Подключение фотореле через магнитный пускатель: шаги и схема

Освещение — один из важнейших аспектов в любом помещении. Без него нельзя не только работать, но и двигаться с уверенностью и безопасностью. Вопрос обеспечения освещением становится особенно актуальным в просторных производственных помещениях и на открытых площадках. Если вас интересует, как установить фотореле через магнитный пускатель, то мы можем рассмотреть этот вопрос.

Принципы работы и устройство

Сумеречный выключатель служит для автоматического включения. Принцип его работы весьма прост: в случае снижения количества падающих на датчик световых лучей срабатывает реле, активируя цепь искусственного освещения. Эффект достигается за счет измерения подаваемого фотоэлементом напряжения: чем ниже освещенность, тем оно выше. За выполнение этой задачи отвечают компоненты прибора.

Устройство

Датчик освещенности конструктивно состоит из трех главных элементов:

• само реле;
• компаратор;
• фотоэлемент.

В качестве последнего обычно выступают фототранзисторы, фоторезисторы или фотодиоды. Все они играют роль анализатора интенсивности светового потока. Когда на улице темнеет или светлеет, фотоэлемент фиксирует изменение и отдает команду включающему свет реле. Днем цепь размыкается.

Компаратор — не менее важный элемент, позволяющий регулировать порог срабатывания. При увеличении напряжения от фотоэлемента выше установленного, компаратор активирует реле, а при падении — выключает.

Фотодатчики бывают двух видов:

• встроенные — смонтированные на щитке в едином корпусе с реле;
• выносные, с расположенным вне корпуса элементом.

В последнем случае датчик должен обладать повышенной прочностью, герметичностью то есть степенью защиты от неблагоприятных воздействий среды.

В качестве нагрузки на требующих мощного освещения объектах обычно используют дуговые ртутные люминесцентные лампы высокого давления (ДРЛ) с подключением через дроссель.

Возможно также использование иных источников света — диодных, ламп накаливания и прочее.

Преимущества и недостатки использования фотореле для уличного освещения

Чтобы обеспечить необходимый уровень видимости во дворе дома и при этом не беспокоиться о постоянном включении и отключении электрооборудования, следует установить простой уличный светильник с датчиком освещённости. Устройство фотоэлемента имеет небольшую плату управления и корпус, поэтому оно не занимает много места и обладает незначительным весом. По этой причине датчик можно установить практически на любой поверхности.

Благодаря прибору достигается существенная экономия электроэнергии, поскольку расход её значительно меньше. Также к преимуществам использования фотоэлемента следует отнести:

• работу устройства при малых токах;
• высокую скорость срабатывания, в сравнении с механическими аналогами;
• большую производительность устройств;
• отсутствие механических контактов (что исключает быстрый износ оборудования);
• длительный период эксплуатации.

Наряду с преимуществами датчиков света, следует рассказать о существующих недостатках. В первую очередь необходимо тщательно проверять корпус устройства во время покупки на предмет герметичности. При её отсутствии внутрь корпуса может проникнуть влага и вызвать окисление контактов.

Также необходимо следить за тем, чтобы прибор не оплавлялся при работе и не имел механических повреждений.

Технические характеристики

Разные модели реле обладают различными характеристиками, поэтому следует выбирать соответствующее запроектированным функциям и возможностям устройство. Рассмотрим набор параметров на примере популярного сумеречного переключателя со встроенным фотодатчиком ФР модели 601:

• корпус — поликарбонат, не поддерживает горение;
• встроенное реле — электромеханическое;
• рабочие температуры фотореле ФР 601 — от −25 до +45 градусов Цельсия;
• класс защищенности — IP44;
• потребляемый ток — переменный, 50 Гц;
• напряжение — 230 В;
• максимальная мощность подключенных ламп накаливания — 1100 Вт;
• максимальная коммутационная мощность — 2200 Вт;
• потребляемая мощность активного датчика — 0.45 Вт;
• максимальный пусковой ток — 10 А;
• рабочие уровни освещенности — 5–50 люкс;
• сумеречный порог — регулируемый, 5–50 люкс;
• сечение подключаемых проводников — 1.5 кв. мм;
• габариты — 146×78 мм;
• диаметр наружной части — 63 мм;
• заявленный производителем срок службы — 7 лет, гарантийный — 3 года.

Внешний вид фотореле ФР 601:

Такое устройство подходит для уличного открытого монтажа в умеренном климате без экстремальных температур.

Как выбрать?

Для того, чтобы правильно подобрать и подключить устройство своими руками, например, к прожектору, необходимо знать какой вам тип датчика необходим и какой будет наиболее удобным. Они бывают встроенные и выносные. При выборе обязательно нужно будет учитывать токовые характеристики устройства. Они обладают своими ограничениями в коммутации по току, выраженные в амперах.

Схема подключения

Для надежной и корректной работы светоконтролирующего выключателя необходимо его правильно смонтировать и соединить с нагрузкой. Существуют две основные схемы подсоединения:

• без распределительного короба;
• с применением РК.

Последний вариант обычно используют в случае замены проводки, поскольку новая линия будет выводиться из монтажного короба. Типичная схема фотореле для уличного освещения объектов:

Принцип практически не отличается от подключения обычного переключателя света. Фаза выводится на разрыв, а к лампе идет ноль. Но нулевая жила заводится и на фотореле.

Там где проекты не предусматривают проведение новых линий в стенах можно воспользоваться вариантом соединения напрямую. Тогда схема подключения датчика света станет выглядеть примерно таким образом:

В этом случае «земля», «ноль» и фаза вводятся прямо в корпус устройства. Оба способа корректны, на выбор влияют лишь особенности реализуемого проекта и желание владельца.

Реверсная схема

Иногда может возникнуть потребность в «обратной» работе устройства: чтобы при затемнении свет гас, а при наступлении дня, наоборот, включался. Такая схема актуальна, к примеру, для освещения подвалов, сараев без окон и прочих мест, куда ночью человеку, скорее всего, заходить не понадобится.

Задача решается с помощью промежуточного реле. Его следует внедрить в схему за фотодатчиком:

Цепь с пускателем

Для подключения к реле класса ФР 601 мощной нагрузки (уличные ДРЛ фонари, прожекторы и так далее) в систему необходимо внедрить пускатель. Штатно «бытовые» фотодатчики рассчитаны на максимальную нагрузку до 10 А и 2 кВт, но пускатель позволяет расширить возможности и выполнить подключение фотореле к светодиодному прожектору и другим потребителям.

Катушка пускателя подключается к фотореле, а по силовым контактам энергия поступает на главную линию освещения к фонарю. В такой конструкции схема подключения фотореле для уличного освещения может выглядеть так:

Вывод

Как видите современная схема дистанционного управления освещением позволяет полностью исключить человека или минимизировать его участи. Но понятное дело, чем более совершенная схема, тем выше ее конечная стоимость.

Поэтому далеко не во всех случаях целесообразно расходовать большие средства на автоматизацию систем управления. Иногда можно обойтись и старым добрым выключателем. Но решать конечно вам, тем более что теперь вы знаете как это все смонтировать без посторонней помощи.

• раскопка траншеи и укладка кабеля

• монтаж закладных и установка светильников

• сборка схемы и подключение автоматики освещения

При этом само подключение можно выполнить в ручном режиме, когда все запускается и выключается вручную через один единственный выключатель, либо в автоматическом от датчиков освещенности.

Но лучше всего применить более универсальный вариант с реализацией обоих способов в одной щитовой. Его то и рассмотрим более подробнее.

До начала работ вам потребуется закупить следующие материалы:

• 3-х жильный кабель сечением 1,5мм2

Для освещения с потреблением не более 16А обычно хватает данного сечения. Но все может зависеть от протяженности участка и мощности ламп.

Если вы не ограничены финансово, то можно выбрать бронированный кабель. В этом случае не придется использовать трубы ПНД.

Однако разделывать его как в щитовой, так и при подключении светильников будет не просто. Поэтому большинство использует привычную марку ВВГнГ 3*1,5мм2.

• труба ПНД

• модульный контактор с нормально открытыми контактами

• датчик освещенности или фотореле + сумеречное реле

• уличные светильники

• модульные автоматы

• переключатель 3-х позиционный

Установка

Рассмотрим на примере, как подключить фотореле для уличного освещения. Инструкция приводится для проекта с креплением на стену.

Подготовленный фотодатчик с лампой на стенде:

Установка выполняется по пунктам.

1. Необходимо выключить электропитание в распредкоробке объекта, во избежание несчастных случаев и замыканий.

   

2. К месту будущей установки сумеречного выключателя протягивается питающий кабель. В качестве такового подойдет, например, доступный и надежный трехжильный ПВС.

   

3. Делается зачистка жил. Для заведения в клеммы следует удалить изоляцию примерно на 10–12 мм.

   

4. Далее, если в корпусе нет технологических отверстий под кабель, их следует проделать (высверлить или вырезать). Для повышения герметичности вводных отверстий их можно дополнить резиновыми уплотнителями, задерживающими влагу и пыль.
   

   Важно: размещать корпус нужно вводом вниз, это поможет защитить устройство от проникновения влаги.

   

5. Когда подготовительный этап завершен, начинается подключение фотореле согласно приведенной ранее схеме. В рассматриваемом примере фаза выводится на разъем L, а нейтраль — на N. «Земля» выводится на отдельную специальную клемму. Важно правильно подключить все жилы и не перепутать клеммы.

   

6. Для подключения фотосенсора к прожектору или лампе силовой провод отрезается на необходимую длину. Изоляцию следует зачистить тоже примерно на 12 мм и подсоединить проводники к клеммам патрона и соответствующим выводам фотопереключателя. Если корпус лампы непроводящий, заземление можно не подсоединять.

   

7. После завершения разводки следует собрать корпус и включить питание на щитке. Далее важно настроить само реле. С целью помощи в этом процессе все заводские модели обычно снабжаются специальным черным пакетиком для имитации наступления темноты.

На корпусе сенсора освещённости присутствует регулятор с подписью LUX, он отвечает за подстройку вызывающей срабатывание реле интенсивности светового потока. В целях максимальной экономии его можно сразу установить на минимум: тогда свет станет включаться только в полной темноте. Подстроечный регулятор, как правило, расположен около винтовых клемм.

Его «подкручиванием» можно выбрать желаемый порог срабатывания и проверить его, сымитировав ночь методом «черного пакетика». Популярный датчик света для уличного освещения модели ФР-601 содержит регулятор в нижней части корпуса. Он промаркирован от «−» до «+».

Важно: настраивать устройство следует исключительно на улице, то есть в рабочих условиях!

Прокладка кабеля под землей

Начинают работу с подготовки траншей. Заранее составляете схему расположения всех светильников на своем участке.

После чего, от места выхода кабеля с щитовой РЩ-0,4кв, прокапываете вдоль всех этих точек траншею глубиной 70см.

Далее на дно засыпаете песчанную подушку высотой в 10-15см.

Поверх нее укладываются ПНД трубы. В конечном итоге у вас должен получиться примерно вот такой пирог.

Каждая труба должна иметь выход в местах установки уличного светильника. То есть, довели до первого ближайшего, сделали подъем выше уровня земли и отрезали.

Потом отсюда проложили таким же образом вторую, третью и т.д. Таким образом у вас в дальнейшем получится так называемая параллельная схема подключения уличных светильников.

В каких-то точках может быть по 3 ли 4 выхода трубы на поверхность. Все зависит от схемы освещения и мест расстановки садовых фонарей.

Кое-где рекомендуется сделать отдельный выход под розетки.

Они бывают очень полезны на территории сада.

После полной укладки труб, тросиком затягиваете в них кабель и оставляете некоторый запас (примерно в 30-40см) в каждой светоточке на выходе из трубы.

Разрезаете в этих местах кабель и тяните его к следующему фонарю.

Если у вас разветвленная система освещения и проложено несколько линий, то каждый из кабелей стоит заранее подписать.

Когда все провода проложены присыпаете траншею землей.

На глубине от поверхности в 30см желательно проложить сигнальную ленту.

Стоит она недорого, зато вы в будущем, когда захотите произвести перепланировку или проложить еще дополнительные коммуникации на участке, данной лентой защитите свой кабель от случайного повреждения.

Типичные проблемы и ошибки

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

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.

Место установки

Важно выбрать правильное место монтажа.

Какая бы ни была выбрана схема подключения датчика освещения, прибор не должен попадать в освещенную другими источниками зону!

Правильная и неправильная установка фотореле для уличного освещения на примерах:

В большинстве случаев для соблюдения этого правила фотореле ставят над фонарем, или даже на его корпусе, если есть техническая возможность.

Если в установке допущена ошибка, это приведет к самопроизвольным ложным срабатываниям, периодическому «морганию» света и прочим ошибкам.

Интересно: на заводе устройству выставляется небольшая задержка включения, из-за чего оно не должно реагировать на быстрых вспышки и блики от машин и подобных источников.

Может случиться так, что «спрятать» фотодатчик нельзя. Тогда следует отгородить его от фонаря плотной непрозрачной перегородкой.

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.

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.

Чувствительные элементы фотореле

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

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

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.

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.

Схемы с ручным управлением

Все схемы управления освещением можно разделить на ручные и автоматические. Ручные схемы хоть и не обеспечивают автоматизации, но обеспечивают должный комфорт. И во многих случаях в соотношении цена и удобство имеют несомненное преимущество перед полностью автоматическими схемами.

Проходные и перекрестные выключатели

Проходные и перекрестные выключатели на практике применяются уже достаточно давно. Но сфера их применения может быть значительно шире. Ведь установка таких переключающих устройств позволяет управлять освещением из двух, трех (см. Как сделать управление освещением с трех мест) и большего количества мест.

Итак:

• Проходной выключатель отличается от обычного выключателя тем, что он имеет один ввод и два вывода. Пусть ввод будет контактом номер 1, а вывода контактами номер 2 и 3. В одном положении выключателя замкнуты контакты 1 и 2, а во втором положении выключателя замкнуты контакты 1 и 3.
• Перекрестный выключатель имеет два вводных контакта 1 и 2, а также два контакта вывода 3 и 4. В одном положении выключателя у нас замкнуты контакты 1 – 3 и 2 – 4, а во втором положении замкнуты контакты 1 – 4 и 2 – 3.
• Такая особенность позволяет выключателям управлять освещением независимо от положения других выключателей в схеме. В связи с этим такую схему часто называют коридорная.

• Как вы можете видеть на схеме, для управления с помощью двух выключателей можно применить только проходные выключатели. Для большего количества точек управления требуется применять уже и перекрестные выключатели.
• Для того чтоб реализовать эту схему для двух выключателей следует произвести следующие переключения. Фазный провод от распределительной коробки подключить к вводу первого выключателя.
• После этого соединяем между собой вывода 2 и 3 обоих выключателей. А к вводу второго выключателя подключаем наш светильник. Осталось подключить нулевой провод к светильнику напрямую от распределительной коробки и наша схема готова к работе.
• Для создания подобной схемы на три и большее количество выключателей между двумя проходными следует поставить перекрестные выключатели. В этом случае мы от выводов 2 и 3 первого проходного выключателя подключаем провода к вводам 1 и 2 перекрестного выключателя. А от выводов 3 и 4 перекрестного выключателя подключаем к выводам 2 и 3 проходного выключателя. В остальном схеме остается без изменений.

Схемы на импульсном реле

Но будем откровенны схемы проходных и перекрестных выключателей отживают свое. С появлением импульсных реле такие схемы кажутся через-чур сложными и недостаточно надежными в связи с большим количеством контактов.

Проще использовать импульсные реле, которые удобнее для управления освещением и схемы которых значительно проще.

Импульсное реле

• Принцип работы импульсного реле сводится к следующему. При подаче питания на катушку силовые контакты изменяют свое состояние на противоположное и фиксируются в этом состоянии. Это позволяет кратковременной подачей напряжения в 0,1 – 0,5 сек., включать и отключать освещение.
• Так как фиксация положения выключателя в этом случае не требуется, то для работы с импульсным реле применяют обычные кнопки. Такие как для дверного звонка. Простое нажатие на кнопку включает освещение. Повторное нажатие на эту или любую другую кнопку в цепи отключает его.

Обратите внимание! Выбирая импульсное реле убедитесь, что катушка работает от сети 220В. Кроме того, следует правильно выбрать номинальный ток первичной цепи, который для сети освещения должен быть не меньше 6А.

• Кроме срабатывания от импульсов в большинство реле имеется функция только отключения и только включения освещения. Для некоторых схем это может стать очень полезным свойством.

• В связи с таким богатым функционалом реле, он имеет аж шесть контактов. Обычно управляющие вывода расположены сверху, а силовые снизу. Но, к сожалению, единой системы тут нет, и каждый производитель изгаляется так, как сам считает правильным. То же самое и с обозначение контактов. Поэтому дабы не быть голословными мы возьмем принцип обозначения одного из самых распространенных производителей. В качестве примера выступает реле – РИО-1.
• Если вы собрались подключать импульсное реле своими руками, то прежде всего собираем управляющий сигнал. Для этого фазный провод от распределительной коробки подключаем к каждому выключателю без фиксации. Вывода от выключателей собираем последовательно и подключаем к контакту «Y» на импульсном реле.
• Но для работы реле нам необходимо наличие питание на катушке. Подводим это питание присоединением к клемме «11» фазного провода от распределительной коробки, а к клемме «N» нулевого провода.
• Теперь от клеммы «14» берем фазный провод к нашим светильникам. Нулевой соответственно прокладываем от распределительной коробки. Все наша схема полностью работоспособна.
• Если же у вас есть желание установить кнопку, которая будет при любом нажатии только включать освещение, то данную кнопку подключаем к контакту «Y1» импульсного реле. Соответственно кнопку, работающую только на отключение света, подключаем к контакту «Y2» реле.

Подключение освещение через пускатель

Согласно п.6.2.10 ПУЭ от одного группового автомата запрещено запитывать более 20 ламп или многоламповых светильников. Но иногда необходимо одноразово включить сразу большее число осветительных приборов.

В этом случае цепь управления освещением и схема должна предусматривать установку пускателя или контактора.

Итак:

• Пускатель представляет собой катушку, магнитопровод и систему связанных с ним силовых и вторичных контактов. Магнитопровод разделен на неподвижную и подвижную часть. При подаче напряжения на катушку подвижная часть магнитопровода подтягивается к неподвижной. При этом изменяют свое положение и контакты. При исчезновении напряжения на катушке, магнитопровод под действием пружин отпадает, соответственно отпадает и контактная часть.

Обратите внимание! Обычно пускатель имеет три силовых контакта. Это позволяет к каждому из них подключить по одной группе освещения, что в свою очередь позволяет одновременно включать до 60 светильников.

• Для управления пускателем обычно используется кнопочный пост. На нем в обязательном порядке должно быть, как минимум две кнопки «вкл» и «откл». Кнопка «вкл» имеет нормально разомкнутые контакты, а кнопка «откл» нормально замкнутые.
• Для того чтоб освещение управлялось через контактор или пускатель нам, как и в схеме импульсного реле, следует собрать отдельно силовую схему и отдельно схему управления. Силовая схема собирается достаточно просто. Для этого к вводным силовым контактам достаточно подключить фазные провода от групповых автоматов, а к выводам пускателя фазные провода, идущие непосредственно к светильникам.

• А вот со схемой управления все немножко сложнее. Для этого берем фазный провод от одного их групповых автоматов и подключаем его к одному из контактов кнопки «откл». От второго контакта кнопки «откл» присоединяем провод к первому контакту кнопки «вкл». От второго контакта кнопки «вкл» пробрасываем провод к фазе катушки пускателя. Второй вывод катушки пускателя подключаем к нулю.
• Казалось бы, вот и все. При нажатии кнопки «вкл» на катушке появится напряжение и пускатель сработает. Но дело в том, что как только мы отпустим кнопку «вкл» пускатель отпадет. Поэтому нам необходима так называемая схема самоподхвата.
• Суть данной схемы сводится к следующему. У пускателя кроме силовых, есть вторичные контакты, которые повторяют движение силовых. Там есть нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты.
• Для реализации схемы самоподхвата берем фазу с катушки пускателя. Ее подключаем на нормально разомкнутый контакт пускателя. К второму выводу этого контакта подключаем провод, который идет к кнопке «откл». Здесь подключаем его к контакту между кнопкой «вкл» и «откл». Теперь пускатель будет работать даже после отпускания кнопки «вкл».
• Работает данная схема таким образом. Через нормально замкнутый контакт кнопки «откл» напряжение подается к кнопке «вкл». При нажатии кнопки «вкл» происходит подача напряжения на катушку и пускатель срабатывает. При этом замыкаются вторичные контакты пускателя, тем самым шунтируя кнопку «вкл». При нажатии кнопки «откл» напряжение снимается с катушки, пускатель отпадает, и схема возвращается в исходное состояние.

Области применения

Основное назначение рассматриваемых в статье фотореле — организация автоматического включения искусственного освещения при отсутствии естественного. Но находят они применение и в других задачах;

• орошение газона и полив домашних растений. Прибор подключается к системе орошения, и она начинает работать по утрам или вечерам, в зависимости от настроек;

  

• подключение датчика света полезно в создании «умного дома». Такой сенсор — важный элемент экосистемы smart home и обеспечивает периодическое включение-выключение света, автоматическое перекрытие воды по таймеру и прочие действия по желанию владельца;
• реализация проектов, где от оборудования требуется выполнение некоторой команды при достижении установленного порога освещения — сигнализации, автоматические счетчики, системы автоматизированной фото-видеосъемки, и так далее. Фотодатчики распространены на конвейерах, где с их помощью происходит подсчет произведенной продукции;

  

• автоматизация лабораторных процессов;
• контроль температуры в помещении или уровня нагрева жидкости с фотореле. При достижении ртутным столбом термометра определенной точки он пересекает падающий на фотоэлемент световой луч, вызывая срабатывание реле выключения нагрева или включения вентилятора;
• автоматическая школьная сигнализация оповещения о переменах. Замыкая проделанные в определенных местах световые отверстия, минутная стрелка вызовет срабатывание звонка;
• реализация «умных» питьевых фонтанчиков и водопроводных кранов, открывающихся при поднесении к ним рук (которые перекрывают падающий на фотосенсор свет);

  

• животноводство — имитация режима «день-ночь» в местах содержания животных;

Принцип действия

На схеме показан принцип действия устройства. Фоторезистор PR1 уменьшает при повышении освещенности свое сопротивление до нескольких Ком, благодаря чему открывается фототранзистор VT2, который включает фотореле K1, и уже это устройство, в свою очередь, начнет передавать сигналы. Защищает схему от самоиндукции диод VD1. Благодаря такому принципу, даже очень слабые сигналы позволяют включать или выключать свет.

Главная рабочая часть — фотоэлемент, представляет собой газовую трубку, в которой производится ионизация газа. Она имеет катод, который способен вырабатывать электроны пропорционально интенсивности направленного к ней света, также трубка оснащена анодом для сбора электронов.

Всякий раз, когда отрицательно заряженная поверхность помещается в атмосферу ионизируемого газа, такого как пары ртути или какой-либо инертный газ, на неё переходят электроны. Там посредством использования теории скоростей Ферми-Дирака, электроны ускоряются в зависимости от силы приложенного электрического поля.

Эти электроны перемещаются на относительно короткое расстояние до столкновения с атомом ионизирующего газа. Когда электрон, имеющий постоянную кинетическую энергию, проходит через ионизирущее вещество, он нарушает атомы, с которыми сталкивается. Также его траектория действия может периодически меняться. Если материал является газообразным, то полученные фрагменты или ионы могут перемещаться в противоположную сторону друг от друга. Но если электроны выбиты из атомов, то они двигаются в одном направлении, а остаточные положительные ионы — в противоположном. Выход типа ионизации или фотоэлемента зависит от числа электронов на аноде.

Именно перемещения электрических частиц в определенной последовательности и становится причиной переключения приспособления. Нужно сказать, что это особенно удобно для устройств с датчиком движения Finder, Legrand.

Какие бывают основные виды фотореле

Обычный датчик света срабатывает от интенсивности солнечных лучей. Он позволяет включать приборы освещения и выключать их. Существуют также комбинированные модели, имеющие сложную структуру и широкий функционал.

Таблица 2. Разновидности фотореле

Вид устройства Особенности работы, функции

Комбинированный фотоэлемент с таймером	Устройство даёт возможность выполнить временную настройку работы реле. Свет будет гореть строго по времени, что обеспечивает высокую экономию потребляемой электроэнергии
Световое реле с датчиком движения	Фотореле включает прибор освещения только в случае движения. При его остановке свет гаснет, что также способствует существенной экономии. Такое устройство очень удобно использовать, поскольку не требует никакого участия человека
Программируемые датчики	Устройство позволяет применять различные комбинации настроек (временные, сезонные, срабатывание на движение, прочее)
Комбинированные фотоэлементы с временными настройками и включением света при движении	Реле являются разновидностью программируемых датчиков, которые позволяют выполнить настройки по времени, включать свет в соответствии с определёнными потребностями

Возможности настройки устройства

Современные фотореле для уличного освещения имеют функционал, позволяющий предельно точно настроить режим работы в конкретных условиях. Заданные настройки можно менять своими руками, не прибегая к помощи специалистов. Для этого достаточно повернуть регулятор до нужного положения. В основном, применяются следующие регулировки:

1. Изменение порога срабатывания через подстройку чувствительности. Необходимость данной функции обусловлена тем, что на улице наблюдается разная освещённость в зависимости от времени года. Так, например, зимой света больше за счёт его отражения от снега, поэтому надо выставлять меньшую чувствительность датчика. Кроме того, пониженный порог срабатывания настраивается на фотореле, которые стоят в городах, на относительно близком расстоянии от крупных источников света.
2. Задержка отключения и включения. Как уже было сказано, это защищает устройство от отключения при падении света от посторонних источников. Задержка включения важна, чтобы реле не включало свет, когда попадает в тень от проходящей по небу тучи или пролетающей птицы.
3. Диапазон освещённости определяет условия, в которых фотодатчик сохраняет цепь питания разомкнутой. Нижняя граница может устанавливаться от 2 люкс, соответствующих полной темноте, до 20-80 люксов, которые наблюдаются при сумерках.

Особым вариантом реле для уличного освещения является астротаймер. Это более дорогое и сложное устройство, которое не требует постоянной подстройки и защиты датчиков от стороннего света. Астротаймер настраивается по GPS-координатам места, в котором располагается, времени и дате. Далее устройство автоматически вычисляет соответствующие местности время восхода и заката солнца. Преимущества такого устройства заключается в независимости от погоды, места установки, наличия посторонних источников света. Для дополнительно удобства можно сдвинуть время включения/выключения на конкретный шаг. Например, отключать свет за 1 час до рассвета и включать на 2 часа позже заката.

Устройство датчика света: на чём основан принцип действия фотореле

Прежде чем подключить светильник с фотоэлементом для уличного освещения, необходимо понять принцип работы самого датчика. Рассмотрим функционал устройства на примере фотореле ФР-7.

При наступлении темноты группа контактов, расположенная внутри корпуса датчика, замыкается. Они включают осветительные приборы, которые находятся в единой цепи. Как только уровень дневного света «восстанавливается», происходит размыкание контактов и выключение ламп.

Таблица 1. Определение уровня освещённости при помощи фотоэлементов

ИзображениеНаименование элементаОписание функции

Фототранзистор	Устройство предназначено для регулировки выходящего сигнала при попадании на чувствительный элемент естественного освещения
Светодиод	Чувствительный элемент светодиодного устройства срабатывает под воздействием солнечных лучей по принципу фотогальванического эффекта
Фотосимистор	Устройство выполняет функцию синхронизатора токов и передаёт их на рабочие электроды
Фототиристор	Световой поток, попадая на чувствительный элемент устройства, передаёт заряд, который преобразуется в сигнал посредством специальной матрицы

Обратите внимание, что подавляющее большинство датчиков (к примеру, фотореле ФР-2) имеет определённую выдержку – интервал по времени. Она необходима для исключения срабатывания устройств от поступления ложных сигналов. По этой причине следует избегать установки датчиков света вблизи искусственных источников.

Как обозначаются контакторы на схеме?

На электрических схемах контакторы обычно обозначаются специальными символами, которые позволяют быстро идентифицировать их и понять их функцию. Символ контактора может включать в себя изображение двух параллельных линий с перпендикулярными линиями, представляющими его контакты, а также дополнительные символы, обозначающие его катушку и другие элементы. Важно отметить, что стандарты обозначений могут различаться в зависимости от страны и индустрии, поэтому всегда лучше ориентироваться на соответствующий стандарт или норму.

Вот примеры некоторых обозначений контакторов на электрических схемах:

1. Простой контактор:

2. Контактор с явной маркировкой контактов (NO и NC):

3. Контактор с катушкой и контактами:

4. Трехполюсный контактор:

5. Контактор с перекидными контактами:

Обратите внимание, что эти символы служат для общего представления и узнавания контакторов на схемах. При разработке и чтении схем следует соблюдать стандарты и обозначения, утвержденные в вашей стране или индустрии.