Датчик освещения.
По принципу работы, датчик освещения устроен так: фоточувствительный элемент, который установлен в датчики, способен изменять свое сопротивление, в зависимости от освещения. В виде этого элемента, обычно выступает фоторезистор.
Потом, в действие вступает схема калибровки, через которую сигнал от фоторезистора переходит на транзистор.
В цепи транзистора имеется реле. Транзистор, с помощью реле замыкает сеть и лампа или прожектор, который подключен к сети, начинает светиться. В статье, принцип работы, будет описан более подробно.
Как подключить датчик освещения.
Стоит отметить, что схема подключения датчика освещения, идентична схеме подключения датчика движения.
Правильный монтаж датчика освещения.
Конечно, подключить и настроить дело не трудно, куда труднее, определить правильно место для установки датчика. Рассказывал мне знакомый историю, как у него в районе уличный фонарь, то включался, то выключался.
А после наступления полной темноты на улице, он, наконец, начинал нормально работать. Знаете, в чем было дело?
Датчик освещенности установили прямо под фонарь. Из-за этого, при наступлении темноты, он включал фонарь, распознавал, что светло и выключал. Подобная ситуация может случиться у всех. Но, чтобы такого не было, нужно не устанавливать датчики освещенности, рядом с источником света.
Настройка датчика движения.
Когда будете калибровать датчик, то используй черный мешочек, он идет в комплекте.
Единственное, что можно настроить у этого датчика, это регулятор освещенности. Им можно установить уровень, когда будет срабатывать реле. Подробности регулировки и настройки описываются ниже.
Датчик освещенности LXP-01, можно отнести к простейшим. Он не дает возможности ничего в нем изменить и настроить. Существуют более продвинутые датчики, в них можно настроить задержку срабатывания.
Внешний вид датчика движения.
Назначения выходов датчика:
1. Красный нужен для подведения нагрузки
2. Синий, может быть зеленым, это ноль
3. Коричневый (черный) – датчик питания.
Если убрать белый корпус, то под ним увидим схему датчика, расположенную на печатной плате.
Для простого расчета необходимого числа ламп воспользуйтесь Калькулятором расчета количества ламп .
В датчике расположено реле DE3F-N-A на 24 VDC. Ток контактов 10А. Это значение определяет максимальную нагрузки, на которую способен датчик. То есть, 10 на 220, будет 2,2кВт. Точно также заявлено в инструкции.
Но мое мнение: к этому датчику, не стоит подключать больше 4 ампер. Все, что выше, только через промежуточный пускатель.
Фотография платы датчика движения.
Вот этим дорожки, со слоем припоя на них, именно они – чаще остальных горят при перегрузке, неправильно подключенного K3. Если такое произойдет, то заменять придется и реле.
По инструкции, датчик освещения LXP-03 в состоянии коммутировать токи 25А. На плате указано, что ток реле 30А, скорее всего производители решили перестраховаться, и я, в этом плане, от них не далеко ушел. Решил ограничить ток на 16А.
Для освещения – это ещё и с запасом.
Ну и на десерт – все самое интересное:
Схемы датчиков освещения.
Представленная схема взята именно с той платы, которая показана в начале статьи. Сейчас производитель активно улучшает и изменяет свое устройство, поэтому некоторые данные могут измениться.
В принципе, все одинаково:
Напряжение питания 220V поступает через ноль и клеммы. Ноль – N, клеммы – L.
Если вы измените местами фазу и ноль, или вообще выключите ноль, а не фазы, то ничего страшного не случится. Но делать это крайне не рекомендуется, безопасность ещё некто не отменял.
Выпрямляется напряжение при помощи диодного моста, 4 диода типа 1N4007. За фильтрование напряжения отвечает электролитический конденсатор, стабилизация происходит на уровне +22…24V, для этого, установлен стабилитрон типа 1N4748.
Оставшаяся часть схемы питается от постоянного напряжения. Устроена она следующим образом: На выходе резистивного делителя 68к — VR — Фоторезистор создается напряжение, которое полностью обратно идентично уровню освещения. То устройство, которым настраивается уровень срабатывания – это подстроечный резистор VR с сопротивлением 1 МОм.
Что именно ставят в такие схемы: фоторезистор или фотодиод – неизвестно. Вероятнее фоторезистор, но похожий фотодиод тоже может там стоять.
Если вы хотите экономно и эффективно расходовать электроэнергию, то крутите контролер по часовой стрелке до максимума, так датчик освещения будет срабатывать только при наступлении полной темноте. Выкрутив регулятор в обратную сторону, то будьте готовы кто тому, что свет будет включаться даже днем, если над вами нависнет большая туча.
Вот, как проходит процесс выключения света при наступлении темноты: уровень освещения падает, начинает расти сопротивление фоторезисторов, напряжение на базе транзистора растет. Когда напряжение достигает определенного уровня, транзистор открывается и через коллектор начинает протекать ток, который активирует реле К1. Контактами реле включает нагрузку. Нагрузка подключается через вывод LOAD.
Для обозначения рабочего состояния загорается светодиод. Чтобы реле слишком часто не переключало датчик, например, от колеблющейся ветки дерева, на схеме установлен конденсатор 47 мкФ, который сглаживает все процессы.
Более мощная схема датчик освещения LXP-03:
Она идентична первой схеме в статье, отличия перечислю:
1. Схема питания в состоянии ограничивать напряжение в фазной цепи.
2. Тут диодный мост с фильтрами. Такой же и в предыдущей схеме, просто я не очень удачно её изобразил.
3. Вместо одного стабилитрона, как на первой схеме, тут их установлено два последовательно. Притом, напряжение осталось прежнее – +24В.
4. Здесь установлено более мощное реле, с соответственно более мощным током катушки. Также, здесь используется составная схема на два комплементарных транзистора.
Если вы знаете, как работает схема, то её будет легко отремонтировать.
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.
А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?
Подписывайся, и читай статью дальше:
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.
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.