Pk-vtk.ru

Электро освещение
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сумеречные выключатели освещения с гальванической развязкой (220В)

Сумеречные выключатели освещения с гальванической развязкой (220В)

Принципиальные схемы сумеречных выключателей для управление ночным освещением. В простейшем случае это фотореле, включающее уличный или садовый фонарь снаступлением темноты, чуть сложнее -устройство с таймером, ограничивающим продолжительность ночного освещения (чтобы свет не горел всю ночь, а только вечером). Сейчас в продаже есть много таких устройств, особенно первого типа. Но, на мой взгляд, практически всем им свойственен существенный недостаток -наличие гальванической связи с электросетью, а это может привести к поражению электрическим током.

Схема электрическая

Простое фотореле день — ночь схема. Принцип работы достаточно прост: операционный усилитель используется в качестве компаратора (сравнивающего устройства), фоторезистор определяет уровня освещения окружающей среды. Нагрузкой сумеречного выключателя является малогабаритное электромагнитное реле. Как уже указывалось выше, для определения уровня падающего света предназначен фоторезистор FR1, он имеет максимальное сопротивление в темноте около 1 МОм и минимальное в несколько сотен Ом при воздействии на него сильного света: это позволяет определить уровень освещенности на основе разницы значений сопротивления FR1. По схеме видно, что сопротивление фоторезистора входит в состав делителя напряжения, состоящий из R3, FR1 и R5 для получения необходимой величины напряжения с выхода делителя.
Подавая напряжения с делителя на вход 5 U1 (неинвертирующий вход) можно получить на выходе 7 компаратора устойчивое срабатывание, которое будет соответствовать выбранному значению яркости к величине напряжения с делителя. Включение переменного резистора (триммера) в схему с компаратором дает возможность отрегулировать порог (необходимую величину напряжения ) срабатывания компаратора, в соответствии с уровнем освещенности, при котором выходное реле должны включиться (активировано).

Работа устройства

Рассмотрим работу схемы подробнее, предполагая, что фотодатчик FR1 не освещен, находится в темноте, в результате этого сопротивление FR1 гораздо выше, чем сопротивление R3 и R5. В результате этого напряжение с делителя поступающее через R3 и R6 на вход компаратора будет примерно равно напряжению питания U1, поступающего через диод D1.

Если подстроечный резистор RV1 находится в положении ближе к минусу источника питания и дальше от положительного потенциала (катода D1), величина напряжение поступающее на инвертирующий вход 5 операционного усилителя меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе 6. Таким образом, на выходе U1 образуется сигнал высокого потенциала прикладываемый к базе Т1, транзистор открывается, величина коллекторного тока становится достаточной для срабатывания реле RL1 и зажигания LD1 (включенный светодиод сигнализирует срабатывание фотореле), замыкается контакт С и NO, включая цепь нагрузки.
Когда освещенность начинает повышаться, напряжение поступающее с делителя через R6 и D3 на контакт 5 U1 уменьшается, в следствии постепенного понижения сопротивление фоторезистора от попадания света на его чувствительный слой. В какой-то момент неинвертирующий вход станет находиться под более низким потенциалом, чем напряжение на инвертирующем вводе, определяемое триммер RV1 и компаратор переключается, изменяя состояние выхода, потенциал на выходе становится низким, транзистор Т1 закрывается. В результате гаснет светодиодный индикатор, а выходное реле переключается в исходное состояние, нагрузка выключается. Если уровень освещенности уменьшается, то на выход 7 U1 потенциал опять становится высоким и выходное реле замыкает снова (индикатор загорается).
Регулировка момента включения сумеречного выключателя в сумеречное время выставляется триммером RV1, когда необходимо зажечь уличное освещение. Плавным перемещение подстроечного резистора устанавливается уровень напряжения срабатывания устройства, перемещая движок в сторону земли (минуса) напряжение уменьшается, а в противоположную, наоборот увеличивается. Для срабатывания реле в более темное время суток необходимо резистор перемещать в направлении минуса.

Читайте так же:
Кабель для проводов от детей

Назначение элементов фотореле

Рассматривая предложенную схему можно увидеть, что в ней установлен диод D3 подключенный к выводу 5 компаратора, его назначение пропустить напряжение с делителя через резистор R6 ко входу 5 и на цепочку R4, С3, не давать быстро разряряжаться конденсатору С3, когда потенциал с делителя станет меньше чем потенциал на С3. Эта задержка по времени необходима для того чтобы не дать выключиться освещению в случае кратковременных помех по питанию, или при резком кратковременном изменении освещенности датчика (фары автомобиля и т.д.). Еще это необходимо и для того, что при переходе от темного к светлому и наоборот, реле может кратковременно срабатывать, находясь а неустойчивом состоянии, поскольку сопротивление фоторезистора на этот момент может колебаться в районе значений (гистерезиса) определяющее напряжение срабатывания.
Напряжение источника питания поступает через диод D1, защищающий от подключения напряжения обратной полярности, для фильтрации напряжения и подавления импульсных помех предусмотрены конденсаторы С1 и С2.
Схема работает от источника постоянного напряжения от 9 до 12 вольт, для нормальной работы предпочтительнее питать от стабилизированного источника (в противном случае при нестабильном источнике колебания напряжения в районе порогового значения ухудшит стабильность параметров устройства, несмотря на RC фильтр). Требуемый ток порядка 40 мА, благодаря субминиатюрному реле, потребление которого составляет около15 мА.
Дополнительно поясним работу диода D2, подключенный параллельно обмотке электромагнитного реле RL1. Так как диод подключен параллельно обмотке RL1, то во включенном состоянии реле он не функционирует, но при выключении реле, когда транзистор переключается и благодаря индуктивному характеру свойства обмотки реле на ней возникает эдс, полярностью направленной против источника питания, поэтому на коллекторе транзистора появляется в момент переключения удвоенное напряжение источника. Для исключения выхода из строя транзистора Т1 и служит диод D2, гасящий обратную полуволну возникающей ЭДС.
Перечень элементов
R1: 15 кОм
R2: 1 кОм
R3: 15 кОм
R4: 3,3 кОм
R5: 150 Ом
R6: 3,3 кОм
RV1: триммер 1 кОм М.В.
FR1: фоторезистор 2-20k
С1: 100 мкФ 25VL
С2: 100 нФ
С3: 100 мкФ 25VL
D1: 1N4148
D2: 1N4148
D3: 1N4148
LD1: LED 3 мм красный
T1: BC547
U1: LM358 аналог КР1040УД1 / КФ1040УД1
RL1: Реле 12V

Читайте так же:
Подключение выключателя света с двумя клавишами шнайдер

Фотореле для уличного освещения. Схема подключения

Фотореле — это устройство, снабженное с выносным или встроенным сумеречным датчиком, которое встроено в электрическую цепь для осветительых приборов. Датчик, реагирующий на освещения, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

Как правильно выбрать фотореле?

Для правильного выбора фотореле, нужно знать какой вид датчика будет удобней использовать в конкретных условиях, выносной или встроенный и обязательно учесть токовые характеристики фотореле. Они, как и во всяком электрическом приборе, имеют ограничение по коммутации тока в амперах.

Принцип работы фотореле

Светочувствительное устройство, постоянно подключенное к электрическому питанию, замеряет уровень естественной освещенности контролируемого пространства. Датчик, реагирующий на освещение, подает сигнал на схему реле, замыкая – включая освещение в сумерки и размыкая — выключая освещение в светлое время суток.

Структурная схема фотореле

В состав сумеречного выключателя могут входить:

  • светочувствительный элемент, реагирующий на колебания освещенности;
  • датчик фотоэлемента, воспринимающий изменения тока;
  • усилитель электрического тока;
  • коммутирующий прибор в виде реле.

Схемы фотореле (сумеречный выключатель)

Схема фотореле с выносным датчиком

Особенности конструкций сумеречных выключателей

Современные простые фотореле для небольших светильников выпускаются в едином пластмассовом корпусе с возможностью крепления на стену или непосредственно на фонарь тыльной стороны.

В случае превышаемой мощности подключаемых через фотореле осветительных приборов коммутировать его в цепь следует через магнитный пускатель или контактор соответствующей нагрузки.

Сложные приборы сумеречного освещения выпускаются двумя составляющими (внешнего датчика фотоэлемента и измерительно-коммутационного устройства), расположенных в щитовой и соединяемых проводами.

Монтаж фотодатчика, реагирующего на движение, выполняется с учетом обеспечения обзора контролируемой территории.

Подключение нескольких осветительных приборов на одну выходную группу сумеречного выключателя проводится по параллельной схеме.

Читайте так же:
Как узнать максимальный ток светодиода 1

Большинство фотореле, защищены системой помехозащитой (выдержка времени) от ложных срабатываний. Но, все равно, датчики устройства нужно располагать в дали от возможных попаданий посторонних источников света, чтобы исключить эффект мигания ламп.

Фотодатчик замеряет естественную освещенность по одному из принципов:

  • фоторезистора;
  • фотодиода;
  • фототранзистора;
  • фототиристора;
  • фотосимистора.

Чувствительным элементом, воспринимающим световой поток во всех этих конструкциях работает p-n переход, созданный на стыке двух различных полупроводниковых металлов с р- и n- проводимостью, который .способен вырабатывать электрический заряд при облучении светом.

Электрическое сопротивление фоторезистора зависит от интенсивности падающего светового потока.

Фотодиод формирует электрический заряд, соответствующий интенсивности света за счет фотовольтаического эффекта.

Фототранзистор устроен как оптоэлектронный полупроводник, является аналогом обычного биполярного транзистора, в котором область базы облучается светом для регулирования электрического сигнала.

Фототиристор предназначен для работы в цепях постоянного тока, сконструирован оптоэлектронным полупроводником со структурой обыкновенного тиристора, включаемого в работу током от потока света, направленного на светочувствительную матрицу,.

Фотосимистор сконструирован для работы с переменным током. Его можно представить упрощенной конструкцией из двух фототиристоров. Каждый из них реагирует на положительную или отрицательную составляющую полупериода гармоники. Синхронизацией тока для подачи на управляющий электрод занимается специальная схема.

Технические характеристики фотореле

К основным параметрам, влияющим на выбор сумеречного выключателя, относят:

  • номинальное напряжение питания.

Внимание! Электронные приборы, выпускаемые за рубежом, предназначены для работы с напряжениями, стандартизированными в чужих странах. Они могут составлять величину 127 или 110 вольт, что не обеспечит их стабильную работу в электросети 220 вольт.

  • мощность потребления электроэнергии и тепловую нагрузку светильников, которую должны надежно выдерживать выходные контакты сумеречного выключателя;
  • условия эксплуатации прибора, влияющие на конструкцию и выбор степени защиты корпуса:
    • работа при атмосферных осадках;
    • возможность засорения пылью и посторонними предметами;
    • поддержание температурного режима;
    • светочувствительность датчика и настройки порога срабатывания по освещенности;
    • типы коммутируемых светильников. Простые сумеречные выключатели предназначены для работы с активными нагрузками, создаваемыми разогревом нити накаливания обычных ламп Ильича и галогенных конструкций. Все остальные виды, включая люминесцентные и энергосберегающие, создают реактивную составляющую нагрузки.

    У метало-галогенных, натриевых и ртутных ламп при запуске создается бросок пускового тока, который может выжечь контакты.

    Конструкция фотореле

    Первые фотоэлементы создавались исключительно на аналоговых элементах с электромеханическими реле. Такие устройства успешно работают со 2-й половины 20-го века до настоящего времени.

    По мере развития науки, послужившей бурному производству робототехники, стали массово выпускаться полупроводниковые устройства, на базе которых создавались конструкции статических фотореле.

    Освоение микропроцессорной техники позволило управлять сложными осветительными установками посредством контроллеров, учитывающих специфические условия местности, включать датчики, реагирующие на движение или другие факторы.

    Подключение

    После выбора необходимого устройства, можно приступать к его установке и подключению. Все необходимые схемы содержаться в технической документации.

    Данные схемы различаются в зависимости от той или иной модификации фотореле vega или легранда, а общий порядок действий является одинаковым для всех приборов этого типа. Каждый вывод состоит из трех проводов, обозначенных разными цветами. Проводник черного цвета служит обычной фазой, подающей питание, красный провод также является фазным, подводимым к источнику освещения. Нулевой провод окрашивается в зеленый цвет.

    Установка и подключение датчика освещенности выполняется в следующем порядке:

    • До начала монтажа на стене устанавливается распределительная коробка, где будут соединяться провода.
    • Датчик освещенности подключается в соответствии со схемой, нанесенной на корпус или находящейся в документации. Крепление выполняется с помощью кронштейна. Необходимо исключить попадание на сумеречное реле прямых солнечных лучей.
    • Корректировка системы под местные условия посредством настроек и регулировок. Датчик должен правильно реагировать на изменяющиеся условия освещенности.
    • При раздельной установки датчика с выносным переключателем регулировок, они соединяются между собой кабелем.

    По окончании монтажа необходимо выполнить проверку работоспособности системы. С этой целью сумеречный выключатель подключается к сети, а светильники должны включаться или выключаться.

    Хлопковый выключатель: принцип работы, схема подключение и монтаж

    Хлопковый выключатель: принцип работы, схема подключение и монтаж

    Схема подключения фотореле для уличного освещения

    Проходной выключатель: схема подключения устройства из разных мест – Советы, схемы и ошибки

    Схемы подключения уличных фотореле

    Схема подключения определяется конструкцией устройства; в настоящее время существуют сумеречные выключатели света (другое название фотореле) с внешним — выносным фотодатчиком и моноблоки — с встроенным датчиком.

    Схемы подключения фотореле разных конструкций приведены на примере сумеречных выключателей достаточно распространенных сегодня марок ФР-601 и ABB TW1.

    Схема подключения фотореле ФР-601

    В обоих случаях необходимо помнить, что несмотря на то, что выключателем коммутируется только «фаза» для его подключения потребуется и нулевой проводник — для подачи питающего напряжения электронной плате.

    Схема подключения фотореле ABB с выносным датчиком

    Для подключения нагрузки с током потребления, превышающим номинал фотореле в схему может быть добавлено промежуточное реле и контактор.

    В этом случае отличие последней схемы будет состоять в том, что силовые контакты, коммутирующие «фазу» питающего напряжения нагрузки используются для замыкания и размыкания (т. е. управления) цепи питания катушки контактора, главные (силовые) контакты которого и будут управлять работой системы освещения.

    • R1 Фоторезистор
    • R2 10K
    • R3, R4 200 Ом
    • R5 9.1k
    • R6 100K
    • R7 510 Ом
    • R8, R9 10k
    • PR1 10k
    • Q1, Q2, Q3, Q4 BC547
    • D1 1N4148
    • D2, D3 светодиод 5 мм
    • С1 100nF
    • REL1 4078-2C-5V-0,2

    Можно ли сделать фотореле своими руками

    Как подключить уличный датчик освещения для включения света

    Изготовление датчика своими руками не составит труда радиолюбителям. Для электронного прибора потребуется:

    • симистор со встроенным динистром (квадрак) с рабочими параметрами 4 А и 600 В;
    • фоторезистор типа ФСК-7, ФСК-Г1;
    • резистор с сопротивлением 47 кОм.

    Питание схемы происходит от стандартной сети 220 В. Настройка включения осуществляется резистором. Его сопротивление зависит от желаемого порога включения подсветки. При использовании квадрака можно подключить нагрузку до 500 Вт. Такая схема состоит из небольшого количества деталей, не требует отдельного блока питания. Элементы с помощью паяльника закрепляются на печатной плате.

    Стоимость сумеречных выключателей доступна для большинства покупателей. Модели с общим корпусом предлагаются по цене около 400 рублей. Устройства, требующие монтажа на DIN-рейку, обойдутся дороже – 1500-2500 рублей. Установить фотореле можно по инструкции производителя.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector