С наступлением вечера вдоль городских улиц сами по себе зажигаются фонари, автоматизация этого процесса уже никого не удивляет. Сегодня фотосенсоры, управляющие уличным освещением, доступны не только коммунальным службам, но и рядовым владельцам загородных домов. Сделать своё жилище более комфортным и умным можно без особых финансовых затрат и электромонтажных навыков, надо только учесть несколько важных нюансов: знать схему подключения фотореле и правила работы с ним.
Как работает датчик освещённости
Задача фотореле - включить осветительный прибор, когда во дворе становится сумеречно и выключить его с наступлением рассвета. В основе прибора - светочувствительный элемент (фотодиод, газоразрядник, фототиристор, фоторезистор), который на свету изменяет свои характеристики. Например, в фоторезисторе уменьшается сопротивление, ток легко проходит через этот элемент и замыкает контакт, выключающий освещение.
К одному сенсору можно подключить несколько осветительных устройств
Дополнительные элементы прибора помогают избежать ошибочного включения/выключения, настроить чувствительность сенсора, усилить сигнал от датчика и т. д.
Зачем нужно фотореле
Световые акценты вокруг дома - это не только удобно, но и красиво
Система уличного освещения может работать и без фотосенсоров. Но датчик день-ночь придаёт ей дополнительные преимущества:
- Удобство . Стандартная система освещения предусматривает установку включателя возле входной двери на улице, или в самом доме. Это удобно для того, кто решил выйти из дома поздним вечером. Но при возвращении домой в тёмный период суток приходится идти к выключателю с фонариком, или даже открывать замок в полной темноте. С датчиком можно настроить включение подсветки с наступлением сумерек и владелец приедет на уже освещённую площадку у калитки или перед гаражом.
- Экономия электроэнергии . Жильцы загородных домов нередко забывают выключить свет на улице перед сном или уходом из дома. С датчиком такого не случится. Стандартный выключит свет с первыми лучами солнца, комбинированный с датчиком движения - как только все уйдут со двора, а программируемый - в точно указанное время.
- Имитация присутствия . Воры не рискуют пробираться в дом, пока хозяева дома, а основной признак их присутствия - включённый свет. Уличная подсветка с сенсором создаёт видимость присутствия и таким образом защищает дом от вандалов и грабителей, пока семья на отдыхе или в командировке.
Датчики освещённости хорошо показали себя в городских осветительных системах, их нередко используют коммунальные службы, владельцы торговых центров, автостоянок, рекламных щитов и т. д. В частных загородных домах фотореле тоже выгодны и уместны, поэтому приобретают всё большую популярность.
Выбираем модель фотосенсора с учётом технических характеристик
Технические характеристики часто указываются прямо на корпусе фотореле
При покупке обратите внимание на:
- Напряжение (вольты) . Производители выпускают приборы, питающиеся от сети с напряжением 12В, 24В и 220В. Рекомендуем выбирать последние, так как их можно подключить к бытовой сети. Для других устройств придётся приобретать преобразователи напряжения, что сделает конструкции более дорогой и менее надёжной.
- Ток коммутации (амперы) . Если этот параметр выбрать неправильно, срок службы датчика значительно снизится. Поэтому с количеством подключаемых к фотореле осветительных приборов и типом используемых ламп (диодные, экономки, накаливания) нужно определиться до выбора датчика. Для получения максимального тока коммутации нужно сумму мощностей всех ламп разделить на 220 (напряжение в сети). Цифра, указанная в паспорте прибора, должна быть больше полученной в результате вычислений.
- Порог включения (люмены) . Параметр определяет чувствительность датчика к свету. Если сенсор будет малочувствительным, освещение начнёт включаться слишком рано, а слишком чувствительный помешает включению в зимний период из-за отражения света снегом. Посмотрите в паспорте на параметры регулировки порога, диапазон должен составлять 2–100 Лк или 5–100 Лк.
- Задержка включения/выключения (секунды) . Диапазон регулировки также указывается в паспорте прибора. Должна быть возможность установить задержку в 5–7 секунд, чтобы освещение не выключалось каждый раз, когда мимо проезжает машина.
- Мощность (ваты) . Чем меньше этот показатель, тем экономнее будет прибор. В паспорте устройства указывается энергопотребление в активной фазе (до 5 Вт) и в режиме ожидания (до 1 Вт).
- Степень защиты . Поскольку датчики уличного освещения монтируют под открытым небом, в корпус не должны проникать капли и пары влаги, он не должен деформироваться из-за ультрафиолета и т. д. Устойчивость прибора к атмосферным воздействиям обязана составлять IP44. В случае если датчик размещается в защитном коробе или под навесом, цифра может уменьшаться. Если вы подбираете модель с выносным фотореле, степень защиты можно снизить только для фотодатчика, но не для основного блока.
Если в вашем регионе очень суровые зимы, обратите внимание на диапазон рабочих температур, а если на фасаде мало места, отдайте предпочтением компактным моделям.
Разновидности датчиков освещённости
Обычные недорогие световые сенсоры позволяют автоматизировать освещение и подстроить его под продолжительность светового дня. Но поскольку в таком случае свет горит всю ночь, производители начали создавать модели с более широкими возможностями.
Пример фотореле с датчиком движения
Среди них:
- . Включают свет, когда в подконтрольной зоне начнёт что-то двигаться. Благодаря фотодатчику, сигнал на включение срабатывает только в тёмный период. Прибор недорогой, надёжный и компактный. Но если по территории бегают домашние животные, или в поле зрения датчика есть ветки растений, существует высокая вероятность ложного срабатывания сенсора.
- Фотореле, оснащённое и датчиком движения, и таймером . Прибор можно тонко настроить так, чтобы он срабатывал только когда нужно. Например, с 20.00 до 22.00 когда к калитке подходит гость либо возвращается хозяин.
- Фотореле с таймером . Прибор даёт возможность экономить электроэнергию, выключая свет в неиспользуемое время. Если привычки семьи устоялись и привязаны к определённому времени, такой вариант может быть очень удобным. Многие предпочитают этот вид приборов, поскольку их не обязательно монтировать на улице, таймер может подать сигнал к включению прямо из дома.
- Программируемые фотореле . Приборы этого типа самые дорогие, но превосходят другие типы по функциональности. Они дают возможность настроить включение/выключение освещение в зависимости от природной освещённости, периода времени, дня недели, сезона.
Оптимальными по цене и функционалу являются устройства день-ночь с датчиком движения и встроенным таймеров. Для абсолютного большинства бытовых задач реализуемых ими сценариев вполне достаточно.
Ещё один подход к классификации фотосенсоров - вид исполнения. Различают:
Если у вас мало опыта в монтаже электроприборов, или вы опасаетесь повредить новые обои, лучше предпочесть фотореле наружного монтажа.
Производители фотореле: страны и цены
Изготовление таких приборов не требует уникального оснащения или сложных технологических процессов, поэтому наравне с западными изделиями рынок предлагает немало отечественных фотодатчиков. При этом у каждой страны есть как бюджетные, так и недорогие модели с разной степенью защиты.
Сравнительная таблица фотореле разных производителей
| Название | Ток коммутации, А | Рабочее напряжение в сети, В | Степень защиты, IP | Производитель | Цена, руб. |
|---|---|---|---|---|---|
| ФР-6 | 10 | 240 | 54 | Украина | 150 |
| PS-1 | 6 | 220 | 44 | Узбекистан | 200 |
| HOROZ HL 472 | 25 | 230 | 44 | Турция | 210 |
| FERON SEN 27 | 25 | 220 | 54 | Китай | 250 |
| ФР-601 | 5 | 230 | 44 | Россия | 420 |
| SOU-1 | 16 | 230 | 56 | Чехия | 650 |
| Люкс-2 | 8 | 230 | 44 | Россия | 800 |
| Luna 126 Star Theben | 16 | 230 | 55 | Германия | 2500 |
Если вы нашли модель с подходящим током коммутации, степенью защиты и другими параметрами среди изделий русских производителей, не стоит переплачивать за немецкий аналог. Но и слишком экономить не стоит, так как это скажется на долговечности датчика.
Фотореле IEK
В нашей стране очень популярны фотореле российского производителя IEK.
На вид фотореле IEK ФР 601 и ФР 602 одинаковые, обращайте внимание на маркировку
Таблица характеристик фотодатчиков марки IEK
| Параметры | ФР-600 | ФР-601 | ФР-602 |
|---|---|---|---|
| Предельная нагрузка при использовании с лампами накаливания, Вт | 1300 | 1100 | 2500 |
| Предельная нагрузка при использовании с люминесцентными лампами, Вт | 780 | 600 | 1500 |
| Мощность во включённом состоянии, Вт | 0,45–6,6 | 0,45–6,6 | 0,45–6,6 |
| Максимальный ток нагрузки, А | 3–6 | 10 | 20 |
| Рабочий уровень освещённости, Лк | 5–15 (без регулировки) | 5–50 | 5–50 |
| Период отсрочки, с | - | 16 | 16 |
| Уровень защиты по ГОСТ 14254 | IP44 | IP44 | IP44 |
| Степень защиты от поражения током | - | II | II |
| Диапазон рабочих температур, о С | -25 … +40 | -25 … +40 | -25 … +40 |
Все модели датчиков этой марки изготовлены из негорючего пластика (поликарбоната), который защищает дом от случайного возгорания. По своим техническим характеристикам приборы подходят для Европы и средней полосы России, исключением могут стать только очень жаркие регионы и крайний Север.
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.
Схемы подключения фотореле к фонарю
Для монтажа датчика день-ночь не понадобятся специализированные познания, а подсказки наносятся либо на упаковку, либо на сам прибор. В зависимости от модели, из корпуса фотосенсора выходит два или три провода.
Схема подключения фотореле с заземлением
Из универсального устройства выходит три провода:
- фазовый (красный, маркировка L);
- нулевой (синий, маркировка N);
- заземляющий (зелёный, маркировка РЕ).
Стенд для демонстрации правильного подключения фотореле
На фотопримере видно, что в прибор должны войти два кабеля, в каждом из них по три цветных провода. Кабель 1 предназначен для подключения к лампочке. Его синий вывод соединяется с клеммой N, а красный - с клеммой L, аналогичным образом они подключаются и к патрону лампочки. Заземляющий провод соединяется с зелёным проводком кабеля 2 и фиксируется винтом. Кабель 2 необходим для питания прибора, его красный и синий провод подсоединяются аналогично, к соседним клеммам N и L.
Схема подключения фотореле без заземляющего провода
Существуют модели с двумя выводами, там отсутствует заземляющий провод. Такие фотодатчики подходят для домов, где система заземления оборудована отдельно.
Способ подключения у них ещё проще, входящий кабель присоединяется к клеммам L и N (фаза и ноль соответственно), а для выхода подсоединяется только фазовый кабель. Ноль подаётся на светильник через пускатель КМ, мимо фотосенсора.
Если фотосенсор должен управлять несколькими лампочками, нужно добавить к нему контроллер.
Схема подключения фотодатчика на три лампочки
Контроллер присоединяется к выходным клеммам фотодатчика и добавляет ещё одну контактную пару. С его помощью лампы можно подсоединить параллельно, а не последовательно (как в ёлочной гирлянде). Подсоединение нескольких потребителей через контроллер делает цепь надёжнее и позволяет лампам гореть даже когда одна из них вышла из строя.
Видеоинструкция по подключению и настройке фотореле
Изготовление своими руками
Имея минимальные навыки использования паяльника можно собрать простейшее реле самостоятельно. Для начала стоит воспользоваться схемой с минимумом составляющих.
Такое фотореле сможет собрать даже начинающий
Вам понадобятся:
- PR1 - фоторезистор;
- R1 - электролитический конденсатор на 10K;
- VD1 КД522 - защитный теплоэлектрический диод;
- VT1 и VT2 - транзисторы структуры n-p-n;
- КТ315Б - транзистор;
- К1 - электролитический конденсатор на 10 000 микрофарад;
- К1.1 - включатель/выключатель;
- нулевой и фазовый провода.
Эти детали можно купить в магазине радиотоваров, или выпаять из старой ненужной техники.
В данной схеме транзисторы VT1 и VT2 формируют эмиттерный повторитель, благодаря которому сигнал от фотодатчика усиливается и оказывается достаточно мощным для размыкания электрической цепи. Благодаря диоду VD1 предотвращается течение обратного тока. А реле полностью заменяет транзисторный каскад, используемый в более сложных схемах.
Собранное своими руками фотореле
Для сборки фотодатчика необходимо последовательно спаять ножки используемых элементов, или воспользоваться платой с контактами. Чтобы удостовериться в работоспособности изделия желательно проверить его на стенде с одной лампой. Дабы установить подходящую чувствительность прибора, необходимо впаять в схему резистор переменной величины. Изменяйте сопротивление резистора, пока прибор не начнёт подавать сигнал включения/выключения при правильном уровне освещённости (эксперименты можно проводить вечером при выключенных светильниках). Как только нужный уровень сопротивления будет найден, вместо регулируемого резистора надо впаять постоянный. В качестве корпуса для изделия можно использовать распределительную коробку для наружного монтажа электропроводки, только в ней надо сделать окошко для фоторезистора.
Поскольку реле позволяет использовать схему в сети 220В, подключать его можно так же, как покупное.
Видеоинструкция по изготовлению фотодатчика для диодного освещения
Настройка
Если вы купили фотосенсор готовым, понадобится отрегулировать его параметры, чтобы свет не включался слишком рано и не горел, когда на улице уже стало светло.
Настойка чувствительности фотореле
Заглянув под колпак фотосенсора легко заметить круглую ручку, поворотом которой устанавливается светочувствительность прибора. Для начала установить её в крайнее правое положение (обозначено значком минус). Это значит, что для включения освещения понадобится кромешная тьма. Подключите датчик к сети и во время, когда вам хотелось бы включить уличную подсветку откройте корпус и поворачивайте рычажок, пока сенсор не подаст сигнал включения. Оставьте рычажок в этом же положении и система всегда будет запускаться при таком же уровне освещения.
Поскольку свет, отражённый от снега, может приводить к слишком быстрому отключению света на зиму светочувствительность датчика стоит уменьшать, а весной снова увеличить по описанной схеме.
Регулировка фотореле с выносным датчиком
В более сложных фотореле с выносными датчиками также регулируется время отсрочки включения/выключения. Для изменения также нужно переключить соответствующий рычажок, только он поворачивается не плавно, а с одной позиции на другую. Позиции и рычажки подписаны прямо на корпусе, поэтому с настройкой проблем не возникнет.
Возможные неисправности механизма для уличного освещения
Если фотодатчик работает неправильно, причина чаще всего кроется в ошибках монтажа или настройки.
Для начала удостоверьтесь, что перед устройством день-ночь не появился уличный фонарь, высокий забор, может дерево со времени установки стало значительно выше, или начало больше затенять участок, когда на нём появились листья. Такие преграды необходимо устранить или перенести фотореле на более подходящее место.
Также возможно, что кто-то из жильцов дома случайно изменил настройки, или они стали неактуальными со сменой сезона. Проследите за установленной светочувствительностью и установите задержку срабатывания не менее 5 минут.
Часто неисправность фотореле определяется визуально
Когда простые методы не помогают, необходимо заглянуть внутрь прибора. Возможно, в корпус попала влага и контакты окислились либо в результате скачка напряжения в сети один из элементов платы сгорел. Если повреждения не слишком значительны, стоит отнести прибор в мастерскую и проконсультироваться насчёт ремонта. Но в случае когда плата заметно повреждена, придётся заменить устройство полностью (или только выносной датчик). В самостоятельно изготовленном приборе следует в первую очередь проверить качество пайки, а при необходимости - заменить вышедший из строя элемент.
Когда прибор полностью исправен и правильно настроен, причина может крыться в подключённых к нему проводах. Тщательно проверьте целостность изоляции на каждом участке и при необходимости замените повреждённый кабель.
В случае когда неисправность самостоятельно обнаружить не удаётся необходимо обратиться к продавцу (если прибор на гарантии) или представителю производителя.
Стоит ли использовать фотореле на своём участке
Регулировать уличное освещение с таким количеством точек без фотореле очень неудобно
Таблица достоинств и недостатков датчиков день-ночь
Плюсы фотореле | Минусы фотореле |
|---|---|
| Удобство использования уличного освещения | При неправильном монтаже может хаотично включать/выключать свет |
| Экономит электроэнергию | Для значительной экономии необходим прибор с датчиком движения/таймером и энергосберегающие лампы |
| Срабатывает в 10 раз быстрее механического выключателя | На практике всё равно приходится устанавливать отсрочку старта |
| Увеличивает срок службы ламп в светильниках | Эффект будет заметен только если до установки датчика освещение включали/выключали не менее 5 раз за вечер |
| Прибор совместим со всеми видами ламп | Для правильной работы необходимо тщательно подбирать устройство с запасом мощности |
Люди, которые уже решились установить на своём участке фотореле, ни за что не откажутся от этого прибора. Ведь настраивать и подключать его нужно только один раз, а весь срок службы датчик день-ночь исправно включает свет тогда и там, где это удобно владельцу.
Схема фотореле своими руками
А это схема простого фотореле. Это устройство с успехом можно применить где Вам угодно, для автоматической подсветки лотка DVD, для включения света или для сигнализации от проникновения в тёмный шкаф:) Предоставлены два варианта схемы. В одном варианте схема активируется светом, а другом его отсутствием.
Схема: я за место фотодиода использывал фоторезистор и в место Светодиод-2, реле для нагрузки.
Работает это так: когда свет от светодиода попадает на фотодиод, транзистор откроется и начнёт светиться светодиод-2. Подстроечным резистором регулируется чувствительность устройства. В качестве фотодиода можно применить фотодиод от старой шариковой мышки. Светодиод - любой инфракрасный светодиод. Применение инфракрасного фотодиода и светодиода позволит избежать помех от видимого света. В качестве светодиода-2 подойдёт любой светодиод или цепочка из нескольких светодиодов. Можно применить и лампу накаливания. А если вместо светодиода поставить электромагнитное реле, то можно будет управлять мощными лампами накаливания, или какими-то механизмами.
Задачей фотореле является управление освещением, зачастую, это схема с фоточувствительным элементом, которая управляет включением освещения в темное время суток. Радиолюбителями разработано множество различных схем фотореле, представим вашему вниманию простые и надежные схемы на различных фоточувствительных элементах: фоторезисторах, фотодиодах, фототранзисторах.
Первая схема фотореле на фотодиоде и вполне подойдет для начинающих, так как проста в изготовлении и не содержит редких элементов. В качестве нагрузки после ключа использован светодиод, разумеется вместо него можно применять и другую логическую схему или реле. В данной схеме фотодиод включен через стабилизатор тока, схема в таком включении дает существенную разницу при освещении и затемнении светочувствительного элемента и поэтому не требует дополнительного усилителя. При резком изменении освещения напряжениние на фотодиоде меняется от 0 до уровня напряжения питания схемы. Эту схему вы можете без труда собрать и отрегулировать за пару часов на макетной плате. Фотодиод можно использовать почти любой марки.
В данной схеме был применен ФД 256, но схема работает и с фототранзисторами. VD1 и VD2 можно ставить любые кремниевые диоды. Транзисторы также можно любые маломощные. Как я уже говорил первый транзистор работает как стабилизатор тока и чем больше будет R2, тем больше чувствительность схемы, но не перестарайтесь с настройкой. Каскад на втором транзисторе - эмиттерный повторитель, третий транзистор - обычный ключ.
Предлагаем Еще одну несложную схему с минимальным количеством деталей, и высокой чувствительностью. Такая чувствительность достигается за счет включения транзисторов VT1 и VT2 как составного. В таком включении общий коэффициент усиления будет равен произведению коэффициентов составляющих транзисторов. Также за счет этого включения достигается высокое входное сопротивление, что позволяет использовать фоторезистор и другие высокоомные источники сигнала.
Принцип работы:
Схема работает очень просто- с увеличением освещенности сопротивление фоторезистора уменьшается до нескольких килоом (в темноте - несколько мегаом) это приводит к открыванию транзистора VT1. Коллекторный ток VT1 откроет транзистор VT2, который в свою очередь включит реле и оно своими контактами включит нагрузку.Чтобы в момент включения реле не возникала самоиндукция и маломощный сигнал фоторезистора преобразовался в достаточный для включения обмотки сигнал включен VD1.
Для регулировки чувствительности этой схемы, которая иногда может быть избыточной можно поставить в схему переменный резистор, который показан на схеме пунктиром.Питание схемы зависит от рабочего напряжения реле и может быть в пределах 5-15в.При питании 6 вольт можно исплользовать РЭС 9, при 12 вольтах РЭС 15,РЭС 49. Ток обмотки при использовании указанных транзисторов не должен превышать 50 мА. если поставить вместо VT2, более мощный типа КТ 815, выходной то может быть большим и возможно использование более мощных реле. следует учитывать что при повышении питания увеличивается чувствительность фотореле.
Еще одна схема собрана на операционном усилителе и также не содержит большого количества деталей.ОУ в данной схеме включен как компаратор (сравнивающее устройство), а фотодиод включен в фотодиодном режиме, питание на него подано так, что он смещен в обратном направлении.
Из за такого включения при снижении освещенности возрастает сопротивление светодиода, и это приводит к к тому, что уменьшается падение напряжения на резисторе R1, и соответственно падает на инвертирующем входе компаратора. На неинвертирующем входе напряжение устанавливается с помощью R2, и является пороговым, то есть задает порог срабатывания. При уменьшении напряжения на инвертирующем входе ниже порогового на выходе компаратора появится уровень напряжения который откроет Т1 и включит реле.
Транзистор можно использовать любой маломощный NPN типа КТ 315, 3102. ОУ в качестве компаратора типа К140УД6 - УД7, или подобные. Для питания схемы следует использовать выпрямитель с напряжением 9-12 вольт, реле выбирать с соответствующим напряжением срабатывания обмотки.
Настройка:
Наладка устройства заключается в установке порогового напряжения, его следует настроить таким образом, чтобы уже при наступлении сумерек происходило включение. Для настройки порога срабатывания можно использовать регулируемую лампу накаливания в затемненной комнате.Чтобы избавиться от возможного дребезга реле при срабатывании нужно параллельно катушке присоединить конденсатор на несколько сотен микрофарад.
Многие люди сегодня стремятся создать в собственном доме оптимальные условия для отдыха. Все чаще для оснащения частных домов используют различные элементы системы «умного дома». К примеру, для уличного освещения часто используют специальный датчик – фотореле.
С помощью фотореле можно создать систему включения света на улице в автоматическом режиме при наступлении ночи и сумерек. Такой фотодатчик стоит достаточно много, что делает его нечастым гостем в частных домах. Но если вы обладаете навыками сборки электроприборов, то вполне сможете такой фотодатчик собрать своими руками. Здесь нет ничего сверхсложного, и если установка прошла успешно, то система уличного типа освещения будет работать ничуть не хуже, чем с покупным датчиком. Как можно собрать такой датчик и что следует знать для этого, расскажет сегодняшняя статья.
Технический минимум для сборки
В самом начале, если вы желаете сконструировать фотореле своими руками для автоматизации включения уличного типа освещения, нужно составить, так сказать, «план действий» ведь когда все систематизировано, то и делать будет проще. Для простоты можно воспользоваться таким алгоритмом:
- понять принцип, по которому функционирует фотодатчик, чтобы правильно собрать его электронную начинку;
- узнать, какие характеристики должен иметь прибор;
- выяснить, какой тип датчика вы будите собирать;
- приобрести весь перечень деталей, необходимый для сборки аппарата своими руками.
Обратите внимание! При самостоятельной сборке фотореле управление устройством будет возлагаться исключительно на ваши плечи. Поэтому от того, насколько вы подготовитесь к делу, будет завесить весь успех предприятия и конечный результат.
Самое главное, что следует знать в этом вопросе — корпус такого прибора должен быть герметичным для того чтобы обеспечивать высокую степень защиты изделия от разнообразных погодных условий.
Ведь данный датчик будет являться элементом системы уличного типа освещения.
В целом процесс сборки фотореле опирается на многие нюансы, о которых также необходимо помнить. Сюда следует отнести следующие моменты:
- фотодатчик в своей схеме должен содержать защитные элементы, которые будут предупреждать ложное срабатывание прибора и включение света тогда, когда в этом нет необходимости. Если этого не сделать, то аппарат окажется не в состоянии эффективно справляться со своими обязанностями, а вы не получите нужный уровень комфорта;
Обратите внимание! Если не установить защиты, то на работу датчика будут влиять различные помехи.
Схема датчика с защитой
- качественность деталей. Помните, что длительность службы любого самодельного электроприбора, включая фотореле, напрямую зависит от качественности применяемых для его сборки деталей. Поэтому нужно покупать детали только у проверенных продавцов или в специализированных на радиоэлектронике магазинах;
- нужно знать, какие виды фотореле могут использоваться для организации включения света на улице.
Если с качественностью деталей все более-менее понятно, то мало кто знает о том, какой именно фотодатчик применим для уличного типа освещения.
Варианты устройства
Схема щита с фотоэлементом
Собрать своими руками, при должном старании, можно разные виды фотореле, которые могут использоваться в системе уличного типа освещения. Для автоматического включения света на улице можно использовать различные фотоэлементы, которые продаются на рынке.
Обратите внимание! Разные модели фотодатчиков имеют не только различные конструкционные особенности, но и управляются по-разному. В этом отношении надо знать, что подключение фотореле напрямую зависит от типа используемого прибора.
Датчик с фотоэлементом может быть следующих видов:
- изделие, щит которого будет содержать в себе специальный фотоэлемент. Данный фотодатчик применяется для включения света в момент наступления сумерек. При этом выключение устройства происходит, когда он улавливает первые солнечные лучи. Такие модели являются полностью автоматизированными. Сам датчик имеет прозрачный корпус. Он защищает фотоэлемент от различных неблагоприятных климатических условий, а также от механических повреждений;
- датчик, позволяющий регулировать порог срабатывания. Способ управления устройством будет почти таким же, как и у предыдущей модели. Внизу такое фотореле содержит специальный переключатель. С его помощью возможна регулировка порога срабатывания фотоэлемента. Такие приборы пользуются наибольшей популярностью;
Обратите внимание! Установка переключатели на «+» будет предполагать автоматическое включение света при незначительном затемнении (при грозе или дожде). При установке в режим «-», фотоэлемент будет срабатывать исключительно в темное время суток.
Прибор с регулировкой
Схема датчика с таймеров и фотоэлементом
- датчик, который в своей конструкции содержит и фотоэлемент и таймер. Этот прибор, так же как и предыдущие, предназначены для контроля уличного типа освещения. Здесь так же используется автоматический механизм работы датчика. Щит, где будет размещен таймер, дает возможность человеку самостоятельно управлять периодом освещения. Используя панель управления устройства. можно самостоятельно вносить корректировку временных промежутков, когда требуется освещение. В заданной ситуации, при достижении освещения максимального уровня, прибор автоматически выключится. Такие модели позволяют значительно экономить электроэнергию.
Кроме этого и сами компоненты изделия могут быть различными. К примеру, таймер для разных датчиков может быть:
- дневным;
- недельным;
- годовым.
Используя разные таймеры, вы сможете отлаживать фотореле на определенную работу в зависимости от своих потребностей.
Выносной прибор
Фотореле с выносным фотоэлементом
Отдельно стоит отметить, что существуют особые виды фотореле, у которых фотоэлемент выносится отдельно.
Здесь существуют свои особенности и установка такого прибора несколько отлична:
- механизм управления и основной блок будут находиться друг от друга на достаточном расстоянии. Расстояние между этими элементами может достигать 100 м;
- электрический щит с установленным блоком фотореле можно разместить в любом месте, где вам захочется.
Благодаря такой конструкции вы получите возможность поместить устройство в более защищенное от различных климатических особенностей место. В результате датчик прослужит вам намного дольше, чем модели со встроенными фотоэлементами.
Любой вариант фотореле можно сделать своими руками. Главное правильно потом установить прибор и подключить его, чтобы он смог эффективно исполнять свои функции для включения освещения на улице в нужное время.
Самостоятельная сборка
В зависимости от того, какой тип фотореле вы выбрали, будет зависеть и схема его сборки. В этой статье мы рассмотрим несложную схему, по которой можно будет без особых проблем собрать устройство своими руками.
В своей основе датчик с фотоэлементом содержит фазовый регулятор для мощности (КР1182ПМ1). Когда на улице день, фотодатчик VT1 засвечен. Текущий через его переход ток закрывает внутри микросхемы симисторы. В результате этого симистор VS1 будет закрыт, а лампа EL1 не будет светиться.
Схема сборки
Когда наступает вечер, происходит уменьшение освещения фоторезистора VT1. В результате этого снижается и ток, который идет через его переход. Это приводит к тому, что в микросхеме «отпираются» транзисторы. Они, в свою очередь, способствуют открыванию симистора VS1 и активации лампы.
Из-за того, что схема сборки такого датчика не содержит пороговых элементов, то активация лампы и ее деактивация происходит плавно. Кроме этого высокая чувствительность фотореле позволяет включаться источнику света на полную мощность только при наступлении полных сумерек.
Чтобы снизить помехи в работе подобного аппарата, в схему следует включить дроссель L1, а также конденсатор C4.
В качестве конденсатора необходимо брать К73-16 или К73-17 с напряжением не менее 400 В. Также можно использовать конденсаторы К50-35.
На радиатор с поверхностной площадкой в 300 см2 необходимо установить симистор VS1. Дроссель изготавливаем из двух склеенных колец (ферритовых) К38х24х7 (можно взять марку М2000НМ).
Обмотку наматываем в один слой, который должен содержать 70 витков провода ПЭВ-2, имеющего диаметр в 0,82 мм.
Обратите внимание! Правильно собранное фотореле не нуждается в налаживании. При появлении необходимости повысить чувствительность в схему стоит включить еще один фототранзистор. Он будет идти параллельно. При налаживании обязательно соблюдайте меры предосторожности, так как все компоненты устройства будут находиться под напряжением.
Другой вариант сборки
Компоненты для сборки
Есть и немного другой способ. Здесь сборка ведется на базе полупроводникового интегрированного прибора компании TeccorElectronics Q6004LT. Он представляет собой симистор со встроенным динистором. Для этого прибора характерен рабочий ток в 4 А, а рабочее напряжение – 600 В.
Здесь вам понадобятся:
- прибор Q6004LT;
- фоторезистор;
- обычный резистор.
Полученный аппарат будет иметь питание от сети в 220В. Принцип работы данной схемы таков:
- свет формирует на фоторезисторе малое сопротивление. В это же время на управляющем электроде квадрака будет находиться небольшое напряжение;
- квадрак остается закрытым. В результате этого через него не будет протекать ток;
- когда освещенность снизится, на фоторезисторе будет наблюдаться повышение сопротивления, что приведет к возрастанию импульса напряжения, поступающего на управляющий электрод;
- увеличение амплитуды напряжения до отметки в 40 В приведет к открытию симистора и через цепь потечет ток. В результате зажжется свет.
Чтобы настроить эту схему, необходимо применить резистор. Его начальное сопротивление должно составлять 47 кОм, а вот величина сопротивления должна подбираться в зависимости от типа применяемого в схеме фоторезистора. В качестве фоторезистора можно использовать такие элементы: ФСК-7, СФ3-1 или ФСК-Г1.
Применение мощного прибора Q6004LT дает возможность подключать к собранному устройству нагрузку с мощностью до 500 Вт. А использование в схеме дополнительного радиатора позволит увеличить мощность до 750 Вт. В дальнейшем можно применять квадрак, который будет обладать рабочими токами 6, 8, 10 или 15 А.
Главными преимуществами этой схемы сборки является минимум деталей, отсутствие блока питания, а также возможность повышения мощности. Благодаря этому самостоятельная сборка такого аппарата пройдет достаточно быстро и без проблем, даже если за нее возьмется новичок.
Подключение прибора
Датчик с фотоэлементом является незаменимой вещью в частных домах с обширной приусадебной территорией. Данное устройство позволит обеспечивать автоматическое включение освещения на улице с наступлением сумерек.
Самым оптимальным вариантом для установки, по мнению специалистов, является фотореле, имеющие возможность регулирования порога срабатывания.
Сборку такого прибора, а также подключение фотореле можно всецело сделать своими руками, без привлечения специалиста.
Обратите внимание! Данная модель станет отличным приобретением для дачных площадок и городских дворов.
Касательно того, как подключить фотореле, которое было собранно своими руками, то это уже тема отдельной статьи. В данной ситуации основное внимание следует обращать на модель устройства, так как разные варианты сборки имеют различные способы подключения. В принципе, с этой задачей справится любой, даже новичок в сборке электроприборов.
Установка фотореле
Помните, что при подключении фотореле для создания уличного освещения необходимо быть очень осторожным, чтобы не получить электротравму.
Как видим, собрать своими руками фотореле, чтобы автоматизировать процесс подсветки уличного пространства, не очень сложно. Главное следовать выбранной сборочной схеме и использовать качественные детали.
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 И 21э - 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.