Как сделать фотореле в домашних условиях — самый простой способ

Одним из многочисленных автоматов, в общем смысле слова, является фотореле. Оно визуально незаметно, малофункционально и применяется во многих нишах. Устройство обладает единственной реакцией на внешний фактор наличия или отсутствия света — соединение или разрыв линии, по которой идет ток. Последнее используется как напрямую для отключения или активации потребителей, так и в качестве сигнального импульса. Встретить фотореле можно во многих сферах жизни, от контрольных линий производства или турникетов метро, до их присутствия в роли элементов выключателей освещения различного плана.

Турникеты в метро:

Многие не раз попадали в ситуации, когда в темноте не видно расположения предметов. Причем это мешает не только процессу личного перемещения, но и создает неудобство, когда нужно что-то найти в темноте. Вопрос вполне решаем установкой лампы. Вот только сразу выявляется проблема с ее включением в темноте. Здесь в роли автомата может применятся фотореле, включающее освещение именно в те моменты, когда наступает темнота.

Упомянутая ниша использования не единственная. На основе реакции датчика на видимое излучение, построены и считающие единицы товара приборы, и охранные устройства. Оба названых типа определяют пересечение луча света объектом. На том же принципе бывают выполнены системы автоматического открытия дверей, ворот или шлагбаумов.

Простота конструкции позволяет легко изготовить комплекс из реагирующей части и фотореле своими руками, о чем и пойдет речь в статье. Будут рассмотрены виды соединения готовых сборок, выпускаемых промышленностью и их схемы, раскрывающие сущность названых частей, от самых элементарных, до использующих в своей основе микроконтроллер.

Схема простого фотореле

Начнем с простого устройства наподобие ночника. Когда светло, он выключен, но чем темнее становится, тем ярче горит лампа. Сразу маленькое напоминание — питание устройства 220 В, так что нужно быть аккуратнее и внимательнее при его сборке и проверке.

Схема ночника:

Чем меньше освещенность фоторезистора, тем сильнее открыт семисторный ключ Q6004LT. Соответственно, больше тока предоставляется нагрузке, в роли которой выступает маломощная лампа накаливания.

Есть вариант описанной схемы, использующий уже 5 элементов. В ней лампа просто загорается в темноте на максимальную яркость и гаснет в моменты попадания света на фоторезистор.

Простая схема фотореле:

Настройка чувствительности выполняется подбором значения R1. Изменять в какую-либо сторону его нужно в относительно небольших пределах. Мощность резистора выбирается для всех случаев равной 1 Вт. Семистор КУ208Г можно сменить на КУ601Г без потери функциональности конечного устройства, но в любом случае, на названый элемент схемы нужно ставить теплоотвод — при использовании указанной нагрузки, он сильно греется.

Другой несложной конструкцией можно назвать использование фотореле в связке с несколькими транзисторами. Приведенная схема изначально рассчитана на подключение потребителей через линию размыкания электромагнитного реле.

Транзисторное фотореле:

Фоторезистор PR1 с подстроечником R1 выступают в роли делителя напряжения, управляющего состоянием транзистора VT1, который в свою очередь открывает или закрывает VT2. Последний, и производит пропуск тока на реле K1, размыкающее или соединяющее линию питания нагрузки. Диод VD1 шунтирует скачки тока в моменты срабатывания электромагнитного элемента, защищая транзисторы.

Обратите внимание! Указанное устройство питается уже не от сети 220 В, а имеет свой токовый ввод от 5 до 15 В. Что касается функций подстроечника R1 — он нужен для установки чувствительности к потоку света, приводящего к срабатыванию самого устройства.

Подбираем параметры устройства

Прежде чем купить фотореле, нужно определиться с техническими характеристиками прибора:

На какое напряжение оно рассчитано. В большинстве случаев это 220 вольт, импортные модели могут иметь требование на 110 или 127 В. Встречаются приборы на 12 и 24 В (чтобы подключить такие к обычной сети понадобится блок питания). Загляните в щиток, чтобы узнать напряжение вашей сети. Значение максимального тока нагрузки. Чаще всего этот параметр имеет диапазон от 5 до 16 А. Он выбирается исходя из количества и мощности подключаемых через фотореле источников света. Диапазон срабатывания датчика. В стандартном исполнении приборы имеют границы от 5 до 50 Лк (люкс – единица измерения освещенности). Модели подороже обладают более точной регулировкой. Потребление мощности устройства в покое (от 0,1 до 1 Вт) и при срабатывании (от 2 до 10 Вт). Интервал времени (от 15 до 30 сек.) при случайном затемнении фотоэлемента. Если на датчик ненадолго попадет сильная тень или свет фар, это предотвратит ложное срабатывание. Степень защиты корпуса устройства от внешних факторов. Для уличного освещения обычно выбирают с индексом – IP 65 или IP 44, маркировка IP 40 говорит о том, что фотореле можно использовать под открытым небом только с защитным кожухом. Максимально допустимая температура наружного воздуха для нормальной работы фотореле, этот диапазон составляет от -20 до +50 ⁰С. Размеры устройства выбирают в зависимости от месторасположения прибора, габаритов щитка

Нужна ли компактная внешняя часть или это не так важно, все подбирается индивидуально.

Повторяемый промышленный вариант

В качестве своеобразного эталона рассмотрим схему фотореле ФР-602 от компании EIK. Большая часть представленных на рынке устройств аналогичного плана конструктивно похожи, отличаясь лишь в мелочах.

Внешний вид:

Принципиальная схема фотореле вместе с печатной платой:

Как видно, конструкция проста и может быть выполнена в домашних условиях. Элементарная база:

Установка уличного светодиодного прожектора своими руками

Светодиодные прожектора для освещения загородных участков приобрели сегодня большую популярность. Они экономны, дают мощный, яркий луч света, превосходно освещают определенную площадь. Для более эффективного использования дополнительно ставятся датчики движения или уровня освещенности, которые автоматически включают лампы при движении или с наступлением темноты. Выбрать и приобрести качественные и недорогие светодиодные прожекторы можно тут.

Одним из преимуществ уличных светодиодных фонарей является максимально простая установка, выполнить которую можно своими руками

Выбор места При планировании монтажа пристальное внимание следует уделить выбору участка. Согласно принятым нормам безопасности уличные прожектора можно крепить на некотором удалении от горючих материалов, поверхностей

Светильники большой мощности надо ставить так, чтобы между корпусом и стеной обязательно была воздушная прослойка. Дополнительно можно защитить поверхность (особенно деревянную) листом жести. При использовании датчиков уровня освещенности и движения следует позаботиться, чтобы их ничего не затеняло, в противном случае они просто не будут работать. Положение будущего прожектора зависит от требований к освещенности и направленности светового луча: • автопарковки, площадки перед домом освещаются лампами, свет от которых направлен отвесно вниз; • ворота около гаража или забора освещаются прожекторами, луч света которых направлен горизонтально; • для дорожек, лужаек, фасадных стен можно использовать светильники, световой поток которых направлен строго вверх.

Порядок монтажа светодиодного прожектора Порядок монтажа светодиодного прожектора на улице своими руками включает в себя такие этапы: • к месту установки протягивается кабель, соблюдая все нормы и правила безопасности (лучше всего брать многожильный кабель из меди); • светильник прикладывается к выбранному месту, простым карандашом следует аккуратно отметить точки крепежа на поверхности, проверить их горизонтальность строительным уровнем; • прожектор прикручивается саморезами, тип которых зависит от материала поверхности (по дереву или по металлу); • при крепеже на бетонную стену предварительно надо перфоратором просверлить отверстия под дюбеля или металлические анкера; • прожектор прочно укрепляется на стене, он не должен легко смещаться или шататься.

Следующим шагом является подключение лампы к электрической сети: • линия обесточивается, при помощи индикаторной отвертки следует дополнительно проверить, чтобы фаза на кабеле отсутствовала (следует предпринять все меры, чтобы она случайно не появилась); • открывается контактная коробка лампы (она находится снаружи или внутри корпуса прожектора, что зависит от его модели); • питающий кабель заводится через небольшое отверстие (оно имеет специальный уплотнитель, защищающий коробку от попадания влаги); • к клеммнику подключаются провода питания (к нулю идет черный или голубой провод, к земле – желтый или зеленый, к фазе – коричневый или красный); • крышка коробки ставится на место, закручиваются все винты, после чего надо проконтролировать установку всех уплотнителей; • светильник ставится на место, подключается электричество; • прожектор можно включить, проверяя правильно выполненной работы.

Внимание: Во время проверки работоспособности прожектора следует помнить, что он не остывает сразу же после выключения, оставаясь очень горячим некоторое время! В том случае, если был куплен прожектор на 12 В, обязательным элементом подключения является отдельный блок питания либо трансформатор, который не потребуется если использовать обычные энергосберегающие лампы. Большой выбор которых находится здесь https://salonlustr.com.ua/c9_14-Lampi_energosberegayushchie

Уличные светодиодные прожектора можно монтировать в любом удобном месте. Для экономии электроэнергии лучше всего сразу предусмотреть наличие специального датчика движения, который включает лампу, если в его поле зрения попадает любой двигающийся человек или предмет. Такие датчики могут снабжаться индикаторами освещенности, выключающими светильники в светлое время суток.

РЕКОМЕНДУЕМ ПОЧИТАТЬ

• 04.08.2016Какое выбрать освещение для детской
• 29.09.2014Монтаж электропроводки в деревянном доме
• 24.11.2014Граненая металлическая опора для освещения
• 24.11.2014Разбираемся в электрических бытовых котлах

Схема подключения классических фотореле к линии потребления

Все виды выпускаемых промышленностью или сделанных самостоятельно реле, требуют отдельного питания. Соответственно, и два контакта устройства будут предназначены названым целям. Причем встречаются модели фотореле без встроенного преобразователя напряжения, что означает подачу питания к ним не от сети 220 В, а через отдельный понижающий блок. Линий, идущих к потребителям может быть несколько, в зависимости от количества внутренних электромагнитных переключателей. Причем ввод может быть и раздельным для каждого контакта, — объединенным между прочими — или вообще интегрированным с питанием самого фотореле.

Датчик света у большинства моделей встроен в корпус самого устройства, но существуют и раздельные варианты, позволяющие выносить его в сторону от самого аппарата. Последнее нужно для случаев исключения засветки фотоприемника от управляемых ламп, чтобы система не превращалась в стробоскоп. То есть, когда темно — аппарат включает лампы. Становится светло — он их отключает. Опять срабатывает на мрак. И так по кругу.

Одинарная

Описанная ранее модель ФР-602 и аналогичные ей подключаются к линии следующим образом:

На большое количество потребителей энергии

Для управления мощной нагрузкой, например, при подключении прожектора или многочисленных ламп, лучше использовать промежуточные реле. В роли последних выбираются соответствующие приборы, которые выдерживают прохождение большого тока, достаточного для питания. Примером могут стать РК-1p/2p (Un), МРП-2, IEK ORM-41F-1, DEKraft ПР-102 и им подобные. Обратите внимание, что часть из реле аналогичного плана рассчитаны на управление переменным током (AC), в то время как другие постоянным (DC). Кроме того, напряжения включения может отличаться в нижнюю сторону от номинала розетки. Последние два фактора важно учитывать при проектировании монтажной схемы. Если реле-посредник питается от постоянного тока, то фотореле должно управлять подачей электричества к блоку преобразования. Который уже включившись, приведет в действие электромагнитный контактор, активирующий основную линию питания клиентских устройств.

Использование иных моделей фотореле

Здесь представлена схема подключения фотореле для другого варианта исполнения конечного автомата — с выносным датчиком чувствительности к свету и раздельными контактными линиями. Изначально она подготовлена для ФР-7Е, но подходит и для аналогичных моделей иных производителей.

Фотография ФР-07Е:

Обратите внимание, что представленное фотореле и упомянутое ранее, различаются корпусом, а в частности защитой устройства от внешних факторов. ФР-601/602 можно безболезненно размещать под открытым небом на улице, а у ФР-7Е для аналогичного действия требуется установка дополнительного кожуха. Но устройства подобного плана установки выпускаются со всеми необходимыми креплениями в стандартный электротехнический щиток, включая подготовленные места монтажа к DIN-рейке.

Где поставить

Место для установки выбирается так, чтобы на фотоэлемент не попадал свет от лампы, из окна, рекламного щита. При расположении дома у проезжей части на прибор не должен направляться свет фонарей проезжающих машин. Выбор места ограничивают требования по высоте – 1,8-2 метра от земли (если установить выше, для регулировки потребуется табуретка/стул или лестница/стремянка).

Решение этой проблемы облегчается при использовании некоторых хитростей. Фотодатчик можно оградить отрезком черной пластиковой трубы соответствующего диаметра длиной 15-20 см. Угол подпиливания – 30-45о от столба или стены. Если прожектор один, фотореле размещается с другой стороны столба. Параметры подстраиваются точнее, если датчик размещен на западной или восточной стороне.

Расширение функциональности с добавлением реле времени

Планируя использовать фотореле для уличного освещения своими руками, можно слегка расширить его функциональность, добавив таймер отключающий свет через установленное время. Причина проста — не нужно тратить электричество на работу ламп всю ночь, когда они точно никому не нужны. С целью реализации можно использовать реле отключения, наподобие IEK ORT-A2-AC230V, THC-B1 или аналогичные.

Расширенная схема питания уличного освещения:

Назначение

Данное устройство предназначено для включения освещения при наступлении темного времени суток и отключении его при приходе рассвета. При сборке своими руками схема фотореле должна включать фототранзистор или фоторезистор, которые меняют свои параметры при динамике освещенности. Цепь питания является разомкнутой до тех пор, пока на эти устройства попадает необходимое количество света. Как только наступает темнота (ее параметры можно задать), цепь замыкается. С наступлением утра процесс идет в противоположном направлении.

Микропроцессорное фотореле

Современные технологии коснулись и фотореле. Все чаще начинают применяться устройства на базе микроконтроллеров, которые позволяют не только производить определение наличия светового потока, но и совмещать множество других функций. Причем расширение не требует сильного изменения аппаратной составляющей, достаточно модифицировать внутреннюю программу.

Микроконтроллер — маленький компьютер, изначально ориентированный на управление устройствами в зависимости от внешних факторов и алгоритма. Кроме того, его возможностей вполне достаточно для присоединения к общей цифровой сети, объединяющей группы оборудования различного плана.

Также стоит упомянуть о промышленных образцах фотореле, оснащенных «умной» частью. Но их функциональность обычно ограничена производителем. Поэтому лучше рассмотреть другую систему. К примеру, Arduino. Его возможностей вполне достаточно для осуществления контроля света, отключения линии днем и ночью, отправки сообщений о текущем используемом режиме или сигнализации о нарушениях в работоспособности лампы.

На аппаратной стороне, все что непосредственно не касается функций контроля, возлагается на дополнительно подключаемые «шилды» к Arduino. В приведенной схеме последнее будет относиться к часам, датчику света и самому реле. Вопрос отправки статуса конечному владельцу решается за счет GSM модуля связи, который и будет отсылать SMS о текущем режиме работы системы.

Принципиальная схема конструкции достаточно проста:

Есть примечание, касающееся приведенной сборки. Обратите внимание, что релейный модуль имеет стороннее питание. Это сделано в целях избежания скачков тока, так как шилд берет много электричества из общей линии и может вызвать «просадку» напряжения при переключениях. Отдельное питание рекомендуется и SIM800L (на приведенной схеме он подключен напрямую к самому Arduino). Также модуль GSM-связи достаточно потребляющий элемент — ему нужно выработать определенную мощность для соединения с сотовой вышкой, а взять энергию с названой целью он может только из линии снабжения.

Что касается программной части, написать соответствующий алгоритм сможет любой, знакомый с программированием микроконтроллеров Arduino. Тем более, есть множество кодов в интернете.

Несмотря на функциональную простоту фотореле, ниш применения у него достаточно. Тем более, что малые возможности расширяются добавлением новых за счет небольшого усложнения схемы и использования микроконтроллеров.

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:

1. Отключаем электроэнергию на вводном щитке и проверяем наличие тока в распределительной коробке, от которой будем вести провод.
2. 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.
3. Зачищаем жилы от изоляции на 10-12 мм, чтобы подключить их в клеммы.
4. Создаем отверстия в корпусе под заведение жил для того, чтобы подключить фотореле к сети и светильнику.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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 (о). 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).
9. 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.

Технические характеристики

Напряжение питания. Практически все светореле рассчитаны на напряжение питания 220 в. Иногда продаются модели с запиткой от 12 или 24 В постоянного тока или сети переменного тока в 110 В, в этом случае их необходимо подключать через понижающий трансформатор.

Уровень нагрузки. Этот параметр приведен для активных нагрузок в виде обычных ламп накаливания, при использовании люминесцентных осветительных приборов этот параметр ниже. Реже в импортных моделях вместо мощности нагрузки встречается указание максимальной силы тока.

Порог срабатывания. Обычно он регулируется в широком диапазоне 2-300 Лк. Для экономии электроэнергии устанавливается самый низкий порог срабатывания — 2 Лк, соответствующий освещенности глубоких сумерек. Дешевые фотореле (как правило, китайского производителя), не имеют регулировки порога срабатывания, их заложенное значение срабатывания 5-15 Лк.

Время задержки. Бывают ситуации, когда на фотоэлемент попадает кратковременный световой поток (свет фар, зажигалка, фонарик). Во избежание включения света на всей улице предусмотрена задержка времени срабатывания при включении и отключении. Эта величина варьируется в пределах 15-60 секунд, некоторые импортные модели имеют порог срабатывания в 100 секунд.

Потребляемая мощность состояния покоя. Для ждущего режима эта величина мала и колеблется в пределах 0,1-0,5 Вт.

Степень защиты от влаги, пыли. Зависит от модификации реле, отвечающие международным стандартам модели наружного исполнения должны иметь класс защиты IP44. Для модификаций с выносным фотоприемником эти параметры устанавливаются индивидуально к каждой части устройства. Для выносного датчика оптимальное значение параметра защиты IP45 или IP44, электронный блок, встраиваемый в электрощит, может иметь степень защиты IP20.

Температурный диапазон. Фотодатчики или наружные выносные элементы обязаны корректно работать при температурном диапазоне -20 С — + 50 С, некоторые модели зарубежных производителей выпускают устройства более широкого температурного диапазона -40 С — +70 С.