Фотоэлементы р5103 схема подключения

Подключение фотоэлемента

Световое излучение независимо от его происхождения (искусственное или естественное) – это фактор, который может быть использован для построения систем автоматики и управления различными процессами. Например, для включения или выключения уличного освещения. Для его регистрации созданы устройства, которые получили название «фотореле» или «сумеречный датчик».

Что такое фотореле

Это радиотехническое устройство, регистрирующее поток фотонов – элементарных частиц, квантов электромагнитного излучения, которые не обладают массой и способны существовать только в движении, а их скорость является максимально возможной в материальном мире. Его схема состоит из двух частей:

Чувствительной.
Исполнительной (силовой).

Вкратце алгоритм его действия следующий: фотоны, попадая на чувствительный элемент (фотоэлектрический датчик), вызывают возникновение электрического тока или изменение его параметров. Так формируется управляющий импульс, который усиливается и подается на исполнительный элемент – соленоид – электромеханического реле. Последнее замыкает свои силовые контакты, коммутируя управляемую цепь.

Чувствительные элементы фотореле

Фотоны не обладают зарядом, но возбуждают ионы в атомной структуре веществ и порождают вторичное излучение, сопровождающееся двумя эффектами:

Волновыми колебаниями на видимой нами частоте спектра.
Возникновением электрического тока.

Последний феномен наблюдается только в том случае, если вещество обладает так называемой запрещенной зоной – энергетическим диапазоном, в пределах которого электрон не может активироваться – определенного размера.

Для примера: у металлов (проводников) такой зоны нет. А у диэлектриков она настолько велика (не менее 5 электронвольт), что электроны в них не могут активироваться никогда. Промежуточное положение между ними занимают так называемые полупроводники. Величина запрещенной зоны у них от десятых долей до трех электронвольт.

К веществам, которые способны активироваться под воздействием потока фотонов, относятся селенид и сульфид кадмия. На их основе строятся все чувствительные элементы фотореле, которые бывают трех типов:

Фоторезисторы.
Фотодиоды.

Фототранзисторы.

Фоторезисторы

Эти элементы радиотехнической схемы делают из полупроводников с одним типом проводимости – электронным (p) или дырочным (n). Под действием света их электрическое сопротивление уменьшается, они начинают пропускать ток. Этот сигнал поступает на входной каскад транзисторного усилителя, после чего он подается на соленоид силового реле, коммутирующего управляемую цепь.

Фоторезисторы являются наиболее простым и потому часто употребляемым элементом чувствительных схем.

Фотодиоды

Состоят из двух полупроводников – электронного и дырочного типа. Под воздействием света электроны накапливаются в зоне n, а так называемые дырки (положительно заряженные ионы) в зоне p. В результате возникает разность потенциалов и начинает течь постоянный ток. Этот элемент может работать в двух режимах: фотогальваническом и фотодиодном.

Схема включения фотодиода (ФД) в гальваническом и диодном режиме представлена на рисунке ниже.

В первом случае к нему не подводится питающее напряжение и он сам является источником тока. Это свойство используется при создании солнечных батарей, состоящих из сотен и даже тысяч светодиодов. Во втором подается напряжение обратной полярности, которое его запирает. При облучении светом обратное сопротивление элемента резко падает, а сила тока, через него текущего, наоборот, возрастает.

Фототранзисторы

Бывают двух типов: n-p-n и p-n-p, что определяет направление тока, через него текущего. От обычного транзистора отличается не только открытым корпусом, но и отсутствием третьего вывода – базы. Этот элемент делается большего размера, поскольку он воспринимает световое излучение, которое является управляющим.

Может работать в двух режимах: фотоэлектрическом и усилителя. В первом случае коллектору питающее напряжение не подводится, а ток через него возникает вследствие воздействия света на базу. Коэффициент усиления имеет логарифмическую зависимость от силы света и измеряется в децибелах.

Управление фотореле

Для того чтобы иметь возможность регулировать момент замыкания фотореле в зависимости от освещенности, используется два приема:

В цепь фотоэлектрического элемента вводится переменный резистор, который регулирует ток через него.
Используется так называемое опорное напряжение.

Первый наиболее прост, но он существенно ослабляет чувствительность прибора. Кроме того, не вполне логично сначала ослабить сигнал, а потом его усиливать для использования. Метод опорного напряжения заключается в том, что светочувствительный элемент включается по гальванической схеме. Возникший в нем ток сравнивается с опорным, текущим по независимой цепи. Для их сравнения используется компаратор.

Компаратор – это логический элемент схемы автоматики, работающий по принципу «Да – Нет». В основе его конструкции лежит операционный усилитель. Опорное напряжение вырабатывается отдельной схемой. Регулируется оно традиционным способом – реостатом.

Подключение фотореле

Стандартная схема подключения фотореле в системе управления освещением представлена на рисунке ниже.

Обратите внимание, что к нему подводится и фазный проводник, и нейтральный. Это делается для того, чтобы обеспечить питанием чувствительную часть схемы.

На практике клеммная коробка фотореле имеет три вывода. Они обозначены символами L – подключение фазы, N – нейтраль и R – нагрузка. Традиционно нагрузочный проводник выполняется черного или темно-коричневого цвета. Нейтраль желтого, а фазная линия – синего цвета. Однако могут быть варианты, поэтому за буквенными обозначениями следить надо обязательно.

Фотореле с магнитным пускателем

Мощность, на которую рассчитано фотореле, ограничивается электрической прочностью силовых контактов. Обычно рабочие токи для этого элемента автоматики не превышают 15 ампер. Например, у популярной модели ФР 601, используемой для управления уличным освещением, максимальная мощность нагрузки 1100 Вт, а рабочий ток 10 ампер.

Как следует поступить, когда требуется включать, например, уличные газоразрядные лампы ДРЛ ДНаТ 1000, токи запуска которых 12,5 ампер? В этом случае управление осуществляется через магнитный пускатель. Схема подключения фотореле ФР 601 с ним приведена на рисунке ниже.

Нагрузочный выход фотореле включается в цепь втягивающей катушки пускателя, к основной контактной группе которого подключается коммутируемая линия.

Фотореле параллельно с выключателем

В ряде случаев имеет смысл включать фотореле вместе с выключателем. Ведь возможно, что включить свет вам понадобится ранее наступления темного времени суток. Сделать это надо так, чтобы контакты силового реле были параллельны контактам выключателя. Главным условием правильной работы этой схемы является то, что к нагрузке должна подводиться одна и та же фаза.

Фотореле вместе с таймером

В сельских населенных пунктах практикуется правило, что уличное освещение включается с наступлением темного времени суток, но работает оно не всю ночь, а до, например, 23:00. Для реализации этого решения нагрузочный контакт фотореле подключается ко входу таймера. А тот, в свою очередь, к управляемому прибору.

Фотоэлектрическая схема является частью многих элементов автоматических систем. Например, датчиков движения. Но на этом ее возможности не ограничиваются. Она также встречается в составе звукозаписывающего оборудования. С помощью света можно дистанционно управлять токами большой силы, для чего используются особые приборы – фототиристоры и симисторы. Вы можете сами придумать оригинальную схему на ее основе, которая будет выполнять специфические задачи.

Установка фотоэлементов безопасности для автоматическтх ворот своими руками

Безопасность важна во всех сферах жизни. Хочется быть уверенным, что техника которую используешь не навредит и не нанесет ущерба другому имуществу. При эксплуатации автоматических откатных ворот для обеспечения безопасности используют специальные фотоэлементы.

Что же такое фотоэлементы безопасности и как они работают?

Принцип действия фотоэлементов в синхронизации инфракрасного луча между приемником и передатчиком. То есть между двумя приборами постоянно есть контакт в виде светового (в инфракрасном спектре) луча. Когда этот луч обрывается (появляется препятствие в виде автомобиля, человека или животного) ворота начинают действовать в заранее запрограммированном режиме (если ворота закрываются, то при срабатывании фотоэлементов ворота должны сразу начать открываться). Фотоэлементы устанавливаются в проеме ворот, поближе к створке. Что бы ворота оптимально верно реагировали на препятствия. Нужно следить, что бы в зоне действия фотоэлементов не росло никаких растений и не было препятствий для инфракрасного луча. Стандартные места установки фотоэлементов для откатных ворот: 1) На столбах 2) На специальных стойках для фотоэлементов ( их можно сделать из профильной трубы 40*20 мм)

Фотоэлементы бывают разними по форме – каждый производитель автоматики для откатных ворот выпускает свой тип фотоэлементов.

Подключаются фотоэлементы проводами с сечением 0,5 или 0,75 мм. Для одного фотоэлемента понадобится двухжильный провод (передающий), для другого четырехжильный (приемник). Схема подключения приемника достаточно проста – два провода это 24 Вольта питание «+» и «-», другие два контакта служат для приема и передачи сигнала для фотоэлементов. Они, как правило, обозначены в инструкции по монтажу и эксплуатации привода на плате управления. Мы рекомендуем устанавливать фотоэлементы безопасности на все типы ворот (распашные, откатные). Стоимость их не велика – около 20-30 Евро. А ремонт вашего автомобиля (помятое или поцарапанное крыло) будет стоить значительно дороже. Вот для примера приведена схема подключения фотоэлементов для китайского привода откатных ворот Professional PS-IZ 370:

Просмотров: (2160 просмотров)

Что такое фотореле для уличного освещения

Люди всегда создают для себя то, что улучшает качество их жизни, делая ее более удобной и комфортной. Последние десятилетия нашей истории характеризуются изобретением компьютеров, телефонов, различной бытовой техники, комфортных автомобилей. Еще одним современным устройством, совсем недавно изобретенным людьми, является фотореле для уличного освещения.

Его предназначение заключается в том, чтобы при наступлении темноты освещать в автоматическом режиме ту или иную зону. Автоматически контролируя уровень освещения благодаря работе потенциометра, фотореле с точностью определяет время включения и выключения световых приборов.

Также в оснащение современных таких устройств входит регулировка, позволяющая человеку самому производить регулировку диапазона срабатывания. Для людей, проживающих в частных домах и проводящих много времени на своих дачных участках, данный прибор может стать настоящим помощником.

В данной статье рассмотрим устройство и схему подключения фотореле для уличного освещения марки Delux YCC 1006.

Что же такое фотореле? И зачем его используют для освещения улицы? Далее попробуем ответить на эти вопросы. Значение слова «реле» трактуется как переключатель. Из префикса «фото» мы можем понять то, что срабатывание данного переключателя зависит от попадающих на него световых лучей.

Если говорить о принципе работы в случае с фотореле для уличного освещения, то он очень прост: при недостаточном количестве проходящих световых лучей происходит замыкание контактов, в результате чего включается уличное освещение. На рассвете, когда увеличивается уровень освещенности, контакты размыкаются, вследствие чего происходит автоматическое выключение света.

Установить такое устройство можно в подъезде своего многоэтажного дома или у входа в собственный дом. И, вне зависимости от того, светло или темно в данный момент на улице, ваша подъездная дорожка или тропинка в дом будет всегда освещена. Еще одно преимущество фотореле заключается в том, что оно позволяет существенно экономить электроэнергию.

Использование фотореле может быть связано не только с необходимостью включать и выключать свет. К примеру, если вы хотите, чтобы ваша любимая лужайка автоматически поливалась каждую ночь, можете подключить фотореле к системе орошения газона – и система будет автоматически все делать сама.

Фотореле является одним из элементов системы умного дома, которая запрограммирована на определенные действия, помогающие сымитировать присутствие в доме хозяев. Включать и выключать периодически в доме свет – это не единственное, что она умеет. Такая система, кроме всего прочего, позволяет открывать и закрывать воду в соответствии с установленным на таймере временем, а также выполнять множество других действий, на которые вы ее запрограммируете. А, как известно, фантазия у людей не имеет границ.

На то, сколько будет стоить фотореле, влияет не только рейтинг его производителя. Цена также определяется таким фактором, как наличие/отсутствие в приборе регулировочной возможности.

Обычно фотореле для уличного освещения имеет такой вид: на упаковке или на сайте производителя можно ознакомиться со схемой подключения для каждого устройства, от которого в любом случае должны выходить три провода. Один провод, выходящий из фотореле, отвечает за включение или отключение потребителя, а два других провода подключаются к питанию.

Фотореле принцип работы

Работа фотодатчика, контролирующего уровень уличной освещенности, лежит в основе принципа работы любого фотореле. Существует два типа таких фотодатчиков:

- встроенные, когда датчик установлен вместе с реле непосредственно в самом электрощитке;
- выносные, когда датчик расположен вне корпуса реле.

Корпус выносных фотореле должен быть обязательно прочным и иметь повышенный уровень герметичности и защищенности от воздействий окружающей среды.

Это устройство имеет достаточно простой принцип действия и состоит оно из встроенного или выносного датчика. Учитывая интенсивность освещения, такой датчик передает информацию электронной плате или блоку, которые, в свою очередь, при достижении определенного порога срабатывания, срабатывают и включают освещение, замыкая электрическую цепь.

Следует отметить, что любое фотореле может быть запрограммировано в индивидуальном режиме. Это значит, что, если, к примеру, в летнее время года фотореле установлено в гараже, то диапазон его срабатывания будет отличаться от устройства, установленного на крыльце дома. Данный нюанс необходимо учитывать и, по возможности, выставлять наиболее подходящий к условиям размещения фотореле диапазон его чувствительности к свету.

Технические характеристики фотореле

Уровень максимальной рабочей нагрузки фотореле зависит от того, какие устройства к нему подключены. Необходимо знать, что максимальная нагрузка устройства составляет от 1000 до 2300 Вт, номинальное рабочее напряжение равняется 220 В, а пределы порога срабатывания фотореле равны 2-2000 лк (люксам).

Чтобы приобретенное вами фотореле долго и успешно вам послужило, нужно с самого начала знать, на какие критерии ориентироваться при покупке данного устройства и его вспомогательных элементов. Устройство может проработать на протяжении длительного периода времени, не создавая никаких проблем, а может каждую неделю выходить из строя.

Постараемся разобраться, можно ли в процессе установки и эксплуатации избежать проблем и как это сделать. Хотел бы отметить то что цвет проводов для подключения реле у разных фирм производителей разные, поэтому обязательно прочитайте инструкцию в которой изображена схема подключения фотореле.

Самыми популярными устройствами на современном российском рынке являются фотореле класса эконом от таких производителей, как ИЕК, TDM, EKF и др.

Фотореле ФР-601 и ФР-602 со степенью защиты IP44 предлагает нам компания ИЕК. Благодаря защите IP44 использование данных устройств возможно под открытым небом, ведь IP44 защищает нас от падающих в разных направлениях брызг. Пределы, в которых находится порог срабатывания данных фотореле, могут составлять от 5 до 50 лк. Рабочие температуры варьируются в пределах от -25 °С до +40 °С.

Необходимо знать, что при пороге освещенности в 5 лк наступает темнота, при этом предметы являются еще достаточно различимыми. Поэтому в условиях экономии включение освещения на улице при таком пороге освещенности не всегда себя оправдывает. Глубоким сумеркам соответствует порог 2 лк, когда наступление темноты наступает в течение 10 минут.

Схема подключения фотореле

Фотореле автоматически включает светильник в сеть, когда на улице наступает темнота, и, наоборот, отключает уличное освещение, когда на улице начинает светать. Благодаря этому не только увеличивается эксплуатационный срок самих ламп, но и существенно экономится электроэнергия.

Если говорить о технических характеристиках фотореле, то необходимо отметить, что источник питания составляет 220 В переменного напряжения, а коммутируемая цепь не превышает 10 А. Также нужно сказать о рабочей освещенности, выставление уровня которой производится с помощью регулятора, находящегося снизу реле, и такой уровень может варьироваться в пределах от 5 до 50 Люкс.

Если вы хотите, чтобы фотореле включало светильник при пасмурной погоде или при небольшом затмении, переместите регулятор в сторону «плюса». Переместив же регулятор в сторону «минуса», можно добиться срабатывания реле исключительно при наступлении темноты.

Установка фотореле на стене производится специальным кронштейном, который крепится с помощью винта к самому реле. Кронштейн входит в поставочный комплект, и, устанавливая его, следует убедиться в отсутствии помех, из-за которых естественное дневное освещение не сможет попадать на реле. Перед фотореле также не должны находиться деревья и другие качающиеся предметы.

Как подключить фотореле к освещению

Как на самом изделии, так и на упаковке изображена схема подключения фотореле для уличного освещения. Выводы реле выполнены проводами с разноцветной изоляцией во избежание возможности их неправильного соединения в процессе подключения. Догадаться о предназначении проводов можно, если знать их цветовую маркировку. Всего из фотореле выходит три провода:

-черный — фаза;
-зеленый — ноль;
-красный — фаза коммутирующая (на светильник).

Итак как подключить фотореле к освещению? Перед тем как приступать к подключению фотореле обязательно следует после ознакомления с его инструкцией. Для соединения проводов используется распределительная коробка, которая установлена там же на стене.

Осуществление коммутирования нагрузки производится прерыванием фазного напряжения и его включением. Подключаемый к проводу зеленого цвета рабочий «ноль» необходим для электропитания (рабочее напряжение фотореле составляет 230 В). Данное изделие имеет номинальным током нагрузки показатель в 10 А (2,2 кВт).

Если же коммутируемая нагрузка имеет большую мощность, то управление освещением требует использования очень мощного сумеречного выключателя. Фотореле ФР-602, ток нагрузки которого составляет 20 А, заслуживает особого внимания перед остальными устройствами модельного ряда данного производителя.

Вот такая не сложная схема подключения фотореле, надеюсь данная статья была вам полезной, если остались какие ибо вопросы пишите в комментариях.

Похожие материалы на сайте: Понравилась статья - сохрани на стену!

Подключаем фотореле – пошаговая инструкция с видеоуроком

Датчик освещенности, именуемый также сумеречным выключателем либо фотореле, используется для того, чтобы автоматизировать систему уличного освещения и в то же время сэкономить электроэнергию (свет будет включаться и отключаться в зависимости от того, насколько темно на улице по принципу день-ночь). Область его применения может быть самой разнообразной: лужайка на даче, вход в загородный дом и даже подъезд в квартире. Далее мы поговорим о том, как правильно выполнить подключение фотореле для уличного освещения своими руками, рассмотрев пошаговую фото инструкцию, схемы и наглядный видео пример.

Принцип работы устройства

Итак, сначала рассмотрим, как работает сумеречный выключатель, чтобы Вы уловили особенности его подключения, которые мы предоставим ниже.

Конструкция фотореле включает в себя три основных элемента: фотоэлемент, компаратор и реле.

Что касается фотоэлемента (а в основном это фотодиод, фототранзистор либо фоторезистор), его основное назначение – анализ интенсивности света. Если на улице станет темнеть либо светлеть, фотоэлемент даст об этом знать, на основании чего и произойдет включение/выключение света. Компаратор — это так называемый порог срабатывания системы. Если напряжение, подаваемое фотоэлементом, превысит уставку, компаратор включит реле, а соответственно и светильник. Реле (либо симистор) является выходным устройством, которое коммутирует нагрузку (в нашем случае это лампочка).

Проще говоря, принцип работы такой: при снижении уровня освещения изменяется сопротивление на фоторезисторе, в результате чего повышается напряжение и происходит срабатывание реле. Результат – лампа, к которой подсоединено устройство, включается до тех пор, пока не начнет светать.

Видео обзор детектора от фирмы Feron, модель SEN27:

Характеристика устройства

Схемы подсоединения

Перед тем как переходить к установке светоконтролирующего выключателя (еще одно из популярных названий) вместо обычного выключателя света, нужно разобраться с тем, как нужно подключить провода к светильнику и клеммам датчика. Итак, схема подключения фотореле для уличного освещения может быть представлена в двух вариантах: с использованием распределительной коробки и без ее применения. Первый вариант принято использовать тогда, когда происходит замена электропроводки в доме, т.к. в этом случае нужно будет выводить новую линию из монтажной коробки.

Выглядит разводка жил следующим образом:

Как Вы видите, подсоединение фотореле к светильнику практически не отличается от подключения выключателя света. Также как и в обычном варианте, фаза ведется на разрыв, а ноль напрямую к фонарю. Единственная разница в том, что нулевой провод должен заводиться еще и в сам фотодатчик.

Если Вы уже сделали ремонт в доме и не желаете штробить стену под новую линию, можно использовать второй вариант подключения фотореле своими руками – напрямую:

В этом случае все 3 провода: фаза, ноль и заземление заводятся внутрь корпуса и поджимаются клеммами. Как первый, так и второй способ монтажа является правильным. Выбрав подходящий вариант можно переходить далее – к установке фотореле своими руками.

Пошаговая инструкция по монтажу

Сразу же хотелось бы немного отойти от темы и посоветовать Вам одновременно осуществлять подключение фотореле и датчика движения для освещения. В паре эти два устройства позволят включать светильник при наступлении темноты, только в том случае, если в зоне обнаружения появился человек. Если на участке никого не будет, то лампочки загораться не будут, что позволит значительно сэкономить электроэнергию.

Способ установки зависит от того, какой класс защиты и тип крепления сумеречного выключателя света Вы купили.

На сегодняшний день существуют различные варианты изготовления, а именно:

с креплением на DIN-рейку, на стену либо на горизонтальную поверхность;
уличный либо комнатный вариант использования (зависит от класса защиты IP);
фотоэлемент встроенный либо внешний.

В инструкции мы предоставим для примера установку фотореле для уличного освещения с настенным креплением. Подключение осуществляется на стенде для удобства, тем более что это всего лишь пример.

Итак, для того, чтобы самому подключить фотореле к светильнику, Вы должны выполнить следующие пункты:

Отключаем электроэнергию на вводном щитке и проверяем наличие тока в распределительной коробке, от которой будем вести провод.
Протягиваем питающий провод к месту установки фотореле (рядом с осветительным прибором). Рекомендуем Вам для подключения сумеречного выключателя использовать трехжильный провод ПВС, который зарекомендовал себя как надежный и не слишком дорогой вариант проводника.
Зачищаем жилы от изоляции на 10-12 мм, чтобы подключить их в клеммы.
Создаем отверстия в корпусе под заведение жил для того, чтобы подключить фотореле к сети и светильнику.
Чтобы повысить герметичность корпуса, крепим в вырезанных отверстиях специальные резиновые уплотнители, защищающие от попадания пыли и влаги внутрь. Кстати, размещать сумеречный выключатель нужно таким образом, чтобы вводные отверстия были снизу, что предотвратит проникновение влаги под крышку.
Осуществляем подключение фотореле для уличного освещения согласно электрической схеме, которую мы предоставили выше. Как видно на фото, вводная фаза подключается к разъему L, а вводная нейтраль к N. Для заземления предназначена отдельная винтовая клемма с соответствующим обозначением.
Отрезаем нужную длину провода для подключения фотореле к лампочке (в реальности это может быть даже светодиодный прожектор). Зачищаем изоляцию также на 10-12 мм и подсоединяем к клеммам N’ и L’ соответственно. Второй конец проводника подводим к источнику света и присоединением к клеммам патрона. Если корпус светильника не проводит ток, заземление подключать не нужно.
Установка и подключение окончены, переходим к настройке фотореле своими руками. Тут ничего сложного нет, в комплекте присутствует специальный черный пакетик, который необходимо для того, чтобы сымитировать ночь. На корпусе датчика освещенности можно увидеть регулятор (подписан аббревиатурой LUX), который служит для выбора интенсивности освещения, при котором произойдет срабатывание реле. Если Вы желаете сэкономить электроэнергию, установите поворотный регулятор на минимум (отметка «-»). В этом случае сигнал о включении будет подаваться при полной темноте на улице. Обычно регулятор находится рядом с винтовыми клеммами, немного левее и выше (как показано на фото).
Последний шаг подключения фотореле – крепление защитной крышки и включение электроэнергии на щите. Как только Вы это сделаете, можно переходить к тестированию устройства.

Вот и все, что хотелось рассказать Вам о том, как установить и подключить фотореле своими руками. Также рекомендуем Вам просмотреть наглядный видео урок, в котором подробно показывается вся сущность электромонтажа.

Инструкция по подсоединению фотореле фирмы Feron

Напоследок следует сказать о том, какие производители сумеречных выключателей являются наиболее качественными. На сегодняшний день рекомендуется отдавать предпочтение продукции от таких компаний, как Legrand (легранд), ABB, Schneider electric и IEK. Кстати, у последней фирмы есть довольно надежная модель – ФР-601, которая имеет множество положительных отзывов на форумах.