Датчик включения уличного освещения

Для повышения привлекательности, безопасности передвижения и снижения криминогенной ситуации на улицах города должна быть установлена функционирующая и надежная система освещения. С другой стороны, уличные фонари используются и для освещения придомовых территорий.

Яркие источники света приводят к существенным затратам электрической энергии, поэтому с целью экономии могут использоваться различные дополнительные устройства. Одним из таковых является датчик света для уличного освещения.

Данное оборудование пользуется огромным спросом среди населения и муниципального управления. Датчики размещаются в системах освещения придомовых территорий, второстепенных городских улиц. Существуют приборы, предназначенные для эксплуатации внутри помещений, рядом с лестницами, проходными дверями. Ниже будут рассмотрены принципы действия, устройства, технические параметры, допустимые схемы установки датчиков света.

Назначение и сфера применения

Датчиком света или датчиком движения прибор называется в народе. Специалисты могут именовать его светоконтролирующим выключателем или светочувствительным автоматом. Существуют и другие наименования, включая фотодатчик, сумеречный датчик, датчик дня и ночи и т. д. Во всех случаях имеют в виду одно и то же устройство, при помощи которого происходит автоматическое включение и выключение света с наступлением сумерек и рассвета, соответственно.

Для создания фотореле, являющегося основным компонентом датчика, используются специальные фототранзисторы или фоторезисторы, параметры которых изменяются в зависимости от уровня освещенности. Пока на фотоэлемент падает достаточное количество света, цепь питания остается в разомкнутом состоянии. С наступлением темноты происходят изменения параметров, и при достижении заданного уровня цепь замыкается, что приводит к включению светильников. Чувствительность прибора задается индивидуально.

В утреннее время наблюдается обратный процесс: цепь питания разрывается после регистрации достаточного количества естественного света.

Основные технические характеристики

Существует несколько основных технико-эксплуатационных параметров, на которые следует обращать внимание при выборе датчика света. Первым является напряжение. Датчики могут подключаться к сети переменного тока 220 В или постоянного 12 В. Во втором случае устройства являются менее мощными, но безопасными, питание происходит за счет подключаемого аккумулятора или понижающего транзистора, преобразующего переменное электричество в постоянное.

Следующая важная характеристика – класс защиты от попадания пыли и влаги. Поскольку мы говорим об уличном освещении, то прибор должен иметь надежную защиту – не ниже IP44, что указывает на повышенную герметичность (исключается попадание частиц пыли более 1 мм и брызг воды). Можно выбирать датчики с большим классом защиты, но ниже – нельзя. В доме нужно устанавливать приборы классом защиты от IP23.

Рекомендуем ознакомиться с допустимыми нормами температуры при эксплуатации оборудования (режимом эксплуатации). Нужно делать ставку на такие модели, которые с легкостью перекроют средние показатели плюсовой и минусовой температуры в вашем регионе.

Нужно помнить о мощности фотореле – допустимом количестве подключаемых ламп в зависимости от суммарной мощности. Датчик движения может функционировать и при большей нагрузке, чем задано в технической документации, но все-таки лучшим вариантом станет приобретение устройства с определенным запасом мощности (приблизительно 20 %).

Помимо основных параметров, рекомендуется обращать внимание на ряд дополнительных. Многие устройства имеют свой порог чувствительности (срабатывания). Например, при вероятности выпадения осадков (особенно снега) лучше всего понизить чувствительность оборудования, поскольку отраженный от снежинок свет может восприниматься изделием как рассвет. Это приведет к нежелательным включениям и отключениям устройства в течение коротких временных промежутков. Такое световое шоу будет лишним как на улице города, так и на придомовой территории.

Говоря о чувствительности, нужно искать параметры, определяющие верхнюю и нижнюю границу. Например, для одного датчика диапазон может составлять 5-100, для другого – 10-100 лк.

Чтобы исключить возможные ложные включения или отключения света, нужно настроить задержку срабатывания. К примеру, ночью на фотореле может попасть свет от фар машин, проезжающих мимо. Если установлена минимальная задержка, то это, скорее всего, приведет к отключению света. Достаточно установить задержку на 7-10 секунд, чтобы избежать нежелательной ситуации.

Виды фотореле

Фотореле выпускаются нескольких типов: одни имеют встроенный датчик освещенности, другие оснащены выносным элементом.

Перечислим основные разновидности датчиков света для уличного освещения:

1. Фотореле со встроенным датчиком движения. Данные устройства подойдут лишь в том случае, если светильники должны включаться только во время нахождения человека в освещаемой области. Например, в туалете, на заднем дворе, у входных ворот и т. д.
2. Фотореле с таймером. Если нужно добиться того, чтобы свет горел лишь в течение определенного отрезка времени, используйте данную модель. Установите на ней таймер, после чего встроенный датчик автоматически отключит освещение в указанное время. Отличный вариант для декоративной подсветки сада, клумбы, двора.
3. Астротаймер – усовершенствованное фотореле, в память которого закладываются продвинутые параметры, например, время заката и восхода в зависимости от климатической зоны. Выполняя преднастройку оборудования, вам нужно установить часовой пояс, после чего прибор будет автоматически включать и отключать освещение в нужное время. Стоимость устройства значительно выше обычных фотореле, но оно позволяет исключить возможные засветки и проблемы с выбором места установки.

Если вас интересует только одна из перечисленных функций, то можно пойти другим путем. Например, купить обычное фотореле и последовательно подключить к нему либо датчик движения, либо таймер. Устройство будет выполнять аналогичные функции, но зато можно будет снизить затраты на обустройство системы, ремонт или замену элементов. Дело в том, что при выходе из строя любого элемента, встроенного в фотореле, придется менять все устройство, но если, к примеру, датчик движения подключен отдельно, то достаточно будет заменить только его.

Требования к месту установки

При выборе места для установки фотореле, подключаемого к системе уличного освещения, нужно ориентироваться на следующие требования:

1. На фотореле или выносной датчик регистрации света при любых условиях должен попадать дневной свет.
2. Все остальные приборы искусственного освещения, включая фонари, билборды и домашние светильники (свет бьет через окно) должны быть установлены как можно дальше от светового реле, что позволит исключить ложные срабатывания устройства.
3. Вероятность попадания света от автомобильных фар должна быть минимальной.
4. Высота монтажа – 1,5-2 м, что позволит настраивать нужные параметры, находясь на земле. В противном случае придется использовать стремянку или обычную лестницу, чтобы добраться до датчика.

Отыскать такое место, которое удовлетворит всем перечисленным требованиям, довольно сложно. Тем не менее, можно воспользоваться маленькими хитростями, облегчающими задачу:

1. Воспользуйтесь куском пластиковой трубы (желательно черного цвета) длиной 15-20 см с увеличенным диаметром, чтобы оградить фотореле или датчик от света, бьющего из окон или от фонарей. Нижней части нужно задать такой угол, под которым труба будет направлена вверх. То, каким будет данный угол, зависит от места установки и особенностей расположения датчика, но обычно он составляет 30-45 градусов от вертикальной конструкции (стены, столба).
2. Если фотореле устанавливается на мощном светильнике, то в идеале нужно размещать его позади плафона, куда попадает меньшее количество света.

Рекомендуется устанавливать датчики освещения на западной или восточной стороне дома, что существенно упростит настройку рабочих параметров оборудования. Главное условие – отсутствие расположенных поблизости ярких источников света. Если таковые имеются, то монтировать фотореле нужно на той стороне, где вероятность засветки ниже.

Возможные схемы подключения фотореле для уличного освещения

Итак, определено предназначение и принцип действия фотореле, по сути выполняющего функции автоматического выключателя света. Отсюда следует простая схема подключения: на датчик подается фаза, которая уходит из двух выходов и поступает на светильник или другой осветительный прибор. Поскольку устройство нуждается в питании, то один из контактов является нулевым. Для повышения безопасности при эксплуатации изделия в идеале желательно подключить заземление.

Чтобы понять, какой выбрать датчик, учитывается мощность нагрузки (суммарная мощность источников света, ламп). С повышением мощности оборудования возрастает его стоимость. Чтобы сэкономить, питание в цепи можно подавать через магнитный пускатель. Для этого по-прежнему потребуется фотореле, но в данном случае можно будет использовать устройство малой мощности, поскольку при последовательном подключении учитывается мощность магнитного пускателя, а не самого датчика. На выводы изделия подается желаемая нагрузка.

Если в электрической цепи будут использоваться дополнительные датчики (движения, времени), то они подключаются последовательно после фотореле. Порядок, в котором будут расположены датчики движения и времени, не имеет значения. Если в какой-то момент нужно будет избавиться от этих датчиков, достаточно просто изъять их из схемы, она все равно будет функционировать.

Подключение и настройка

Для начала нужно воспользоваться простой схемой подключения фотореле с силовым блоком и уличного светильника. Размещать датчик желательно в непосредственной близости с осветительным устройством. Каждому изделию прилагается инструкция, описывающая пошаговую установку и подключение. В большинстве случаев реле крепится прямо к столбу с фонарем на высоту не более 3 м.

Наличие выносного датчика не меняет последовательность монтажа. Реле крепится в нужном месте таким образом, чтобы на него падали солнечные лучи, и никакие другие объекты не становились между солнцем и изделием. Блок подключается внутри помещения рядом с электросиловой. В идеале нужно использовать устройства, которые способны самостоятельно регулировать рабочие характеристики. Впрочем, большинство моделей оснащены обычными механическими тумблерами, настраивающими порог световой чувствительности.

На корпусе качественного изделия обязательно имеются указатели, упрощающие процесс подключения и регулировки прибора. При вращении тумблера в сторону возрастания фотореле будет срабатывать быстрее и с наступлением сумерек включит фонарь. Если тумблер повернуть в другом направлении, то порог чувствительности уменьшится, что может привести к включению света только с наступлением полной темноты.

Фотореле можно собрать самостоятельно, причем сделать это довольно просто. Чтобы изделие было компактным, нужно исключить применение габаритных элементов. Не стоит брать эмиттерный повторитель в сборе, лучше всего сконструировать его из двух транзисторов для повышения входного тока.

Подключите в схему реле малой мощности, используемое в качестве транзисторного каскада. Чтобы исключить воздействие обратного тока, нужно воспользоваться диодами, проводящими электричество исключительно в одном направлении. Согласно простой истине, если напряжение повышается, изделие становится более чувствительным.

Советы и рекомендации

Процесс выбора усложнен большим разнообразием датчиков движения, характеризующихся разным функционалом. Чтобы выбрать подходящее фотореле, следует учесть ряд факторов. Первый и самый важный – условия будущей эксплуатации. На придомовых территориях загородных домов желательно использовать изделия с возможностью изменения порога светочувствительности. Отличным вариантом станет дополнительный монтаж датчика времени.

Нужно помнить о соответствии мощности, на которую обращалось внимание в начале статьи. Наконец, не стоит забывать о ценовой политике: не следует покупать устройство с лишним функционалом, который даже не будет использоваться. Но это повлияет на стоимость изделия и приведет к ненужной переплате.

Таким образом, фотореле для уличного освещения предназначены для автоматического управления осветительными системами и существенного продления рабочего ресурса отдельных приборов. Свет будет работать лишь в то время, когда это нужно. Автоматический контроль позволит создать максимально экономичную систему, а для управления ею не потребуется оператор сети.

Следует помнить, что схема подключения датчика света имеется на корпусе изделия. Это упрощает процесс ввода прибора в эксплуатацию.

В настоящее время для включения внешнего освещения чаще всего используют датчики освещения. Они дают возможность экономить на потреблении электроэнергии, а также автоматизируют подключение освещения при наступлении темного времени суток.

Сумеречный выключатель (датчик освещенности) является устройством, входящим в систему автоматического управления приборами освещения, в зависимости от степени освещенности пространства. Он подключает и отключает свет в автоматическом режиме, чаще всего снаружи помещений: витрин магазинов, освещение автомобильных дорог, тротуаров, въездов в гаражи, подъезды домов.

Стоимость датчиков невысокая, поэтому быстро окупаются. Рассмотрим более детально их устройство, принцип работы и другие особенности, связанные с применением таких датчиков.

Устройство и принцип действия

Перед тем как выбирать датчики освещения, необходимо разобраться с их устройством и принципом работы. Чаще всего они изготавливаются на основе фотодиода, фоторезистора или фототранзистора. В обоих случаях принципиальная схема работы одна и та же.

Датчики уличного освещения для нормального функционирования должны подключаться к электрической бытовой сети. На клеммы датчика должны подходить фазный и нулевой проводники. В датчике имеется также третий вывод, подающий сигнал на линию освещения, который будет рассмотрен позже в разделе «подключение».

Датчик подключен к усилителю сигнала, который соединен с силовым реле, подающим питание на приборы освещения.

В зависимости от освещенности изменяется сопротивление чувствительного элемента. Чем меньше освещенность, тем больше его сопротивление. При достижении заданной величины напряжения датчик выдает сигнал на усилитель, который приводит в действие реле. Это реле замыкает цепь приборов освещения. Вследствие этого на них подается питание, и включается свет.

При наступлении светлого времени суток уровень освещенности повышается. В результате датчик размыкает контакты реле, которое выключает питание приборов освещения, и свет выключается.

Разновидности и выбор

По мощности до:

• 1 кВт.
• 2 кВт.
• 3 кВт.

По типу установки:

• Для установки в электрощит на дин-рейку.
• Внешние, накладные (на стену).
• С выносным чувствительным элементом.
• Для уличной установки.
• Для монтажа внутри помещений.

По типу нагрузки:

• Для энергосберегающих ламп.
• Дляламп накаливания.

По методу управления:

• Программируемые.
• С функцией энергосбережения в ночное время.
• С принудительным отключением.
• Автоматические.

Сначала необходимо выбрать эксплуатационное напряжение и степень защиты. Если датчик будет монтироваться снаружи помещения, то его класс защиты должен быть не менее, чем IР 44. Это означает защиту датчика от попадания посторонних предметов внутрь размером больше 1 мм, защиту от влаги.

Далее следует обратить внимание на режим эксплуатации по температуре. Нужно выбирать модели, которые способны работать при температуре в вашем регионе.

Мощность устройства также играет большую роль. Лучше выбрать датчики освещения с запасом по мощности.

Некоторые модели оснащены регулятором порога срабатывания. То есть, настраивается чувствительность датчика. Например, при выпадении снега лучше снизить чувствительность, так как снег отражает свет, который может повлиять на срабатывание датчика. Пределы настройки чувствительности также бывают разными.

Время задержки включения датчика также может регулироваться. Такая регулировка необходима для защиты от ложных срабатываний. Например, в темное время на чувствительный элемент может на короткое время попасть свет от случайного источника (фар автомобиля). При малом времени задержки датчик сработает и свет выключится. Если задержка достаточная, то датчик не сработает, свет будет продолжать гореть.

Место установки

При проектировании системы автоматического освещения большое значение имеет правильное расположение датчика освещения, для его корректной работы.

При выборе места монтажа датчика следует учесть следующие факторы:

• Высота установки не должна быть слишком высокой, так как датчик придется периодически обслуживать: очищать от пыли и загрязнений, протирать.
• Место установки должно исключать попадание на датчик света фар автомобилей.
• Приборы освещения должны быть удалены как можно дальше.
• Необходимо обеспечить беспрепятственное попадание света солнца на датчик, для его правильного срабатывания.

Иногда датчики освещения в виде эксперимента приходится располагать в разных местах, чтобы добиться его правильной работы.

Схемы подключения

Датчики освещения любых фирм изготовителей оснащены тремя выводами. Они имеют цвета: красный, синий и черный. Из них:

• На черный провод подключается фаза.
• К синему проводу подключают нулевой проводник.
• Красный провод отходит на подачу питания на освещение.

Чаще всего все схемы изображают с соблюдением этих цветов.

Датчики освещения подключаются по схеме. На вход датчика поступают фаза и ноль, а выходит провод фазы на приборы освещения. Нулевой проводник на освещение подключают от шины сети.

Согласно правилам, провода нужно соединять в монтажных коробках. Сегодня не проблема купить любой вид коробки. При уличном монтаже лучше приобрести защищенную от влаги модель. Ее устанавливают в доступном месте. Датчик подключается по приведенной схеме.

Если датчик устанавливается для подключения мощного фонаря, имеющего дроссели, то в схему необходимо добавить магнитный пускатель, который способен функционировать при частом пользовании при выключении и включении освещения. Он рассчитан на прохождение пусковых значений тока.

Если освещение необходимо только при наличии людей, то в схему добавляют датчик движения. По такой схеме датчик движения сработает только в темноте.

Настройка чувствительности датчика

После монтажа датчика необходимо настроить его чувствительность. Чтобы отрегулировать границы срабатывания, внизу корпуса должен находиться регулятор. Вращая его, можно выполнить настройку чувствительности.

На корпусе датчика имеются изображения стрелок, обозначающих направление настройки для уменьшения или повышения чувствительности датчика.

При первой настройке лучше выставить минимальную чувствительность. При постепенном снижении освещения на улице, когда, по вашему мнению, должен уже включаться свет, производите подстройку, плавно поворачивая регулятор, пока свет не включится. На этом настройка закончена.

Достоинства

• Автоматическое включение освещения и ручная регулировка экономят электроэнергию.
• Увеличение уровня безопасности, так как работа освещения в автоматическом режиме отпугивает злоумышленников.
• Оснащение многих моделей дополнительными функциями в виде таймеров и других функций.
• Простая схема установки и подключения без привлечения квалифицированных специалистов.

Серьезных недостатков такие устройства не имеют, кроме расходов на их приобретение.

Для обеспечения работы светильников наружного освещения в автоматическом режиме существует несколько видов приборов, относящихся к группе средств автоматики, устанавливаемых в схему их включения. Это фотореле и реле времени, а также датчик движения, включаемый дополнительно в цепь управления осветительными приборами.

Фотореле для уличного освещения – тема настоящей статьи, в которой будут рассмотрены критерии выбора данного устройства, схемы его подключения, а также места размещения при использовании.

Какое фотореле выбрать для уличного освещения

Фотореле – это техническое устройство, предназначенное для управления работой электрической цепи посредством замыкания-размыкания контактов под воздействием солнечного света.

Основными элементами рассматриваемого устройства являются фотоэлемент (датчик освещенности), обладающий светочувствительными свойствами, и электронный блок, обрабатывающий и передающий сигнал от фотоэлемента.

Принцип работы устройства

В качестве чувствительного датчика может быть использован фоторезистор или фототранзистор, это зависит от схемы, используемой при изготовлении конкретной модели.

Принцип работы данного устройства заключается в том, что при снижении уровня освещенности фотоэлемент срабатывает и замыкает свои контакты, подавая сигнал на электронный блок, с которого, в свою очередь, сигнал поступает в цепь управления подключенного оборудования.

Принципиальная схема и внешний вид модели, изготовленной на базе фототранзистора

Технические характеристики разных моделей различны, но основными, характеризующими возможности использования приборов, являются следующие:

• рабочее напряжение сети питания;
• электрическая мощность подключаемой нагрузки;
• степень защиты корпуса;
• температурный режим использования.

Внешний вид модели «ФР-602» со встроенным датчиком света

По своей конструкции фотореле могут быть выполнены со встроенным или выносным фотоэлементом, что определяет возможности использования конкретного устройства.

Приборы могут быть выполнены с предустановленными настройками и оснащены следующими регуляторами срабатываний:

• порог реагирования на уменьшение-увеличение освещенности;
• задержка времени включения, обеспечивающая защиту от ложных срабатываний;
• регулирование диапазона освещенности.

Внешний вид модели «ФР-7Е» с выносным датчиком света

Критериями выбора фотореле являются следующие параметры:

1. Технические характеристики, определяющие возможности использования и схему включения.
2. Наличие возможности выполнения индивидуальных настроек.
3. Способ размещения (на элементах строительных конструкций или в электротехническом оборудовании).
4. Наличие дополнительных элементов управления, расширяющих возможности использования устройства: таймер включения, датчик движения и прочие.
5. Стоимость.

Установка на элементах строительных конструкций в непосредственной близости от светильника наружного освещения к содержанию ↑

Где установить

Выбор места установки зависит от конструктивных особенностей прибора (встроенный или выносной фотоэлемент), его технических характеристик и условий эксплуатации.

Если устройство предназначено для управления работой одного светильника и имеет встроенный фотоэлемент, то его монтаж следует выполнить в непосредственной близости от управляемого объекта, размещенного на улице. В этом случае подключение выполняется непосредственно в цепь питания светильника наружного освещения.

Если фотореле оснащено выносным фотоэлементом и предназначено для установки на ДИН-рейку, то оно размещается в электрическом шкафу. В последнем должен быть установлен коммутационный аппарат (магнитный пускатель, контактор и т. д.), посредством которого напряжение питания подается на светильники наружного освещения. В этом случае устройство включается в цепь управления этого коммутационного аппарата.

Размещение в электрическом распределительном шкафу

При выполнении монтажных работ следует учитывать следующие моменты, оказывающие влияние на работу фотореле:

• при наличии выносного фотодатчика длины соединительных проводов должно хватать для его размещения в требуемом месте установки от электрического шкафа, где размещен сам прибор;
• место установки должно быть защищено от воздействия внешних лучей света искусственного происхождения (светильники освещения, фары автомобилей и иных транспортных средств и т. д.);
• при наличии элементов настройки режимов работы место размещения фотореле должно быть удобно для выполнения этих операций (доступность, высота размещения от уровня пола и т. д.).

к содержанию ↑

Схема подключения и настройка

Вопрос о том, как подключить фотореле в цепь управления работой наружного освещения, должен быть поставлен до момента его приобретения, т. к. схема подключения прибора зависит от его назначения, технических характеристик и места установки.

Схема включения непосредственно в цепь питания светильника или прожектора

При непосредственном подключении устройства к фонарю освещения прибор устанавливается в непосредственной близости к нему. При этом на контакты реле подается ноль и фаза из питающей электрической сети, а с третьего контакта осуществляется подключение нагрузки.

При управлении работой группы светильников фотореле подключается к контактору или пускателю через цепь управления их работой путем подачи сигнала на катушку, размещенную в этой цепи.

К сведению! Рабочее напряжение фотореле, используемого для управления работой контактора или пускателя, должно соответствовать рабочему напряжению катушки цепи управления этого коммутационного аппарата.

После того как фотореле было смонтировано и подключено, необходимо его отрегулировать. Регулировка выполняется путем использования имеющихся в конструкции устройства подстроечных элементов (колесики, поворотные элементы управления и т. д.).

Для этого в заданный момент времени, соответствующий определенной освещенности на улице, выполняется настройка путем поворачивания элементов регулировки до момента включения светильника.

Производители средств автоматики, как правило, в сопроводительной документации указывают возможные схемы подключения своих изделий, а также способы регулировки их работы и оптимальные места расположения при эксплуатации в различных условиях.