Fotodetector (fotoreleu) pentru iluminatul stradal: construcție, principiu de funcționare și sfaturi de montaj

Dispozitivul suplimentar pentru corpul de iluminat sub formă de fotoreleu permite reducerea consumului de energie electrică. Acest dispozitiv mic și simplu ca construcție preia complet controlul pornirii/opririi becurilor în funcție de nivelul de iluminare din exterior.

La lăsarea serii, fotosenzorul pentru iluminatul stradal activează iluminarea din jurul casei, iar în zori o dezactivează. Este simplu în construcție și exploatare, dar înainte de achiziționarea modelului optim, trebuie să prevedeți multe aspecte. Vă vom spune cum să alegeți varianta ideală.

Principiul de funcționare al fotosenzorului

Baza fotoreleului (întrerupătorului crepuscular) care comandă iluminatul stradal este un element fotosensibil, care reacționează la luminozitatea existentă a luminii solare și artificiale.

Când se lasă amurgul, fotosenzorul închide contactele și furnizează energie electrică corpurilor de iluminat montate în exterior, lângă casă. Iar la creșterea intensității fluxului luminos dimineața, el deschide din nou circuitul, oprind aparatele electrice de iluminat.

Releul fotosensibil controlează automat funcționarea aparatului de iluminat conectat, oprindu-l și pornindu-l după cum este necesar.

Datorită prezenței fotoreleului în sistemul de iluminat exterior, proprietarii casei nu mai trebuie să aprindă lumina seara și să o stingă dimineața – totul se face automat.

Acest lucru reduce semnificativ consumul de energie electrică al lămpilor exterioare și, de asemenea, le prelungește durata de viață. La urma urmei, ele funcționează doar atunci când este cu adevărat necesar, nu câte 8–9 ore pe zi.

În sectorul privat, astfel de sisteme sunt instalate pentru iluminarea:

• scărilor exterioare;
• terenurilor din jurul cabanelor;
• aleilor din parcuri și grădini;
• foișoarelor, zonelor de grătar și teraselor deschise.

Fotoreleele sunt montate de organizații la amenajarea iluminatului în curțile blocurilor de apartamente, în centrele comerciale și pe palierele clădirilor înalte, precum și la iluminarea structurilor publicitare exterioare. Peste tot scopul este același – economisirea energiei electrice și a resursei aparatelor de iluminat.

În cea mai simplă formă, dispozitivul de comutare în cauză constă dintr-o sursă de alimentare, un senzor fotosensibil, un amplificator de curent și un releu de comutare.

Există mai multe tipuri de fotorelee, dar principiul de funcționare este același pentru toate. Acesta are un senzor fotosensibil conectat la alimentare, care monitorizează nivelul de iluminare pe teritoriul controlat.

La căderea nopții, acest senzor acționează releul, pornind iluminatul exterior. Când soarele răsare din nou, are loc stingerea inversă a lămpilor exterioare.

Principalele tipuri de aparate electrice

Orice fotoreleu care controlează iluminatul exterior are în schema sa trei blocuri cu funcționalități diferite:

1. De percepție – fotosenzor pe bază de semiconductori.
2. Intermediar – amplificator de curent electric.
3. De execuție – releul propriu-zis (comutator).

Din punct de vedere constructiv, primul dintre aceste elemente poate fi separat de carcasa principală. Dar există și dispozitive în care acest senzor fotosensibil este montat într-un singur bloc cu celelalte părți ale schemei interne a acestui aparat electric.

Datorită compactității sale, senzorul fotosensibil poate fi montat chiar și pe stâlpii de iluminat exterior, lângă lampă sau direct pe ea.

În consecință, toate modelele de fotorelee pentru controlul iluminării se împart în:

• dispozitive cu fotocelulă încorporată;
• aparate cu senzor fotosensibil separat, montat în afara carcasei.

Echipamentul cu senzor încorporat se instalează direct în exterior. Carcasa sa are o protecție mai ridicată împotriva umidității și prafului. În al doilea caz, blocul de comutare se montează pe șină DIN în tabloul electric interior. Iar senzorul extern se conectează la acesta prin fire obișnuite.

Pe lângă monitorizarea nivelului de iluminare, astfel de sisteme de control sunt adesea echipate cu senzori de mișcare încorporați, temporizatoare și diverse butoane de comandă. În magazinele de corpuri de iluminat se pot găsi și fotorelee construite pe controlere digitale. Cu toate acestea, aceste dispozitive costă de câteva ori mai mult decât modelele obișnuite.

Dispozitivele digitale sunt scumpe, dar permit un control mai precis al corpurilor de iluminat. Principiul de funcționare al fotoreleelor casnice și elementele de bază sunt identice cu cele din dispozitivele standard.

Dar aceste variante sunt completate cu un microcontroler care poate fi reglat astfel încât corpurile de iluminat să se aprindă doar la anumite ore. Acest lucru permite o reglare mai fină a releului, corelându-și funcționarea cu condițiile meteorologice și chiar cu luna anului.

Alegerea fotoreleului pentru iluminatul exterior

Înainte de a merge la magazin pentru a achiziționa un senzor foto pentru reglarea sistemului de iluminat exterior, trebuie să stabiliți numărul și tipul corpurilor de iluminat care urmează să fie conectate. Pentru unul sau două felinare, este suficient un releu la care dispozitivele electrice de iluminat vor fi conectate direct.

Dacă becurile sunt multe, fotoreleul nu va putea suporta curentul care trece prin el. În acest caz, este necesar un echipament cu un demaror magnetic.

Aici, comutatorul fotosensibil pornește un dispozitiv special prin care se alimentează echipamentele de iluminat. Adică, foarte mult în alegerea modelului de senzor foto depinde de puterea schemei de corpuri de iluminat conectate la acesta.

Selectarea fotoreleului pentru sistemul de iluminat exterior cu panouri solare necesită o abordare specială și efectuarea obligatorie a unor calcule preliminare. Puterea sa și numărul de dispozitive conectate depind direct de numărul mediu anual de zile însorite din regiune, precum și de numărul de panouri solare din schemă.

Cu cât se plănuiește să se conecteze mai multe becuri la fotoreleu, cu atât parametrii curentului comutat trebuie să fie mai mari – pe piață sunt disponibile în prezent dispozitive cu curent nominal în intervalul 6–63 Amperi, există de unde alege.

După tipul de conectare la rețeaua electrică, releele de control al luminii pentru iluminatul exterior se împart în:

• monofazate (casnice, pentru rețea de 220 V);
• trifazate (pentru rețele de 380 V).

Cu toate acestea, releul de comutare în sine și întreaga schemă cu senzorul foto sunt alimentate cu o tensiune de 12 V, care provine de la un transformator coborâtor. Alegerea în favoarea unui dispozitiv monofazat sau trifazat depinde exclusiv de rețeaua de becuri conectată la acesta și de puterea consumată de aceasta.

Pentru instalarea releelor foto de control pentru iluminatul exterior la casele private, cel mai bine este să alegeți modele obișnuite de uz casnic de 220 V. Acestea sunt mai mult decât suficiente, mai ales dacă la ele se conectează corpuri de iluminat LED economice.

Parametrii tehnici – la ce să fiți atenți

Unele aparate electrice importate sunt proiectate pentru rețele de 110 sau 127 V. Este rar, dar se pot găsi în magazinele de corpuri de iluminat. Pur și simplu, în rețelele rusești de 220 V nu vor putea funcționa. Pentru ele va fi necesară instalarea unui transformator suplimentar. Cel mai bine este să achiziționați direct echipamentul cu a cărui conectare veți avea mai puține probleme.

Primul și principalul indicator este gradul de protecție. Pentru instalarea în aer liber, trebuie să alegeți modele cu carcasă etanșă de IP65 sau mai mare. Iar pentru montarea sub acoperiș sau într-un tablou protejat, un dispozitiv cu IP44 este suficient.

Al doilea parametru este pragul de declanșare, care se exprimă în Luxuri. De obicei, acesta este un interval de la 2 la 50 Lx. Releul foto are o reglare a acestui indicator, astfel încât utilizatorul să îl poată ajusta după preferințele personale. Merită să achiziționați un dispozitiv cu prag de declanșare nereglabil doar în cazuri extreme.

Al treilea indicator este tipul de lămpi conectate. Adesea, releul foto este destinat exclusiv pentru lucrul cu becuri cu incandescență, care creează o sarcină activă.

Pentru conectarea aparatelor fluorescente cu sarcină reactivă, este necesar să luați un alt tip de întrerupătoare crepusculare. Iar pentru conectarea corpurilor de iluminat cu mercur sau sodiu, este nevoie de echipamente cu un circuit de protecție suplimentar, proiectat pentru supratensiunile curentului de pornire.

Atunci când alegeți un releu cu fotoelement exterior, trebuie să țineți cont de lungimea cablului dintre ele – acesta are anumite limitări, nu poate fi înlocuit cu unul mai lung.

Și ultimii parametri sunt dimensiunile și greutatea. Cea mai mare parte a releului foto este blocul de alimentare cu transformatorul de coborâre în interior. Senzorul foto în sine (LED-ul) are dimensiuni foarte mici.

Mult mai mult spațiu ocupă contactorul sau pornitorul magnetic, prin care se conectează corpurile de iluminat. Toate acestea trebuie să încapă în tabloul electric sau lângă corpul de iluminat.

Sunt importante funcțiile suplimentare?

Multe modele de relee de control al luminii sunt completate cu un senzor de mișcare și un temporizator. Primul garantează aprinderea iluminatului doar atunci când o persoană se deplasează pe teritoriul controlat, iar al doilea permite deconectarea completă a dispozitivului în timpul zilei, indiferent de nivelul de iluminare naturală.

De fapt, toți senzorii foto sunt reglați încă din fabrică astfel încât să nu se declanșeze pur și simplu la iluminarea de scurtă durată cu farurile unei mașini care trece.

Cele mai scumpe modele sunt fotoreleele cu afișaj electronic și controler programabil. Aceste aparate permit să se stabilească propriul program de lucru pentru fiecare sezon și situație.

De exemplu, în perioada de iarnă, iluminatul se va aprinde mai devreme, iar vara mai târziu. Se poate prevedea, de asemenea, oprirea releului însuși împreună cu lămpile stradale după ora unu noaptea, pentru a nu consuma energie în zadar.

Aspecte privind montajul senzorului de iluminare

Aparatul de control al luminii se montează de obicei în apropierea lămpii conectate la acesta. Pentru fiecare model, schema de conectare se alege conform instrucțiunilor din fișa tehnică. Aceasta trebuie studiată obligatoriu înainte de începerea lucrărilor.

Nu sunt necesare abilități speciale pentru efectuarea montajului. Trebuie doar să se calculeze totul astfel încât aparatele electrice de iluminat să nu suprasolicite linia. Fotoreleul practic nu încarcă rețeaua. Totuși, dispozitivul de curent rezidual (DCR) din tablou și senzorul foto în sine trebuie selectate în funcție de numărul și puterea becurilor conectate.

Pentru instalarea independentă a fotoreleului, este suficient să aveți cunoștințe minime în domeniul instalațiilor electrice și să respectați cele mai simple reguli de siguranță în efectuarea acesteia.

Există câteva norme simple de montaj pentru relee fotosensibile:

1. Se recomandă conectarea întrerupătorului crepuscular și a întregii linii de dispozitive de iluminat de după acesta pe o linie separată de la tabloul electric, cu propriul întrerupător automat de protecție.
2. Este strict interzis să se monteze senzorul foto cu susul în jos. Pe de o parte, acesta trebuie să fie expus la lumina soarelui, iar pe de altă parte, trebuie să cadă pe el lumina de la lămpi de iluminat artificial.
3. Nu se poate monta acest aparat electric lângă materiale inflamabile, în apropierea echipamentelor de încălzire și a mediilor chimic active.
4. Dacă la fotoreleu se conectează multe becuri, atunci în schemă trebuie prevăzut un contactor magnetic.

Principalul este ca lumina de la orice lămpi să nu cadă pe fotoelement. Altfel, acesta va funcționa constant incorect. Senzorul foto reacționează la orice lumină. Nu contează dacă este iluminat artificial sau natural de la soare.

Schema de conectare a aparatelor de iluminat la fotoreleu (directă sau prin contactor) se alege în funcție de puterea totală a lămpilor conectate.

Pe carcasa fotoreleului există o schemă cu codificarea culorilor tuturor firelor care ies din el. De regulă, cel maro merge la faza de la tablou («L»), cel albastru la nul («N»), iar cel roșu sau negru la lampa de iluminat stradal. Este necesar doar să se decojească capetele acestor conductoare și să se conecteze totul conform schemei electrice anexate.

Dacă senzorul foto are două contacte, atunci unul dintre ele se conectează la faza de la tablou, iar celălalt merge la lampă. Nulul lipsește în acest caz.

În cazul conectării iluminatului exterior printr-un contactor magnetic, acesta se conectează la fotoreleu la fel ca un bec. Iar corpurile de iluminat sunt alimentate de la acesta.

În acest caz, releul nu conectează circuitul de alimentare a lămpilor, ci doar contactorul. Prin întrerupătorul din această schemă trece un curent minim, deci se va potrivi un dispozitiv mai ieftin și mai puțin puternic. Întreaga sarcină este transferată contactorului extern.

Despre cum să alegeți corpurile de iluminat pentru organizarea iluminatului exterior cu panouri solare, este detaliat în articolul următor, pe care vă recomandăm să îl consultați.

Concluzii și material video util pe această temă

Nu ar trebui să apară dificultăți în selectarea și integrarea senzorului fotosensibil în sistemul de iluminat exterior. Totul este extrem de simplu. Materialele video de mai jos le vor permite chiar și electricienilor începători să înțeleagă toate subtilitățile montajului acestui dispozitiv.

Video #1. Toate nuanțele conectării fotosenzorului «zi-noapte»:

Video #2. Prezentare generală a fotoreleului de pornire/oprire a iluminatului nocturn exterior:

Video #3. Descrierea schemei de conectare a întrerupătorului crepuscular printr-un contactor extern:

Releele de control al luminii pentru montajul cu corpuri de iluminat exterior sunt simple în construcție și conectare. Ele simplifică mult viața proprietarilor de case private și permit reducerea consumului de energie. Există multe modele ale acestor dispozitive în magazine. Întotdeauna se poate alege unul cu parametrii necesari pentru o situație concretă.

Iar dacă aveți cunoștințe și experiență în electrotehnică, un astfel de fotoreleu poate fi asamblat dintr-un fotodiodă, o diodă obișnuită, un releu și câteva tranzistoare cu rezistențe.

Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Puneți întrebări despre aspecte controversate sau dificile. Împărtășiți propria opinie, informații utile și fotografii pe tema articolului.