частни къщи и позволяват намаляване на енергопотреблението. Модели на такива устройства в магазините има немалко. Винаги може да се подбере с необходимите параметри за конкретната ситуация.

А ако имате познания и опит в електротехниката, то подобно фотореле може да се сглоби от фотодиод, обикновен диод, реле и два транзистора с резистори.

Пишете, моля, коментари в разположения по-долу блок. Задавайте въпроси по спорните или сложните моменти. Споделяйте собственото си мнение, полезна информация и снимки по темата на статията.