Схема подключения и монтаж датчика освещенности

Виды датчиков управления освещением

Датчики для автоматического управления освещением можно классифицировать по типу срабатывания:

• Датчики освещенности. Включают свет, когда на улице темнеет. Преимуществом является то, что не будет ложных срабатываний в светлое время суток, а недостаток один – бесполезный расход электроэнергии при освещении, когда рядом нет людей.
• Акустические датчики. Реагируют на звуки и шумы поблизости, например, на шаги и голос.
• Датчики движения или присутствия. Срабатывают, когда кто-то проходит рядом или появляется в поле зрения другим.Что и является преимуществом — свет включается только тогда, когда есть движение в поле зрения датчика, но это же и недостаток — нужно предусмотреть возможность его отключения днём (и не забывать включать его ночью).
• Комбинированные устройства срабатывают по двум вышеперечисленным факторам. Например, комбинированный датчик движения включает освещение при наличии движения в его зоне контроля только при недостаточной освещенности, а при достаточном уровне освещенности включение света происходить не будет, таким образом устраняется главный недостаток датчика движения.

Из приведенного выше обзора можно сделать следующие выводы:

Для решения проблемы с автоматическим включением и отключением света нужно определиться должен ли быть свет включен постоянно в темное время суток или должен включаться и выключаться в темноте при появлении человека или другого объекта.

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.

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.

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.

Монтаж

Теперь остановимся на том, как соединить фотореле с датчиком движения для освещения и осуществить его установку. Вместе указанные решения дадут возможность активировать источник света еще во время сумеречного периода дня в тот момент, когда в нужной зоне кто-то появится. Если же на территории никого нет, то освещение не загорится, что даст возможность сэкономить электричество и, соответственно, деньги.

Метод монтажа будет зависеть от того, какой защитный вариант и категория крепления выключателя сумеречного вида были приобретены. На сегодня существуют следующие решения по установке:

• уличный либо внутренний вариант применения;
• внешний либо встроенный фотоэлемент;
• с закреплением на рейку типа DIN, на стенку или поверхность горизонтального типа.

Приведем пример монтажа фотореле для освещения улицы с закреплением на стенке. Чтобы осуществить самостоятельный трехфазный монтаж, следует выполнить следующие действия.

1. Сначала убираем подачу электричества на щитке ввода и осуществляем проверку, есть ли ток в распределительном ящике, откуда будет вестись кабель.
2. Теперь осуществляем протягивание провода питания к области, где установим фотореле. Обычно она располагается рядом с прибором освещения. Лучше всего для подключения выключателя рассматриваемого типа применять 3-жильный провод типа ПВС, что будет довольно надежным.
3. Осуществляем зачистку жил от изоляции где-то на сантиметр для последующего подключения в клеммы, после чего делаем в коробке дырки для ввода жил и последующего подключения фотореле к электросети.
4. Для улучшения корпусной герметичности, прикрепляем в дырках уплотнители из резины, которые будут предотвращать попадание внутрь пыли и грязи. Оптимально, если такие отверстия расположены снизу, чтобы внутрь также не попала вода.
5. Производим подключение фотореле по нужной нам электрической схеме. Сначала фаза ввода идет на разъем с обозначением L, а вводная нейтраль – на N. Для заземления есть специальная клемма винтового типа.
6. Отрезаем определенную часть провода, дабы подключить фотореле к лампочке, после чего немного зачищаем изоляцию и подсоединяем на клеммы L и N. Второй проводниковый кончик подводится к светоисточнику и подсоединяется к патронным клеммам. Если корпус проводит ток, то можно обойтись без подключения заземления.

Особенности настройки

Когда установка и последующее подключение были завершены, следует перейти к тому, чтобы настроить, отрегулировать и проверить работу системы. Все несложно по причине того, что в комплекте есть специальный пакет черного цвета, необходимый, чтобы имитировать ночь. А день имитировать необходимости нет, ведь он есть и так.

На корпусе датчика освещения можно увидеть спецрегулятор, что обычно обозначается аббревиатурой LUX – он необходим для подбора осветительной интенсивности, которая станет причиной активации реле. Если же есть желание сэкономить немного электрической энергии, то следует поставить ручку регулятора поворота на минимум. Тогда сигнал об активации будет подаваться лишь тогда, когда на улице максимально темно.

Как правило, регулятор располагается у клемм винтового типа, чуть выше слева. Последнее, что останется сделать для подключения фотореле, – прикрепить крышку защитного типа и активировать электроэнергию на щитке. Когда это будет сделано, можно начинать тестировать устройство.

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.

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.

Всё, всем удачи!

Схема подключения напрямую

Для подключения датчика света используется трехпроводная схема. Она означает, что вам необходимо подать на прибор полноценные 220В (фазу+ноль), а не только фазу.

Практически такая же схема используется и для датчиков движения. Правда там есть варианты и двухпроводного подключения без ноля.

Куда подключать фазу, а куда ноль? В этом деле можете ориентироваться по цветам.

Обычно один из проводов должен быть синего или зеленого цвета – это ноль.

Два других проводника также отличаются расцветкой. Например, один будет коричневым (черным), другой – красным.

Коричневый – это входная фаза от автомата питания. Третий провод (красный) – это выход на нагрузку. На нем фаза появляется только в момент срабатывания фотореле.

Ее как раз-таки и нужно заводить в светильник.

Заводские провода на датчике коротковаты, поэтому их приходится удлинять. Приготовьте заранее клеммы или гильзы для прессовки.

Наращивание производится кабелем сечением 1,5мм2. Общее соединение всех проводников должно осуществляться в защитной распредкоробке.

Вот как будет выглядеть такая схема подключения напрямую от выключателя расположенного в распредщитке.

Схема подключения через выключатель

Если вы захотите установить еще один промежуточный одноклавишный выключатель, дабы не бегать каждый раз в щитовую для отключения света, то схема соединения проводов фотореле немного изменится:

В распредкоробку будет заходить 4 кабеля. Фаза питания будет поступать по следующей цепочке:

• автомат в щитовой

• выключатель света

• датчик света

• фонарь

Схема подключения через пускатель

Также пускатель понадобится при управлении освещением с мощной нагрузкой. Допустим это не одна лампочка, а полноценные уличные прожекторы или фонари с ДРЛ, ДНаТ или другими мощными источниками света.

Стандартное фотореле от того же IEK ФР-601, рассчитано на подключение нагрузки не более 10А. Это несколько светодиодных прожекторов мощностью около 2кВт.

Хотите больше? Воспользуйтесь следующей схемой с магнитным пускателем.

Его катушка подключается как раз-таки к фотореле, а силовые контакты подают питание на основную линию освещения.

Если вас не устраивает большой габаритный колпак датчика света, который портит весь дизайн фасада здания, воспользуйтесь фотореле с выносным датчиком.

В этом случае основной коммутирующий элемент располагается в щитке и напоминает современный модульный контактор на дин-рейке. Миниатюрный выносной датчик тем временем незаметно прячется под крышей или в любом другом месте.

Схема подключения здесь следующая:

Более расширенный и усовершенствованный вариант:

Внутри прибора по прежнему коммутируется фазный проводник.

Настройка чувствительности может осуществляется потенциометром на передней панели, в зависимости от модели. Вам больше не придется каждый раз подниматься на высоту под козырек дома.

Рассчитаны такие приборы уже на несколько большие токи (25А), чем китайские модели ФР-601.

Выносной датчик можно наращивать проводом до 50 метров. Вы его безболезненно сможете протянуть не только через крышу дома, но и через весь участок.

Работа датчика света наоборот

А если вам для каких-то нужд понадобится, чтобы реле работало в реверсном режиме? Подавало напряжение и включало нагрузку днем, а выключало ночью.

Например, для освещения в сарае с животными, где нет окон. Что делать в этом случае?

Тогда идете в ближайший магазин и покупаете промежуточное реле, у которого один из контактов замыкается, а другой размыкается при срабатывании.

Все что вам нужно будет сделать, это подключать данное промежуточное реле после датчика света по нижеприведенной схеме.

В качестве такого реле может выступать и пускатель с доп.контактами.

Типичные проблемы и ошибки

В ходе установки фотодатчиков новичком, особенно не обладающим соответствующим опытом, часто допускают типовые ошибки.

Ухудшение работы

С течением времени реле иногда начинают работать хуже. Это возникает из-за естественной деградации и загрязнения материала: колпачок фотоэлемента темнеет и хуже пропускает солнечные лучи. Грязь удаляется простой влажной очисткой, но деградировавший пластик подлежит замене — отдельно, если имеется возможность, или вместе со всем прибором.

Настройка в помещении

Иногда для удобства подстройка порога выполняется в закрытом помещении, чего делать не следует.

Дело в том, что чувствительный элемент внутри корпуса (или же выносной) реагирует не только на видимый свет, но может также воспринимать и солнечный ультрафиолет. Его отсутствие при комнатном тестировании повлияет на «точность» срабатывания: домашнее остекление гасит до 80 % УФ-спектра.

Ошибки соединения проводников

Фотодатчики обычно подключаются к уличному освещению по трехпроводной схеме: фаза, ноль, нагрузка.

Иногда возникает путаница с назначением проводников — что куда присоединять. Для понимания, как правильно соединить провода, можно ориентироваться по цветовому кодированию жил. Одна из них обычно зеленая или синяя — так обозначен «ноль».

Оставшаяся пара проводов тоже имеет свою расцветку — например, красный, коричневый.

В случае на картинке выше коричневая жила — вход от электрического питающего автомата, а красный провод ведет к лампочке. В нем фаза возникает при срабатывании фотопереключателя.

Положение устройства

Важно не только то, как подключить датчик света к нагрузке и сети, но и в каком положении в пространстве установить аппарат. Некоторые виды устройств можно располагать лишь «вниз головой», фотоэлементом к низу. Для определения корректной позиции на корпус наносятся соответствующие пометки:

Неверная установка приведет к неправильной работе или попаданию внутрь влаги, если «низ» защитной крышки содержит незащищенные технологические отверстия.

Где купить

Приобрести оборудование для управления светом можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых видеокамер есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Самостоятельное создание фотореле

Энтузиасты радиолюбители могут попробовать сделать реле своими руками из доступных в продаже компонентов. Как уже говорилось, основным элементом системы является фотодатчик: это могут быть фотоэлементы, транзисторы, диоды и фоторезисторы.

Рассмотрим создание простого сумеречного переключателя на базе симистора.

Предлагаемая принципиальная схема простейшего фотореле содержит:

• симистор марки Quadrac Q60;
• фотоэлемент ФСК;
• 
• опорный резистор, отмеченный как R1.

Если освещения нет, происходит открытие симисторного ключа и свет включается. При росте уровня освещенности напряжение смещается, а яркость подсоединенного светильника падает вплоть до отключения.

Важно: схема датчика подразумевает соединение с источником высокого напряжения, готовое устройство в обязательном порядке следует собирать в изолирующем корпусе!

Усложним прибор, добавив релейный выход. Дополненная схема подключения фотореле:

В ней есть следующие компоненты:

• V1 — первый транзистор усиления сигнала. В составе последнего находятся резистор R1 и фоторезистор с меткой PR1;
• VT2 — второй транзистор контроля реле К1;
• VD1 — диод шунтирования напряжения. Он предохраняет транзисторы от бросков напряжения при отключении катушки.

При освещении PR1 в системе возникнет ток, достаточный для активации реле.

Приведенная схема очень проста и обеспечит лишь грубое срабатывание датчика. Но ее можно дополнять различными элементами, увеличивающими чувствительность и скорость работы, а также устанавливающими пороговые значения.

Советы по выбору датчиков

Схемы подключения фотореле:

Цветовая маркировка проводов и схемы могут незначительно отличаться, поэтому уточняйте в инструкции к конкретной модели. Чтобы сделать принудительное включение или отключение света схему можно дополнить выключателем как показано на рисунках ниже.

При такой схеме, фотореле управляет освещением, однако имеется возможность принудительно включить освещение выключателем независимо от освещенности.

Так же может применяться схема, при которой выключатель способен принудительно отключать освещение, даже при недостаточной освещенности:

В случае если нагрузка освещения превышает номинальный ток реле можно использовать схему подключения освещения через контактор.

При такой схеме фотореле управляет не осветительными приборами, а контактором, а он, в свою очередь, осуществляет включение и отключение освещения, таким образом ток нагрузки проходит не через контакты фотореле, а через контакты контактора.

Примечание: На рисунке приведен пример для трёхфазной цепи, для однофазной подключать таким же образом, отличаться будет лишь то что в силовой цепи будет 2 провода, а не 4.

Как уже говорилось выше существуют фотореле для монтажа в электрощит на дин-рейку с внешним светочувствительным датчиком. Схема их подключения несколько иная, но в целом особых отличий нет. У вашего прибора могут быть другие назначения клемм, проверяйте это в паспорте завода-изготовителя.

Чтобы свет включался вечером и горел до утра – используйте датчики освещенности (фото- или сумеречное реле). Если нужно чтобы свет включался только тогда, когда вы подходите к дверям или заходите в комнату – используйте один или несколько датчиков движения любого типа либо акустические (светошумовые) датчики . Подключаются они, в большинстве своём, аналогично фотореле.

Схемы подключения датчиков движения и фотоакустических (светошумовых) датчиков:

При такой схеме управление освещением осуществляется только датчиком движения. Так же можно применять и схемы с выключателем:

В случае если необходимо, чтобы свет включался, когда вы захотите в небольшую комнату с разных дверей (например, коридор или прихожая) – самым оптимальным будет установка двух ИК-датчиков движения в противоположных углах или на стенах:

Чтобы датчик движения не включал свет днём – либо подключите его последовательно с выключателем, либо используйте в паре с сумеречным реле. Для этих же целей разработаны комбинированные датчики света.

Такие устройства в себе совмещают фотореле и ИК-датчик движения.  Ярким примером являются светошумовые датчики – их используют совместно или в составе светильников для ЖКХ. Часто их устанавливают в подъездах и других общественных местах, пример такого светильника вы видите на рисунке ниже.