Как подключить датчик освещенности

Схема подключения датчиков освещения для управления светом

Что такое датчик освещения и для чего он нужен? У этого прибора много названий, например, датчик света, светоконтролирующий выключатель, сумеречный выключатель, фотодатчик или фотореле. Предназначен он исключительно для экономии электрической энергии и представляет собой небольшое устройство с различными микросхемами внутри, подключаемый к электрической цепи.

В наше время существует огромное количество всевозможных устройств подобного типа. Например, датчик движения, который замыкает цепь при наличии движения в его поле деятельности. Индивидуальная особенность фотореле — возможность изменения мощности искусственного освещения в зависимости от уровня естественного света. В последнее время эти датчики завоёвывают все большую популярность и обширно применяются вместе с лампами для уличного освещения в тёмное время суток, с осветительными приборами на лестничных клетках и т. д.

В данной статье речь как раз пойдёт о том, как подключить фотореле, и будет представлена подробная схема подключения фотореле для уличного освещения.

Принцип работы сумеречного выключателя и схема его подключения

Данное устройство имеет простейшее строение. Внутри него устанавливается специальная деталь, называемая светочувствительным элементом. Обычно это фотодиод либо фоторезистор. Каждый из этих элементов способен увеличивать или уменьшать сопротивление внутри датчика, ориентируясь на уровень естественной освещённости. Этот процесс вызывает увеличение или уменьшение напряжения внутри фотореле, и осветительный прибор начинает производить искусственный свет либо отключается.

Говоря простыми словами, датчик света работает как выключатель, но происходит это в автоматическом режиме. Величина светового потока, при котором фотореле (датчик включения) срабатывает, настраивается вручную и не требует особых знаний.

Конструктивные особенности датчиков света

Данные приборы по своей конструкции имеют схожие черты. Как правило, датчики представляют собой небольшую пластмассовую коробку, которая монтируется на стене или на корпусе самого осветительного прибора.

Установка фотореле занимает немного времени и позволяет экономить достаточное количество электрической энергии. Сумеречный датчик окупает себя в минимальные сроки.

Подключение фотореле для уличного освещения в условиях повышенной мощности предполагает небольшие изменения в процессе монтажа. В данном случае прибор подсоединяют через магнитный пускатель.

Если предусмотрена установка нескольких датчиков света, то в таком случае они подключаются параллельно.

Также существуют приборы, имеющие выносной датчик. Такая конструктивная особенность позволяет устанавливать прибор освещения вместе с фотореле в местах недосягаемости естественного света.

Современные технологии не стоят на месте, вместе с ними меняется схема управления освещением. Регулировка яркости света, время освещения и другие показатели могут настраиваться и поддерживаться в автоматическом режиме через компьютер и сеть интернет.

Схема подключения фотодатчика

На рисунке представлена обобщённая стандартная схема подключения датчика освещённости. Производители этих приборов постоянно улучшают конструкцию и вносят корректировки в схемы и режимы работы. Все зависит от соотношения стоимости фотореле к качеству его изготовления.

Принципы замеров уровня освещенности сумеречным датчиком

Выше была описана схема установки датчика фотореле для уличного освещения. Но с помощью чего фотореле определяет тот момент, когда необходимо замкнуть или разомкнуть электрическую цепь? В данных устройствах применяются чувствительные элементы из разных полупроводниковых металлов, которые монтируются на том месте датчика, куда падает естественный свет. В месте соприкосновения этих металлов возникает небольшой электрический импульс, который и даёт дальнейшую команду для замыкания всей цепи. Рассмотрим основные разновидности этих элементов (принцип их работы):

• фоторезистор (сопротивление изменяется в зависимости от окружающего естественного светового потока благодаря содержанию сульфида или селенида кадмия внутри элемента);
• фотодиод (способен генерировать электрический заряд с помощью фотовольтатического эффекта);
• фототранзистор (является оптоэлектронным проводником, реагирующим на естественную освещённость с помощью облучения части своей базы);
• фототиристор (применяют в цепях с постоянным током, регулирует напряжение исходя из естественного луча света, падающего на его матрицу);
• фотосимистор (работает от переменного тока, синхронизирует подаваемый ток из нескольких каналов, например, из 2-ух фототиристоров, и передаёт его на главный электрод, который управляет всей схемой).

Наглядный поэтапный процесс подключения фонаря к фотореле на обычном стенде

Схема подключения датчика освещения для уличного освещения небольшой территории будет описана ниже. Для этого нам понадобится лампа, предварительно вкрученная в патрон, и само фотореле.

Для большей наглядности мы произведём установку на стенде. Для этого крепим рядом друг с другом датчик освещённости и лампу в патроне, которая будет символизировать светильник.

Далее следует подсоединить нулевую и входную фазы к самому датчику света (как правило, на корпусе отмечены места присоединения).

Вставив специальные прорезиненные пробки в эти отверстия, можно подсоединять провода. Данные резиновые заглушки хорошо защищают от пыли и других вредных воздействий извне.

«Совет специалиста»: места соединения входных проводов должны быть направлены вниз при монтаже датчика, что позволит увеличить защиту от влаги и пыли.

Кончики проводов перед присоединением хорошо зачищаем (примерно на величину в 1 см).

Далее подключаем провода к датчику в такой последовательности:

1. входную фазу;
2. нулевую фазу;
3. защитную фазу (заземление).

Аналогичным способом подключаются провода и к самому осветительному прибору. Входную и нулевую фазы подводим к патрону, а фаза заземления подключается к корпусу прибора для освещения.

Последним этапом будет настройка чувствительности регулятора нашего фотодатчика. На этом процесс монтажа заканчивается, осталось только установить на место защитную крышку и закрутить болты.

Вот так выглядит вся процедура подключения датчика освещения и осветительного прибора к электрической цепи. Она не представляет собой ничего сложного, необходимо только соблюдать правильный порядок подключения проводов. В противном случае можно получить негативные последствия, вплоть до короткого замыкания или даже пожара.

Процедура подключение фотореле для уличного освещения к диодным источникам света или прожекторам является аналогичной вышеописанной и не представляет особой сложности.

Технические показатели сумеречных выключателей

Основные параметры для работы фотореле прописаны в ГОСТах и технической документации приборов. Эти показатели подобраны с учетом реалий использования в нашей стране, однако, на рынке присутствуют аналоги данных световых датчиков. Перед покупкой прибора обязательно следует убедиться в том, что прибор будет корректно работать при подключении к нашей электрической цепи.

Основные характеристики датчиков света:

• величина номинального напряжения питания;
• мощностные показатели потребления электрической энергии и уровень тепловой нагрузки на осветительный прибор;
• условия эксплуатации в определённых климатических зонах (осадки, пыль, повышенная или пониженная температура окружающего воздуха и т. д.);
• показатели светочувствительности;
• разновидности и типы приборов (коммутируемые, люминесцентные и энергосберегающие).

Недостатки сумеречных переключателей

Наряду с неоспоримыми преимуществами фотореле имеют и ряд значительных недостатков, о которых тоже стоит упомянуть в данной статье.

В отличие от датчика движения световые датчики не способны освещать определённое место в нужный момент. Свет загорается сразу на всех осветительных приборах, и освещение происходит не совсем рациональным способом. Может работать только одна лампа либо все сразу одновременно.

Данные приборы очень чувствительны к воздействиям извне и погодным условиям. Особенно часто они негативно реагируют на обычную пыль. Также девайс может не совсем адекватно срабатывать при внезапной перемене погоды, например, при наплыве тёмных туч он может «подумать», что наступила ночь и включить освещение.

Фотореле с регулировкой уровня освещения отличаются своим высоким ценником относительно своих аналогов.

Заключение

Подводя итоги к данной статье, хочется отметить неоспоримую выгоду от использования датчиков света. Внимательно прочитав данный текст, вы найдёте рекомендации специалистов о том, как подключить датчик к уличному освещению, как правильно настроить датчик, как подключить это устройство к уличному фонарю либо к лампе на лестничной клетке и многое другое. Устанавливая данное приспособление на осветительные приборы, можно уже начинать подсчитывать прибыль.

Относительная простота всей конструкции фотореле и довольно несложный процесс монтажа не потребуют от человека особых знаний в области электротехники. Необходимо только обладать первоначальными знаниями в этой сфере, внимательно изучить инструкцию по эксплуатации датчика и можно смело устанавливать фотореле своими руками.

Обширное применение светодиодных осветительных приборов в связке с фотореле даёт видимый результат в области экономии денежных средств, особенно на территориях, требующих большой площади освещения. Стоит напомнить, что при выборе подобного рода датчиков и их последующим приобретением, стоит внимательно изучить все данные, указанные на упаковке. Зарубежные аналоги, которых сейчас очень много на рынке РФ, могут быть просто не приспособлены для работы в наших электрических цепях.

Видео по теме

Схема подключения и монтаж датчика освещенности

Датчик освещения LXP-02 и LXP-03. Монтаж

В статье рассмотрим вопросы монтажа и подключения датчика освещенности. Также приведены электрические схемы наиболее популярных моделей датчиков света.

Напоминаю, что это устройство широко применяется в сфере домашней автоматики для включения/выключения электрического освещения в зависимости от уровня освещенности на улице. Названия могут быть разные – датчик света, датчик освещенности, светоконтролирующим выключателем или фотореле, но суть одна.

Подробно о таком датчике я рассказал в первой части статьи – Устройство и функции датчика освещенности. Там подробно рассмотрено его устройство, работа и характеристики.

Поэтому – сразу перехожу к делу:

Подключение датчика освещенности

Приведу три варианта схемы подключения, все они идентичны, разница только в способе отображения.

1. Схема по аналогии с датчиком движения

Схема подключения датчика освещенности полностью совпадает со схемой подключения датчика движения. Отличается только “начинка” датчиков.

Схема подключения датчика движения и датчика освещения

Схема взята из статьи про датчик движения, ссылка выше.

2. Схема подключения датчика света из инструкции

Вот как схема подключения датчика света приведена в инструкции:

Датчик освещения LXP. Схема подключения из инструкции

3. Подключение на основе фото датчика

Для тех, кто любит, чтобы всё было “на пальцах”, привожу такую картинку:

Схема подключения датчика света на основе фотографии

Небольшое пояснение по схемам подключения:

• На коричневый провод приходит фаза.
• На синий провод подключается ноль.
• На красный провод подключается нагрузка (первый вывод светильника).
• Второй вывод светильника подключается к нулю (туда же, куда и синий провод датчика)

Стоит добавить, что датчики света могут быть подключены так же, как и обычные выключатели – последовательно и параллельно, если есть необходимость. Пример можно увидеть в статье про параллельное включение двух датчиков движения.

Итак, с подключением разобрались, теперь

Монтаж датчика освещения

Казалось бы, чего тут премудрого? Прикрутил (см.картинку в начале статьи), подключил, настроил, и всё! Но бывает, место установки выбрано неудачно, и начинаются проблемы.

У нас на улице одно время уличные светильники вечером включались замысловато. Включатся, потухнут, опять включатся, и так с периодом около 1 минуты. Потом, с наступлением хорошей темноты, включались окончательно.

Почему так? Просто датчик освещения ошибочно был установлен в зону освещения включаемого фонаря. Получается: стало темно – датчик сработал – фонарь загорелся – стало светло – датчик выключился – стало темно… И так далее, замкнутый круг.

Настройка и калибровка

При настройке датчика освещенности важно использовать черный пакетик, который идёт в комплекте с датчиком. Этот пакетик служит для имитации ночи.

Кулечек для настройки датчика освещения

Из органов настройки в датчике освещенности – только регулятор уровня освещения (LUX). Он устанавливает уровень, про котором срабатывает внутреннее реле датчика.

Подробнее настройка уровня описывается в описании принципиальной схемы, ниже.

Есть простейшие датчики освещения (например, LXP-01), в котором вообще нет никаких регулировок. Есть продвинутые, где ещё есть регулятор времени задержки включения/выключения.

Ну, а теперь самое интересное –

Схемы датчиков освещения

Несомненно, для быстрого и легкого ремонта датчика освещенности нужна его схема, по которой сразу станет понятно, что куда подключено и как работает. Ниже привожу парочку схем датчиков и рекомендации по ремонту. Будут вопросы по ремонту – задавайте в комментариях.

Схема срисована именно с той платы, которая показана по ссылке в начале статьи. Стоит отметить, что производитель постоянно работает над улучшением своего устройства (цена/качество), поэтому схема может меняться.

Датчик освещения LXP-02. Схема электрическая принципиальная

Но принцип остается тот же:

Напряжение питания 220 Вольт поступает через клеммы L (фаза) и N (ноль).

Фазу и ноль можно “перепутать”, как в принципе можно (но не рекомендуется) выключать ноль, а не фазу в обычных выключателях. Страдает только безопасность и здравый смысл.

Напряжение выпрямляется диодным мостом (4 диода типа 1N4007), фильтруется (сглаживается) электролитическим конденсатором, и стабилизируется на уровне +22…24 Вольта стабилитроном типа 1N4748.

Далее постоянное напряжение питает остальную схему, которая работает так. На выходе резистивного делителя 68к – VR – Фоторезистор формируется напряжение, обратно пропорциональное освещённости. Подстроечный резистор VR с сопротивлением 1 МОм – это та самая “крутилка”, с помощью которой устанавливается желаемый уровень срабатывания.

Не факт, что в таких схемах ставят фоторезистор, может стоять и фотодиод, но принцип тот же.

Хотите экономить электроэнергию – ставьте максимальное сопротивление, крутите его по часовой (LUX-), и он будет срабатывать тогда, когда будет уже совсем темно.

А хотите, чтобы освещение на улице включалось от малейшей тучки – крутите регулятор в другую сторону (LUX+).

При наступлении темноты освещенность падает, сопротивление фоторезистора растёт, напряжение на базе транзистора растёт. И достигает такого уровня, что транзистор открывается, через коллектор протекает ток, достаточный для включения реле КА. Реле своими контактами включает нагрузку, которая подключается через вывод LOAD.

При этом загорается светодиод, а конденсатор 47 мкФ в цепи базы сглаживает все процессы, чтобы реле слишком быстро не щёлкало, например, если его перекрывает ветка дерева, колеблющаяся от ветра.

В заключение – схема более мощной модели, LXP-03:

Датчик освещения LXP-03. Схема электрическая

Тут схема та же, отличия перечислю:

• Схема питания ограничивает напряжение в фазной цепи.
• Диодный мост с фильтром – такой же как и в предыдущей схеме, я неудачно ее изобразил.
• вместо одного стабилитрона – два последовательно, но напряжение питания схемы – то же, +24В.
• Используется составная схема на двух комплиментарных транзисторах, поскольку реле более мощное, ток его катушки больше.

Зная принцип работы схемы, её легко отремонтировать. А если хотите подробнее разобраться в ремонте, то в статье про ремонт датчика движения пошагово расписана методика и философия ремонта подобных устройств.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДАТЧИКА ОСВЕЩЕННОСТИ И ЕГО УСТАНОВКА

Итак, чтобы лучше разобраться в том, как подключить датчик освещенности, возьмем сумеречный выключатель Steinel серии NightMatic 2000.

Его основные характеристики такие:

— Размеры 99 x 74 x 37 мм

— Питание 230 – 240 В, 50 Гц

— Мощность макс. 1000 Вт (активная нагрузка, напр. лампа накаливания) макс. 500 Вт (некомпенсированная, индуктивная, cos φ = 0,5, напр. люминисцентные лампы

— Установка светового порога с силой света примерно в 2 – 10 лк.

— Потребляемая мощность

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДАТЧИКА ОСВЕЩЕННОСТИ

Схема подключения датчика освещения аналогична схеме подключения обыкновенного выключателя, не зря одно из его названий – «сумеречный выключатель». Обычно датчик освещенности ставится в «разрыв» фазного провода идущего к светильнику. Главное различие электропроводки для него, от проводки обычного выключателя, заключается в том, что для работы сумеречного выключателя требуется подвод к нему и нулевого провода, который в обычных выключателях не используется.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДАТЧИКА ОСВЕЩЕННОСТИ ЧЕРЕЗ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНУЮ КОРОБКУ

В случае, если вы делаете электропроводку для сумеречного выключателя во время ремонта, лучше всего коммутацию проводов сделать через распределительную коробку как показано на изображении ниже. Здесь к светильнику подведен нулевой провод и земля (нулевой защитный провод) прямо из распред. коробки, а фазный провод приходит пройдя через датчик освещения. К самому же датчику подводится соответственно – фазный провод, провод идущий к светильнику и нулевой провод.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДАТЧИКА ОСВЕЩЕННОСТИ С КОММУТАЦИЕЙ ПРОВОДОВ В ДАТЧИКЕ ОСВЕЩЕНИЯ

Коммутация проводов в датчике освещенности применяется обычно в тех случаях, когда проводка делается уже при чистовой отделке и нет возможности сделать распределительную коробку. Схема показана ниже. Тут к сумеречному выключателю подходят фаза, ноль и земля, а уже от него идет вывод этих проводников на светильники.

ДАТЧИК ОСВЕЩЕННОСТИ | ПОДКЛЮЧЕНИЕ

В нашем примере установки датчика освещенности, мы будем использовать вторую схему, без использования распределительной коробки. Более подробно о выборе места установки и настройке читайте в статье «Датчик освещенности (освещения) | сумеречный выключатель».

Для большей наглядности, мы произведем установку на стенде. Для этого крепим рядом друг с другом датчик освещенности и лампу в патроне, которая будет символизировать светильник.

Теперь проделываем отверстия в нижней части корпуса датчика освещенности под прокладку проводов, для удобства они изначально намечены производителем. После этого вставляем в готовые отверстия резиновые пробки-уплотнители, из комплекта поставки датчика освещения, которые предотвратят попадание пыли и влаги внутрь.

Отключаем подачу электричества и подготавливаем входящий питающий провод, который, согласно схеме, к сумеречному выключателю должен подходить трехжильный: фазный провод – коричневый, рабочий ноль – синий, защитный ноль (земля) – желто–зеленый. Отмеряем необходимую для подключения длину проводов, после чего обрезаем их, а концы зачищаем приблизительно на 10мм.

После этого, просовываем провод через уплотнительную пробку и подсоединяем к датчику освещения в следующем порядке: в клемму с маркировкой L – фазный провод (коричневый), с маркировкой N – нулевой провод (синий), желто-зеленый провод – защитный ноль (Землю) – подводим в отдельно стоящую винтовую клемму, с обозначением заземления, как показано на изображении ниже.

Аналогичным образом поступаем с проводом идущем непосредственно к светильнику – обрезаем по длине и зачищаем концы примерно на 10мм. После этого помещаем так же через уплотнительную пробку, провод в датчик освещения и помещаем в клеммы. Коричневый провод будет питающий, фазный, его помещаем в клемму L со стрелкой, в N со стрелкой клемму помещаем синий провод – это будет рабочий ноль, желто-зеленый провод помещаем в винтовую клемму заземления, где зажимаем ее вместе с уже помещенным туда защитным нулем (землей) питающего кабеля.

Второй конец этого провода, подключаем к светильнику, в нашем случае фазный – коричневый и синий – нулевой провод, непосредственно к клеммам патрона для лампы, а желто-зеленый провод заземления должен подключаться на корпус светильника если он токопроводящий. В нашем случае оставляем его не подключенным.

Теперь зная, как подключить датчик освещенности на стенде, вы легко сможете проделать это самостоятельно, уже в условиях вашего ремонта, пользуясь любой из схем подключения.

Схемы подключения фотореле

Человек всеми силами старается автоматизировать свой быт и работу, начиная от любой мелочи и заканчивая глобальными проектами. Одной из наиболее интересных систем, которую можно к тому же реализовать весьма нетривиально и разными способами, выступает схема подключения датчика освещения, которая будет сама зажигать лампы при наступлении темноты.

Практическое применение у названого комплекса автоматизации весьма широко. Освещение дворовых и охраняемых территорий, стоянок, подъездов. Организация работы уличных фонарей с контролем функциональности без участия человека, или же элементарная система ночной подсветки коридоров больниц, домов или иных общедоступных учреждений. В целом, количество ниш применения ограничивается только полетом фантазии конструктора.

Применение фотореле для освещения двора:

Можно пойти дальше и не ограничиваться использованием только датчика день-ночь в управлении освещением. Добавив микроконтроллер в линию, получают расширение возможностей системы, вплоть до индивидуального включения разных по яркости и местонахождению линий иллюминации, в зависимости от текущей ситуации. Также становится доступен и дистанционный контроль всего комплекса сторонним компьютером или командами человека. В пример можно указать приемное отделение больницы. Когда наступает ночь, но срочных пациентов нет, освещать в полную силу коридоры и палаты не обязательно, достаточно дежурных ламп, дающих слабую иллюминацию для персонала. Все меняется в моменты прибытия больного. Тут нужно зажечь свет на максимальную яркость, причем не только по дороге движения возможного пациента, но и в отделениях реанимации или местах диагностики и оказания первой помощи. Вот здесь и даст эффект схема подключения датчика света одновременно с микроконтроллером, управляющим выбором конкретных ламповых линий и яркостью источников на них расположенных.

Монтаж схемы фотореле с использование микроконтроллера Arduino:

В тех случаях, когда надобности в настолько сложном комплексе нет, можно сделать схему датчика света иначе, дополнив ее аналоговыми элементами вместо микроконтроллера, для экономии электроэнергии. Речь идет о сенсоре движения и/или таймере. Применяя их одновременно, выстраивается схема работы, ограничивающая включение ламп ночным периодом, и только в те моменты, когда освещение действительно нужно.

Датчик освещенности

Существует всего три вида датчиков света: фотодиод, фоторезистор и фототранзистор. Каждый из них используется согласно ситуации и желания удешевить производство схемы. Первый, когда его поверхность освещена, работает как обычный выпрямляющий диод, пропускающий ток в одном направлении. В темноте он полностью заперт и движение электронов через p-n переход приостанавливается. На схемах он обозначается обратным от светодиода:

Если произвести обратное подключение движения тока, то есть, при подаче плюса на катод, он станет работать как фоторезистор, но в отличие от последнего выдержит более высокие токи. Кроме того, у фотодиода быстрее скорость реакции срабатывания и выше общая чувствительность к световому потоку. Различают несколько видов фотодиодов, определяющих конкретный спектр излучения. Распространены инфракрасные датчики и сенсоры видимого света.

Следующим в списке идет фоторезистор. Чувствительный элемент, изменяющий характеристики сопротивления в зависимости от освещенности. В темноте значение может достигать от нескольких до сотен Мегаом. На свету уменьшается до Килоомных величин. Большим плюсом детектора служит его линейная зависимость основного параметра от мощности попадающего видимого излучения. Очень удобен в измерительных приборах, чему способствует более низкая цена в сравнении с остальными. Основные минусы — высокие значения сопротивления прохождению тока и относительно низкая чувствительность.

Внешний вид и обозначение в принципиальных схемах фоторезистора:

И наконец фототранзистор. Управляющий элемент, действие света на который аналогично подачи открывающего тока на базу. То есть, чем сильнее излучение, тем меньше сопротивление перехода эмиттер-коллектор транзистора. Самим электрическим контактом, подключенным к той же базе, можно управлять общей чувствительностью детектирующего устройства.

Обозначение фототранзистора и фото оптрона на принципиальной схеме:

Управляющее устройство

Мало иметь датчик освещенности, кроме него схема фотореле подключения подразумевает наличие управляющей части, которая будет «обрабатывать» поступающую информацию от сенсора, и в зависимости от внешних условий, производить действия с лампами. Схема проста и выполнима даже начинающими радиолюбителями. Но, возможно даже к сожалению, в настоящее время надобности в травлении плат и пайке компонентов нет. Уже продаются управляющие устройства в сборе, с датчиком, креплением и корпусом. Остается только присоединить нужные провода и смонтировать сами части прибора в места его постоянной дислокации.

Для тех же, кто желает повторить управляющую часть фотореле для освещения своими руками, можно предложить следующую отлаженную практическим опытом схему, которая поможет в том, как правильно подключить устройство:

Фактически, схема аналогичная продемонстрированной, используется в промышленном фотореле ФР-601. Ее принцип работы: уменьшение сопротивления при попадании света на фоторезисторе R1, запирает транзистор VT2, который, в свою очередь, не дает сработать реле K1. Названый соединитель разрывает контакт K1.1, управляющий подачей тока на нагрузку. В случае повышения сопротивления, при потере освещенности R1, транзистор открывается, срабатывает реле и соединяет линию питания ламп. Подстроечным резистором R3 можно производить регулировку системы, настраивая ее общую чувствительность срабатывания.

Уличное освещение

Светодиодное уличное освещение:

Разберем вначале наиболее простую схему того, как подключить датчик света для уличного освещения, без высокоинтеллектуальной части и дополнительных компонентов. Такая конструкция состоит всего из нескольких элементов: самого сенсора, контролирующего его работу узла и управляемой лампы. Причем паять плату, как было раньше, даже не придется — она продается уже в сборе. Поэтому в том, чтобы знать, как подключить фотореле, потребуется только присоединить детектор света (если он не идет в составе приобретаемого оборудования) и нагрузку. Возьмем к примеру фотореле «FR-01 6А, IP44, düwi», как один из наиболее низких по цене вариантов. Устройство стоит всего около 250 рублей и уже оснащено встроенным, чувствительным к видимому спектру излучения, элементом. В сущности, весь названый прибор управления представляет собой небольшую полупрозрачную коробочку с тремя проводами — синим, красным и коричневым. Монтаж производится именно в том месте, характеристики которого должны влиять на процесс запуска ламп.

FR-01 6А, IP44, düwi:

Для устройства доступен наружный монтаж на улице. Происходящие погодные и климатические события, включая снег, дождь или яркое солнце, на работу прибора не влияют. Хотя, пользуясь опытом некоторых инженеров, можно дать рекомендацию взять оборудование с второй цифрой индекса IP повыше. Где-нибудь от 5 включительно, что точно убережет компоненты даже от сильного проливного дождя.

Сама же сборка системы в законченный вид элементарна — к контактам фотореле подключается фаза, нейтраль и нагрузка, как указано на приведенной далее схеме:

К вопросу о монтаже есть интересный момент. Размещать устройство, содержащее датчики света, требуется так, чтобы на чувствительные элементы не падало видимое излучение ламп. Иначе вместо включения их в темноте и выключения днем, получится неплохая дискотека. Посудите сами: пришла ночь, реле сработало и зажгло лампу. Свет от нее падает на датчик, и тот считая, что уже день, разрывает линию. Опять темно, а значит снова включение. И так по кругу.

Использование прожекторов

В сущности, если используется подключение фотореле к светодиодному прожектору, никаких изменений в схему вносить не нужно. Мощности пропускаемого тока самим устройством, достаточно для снабжения слаботочных осветительных приборов. К которым, безусловно, относится и светодиодный прожектор. Более того, на рынке есть аналогичные осветители, уже оборудованные встроенным в корпус фотореле для уличного освещения.

Подключение обычного светодиодного прожектора:

Линия PE (земля) используется только в случае металлического кожуха осветительного прибора. В остальных случаях монтировать ее не нужно.

Другое дело, когда фотореле уличного освещения требуется использовать для подключения мощного прожектора с высоким потреблением энергии и соответствующей яркостью. К сожалению, в таком случае, пропускной способности по току у маленькой и ограниченной схемы детектора недостаточно. Тут требуется дополнительно ставить пускатель линии питания потребляющего устройства, управлять которым как раз и будет фотореле для уличного освещения. Общая схема подключения датчика к прожектору станет выглядеть так:

Реле времени

В начале статьи упоминалось использование датчика света совместно с реле времени. Может возникнуть вопрос о необходимости такой системы. Что ж, ответ на него достаточно прост — применяя фотореле для уличного освещения можно столкнуться с периодическим случайным зажиганием лампы днем. Причина во временном прекращении поступления света на сенсор, в результате попадания посторонних предметов на его поверхность или посадки птиц. Таймер как раз не даст зажечь лампу какое-то время после происхождения события, пока возможное препятствие не самоустранится. Пернатое улетит, а попавший кусок бумаги или пакет сдует дальше. Схема подключения фотореле в комплексе с реле времени к уличной лампе освещения или фонарю:

Датчик движения и сенсор света

Закончив разбирать подключение и присоединение фотореле для уличного освещения, перейдем в помещения под крышей. Здесь также найдется работа аналогичной системе. В сущности, кроме обширности пространства по сравнению с внешними пределами, различий нет. Ночью, как и на улице в помещении ничего не видно. И здесь также нужна система иллюминации, разгоняющая тьму в периоды мрака. Вот только не каждый рачительный хозяин готов платить лишние деньги за расходуемую бессмысленно большую часть времени электроэнергию. Ведь надобность в свете хоть и возникает изредка ночью, но не длится весь ее период. Вот здесь, как раз придет на помощь соединение нескольких компонентов: датчика освещенности и движения. То есть, сама система будет работать только ночью и именно в то время, когда кто-то движется в пределах действия сенсоров. В момент определения обоих факторов и будет отдаваться команда светильнику для включения. Главное не забыть настроить фотореле на текущую норму освещенности пространства и детектор движения на желаемую чувствительность.

Схема подключения детектора движения и датчика освещенности к лампам:

Сразу небольшое замечание, касающееся детектора движения. Он должен быть или инфракрасным, или ультразвуковым. Причина проста — оптический, пока выключен свет, не «увидит» движение объекта в сенсорном поле, а значит и не даст команду на активацию ламп.

Что нужно знать дополнительно

Фотореле уличного освещения и внутреннего бывают как однофазные-, так и трехфазные. Вторые отличаются большей мощностью. Существуют не только простые аналоговые датчики, но и чисто цифровые модели, оснащенные встроенным программируемым микроконтроллером. Многие промышленные варианты фотореле, ориентированные на использование в составе уличного освещения, идут в комплекте с реле времени, обеспечивающим необходимую задержку включения.

Приблизительная схема подключения трехфазного цифрового фотореле уличного освещения и внутреннего:

Видео по теме

Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).

Контактные

Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.

В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.

Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.

Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.

Датчик света Ардуино подключение

Датчик света Arduino ► рассмотрим, как подключить датчик освещенности к Ардуино и разберем две программы с использованием цифрового и аналогового входа.

Датчик освещенности Ардуино позволяет сделать автоматическое включение освещения. Основой данного модуля является полупроводниковый элемент — фоторезистор. Рассмотрим, как правильно подключить датчик освещенности к плате Arduino и разберем две простые программы для использования цифрового и аналогового входа на микроконтроллере для управления светодиодом.

Характеристики модуля датчика освещенности

Датчик света может выпускаться в двух вариантах: с подстроечным резистором (цифровой датчик) и без него (аналоговый датчик). Оба варианта имеют три контакта для подключения к Arduino Nano или Uno. Два контакта служат для питания датчика — 5V и GND, а третий контакт — выдает аналоговый (обозначен буквой S) или цифровой сигнал (обозначен D0) и подключается к соответствующим портам платы Ардуино.

Устройство фоторезистора, обозначение на электрических схемах

Модуль построен на базе обычного фоторезистора, поэтому если у вас нет в наличии датчика освещенности из стартового набора, то вы можете собрать простую схему делителя напряжения с фоторезистором и подключить ее к микроконтроллеру — подключение фоторезистора к Ардуино. Отличие в том, что вам необходимо будет повторить простую схему датчика, собрав ее самостоятельно на макетной плате.

Как подключить датчик освещенности к Ардуино

Для этого занятия нам потребуется:

• плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• модуль датчика освещенности;
• один светодиод и резистор 220 Ом;
• беспаечная макетная плата;
• провода «папа-папа», «папа-мама».

На картинке представлена схема подключения датчика света к Arduino Uno с использованием аналогового сигнала. На модуль подается питание 5 Вольт, а в зависимости от освещенности в помещении на выходе модуля (S) меняется напряжение от 0 до 5 Вольт. При подаче этого сигнала на аналоговый вход микроконтроллера, Arduino преобразует сигнал при помощи АЦП в диапазон значений от 0 до 1023.

Счетч для аналогового датчика освещенности

Пояснения к коду:

1. в приведенном примере мы выводим на монитор порта данные с датчика освещенности, преобразованные с помощью АЦП Ардуино;
2. чтобы узнать приблизительно напряжение, поступающее на вход Arduino, следует умножить получаемое значение на 0,0048 или U = light * (5 / 1023). Так как тип данных float может хранить значения только с двумя знаками после запятой, то мы используем в скетче другую формулу для своих расчетов.

Схема подключения датчика освещенности к Ардуино

Следующая программа использует цифровой сигнал, идущий от датчика освещенности ky. На модуле имеется подстроечный резистор для настройки чувствительности. То есть вы можете отрегулировать, какой уровень освещенности необходим, чтобы модуль стал отправлять сигнал истина (логическая единица) на микроконтроллер Arduino. Подключите светодиод к пин 13 и загрузите следующий скетч.

Датчик света (фотореле) для уличного освещения

Владельцев частных домов при благоустройстве участка волнует вопрос, как сделать автоматическое включение света в сумерки и выключение его на рассвете. Для этого есть два устройства — фотореле и астротаймер. Первое устройство более простое и дешевое, второе — сложнее и дороже. Более подробно поговорим о фотореле для уличного освещения.

Устройство и принцип действия

Это устройство имеет множество названий. Самое распространенное — фотореле, но называют еще фотоэлемент, датчик света и сумерек, фотодатчик, фотосэнсор, сумеречный или светоконтролирующий выключатель, датчик освещенности или день-ночь. В общем, названий много, но суть от этого не меняется — устройство позволяет в автоматическом режиме включать свет в сумерки и выключать на рассвете.

Схема фотореле для уличного освещения на фоторезисторе

Работа устройства основана на способности некоторых элементов изменять свои параметры под воздействием солнечного света. Чаще всего используют фоторезисторы, фототранзисторы и фотодиоды. Вечером, при уменьшении освещенности, параметры светочувствительных элементов начинают меняться. Когда изменения достигнут определенной величины, контакты реле смыкаются, подавая питание на подключенную нагрузку. На рассвете изменения идут в обратном направлении, контакты размыкаются, свет гаснет.

Характеристики и выбор

В первую очередь выбирают напряжение, с которым будет работать датчик света: 220 В или 12 В. Следующий параметр — класс защиты. Так как устройство устанавливается на улице, он должен быть не ниже IP44 (цифры могут быть больше, меньше — нежелательно). Это значит, что внутрь устройства не могут попасть предметы размером более 1 мм, а также что водяные брызги ему не страшны. Второе, на что стоит обратить внимание — на температурный режим эксплуатации. Ищите такие варианты, которые с запасом перекрывают средние показатели в вашем регионе как по плюсовой, так и по минусовой температуре.

Подбирать модель фотореле также необходимо по мощности подключаемых к нему ламп (выходная мощность) и току нагрузки. Оно, конечно, может «тянуть» нагрузку немного больше, но при этом могут быть проблемы. Так что лучше брать даже с некоторым запасом. Это были обязательные параметры, по которым надо выбирать фотореле для уличного освещения. Есть еще несколько дополнительных.

Пример характеристик фотореле для уличного освещения

В некоторых моделях есть возможность подстроить порог срабатывания — сделать фотодатчик более или менее чувствительным. Уменьшать чувствительность стоит при выпадении снега. В этом случае отраженный от снега свет может быть воспринят как рассвет. В результате свет будет то включаться, то отключаться. Такое представление вряд ли понравится.

Обратите внимание на пределы регулировки чувствительности. Они могут быть больше или меньше. Например, у фотореле AWZ-30 белорусского производства этот параметр — 2-100 Лк, у фотоэлемента P02 диапазон подстройки 10-100 Лк.

Задержка срабатывания. Для чего нужна задержка? Для исключения ложных включений/отключений света. Например, ночью на фотореле попал свет фар проезжающего автомобиля. Если задержка срабатывания мала, свет отключится. Если она достаточна — хотя-бы 5-10 секунд, то этого не произойдет.

Выбор места установки

Для корректной работы фотореле важно правильно выбрать его местоположение. Необходимо учесть несколько факторов:

• На него должен падать солнечный свет, то есть он должен быть под открытым небом.
• Ближайшие источники искусственного света (окна, лампы, фонари и т.д.) должны находится как можно дальше.
• Не желательно чтобы на него попадал свет фар.
• Желательно расположить его не очень высоко — для удобства обслуживания (надо периодически протирать поверхность от пыли и смахивать снег).

Чтобы светочувствительные автоматы работали корректно, надо правильно выбрать местоположение

Как видите при организации автоматического освещения на улице выбрать место для установки фотореле — не самая простая задача. Иногда приходится переносить его несколько раз, пока найдешь приемлемое положение. Часто, если датчик света используют для включения фонаря на столбе, фотореле стараются расположить там же. Это совершенно не обязательно и очень неудобно — счищать пыль или снег приходится довольно часто и каждый раз залезать на столб не очень весело. Само фотореле можно разместить на стене дома, например, а к светильнику дотянуть кабель питания. Это наиболее удобный вариант.

Схемы подключения

Схема подключения фотореле для уличного освещения проста: на вход устройства заводится фаза и ноль, с выхода фаза подается на нагрузку (фонари), а ноль (минус) на нагрузку идет от автомата или с шины.

Схема подключения фотореле для освещения (фонаря)

Если делать все по правилам, соединение проводов необходимо делать в распределительной (монтажной коробке). Выбираете герметичную модель для расположения на улице, монтируете в доступном месте. Как подключить фотореле к освещению на улице в этом случае — на схеме ниже.

Подключение фотодатчика через распределительную коробку

Если включать/отключать необходимо мощный фонарь на столбе, в конструкции которого есть дросселя, лучше в схему добавить пускатель (контактор). Он рассчитан на частое включение и выключение, нормально переносит пусковые токи.

Схема подключения датчика день-ночь с пускателем

Если свет должен включаться только на время нахождения человека (в уличном туалете, возле калитки), к фотореле добавляют датчик движения. В такой связке лучше сначала поставить светочувствительный выключатель, а после него — датчик движения. При таком построении датчик движения будет срабатывать только в темное время суток.

Схема подключения фотореле с датчиком движения

Как видите, схемы несложные, вполне можно справиться своими руками.

Особенности подключения проводов

Фотореле любого производителя имеет три провода. Один из них — красный, другой — синий (может быть темно-зеленым) и третий может быть любого цвета, но обычно черный или коричневый. При подключении стоит помнить:

• красный провод всегда идет на лампы:
• к синему (зеленому) подключается ноль (нейтраль) от питающего кабеля;
• к черному или коричневому подается фаза.

Если посмотрите на все выше приведенные схемы, то увидите, что они нарисованы с соблюдением этих правил. Все, больше никаких сложностей. Подключив так провода (не забудьте, что нулевой провод также надо подключить на лампу) вы получите рабочую схему.

Как настроить фотореле для уличного освещения

Настраивать датчик освещенности необходимо после установки и подключения в сеть. Для регулировки пределов срабатывания в нижней части корпуса имеется небольшой пластиковый поворотный диск. Его вращением и задается чувствительность.

Найдите на корпусе подобный регулятор — им настраивается чувствительность фотореле

Чуть выше на корпусе есть стрелочки, которыми обозначено, в какую сторону крутить для увеличения и уменьшения чувствительности фотореле (влево- уменьшить, вправо — увеличить).

Для начала выставляете наименьшую чувствительность — загоняете регулятор в крайнее правое положение. Вечером, когда освещенность будет такой, что вы решите, что уже надо бы включить свет, начинаете подстройку. Надо плавно поворачивать регулятор влево до тех пор, пока не включится свет. На этом можно считать, что настройка фотореле для уличного освещения закончена.

Астротаймер

Астрономический таймер (астротаймер) — это другой способ автоматизировать уличное освещение. Принцип его работы отличается от фотореле, но он тоже включает свет вечером и выключает его утром. Управление светом на улице происходит по времени. В данном устройстве заложены данные про то, в какое время темнеет/светает в каждом регионе в каждый сезон/день. При настройке астротаймера вводятся GPS координаты его установки, выставляется дата и текущее время. Согласно заложенной программе устройство и работает.

Астротаймер — второй способ автоматизировать свет на участке

Чем оно удобнее?

• Оно не зависит от погоды. В случае с установкой фотореле велика вероятность ложного срабатывания — в пасмурную погоду свет может включаться ранним вечером. При попадании на фотореле света он может гасить свет посреди ночи.
• Устанавливать астротаймер можно в доме, в щитке, в любом месте. Ему не нужен свет.
• Есть возможность сдвигать время включения/выключения на 120-240 минут (зависит от модели) относительно заданного времени. То есть, вы сами сможете выставить время так, как вам удобно.

Недостаток — высокая цена. Во всяком случае, модели, которые есть в торговой сети, стоят довольно солидных денег. Но можно купить в Китае намного дешевле, правда, как он будет работать — вопрос.