Характеристики и особенности подключения отдельных моделей датчиков: фотореле ФР 601 и ФР 602
Современный отечественный рынок представлен широким рядом моделей фотодатчиков, рассчитанных на разные типы и условия освещения, предполагающие различные мощности ламп и наличие дополнительных функций.
Самыми популярными среди стандартных однофазных моделей считаются датчик ФР-601 и его более усовершенствованный аналог фотореле ФР-602. Производителем приборов является компания ІЕК. Оба вида датчиков характеризуются надежностью и простотой подключения. Различия между моделями несущественные, они работают от тока одинакового напряжения и частоты, а потребляемая мощность равна 0,5 Вт. Внешне приборы полностью идентичны.
Единственное различие заключается в максимальном сечении проводников для подключения. Модель ФР-601 рассчитана на 1,5 мм², а ФР-602 – на 2,5 мм². Соответственно, они имеют различный ток номинальной нагрузки. У фотореле ФР-601 он равен 10А, у ФР-602 – 20 А. Оба прибора имеют встроенный фотоэлемент, а регулировка допустима в пределах от 0 до 50 лк с интервалом в 5 лк.
Самыми популярными среди стандартных однофазных моделей считаются датчик ФР-601
Такие устройства можно соорудить даже в домашних условиях. Главное отличие самодельного прибора от заводского фотореле ИЭК будет заключаться в отсутствии соответствующей защиты. Этот уровень у серийных моделей равен IP44, что подразумевает защиту от пыли и влаги. Схема подключения фотореле ФР 601 и ФР-602 стандартная и простая. Служат изделия долго и выдерживают влияние температур широкого диапазона.
Среди аналогов данного устройства значится модель ФР-75А – фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях. Прибор менее стабилен и долговечен при практическом использовании.
Светочувствительные датчики высокой мощности: фотореле ФР-7 и ФР-7Е
Рассмотренные выше модели идеально подходят для обеспечения работы уличных светильников на территории дачного участка или во дворе частного дома. Для регулировки освещения на улицах городов и на дорогах используют более мощные модели. К таким относят ФР-7 и ФР-7е, которые могут работать в сети переменного тока 220 В с напряжением до 5 ампер. Настройку данных приборов должны осуществлять специалисты, так как требуется подключение диапазона, равного 10 лк.
Среди недостатков фотореле ФР-7Е, как и его предшественника ФР-7, следует отметить высокий уровень потребляемой мощности. Также у устройств отсутствует необходимый уровень защиты IP40, который предохраняет от негативных воздействий влаги. Кроме того, у моделей не защищен подстрочный резистор на наружной панели, контактные зажимы относятся к открытому типу.
Главным недостатком фотореле ФР-7 яввляется высокий уровень потребляемой мощности
Рассматривая отдельные фотодатчики, нужно упомянуть популярную модель фотореле ФРЛ-11 с внешним фоточувствительным элементом. Прибор работает в большом диапазоне освещенности (2-100 лк). Фотодатчик оснащен защитой IP65, что предусматривает его установку на улице, причем на приличном расстоянии от реле. Устройства используют для регулировки освещения крупных объектов: дорог, стоянок, вокзалов, парков и т.д.
Фотореле ФР-16А относится к разряду наиболее мощных моделей со встроенным фотоэлементом. Датчик реагирования на свет можно настроить на работу в определенном уровне освещенности. Для функционирования прибора требуется коммутируемый ток, равный 16 А, а мощность нагрузки прибора составляет 2,5 кВт.
Установка фотореле в уличном освещении исключает вмешательство человека в процесс регулировки работы осветительных электроприборов, что позволяет значительно сэкономить на потреблении электроэнергии. Покупая оборудование, потребитель должен ориентироваться на параметры устройства, подбирая модель для конкретных целей с необходимой степенью нагрузки. Во время подключения требуется четко следовать инструкции и прилагаемой схеме, а в процессе эксплуатации – рекомендациям производителя.
Устройство фотореле
В конструкции современных уличных фонарей предусмотрено устройство, позволяющее автоматически регулировать их работу. Такие приборы называются фотореле. В их основе лежит встроенный в электрощиток или выносной датчик. Последний располагается в отдельном герметичном корпусе, характеризующемся повышенной защищённостью от неблагоприятного действия внешних факторов.
Большинство реле имеет функцию программирования. Она позволяет отключать и включать светильники в разное время в зависимости от сезона. Благодаря установленным программам летом освещение автоматически выключается раньше, чем зимой.
Кроме автоматического режима работы, аппараты имеют ручной способ управления. С помощью встроенного выключателя специалист, обслуживающий оборудование, может самостоятельно управлять им при возникновении нештатных ситуаций либо в целях профилактической проверки.
Разные фотореле имеют неодинаковую чувствительность, которая при подключении регулируется с помощью разных сопротивлений. Регулирование порога отключения происходит с помощью резистора, управляющего начальным напряжением.
Устройство, содержащее фоточувствительный элемент внутри корпуса, автоматически включает освещение при наступлении сумерек и отключает его на рассвете. Имеет прозрачный и прочный корпус, который позволяет реагировать на солнечный свет и одновременно предохраняет от повреждений.
Некоторые реле такого типа дополнительно комплектуются таймером. На нём можно зафиксировать конкретный временной промежуток, по истечении которого механизм будет срабатывать, включая либо выключая освещение. Таймеры могут иметь разные запрограммированные промежутки. В одних моделях — час или день, в других — неделя, в третьих — год. Это позволяет выделять разные периоды (не только день или ночь, но также праздничные и выходные дни).
В отдельных приборах предусмотрено регулирование порога срабатывания с помощью специального переключателя. Когда он установлен на плюс, фотоэлемент сработает от малейшего затемнения (в грозу, пасмурную погоду). При переключении на минус он активируется только в ночное время.
схема, видео, инструкция по сборке
Одним из основных элементов автоматики в уличном освещении, наряду с таймерами и датчиками движения, является фотореле или сумеречное реле. Назначение данного аппарата — автоматическое подключение полезной нагрузки, при наступлении темного времени суток, без участия человека. Это устройство также получило огромную популярность благодаря своей дешевизне, доступности и простоте подключения. В данной статье мы подробно разберем принцип работы сумеречного выключателя и нюансы его подключения, а также расскажем, как сделать фотореле своими руками. Это не отнимет много времени и сил, зато вам будет приятно пользоваться самостоятельно собранным устройством.
Конструкция реле
Основным элементом реле является фотодатчик, в схемах могут применяться фоторезисторы, диоды, транзисторы, фотоэлектрические элементы. При изменении освещенности на фотоэлементе соответственно изменяются и его свойства, такие как сопротивление, состояния P-N перехода в диодах и транзисторах, а также напряжения на контактах фоточувствительного элемента. Далее сигнал усиливается и происходит переключение силового элемента, коммутирующего нагрузку. В качестве выходных управляющих элементов используют реле или симисторы.
Почти все покупные элементы собраны по схожему принципу и имеют два входа и два выхода. На вход подается сетевое напряжение 220 Вольт, которое, в зависимости от установленных параметров, появляется и на выходе. Иногда фотореле имеет всего 3 провода. Тогда ноль – общий, на один провод подается фаза, и при нужной освещенности она соединяется с оставшимся проводом.
При подключении фотореле необходимо ознакомится с инструкцией, обратить особое внимание на максимальную мощность подключаемой нагрузки, тип ламп освещения (накаливания, газоразрядные, светодиодные лампочки)
Важно знать, что реле освещения с тиристорным выходом не смогут работать с энергосберегающими лампами, а также с некоторыми видами диммеров из-за конструктивных особенностей. Этот нюанс необходимо учитывать, чтобы не повредить оборудование
Этот нюанс необходимо учитывать, чтобы не повредить оборудование.
Давайте рассмотрим несколько схем для самостоятельной сборки сумеречного выключателя в домашних условиях. Для примера разберем, как сделать симисторный ночник с фотоэлементом.
Инструкция по сборке
Это самая элементарная схема фотореле из нескольких деталей: симистора Quadrac Q60, опорного резистора R1, и фото элемента ФСК:
При отсутствии света симисторный ключ открывается полностью и лампа в ночнике светит в полный накал. При увеличении освещенности в помещении происходит смещение напряжения на управляющем контакте и меняется яркость светильника, вплоть до полного затухания лампочки.
Обратите внимание, что в схеме присутствует опасное для жизни напряжение. Подключать и тестировать ее необходимо с особой аккуратностью
А готовое устройство обязательно должно быть в диэлектрическом корпусе.
Следующая схема с релейным выходом:
Транзистор VT1 усиливает сигнал с делителя напряжения, который состоит из фоторезистора PR1 и резистора R1. VT2 управляет электромагнитным реле К1, которое может иметь как нормально разомкнутые, так и нормально замкнутые контакты, в зависимости от назначения. Диод VD1 шунтирует импульсы напряжения во время отключения катушки, защищая транзисторы от выхода из строя из-за бросков обратного напряжения. Рассмотрев данную схему, можно обнаружить, что ее часть (выделенная красным) по функционалу близка к готовым сборкам релейного модуля для ардуино.
Слегка переделав схему и дополнив ее одним транзистором и солнечным фотоэлементом от старого калькулятора, был собран прототип сумеречного выключателя — самодельное фотореле на транзисторе. При освещении солнечного элемента PR1, транзистор VT1 открывается и подает сигнал на выходной релейный модуль, который переключает свои контакты, управляя полезной нагрузкой.
Если у вас остались вопросы, то посмотрите видео, на которых также подробно рассказывается, как сделать фотореле своими руками:
Вот, собственно и вся информация о сборке фотореле своими руками. Надеемся, предоставленные схемы и видео уроки помогли вам сделать сумеречный выключатель из подручных средств!
Наверняка вы не знаете:
Выносной прибор
Фотореле с выносным фотоэлементом
Отдельно стоит отметить, что существуют особые виды фотореле, у которых фотоэлемент выносится отдельно.
Здесь существуют свои особенности и установка такого прибора несколько отлична:
- механизм управления и основной блок будут находиться друг от друга на достаточном расстоянии. Расстояние между этими элементами может достигать 100 м;
- электрический щит с установленным блоком фотореле можно разместить в любом месте, где вам захочется.
Благодаря такой конструкции вы получите возможность поместить устройство в более защищенное от различных климатических особенностей место. В результате датчик прослужит вам намного дольше, чем модели со встроенными фотоэлементами.
Любой вариант фотореле можно сделать своими руками. Главное правильно потом установить прибор и подключить его, чтобы он смог эффективно исполнять свои функции для включения освещения на улице в нужное время.
Другой вариант сборки
Компоненты для сборки
Есть и немного другой способ. Здесь сборка ведется на базе полупроводникового интегрированного прибора компании TeccorElectronics Q6004LT. Он представляет собой симистор со встроенным динистором. Для этого прибора характерен рабочий ток в 4 А, а рабочее напряжение – 600 В.
Здесь вам понадобятся:
- прибор Q6004LT;
- фоторезистор;
- обычный резистор.
Полученный аппарат будет иметь питание от сети в 220В. Принцип работы данной схемы таков:
- свет формирует на фоторезисторе малое сопротивление. В это же время на управляющем электроде квадрака будет находиться небольшое напряжение;
- квадрак остается закрытым. В результате этого через него не будет протекать ток;
- когда освещенность снизится, на фоторезисторе будет наблюдаться повышение сопротивления, что приведет к возрастанию импульса напряжения, поступающего на управляющий электрод;
- увеличение амплитуды напряжения до отметки в 40 В приведет к открытию симистора и через цепь потечет ток. В результате зажжется свет.
Чтобы настроить эту схему, необходимо применить резистор. Его начальное сопротивление должно составлять 47 кОм, а вот величина сопротивления должна подбираться в зависимости от типа применяемого в схеме фоторезистора. В качестве фоторезистора можно использовать такие элементы: ФСК-7, СФ3-1 или ФСК-Г1.
Применение мощного прибора Q6004LT дает возможность подключать к собранному устройству нагрузку с мощностью до 500 Вт. А использование в схеме дополнительного радиатора позволит увеличить мощность до 750 Вт. В дальнейшем можно применять квадрак, который будет обладать рабочими токами 6, 8, 10 или 15 А.
Главными преимуществами этой схемы сборки является минимум деталей, отсутствие блока питания, а также возможность повышения мощности. Благодаря этому самостоятельная сборка такого аппарата пройдет достаточно быстро и без проблем, даже если за нее возьмется новичок.
Датчик освещенности на ОУ
На рис. 2 изображена схема датчика освещенности с усилителем на базе операционного усилителя К140УД6.
Рис. 2. Схема датчика освещенности на ОУ.
Значение сопротивление резистора R4 установлено для напряжения источника питания 12 В. При увеличении Un сопротивление резистора R4 необходимо подобрать точнее. Чувствительность устройства регулируется переменным резистором R3.
Операционный усилитель DA1 включен по классической схеме с коэффициентом усиления 1. Диод VD1 защищает транзистор VT1 от бросков обратного напряжения при срабатывании реле.
Вместо микросхемы К140УД6 можно без изменений схемы применять однотипные операционные усилители К140УД608, К140УД7. Конденсатор С1 служит в схеме для фильтрации высокочастотных помех по напряжению. Транзистор VT1 можно заменить на КТ315А-КТ315В, КТ312А-КТ312В. Переменный резистор R3 типа СПЗ-1ВБ.
ФР-601 (602)
Если речь заходит об использовании стандартных однофазных фотореле для освещения, то самой популярной моделью являются устройства ФР-601 и ФР-602 производства компании ІЕК.
Они достаточно надежные, и даже у непосвященных в электронику пользователей не возникает вопросов, как подключить автоматический регулятор подсветки. Эти две модификации имеют несущественные различия: они обе работают с током одних и тех же напряжения и частоты, имеют аналогичную потребляемую мощность (0,5 Вт) и абсолютно одинаковые комплекты поставки.
Различия касаются лишь максимального сечения подключаемых проводников: для 601 модели она составляет 1,5 кв. мм., а для 602 – 2,5. Следовательно, отличается у них и номинальный ток нагрузки: 10 и 20 А, соответственно. Фотоэлемент у обеих моделей встроенный, его регулировка возможна в пределах от 0 до 50 лк с шагом в 5 лк.
Простое фотореле.
Его можно использовать для подсвечивания DVD. Есть два типа схемы. В одном включение активируется светом, а в другом – темнотой. Когда свет светит на фотодиод, то открывается транзистор и загорается светодиод №2. Резистором подстраиваем чувствительность. Фотодиод можно использовать от компьютерной мышки. можно взять любой инфракрасный. Из-за его применения не будет помех от света. Вместо светодиода №2 – любой или несколько светодиодов. Можно даже использовать лампочку. Ниже показаны две схемы:
В DVD не всегда используется фотодиод. В нем есть микросхема. Если нет фотодиода, то можно использовать фоторезистор. А если и этого нет, то найдите старые транзисторы серии МП42 или МП39, верхнюю часть корпуса обточите напильником. Получится окошко, которое будет служить фотодиодом. У него достаточная чувствительность для такого применения. Еще можно поставить инфракрасный диод от пульта управления телевизором.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.
Схема подключения
В общем виде схема подключения приведена на рис. 2. Отличие вариантов 1 и 2 заключается в том, что по схеме 2 предусмотрен выключатель для ручного включения освещения, независимо от состояния фотореле. Маркировка выводов у разных производителей и цвета проводов в каждом случае могут отличаться. В любом случае, при установке следует руководствоваться схемой подключения из инструкции по монтажу или паспорта конкретного изделия.
Автомат освещения можно подключить к существующей схеме освещения. Если раньше освещение включалось клавишным выключателем, то достаточно подключить контакт фотореле вместо выключателя.
Где можно применять прибор с авторегулировкой света?
Фотореле может быть использовано для включения или выключения света в разное время суток. Например, при наступлении темноты прибор включает освещение, а на рассвете — отключает. Также оно может быть использовано в подъезде многоквартирного дома или на своем загородном участке.
Известно широкое применение светодиодного светильника с фотореле, которое в автономном режиме включает и выключает освещение. Такой прибор может быть использован в «умном доме». При этом с помощью фотореле можно не только управлять освещением, но и открывать жалюзи zhaluse.ru или проветривать комнату. Надо отметить и возможность установки этого устройства для системы охраны дома.
Аналоги
Среди аналогов данному устройству значатся ФР-75А — фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях, а также менее стабильна и долговечна при практическом использовании.
Среди его преимуществ — больший диапазон рабочей яркости, составляющий от 1 до 200 лк, что вчетверо превосходит конкурента. Еще один большой плюс устройства ФР-75 — возможность работы в цепях постоянного тока напряжением 12 В.
Также фотодатчик является выносным, что позволяет установить сам регулятор внутри помещения и не беспокоиться о факторах окружающей среды. В целом, в своем классе модель не имеет равных и является лучшим фотореле — 12 вольт постоянного тока часто используются в качестве питания для подобных устройств. Схема подключения устройства изображена на рисунке.
Способ сборки на современном приборе
При использовании более сложных электронных приборов можно собрать самодельное фотореле, в которое входит всего три компонента. Такую схему можно собрать на интегрированном полупроводниковом приборе компании TeccorElectronics Q6004LT (квадрак), который представляет собой симистор с встроенным динистором. Такой прибор имеет рабочий ток в 4 А и рабочее напряжение 600 В.
Схема подключения фотореле состоит из прибора Q6004LT, фоторезистора и обычного резистора. Питание схемы осуществляется от сети 220 В. При наличии света фоторезистор имеет малое сопротивление (несколько кОм), и на управляющем электроде квадрака присутствует очень малое напряжение. Квадрак закрыт и через его нагрузку, в качестве которой могут быть использованы лампы освещения, ток не протекает.
При уменьшении освещенности сопротивление фоторезистора будет увеличиваться, возрастут и импульсы напряжения, поступающие на управляющий электрод. При увеличении амплитуды напряжения до 40 В симистор откроется, по цепи нагрузки потечет ток и освещение включится.
Для настройки схемы используется резистор. Начальное значение его сопротивления составляет 47 кОм. Величина сопротивления подбирается в зависимости от требуемого порога освещенности и типа используемого фоторезистора. Тип фоторезистора не критичен. Например, в качестве фоторезистора может быть использованы элементы типа СФ3-1, ФСК-7 или ФСК-Г1.
Совсем не обязательно быть мастером для того, чтобы знать, как починить розетку. Необходимо просто научиться верно определять поломки и запомнить несколько несложных правил для их исправления.
Современная система энергоснабжения предусматривает трехжильную проводку с заземлением в частном доме или квартире. С учетом таких условий устанавливают и розетки.
Использование мощного прибора Q6004LT позволяет подключать к фотореле нагрузку мощностью до 500 Вт, а при использовании дополнительного радиатора эту мощность можно увеличить до 750 Вт. Для дальнейшего увеличения мощности нагрузки фотореле можно использовать квадрак с рабочими токами 6, 8, 10 или 15 А.
Таким образом, преимуществом данной схемы, помимо малого количества применяемых деталей, является отсутствие необходимости отдельного блока питания и возможность коммутации мощных потребителей электрической энергии.
Монтаж данной схемы не представляет особой трудности ввиду малого числа элементов схемы. Настройка схемы состоит в определении желаемого порога срабатывания схемы и осуществляется аналогичным с предыдущей схемой образом.
Выводы:
- В различных системах автоматического регулирования, чаще в системах освещения, используются фотореле.
- Существует много разных схем фотореле с использованием в качестве датчиков фоторезисторов, фотодиодов и фототранзисторов.
- Простейшие схемы фотореле, которые содержат минимум деталей, можно собрать своими руками.
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.
Аналоги
Среди аналогов данному устройству значатся ФР-75А – фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях, а также менее стабильна и долговечна при практическом использовании.
Среди его преимуществ – больший диапазон рабочей яркости, составляющий от 1 до 200 лк, что вчетверо превосходит конкурента. Еще один большой плюс устройства ФР-75 – возможность работы в цепях постоянного тока напряжением 12 В.
Также фотодатчик является выносным, что позволяет установить сам регулятор внутри помещения и не беспокоиться о факторах окружающей среды. В целом, в своем классе модель не имеет равных и является лучшим фотореле – 12 вольт постоянного тока часто используются в качестве питания для подобных устройств. Схема подключения устройства изображена на рисунке.
Создание фотореле:
На плате я решил разместить только стабилизатор напряжения 7805 (его использование не обязательно и может быть заменено другими 78xx) и сам датчик, который включает в себя микросхему lm358 (функциональный усилитель режима компаратора), фоторезистор, подстроечный резистор и проводку для него. Блок питания, реле и транзистор я спаял отдельно по модульному принципу. В конце статьи находится файл с платой и электрической схемой.
Печатная плата была собрана по методу LUT. Она была вытравлена в растворе перекиси с лимонной кислотой и солью.
Фоторезистор был закреплен на проводах в скобках, а сам датчик — на вот таком держателе для проводов (см. фото), название держателя я не знаю.
Питание осуществляется от корпусного трансформатора с выходным напряжением 11 вольт, диодного моста в корпусе и конденсатора.
Распределительную коробку я купил в Леруа. На дне были полочки, которые мешали разместить компоненты. Поэтому я взял кусок гетинакса и прикрепил его к дну коробки.
Я прикрепил плату датчика к одному винту, а блок питания с реле — к стяжкам. Для удобства подключения блока питания и управляемой нагрузки я купил разъемы Wago.
