Jak připojit světelný senzor?

Při terénní úpravě nemovitosti se majitelé soukromých domů zabývají otázkou, jak automaticky zapnout světla za soumraku a vypnout je za úsvitu. K tomu slouží dvě zařízení – fotorelé a astro-časovač. První zařízení je jednodušší a levnější, druhé je složitější a dražší. Promluvme si podrobněji o fotografických relé pro pouliční osvětlení.

Zařízení a princip činnosti

Toto zařízení má mnoho jmen. Nejběžnější je fotorelé, ale nazývají se také fotobuňka, senzor světla a soumraku, fotosenzor, fotosenzor, spínač soumraku nebo ovládání světla, senzor světla nebo den-noc. Obecně existuje mnoho názvů, ale podstata se nemění – zařízení umožňuje automaticky rozsvítit světlo za soumraku a vypnout ho za svítání.

Provoz zařízení je založen na schopnosti některých prvků měnit své parametry vlivem slunečního záření. Nejčastěji se používají fotorezistory, fototranzistory a fotodiody. Večer, když se osvětlení snižuje, začnou se měnit parametry fotocitlivých prvků. Když změny dosáhnou určité hodnoty, kontakty relé se uzavřou a napájejí připojenou zátěž. Za svítání jdou změny opačným směrem, kontakty se otevřou, světlo zhasne.

Charakteristika a výběr

Nejprve zvolte napětí, se kterým bude světelný senzor pracovat: 220 V nebo 12 V. Dalším parametrem je třída ochrany. Protože je zařízení instalováno venku, musí mít alespoň IP44 (čísla mohou být vyšší, ale nižší je nežádoucí). To znamená, že se dovnitř zařízení nedostanou předměty větší než 1 mm a také se nebojí postříkání vodou. Druhá věc, na kterou byste si měli dát pozor, je provozní teplota. Hledejte možnosti, které přesahují průměr ve vaší oblasti, pokud jde o kladné i záporné teploty.

Je také nutné vybrat model fotorelé na základě výkonu k němu připojených lamp (výstupní výkon) a zatěžovacího proudu. Samozřejmě to může „táhnout“ náklad trochu víc, ale to může způsobit problémy. Takže je lepší to brát i s určitou rezervou. To byly povinné parametry, podle kterých musíte vybrat fotografické relé pro pouliční osvětlení. Existuje několik dalších dodatečných.

U některých modelů je možné upravit práh odezvy – aby byl fotosenzor více či méně citlivý. Vyplatí se snížit citlivost, když napadne sníh. V tomto případě může být světlo odražené od sněhu vnímáno jako svítání. V důsledku toho se světlo rozsvítí a zhasne. Tento výkon pravděpodobně nepotěší.

Věnujte pozornost limitům nastavení citlivosti. Mohou být větší nebo menší. Například pro foto relé AWZ-30 běloruské výroby je tento parametr 2-100 Lux, pro fotobuňku P02 je rozsah nastavení 10-100 Lux.

Zpoždění odezvy. Proč je potřeba zpoždění? Aby se zabránilo falešnému zapínání/vypínání světla. Například v noci fotoštafetu zasáhly světlomety projíždějícího auta. Pokud je zpoždění odezvy krátké, kontrolka zhasne. Pokud je to dostatečné – alespoň 5-10 sekund, pak se to nestane.

Výběr umístění

Aby fotorelé fungovalo správně, je důležité správně zvolit jeho umístění. Je třeba vzít v úvahu několik faktorů:

• Mělo by na něj dopadat sluneční světlo, to znamená, že by měl být pod širým nebem.
• Nejbližší zdroje umělého světla (okna, lampy, lucerny atd.) by měly být umístěny co nejdále.
• Není vhodné, aby na něj svítily světlomety.
• Je vhodné umístit jej ne příliš vysoko – pro snadnou údržbu (musíte pravidelně otřít povrch od prachu a okartáčovat sníh).

Jak můžete vidět, při organizaci automatického osvětlení na ulici není výběr místa pro instalaci fotografického relé nejjednodušším úkolem. Někdy s ním musíte několikrát pohnout, dokud nenajdete přijatelnou pozici. Často, pokud je světelný senzor použit k rozsvícení lampy na sloupu, snaží se tam umístit fotorelé. To je zcela zbytečné a velmi nepohodlné – musíte poměrně často odklízet prach nebo sníh a pokaždé vylézt na tyč není příliš zábavné. Samotné fotorelé lze umístit například na stěnu domu a k lampě připojit napájecí kabel. Toto je nejpohodlnější možnost.

Schémata zapojení

Schéma zapojení foto relé pro pouliční osvětlení je jednoduché: fáze a nula jsou přiváděny na vstup zařízení, z výstupu je fáze přiváděna do zátěže (světla) a nula (mínus) do zátěže pochází ze stroje nebo z autobusu.

Pokud děláte vše podle pravidel, musí být připojení vodičů provedeno v rozvodné skříni. Vyberte si utěsněný model pro venkovní umístění a nainstalujte jej na dostupné místo. Jak v tomto případě připojit fotografické relé k pouličnímu osvětlení, je znázorněno na obrázku níže.

Pokud potřebujete rozsvítit / zhasnout výkonnou lampu na sloupu, jehož konstrukce má tlumivku, je lepší přidat do obvodu startér (stykač). Je navržena pro časté zapínání a vypínání a normálně snese zapínací proudy.

Pokud by se světlo mělo rozsvítit pouze během přítomnosti osoby (na venkovní toaletě, v blízkosti brány), je k fotorelé přidáno pohybové čidlo. V takové kombinaci je lepší nejprve nainstalovat spínač citlivý na světlo a až poté snímač pohybu. S tímto designem se pohybový senzor spustí pouze ve tmě.

Jak vidíte, schémata jsou jednoduchá, můžete to snadno udělat sami.

Vlastnosti spojovacích vodičů

Foto relé od libovolného výrobce má tři vodiče. Jedna je červená, další modrá (může být tmavě zelená) a třetí může být jakékoliv barvy, obvykle však černá nebo hnědá. Při připojování mějte na paměti:

• červený drát jde vždy k lampám:
• nula (neutrál) z napájecího kabelu je připojena k modré (zelené);
• fáze je dodávána do černé nebo hnědé.

Pokud se podíváte na všechny výše uvedené diagramy, uvidíte, že jsou nakresleny v souladu s těmito pravidly. To je vše, žádné další potíže. Připojením vodičů tímto způsobem (nezapomeňte, že neutrální vodič musí být také připojen k lampě) získáte pracovní obvod.

Jak nastavit foto relé pro pouliční osvětlení

Po instalaci a připojení k síti je nutné nakonfigurovat světelný senzor. Pro nastavení limitů odezvy je ve spodní části skříně malý plastový otočný disk. Jeho otáčením se nastavuje citlivost.

O něco výše na těle jsou šipky, které označují, kterým směrem se otočit pro zvýšení a snížení citlivosti fotorelé (doleva – snížení, doprava – zvýšení).

Pro začátek nastavte nejnižší citlivost – zatlačte regulátor do krajní pravé polohy. Večer, když je světlo takové, že se rozhodnete, že byste měli rozsvítit, začnete se přizpůsobovat. Je třeba plynule otáčet ovladačem doleva, dokud se nerozsvítí kontrolka. V tomto okamžiku můžeme předpokládat, že nastavení fotorelé pro pouliční osvětlení je dokončeno.

Astrotimer

Astronomický časovač (astro timer) je další způsob, jak automatizovat pouliční osvětlení. Princip jeho činnosti se liší od fotorelé, ale také večer zapíná světlo a ráno ho zhasíná. Ovládání světla na ulici probíhá podle času. Toto zařízení obsahuje údaje o čase, kdy se setmí/rozsvítí v každé oblasti v každém ročním období/den. Při nastavování astročasovače se zadávají GPS souřadnice jeho instalace, nastavuje se datum a aktuální čas. Zařízení pracuje podle naprogramovaného programu.

Proč je to pohodlnější?

• Nezáleží na počasí. V případě instalace fotorelé je velká pravděpodobnost falešných poplachů – při zatažené obloze se může v podvečer rozsvítit světlo. Pokud je foto relé vystaveno světlu, může uprostřed noci zhasnout světlo.
• Astro časovač můžete nainstalovat u vás doma, v ovládacím panelu nebo kdekoli. Nepotřebuje světlo.
• Čas zapnutí/vypnutí je možné posunout o 120-240 minut (v závislosti na modelu) vzhledem k uvedenému času. To znamená, že si můžete sami nastavit čas, který vám vyhovuje.

Nevýhodou je vysoká cena. Každopádně modely, které jsou dostupné v obchodním řetězci, stojí poměrně dost peněz. V Číně ho ale koupíte mnohem levněji, i když jak bude fungovat, je otázkou.

Na začátku minulého století existovala v mnoha městech jedinečná profese – lampář. Jednalo se o muže, který se zabýval venkovním pouličním osvětlením. Za soumraku každý den zapaloval lucerny a ráno je zhasínal.

V dnešní době řeší problematiku osvětlení automatická zařízení tzv „soumrakové spínače“ nebo „fotografická relé“.

Внешний вид

Soumrakové spínače jsou vyráběny výrobci s různými elektrickými charakteristikami, výkonnostními parametry a provedením pro různé účely.

Mohou být vytvořeny pro práci v uzavřených prostorách, například pro osvětlení schodišť, nebo použití venku pod vlivem srážek.

Princip

Všechna fotorelé spojuje skutečnost, že fungují podle jediného zákona, což demonstruje níže uvedené schéma.

Světelný tok slunečního záření je vnímán speciálním senzorem, který generuje elektrický proud o úměrné velikosti. Jak se osvětlení zhoršuje, hodnota generovaného proudu klesá. Vzhledem k tomu, že fotografie je velmi malá, je zesílena a přiváděna do relé – aktuátoru, který ve svém návrhu kombinuje logickou část.

Reléové kontakty ovládají činnost svítilen nebo v případě potřeby startéru výkonných světlometů.

Fotocitlivý prvek může mít jiné zařízení a fungovat na základě:

• fotorezistor, který mění svůj elektrický odpor vlivem světelného toku;
• fotodioda, která přeměňuje světlo na elektrické náboje v důsledku procesů probíhajících v pn přechodech;
• fototranzistor, který přeměňuje světelný tok na pohyb elektrických nábojů v důsledku vedení elektronovou dírou;
• fototyristor – optoelektronické polovodičové zařízení s designem připomínajícím běžný tyristor;
• fototriak s vícevrstvou strukturou.

Fotorezistor je polovodičový produkt, který vlivem měnícího se toku světelných kvant úměrně transformuje svůj elektrický odpor.

Když je fotorezistor připojen ke zdroji stabilizovaného EMF, v obvodu se vytvoří proud přes zatěžovací odpor R v závislosti na osvětlení.

Fotodioda přeměňuje světelné záření na elektrický proud a může pracovat v následujících obvodech:

• s přiloženým externím zpětným napětím;
• bez něho.

Fototranzistor je obyčejný tranzistor, který je citlivý na světelný tok. Může být vyroben jako tranzistor s efektem pole nebo bipolární tranzistor se strukturou npn nebo pnp a bází, která je ozařována světlem. Změna intenzity osvětlení ovlivňuje hodnotu elektrického proudu v připojeném obvodu.

Fototranzistory jsou citlivější na světlo než fotodiody. Proto je jejich použití perspektivnější.

fototyristor funguje také jako analog klasického tyristoru, ale je řízen světelným tokem a přepíná ze zavřeného stavu do otevřeného stavu (a zpět), když osvětlení dosáhne určitých prahových hodnot.

Velikostí proudu procházejícího řídicí elektrodou lze upravit nastavení pro činnost fototyristoru.

Fotosemistor má větší počet vrstev s elektronickou a dírkovou vodivostí, je náročnější na výrobu. Řídí ho ale také tok světla dopadajícího na něj, který ozařuje jednu z volných polovodičových vrstev.

Více informací o konstrukci fotosenzorů (fotodezory, fotodiody a fototranzistory) naleznete zde: Fotosenzory a jejich aplikace

Hlavní technické charakteristiky

Výběr foto relé pro různé provozní podmínky je ovlivněn:

• citlivost fotobuňky na světelný tok;
• napájecí napětí;
• energie spotřebovaná osvětlovacími zařízeními;
• provozní prostředí obklopující soumrakový spínač.

Citlivost je určena poměrem vytvořeného fotoproudu k hodnotě světelného toku dopadajícího na světelný prvek. Měří se v [μA/lm]. Protože fotobuňky reagují na intenzitu a frekvenci světla, dělí se citlivost na:

• spektrální, spojený s frekvencí;
• integrální, charakterizovaný intenzitou dopadajícího světelného toku.

Spektrální fotosenzitivita používá se k vyhodnocení výkonu fotobuňky při jedné specifické frekvenci světelných vibrací, například neviditelné infračervené oblasti. Integrální citlivost je navržena tak, aby analyzovala a provozovala celý celkový tok světla, který má spektra od ultrafialového po infračervené.

Jmenovité napětí foto relé uvedené v dokumentaci a na těle samotného zařízení. Zařízení vyrobená v zahraničí nemusí být vhodná pro provoz v zemích SNS z důvodu různých napájecích napětí používaných v různých zemích světa.

Napájení svítidel připojených k fotorelé vytváří zátěž na výstupních kontaktech zařízení, která se může spálit, pokud jsou překročeny přípustné konstrukční hodnoty. Proto je při výběru designu soumrakového spínače vždy věnována pozornost této otázce.

V případě, že již existuje jistá model foto relé, který je vhodný ve všech ohledech kromě hodnoty připojené zátěže, pak můžete použít přídavné zařízení – stykač nebo startér, ovládaný přivedením napětí na jeho vinutí z fotorelé. V tomto případě výkonové kontakty startéru spolehlivě přepnou zátěž z výkonných lamp.

Běžné soumrakové spínače jsou navrženy pro práci s žárovkami, které spotřebovávají aktivní zátěž. Fluorescenční a energeticky úsporné světelné zdroje vytvářejí další reaktivní složku, která omezuje množství spotřebované energie. Při jejich použití byste měli vytvořit rezervu pro připojenou zátěž.

Určitý vliv na jeho činnost má pracovní prostředí, ve kterém je fotorelé umístěno. Pro venkovní provozní podmínky je nutné umístit soumrakový spínač do utěsněného pouzdra, které chrání elektroniku před deštěm, vlhkostí, prachem a při nízkých teplotách dodatečně zahřívat.

Zařízení pracující v obytných oblastech takovou ochranu nevyžadují.

Jak připojit foto relé k lampám

Schéma instalace soumrakového spínače obvykle vyznačeno na jeho těle a uvedeno v dokumentaci výrobce. Pro připojení se obvykle používají tři vodiče:

• pracovní síťová nula, používaná pro foto relé a lampy současně;
• fáze, která je přiváděna na vstup zařízení;
• potenciální vodič vycházející z fotografického relé do lampy.

Použití technologií mikroprocesorových zařízení pro fotorelé umožnilo vybavit je různými funkcemi, které zohledňují specifické provozní podmínky, například zavést do algoritmu jejich činnosti pohybová čidla nebo časovač.

Schematicky jsou kontakty časovače a snímače pohybu znázorněny se sériovým připojením k zátěži, ale pro spínání složitých světelných obvodů u drahých modelů lze v logickém bloku použít speciální algoritmy s přihlédnutím ke konkrétním úkolům.

Například fotografická relé používaná pro venkovní osvětlení lze upravit tak, aby reagovala na světlomety automobilů projíždějících kolem zařízení. To eliminuje časté spouštění a zvyšuje spolehlivost zařízení.

Pohybové čidlo s časovačem na soumrakovém spínači instalované ve vchodu bytového vícepodlažního domu umožňuje výrazně šetřit energii. Lampy se rozsvítí, když se člověk objeví na jakémkoli odpočívadle na dobu dostatečnou k tomu, aby prošla schody. Jsou automaticky vypnuty.

Nastavení parametrů odezvy fotorelé

U jednoduchých konstrukcí jsou všechna nastavení nastavena ve výrobě a nelze je upravovat během provozu.

Na vylepšených fotografických relé můžete změnit:

• citlivost na světelný tok dopadající na fotobuňku;
• doba odezvy časovače;
• parametry pro spouštění pohybového senzoru.

Tyto parametry a jejich ovládání jsou uvedeny v technickém popisu.

Příklady montáže běžných soumrakových spínačů

Níže uvedených 6 fotografií jasně ukazuje, jak dobře tři různí elektrikáři vykonávají stejný typ práce. Je třeba poznamenat, že všechna vyobrazená svítidla jsou ovládána soumrakovými spínači při různých úrovních osvětlení.

1. Fotoštafeta nad vchodem do malého nákupního centra je krásně nainstalovaná.

2. Instalace svítidla s fotorelé nad vstupní dveře výrobního podniku.

3. Tři možnosti osvětlení s fotografickými relé na různých podestách stejného vchodu, které provedl elektrikář bytových a komunálních služeb.

Na závěr článku bych se chtěl zeptat, co si myslíte o práci takových mistrů?

PS Tento článek je ve formátu PDF: https://electrik.info/fotorele.pdf

• Jak vybrat termostat pro elektrický topný kotel
• Bezdrátové pohybové senzory
• Jak fungují infračervené snímače pohybu a jak fungují?

Doufám, že vám tento článek pomohl. Podívejte se také na další články z kategorie Elektrická energie doma a v práci » Automatizační zařízení

Přihlaste se k odběru našeho telegramového kanálu „Automatizace a robotika“ (moderní technologie, inovace a budoucnost automatizace). Klikněte na odkaz níže a zůstaňte v centru toho, co se děje ve světě automatizace: automatizace a robotika

Sdílejte tento článek se svými přáteli: