Автомат включения освещения своими руками

Делаем фотореле своими руками

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.

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.

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.

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.

Принципиальная схема фотореле вместе с печатной платой:

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

Обозначение на схеме	Модель/тип	Характеристики	Аналоги
С2	Конденсатор	0.7мкф, 400 В
C4	Электролитический конденсатор	100 мкф, 50 В
C5		47 мкф 25 В
R2	Резистор	1.5 МОм, 0.125 Вт
R3		220 Ом, 2 Вт
R4		1 МОм, 0.125 Вт
R5		560 кОм, 0.125 Вт
R6		200 кОм, 0.125 Вт
R7		100 кОм, 0.125 Вт
R8		75 кОм, 0.125 Вт
R9		33 кОм, 0.125 Вт
WL	Построечный резистор	2.2 мОм
ZD1	Стабилитрон 1N4749	24 В	3 последовательно соединенных Д814А, или 2 Д814Д
D1-D5	Выпрямительный диод 1N4007
VD1	Выпрямительный диод 1N4148
Q1, Q2	Биполярный транзистор BC857A	КТ3107Б
PH	Фотоэлемент (фоторезистор)	До 110 кОм
Rel	Реле SHA-24VDC-S-A (Rel1)

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.

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.

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:

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.

Видео по теме

Автомат включения освещения на основе PIR

Хочу поделиться своим опытом применения профессиональных пироэлектрических пассивных инфракрасных датчиков (PIR). Речь о датчиках, которые используются в системах охранной сигнализации. Именно эти датчики я давно использую для автоматического включения и отключения освещения. Вы спросите – к чему вся эта суета, если подобный датчик для бытового применения можно свободно приобрести в магазине? Причины, конечно, есть, и их даже несколько. Те, кто уже имел опыт использования подобных бытовых датчиков, прекрасно знают, что качество их работы, и качество того, как они сделаны, очень часто, как говорится – «ниже плинтуса». Не скажу, что они все такие, но при их покупке необходимо осознавать, что Вы покупаете «кота в мешке». В личной практике, был опыт покупки подобного бытового датчика…Я потом, был вынужден потратить ещё три дня, чтобы довести его работу «до ума». Второй серьёзный недостаток – из-за особенностей их схемотехники, большинство из них, не способны включать нагрузку мощностью менее 60 Вт. И это очень большой недостаток. Почему это так, поясню позже. Очень плохо и то, что они не имеют гальванической развязки от сети 220 Вольт, что – плохо, в любом случае.

Именно по этим причинам, я использую только профессиональные датчики. Следует особо отметить, что эти датчики есть в свободной продаже, и цены на них соизмеримы с бытовыми датчиками. Профессиональные датчики – надёжны, по определению, и качество их работы никогда не вызывает проблем.

Очевидно, что человек, который не дружит с электричеством, не сможет использовать этот датчик. Но имея даже небольшой опыт работы с паяльником, Вы сможете это сделать. О практической пользе автомата, который включает свет везде, где Вы появляетесь, пояснять особо – нечего, это и так понятно. Но положительные эмоции, которые он вызывает, просто словами не передать – после установки первого автомата, мне целый год хотелось поклониться в знак благодарности, когда при входе в прихожую, вдруг сам зажигался свет. Теперь уже давно, и подсветка столов кухонного гарнитура, свет в туалете, в ванной комнате, коридоре – включается сам. Получаешь этакий а-ля «умный дом», но, правда, без «мозгов» пока.

В рамках данной статьи, мы не будем вдаваться подробно в сам принцип работы датчика – об этом уже много написано. Пусть оно «булькает» там, как то там.… Нам важно другое – сделать так, чтобы датчик включал свет.

Будем потихоньку двигаться в цели, и к концу повествования, станет ясно, что теперь всё ясно.

Начнём с самого датчика, естественно. Как он выглядит, рассказывать не буду – все видели. Важно другое – внутри, мы найдём плату с клеммной колодкой с подписями — +- 12 V и символами контактов нормально замкнутого реле. Сразу понятны две вещи – понадобится блок питания на 12 Вольт (о нём подробнее позже поговорим, каким он должен быть, зависит от того, что ещё вы будете им питать)…, и то, что сразу использовать штатные контакты реле мы не можем. Ну что же – датчик – он и в Африке – датчик, его работа – команды раздавать. А контакты его реле работают так – когда движения перед датчиком нет, его контакты – замкнуты, и они разрываются лишь на несколько секунд, в сам момент срабатывания датчика (когда он «увидит» движение).

Непосредственно включать и выключать свет, будет другой блок — назовём его – таймер . Принцип его работы станет понятен, если мы посмотрим его схему.

Сама схема таймера настолько проста, что я для неё даже плату никогда не делал, а монтировал все элементы навесным монтажом прямо на выводах реле. Логика работы таймера очень проста.

При отсутствии движения, контакты реле датчика движения – замкнуты. Потенциал анода VD1 равен нулю. Конденсатор С1 – разряжен (через резистор R2), полевой транзистор – закрыт, реле Р1 – выключено. При срабатывании датчика, контакты реле датчика кратковременно размыкаются, при этом, конденсатор С1 быстро заряжается по цепи — +12V_резистор R1_ диод VD1_ — 12V. При этом, транзистор Т1 включает реле Р1. Затем контакты реле датчика вновь замыкаются, и конденсатор С1 начинает медленно (около четырёх минут) разряжаться через резистор R2 (через замкнутые контакты реле датчика, С1 разряжаться не может – этому препятствует запертый диод VD1).

Весь фокус в том, что если в течение этих четырёх минут, датчик заметит хоть малейшее движение, конденсатор С1 вновь зарядится до максимума, и отсчёт четырёхминутного периода времени начнётся заново. Иными словами – свет в помещении не погаснет до тех пор, пока датчик движения «видит», что в помещении есть движение. Свет погаснет лишь через четыре минуты после того, как все покинули это помещение. Время выдержки можно изменить, изменив номиналы С1 или R2, но практика показала, что четыре минуты – вполне достаточно – высидеть четыре минуты без движения, конечно можно, но это надо сильно постараться.

Про сам принцип работы, надеюсь, уже всё понятно. Осталось рассказать про всякие нюансы использования.

Рисунок ниже – схема включения нагрузки на 220 Вольт. Поясню назначение опции «дежурный свет». Практика использования автомата включения света, к примеру, в ванной комнате, показала, что входить в неё, гораздо комфортней, когда в ней полумрак, а не полная темнота. Эту дежурную подсветку и обеспечивает постоянно включенный светодиод HLдс (достаточно лишь одного светодиода). Он потребляет лишь 180 мВт, но значительно повышает комфорт.

Ниже – схема включения светодиодного светильника на 12 Вольт (как сделать светильник – поясню ниже).

Печатная плата таймера может выглядеть, например, так

Но её желательно будет подкорректировать под реле, которое Вы планируете использовать.

Подробности про блок питания на 12 Вольт. Его лучше использовать уже готовый, от какого-нибудь модема, к примеру. Мощность его должна быть, как правило, не велика. Давайте прикинем – сам датчик движения потребляет всего 20 мА, плюс таймер – 50-60 мА, то есть, без светодиодного светильника, достаточно совсем маломощного БП, рассчитанного на потребляемый ток 100-200 мА.

Если питать от блока питания и сам светодиодный светильник, то основной ток будет потреблять сам светодиодный светильник, в этом случае, блока питания на 12 Вольт, с максимальным током 1 Ампер, Вам должно хватить вполне. Такой блок питания легче использовать готовый, чем собирать самому. Но как Вам удобней – решайте сами.

Светодиодный светильник достаточно просто сделать самому, из отрезков светодиодной ленты. Подробно рассказывать, как это сделать я не буду – там всё очевидно на фотографии ниже. Его я использую для освещения разделочного стола в кухонном гарнитуре.

Подавать питание на подобный автомат, удобно в том месте, где ранее был подключен патрон лампочки. Это позволит использовать штатный выключатель. Уходя на работу, Вы, как обычно выключаете свет, и автомат полностью обесточивается.

Сделайте себе такой автомат, и он долгие годы будет обеспечивать комфорт Вам и Вашим близким. Уверяю, Вы ещё долго потом будете задавать себе вопрос – и почему же я не сделал это раньше?

Примечание

Некоторые из профессиональных датчиков, после подачи питания, производят самодиагностику, поэтому, первая команда может появляться с задержкой в 15-20 секунд. Это штатная работа датчика, и не следует воспринимать это, как признак ненормальной работы.

Напомню, так же – необходимо правильно выбрать место расположения самого датчика движения. Он, по возможности, должен всегда «видеть» Вас, где бы в данном помещении Вы ни находились.

И ещё маленький совет – если на кухонном гарнитуре Вы планируете разместить два светодиодных светильника, их желательно сделать в одно время, и из одной и той же светодиодной ленты. Причина проста – все светодиоды немного отличаются по спектру излучения, и если делать светильники в разное время и из разных светодиодных лент, то велик риск того, что оттенок белого света у них будет разный, что сильно бросается в глаза. И светодиодную ленту надо купить с «запасом», чтобы при выходе из строя отдельных светодиодов (что случается раз в год), было чем их заменить. Ленту для светильников, желательно испо льзовать без п ластикового покрытия. Это значительно облегчит последующий ремонт светильников.

Ещё, буквально два слова про полевой транзистор VT1 в схеме таймера — мой выбор указанный в перечне, может показаться странным, но причина проста — там можно ставить практически любой с N-каналом, который есть под рукой и который не жалко. Важно лишь, чтобы он имел реально большое сопротивление исток- затвор ( без встроенных резисторов и защитных стабилитронов).

Автоматическое управление освещением – это просто

Реле для автоматического управления освещением, в последнее время приобретают все большую популярность. Ведь они позволяют не только существенно снизить затраты на освещение, но и сделать ваш дом более удобным для проживания. Что уж тут говорить о централизованных системах управления освещением, которые позволят вам вообще не подходить к выключателям.

Но зачастую установка таких систем достаточно дорогостоящая, и по карману далеко не каждому. В то же время, при наличии минимальных познаний в электротехнике, вы вполне можете создать централизованную систему управления, которая по своему функционалу мало в чем будет уступать своим более прогрессивным собратьям. А вот ее стоимость будет на порядок ниже.

• Устройства применяемые для автоматизации управления освещением
• Схемы автоматического управления освещением
  • Схемы подключения с одним датчиком
  • Схемы подключения с двумя датчиками
• Вывод

Устройства применяемые для автоматизации управления освещением

Дабы разобраться с вопросом автоматического управления, давайте сначала рассмотрим, а чем отличается централизованная система управления от установки обычных датчиков. И какие, собственно говоря, датчики для этого могут применяться?

Для ответа на этот вопрос давайте возьмем шкаф управления наружным освещением с централизованной системой, и посмотрим, что к нему подключено. Вы удивитесь, но это обычные датчики освещенности, движения, присутствия, таймеры и концевые выключатели открывания дверей.

Сам процесс управления осуществляется только за счет этих датчиков. А централизованная система лишь обеспечивает их координацию, изменение режимов работы и удобный интерфейс пользователя для настройки и управления.

• То есть, мы вполне можем своими руками создать подобную систему управления, которая только что и будет не столь удобна в эксплуатации.
• Но столь ли часто нам необходимо изменять настройки? Может быть раз-два в год – да и то, только на отдельных реле.
• Это вполне можно сделать и вручную, а не через WEB-интерфейс. Зато стоимость такой системы будет в разы ниже.
• Что нам для этого необходимо? В первую очередь сами датчики. Поэтому давайте остановимся на них подробнее.

По сути это обычные кнопки, которые монтируются в дверь и фиксируют ее положение.

Они могут быть выполнены по разнообразным технологиям, из-за чего цена на устройство может достаточно сильно отличаться.

Схемы автоматического управления освещением

Подключение приведенных выше датчиков по схеме «и» или «или», позволяет полностью автоматизировать процесс управления освещением:

• Так называемая логика «и» — это когда включение освещения наступает при срабатывании сразу двух датчиков.
• Например, при снижении освещенности срабатывает датчик освещенности, и падает питание к датчику движения, при срабатывании которого и включается свет. Таким образом, срабатывание одного из этих датчиков не приведет к включению света.
• Логика «или» — это когда свет включится по фактору срабатывания одного из нескольких датчиков. Например: свет включится или по факту снижения освещенности, или по фактору наступления времени срабатывания на таймере.

Схемы подключения с одним датчиком

Чтобы разобраться с этим вопросом более детально, давайте рассмотрим разнообразные схемы подключения датчиков. Начнем с наиболее простых схем с одним датчиком.

В качестве примера возьмем схему подключения датчика освещенности, который при снижении уровня естественной освещенности будет давать импульс на включение искусственного освещения. Принцип подключения других датчиков аналогичен.

• Для этого нам потребуется непосредственно сам датчик освещенности. Он может быть двух типов. В первом случае — это датчик с коммутационным механизмом внутри. Такое устройство способно управлять освещением с токами до 6, 10 или 16А. Более высокие токи приведут к перегоранию контактной части реле.

• Второй тип реле — это автомат управления освещением с выносным датчиком. Автомат и датчик соединяются при помощи провода. В этом случае, датчик подает лишь управляющий импульс на автомат, а коммутация цепи происходит уже непосредственно автоматом. Такие устройства способны включать и отключать освещение с номинальными токами до 32А, а иногда и выше.
• В нашем примере мы рассмотрим подключение датчика освещенности первого типа, как более распространенного. Для его работы, нам потребуется подключить к нему фазный и нулевой провод (см. Как прозвонить провода: рассмотрим варианты).

• Для этого фазный провод подключаем от выключателя сети освещения, которую мы планируем автоматизировать. Причем, подключаем его на приходящий от распределительной коробки или от группового автомата контакт. Нулевой провод подключаем непосредственно в распределительной коробке — или шкафу управления освещением, как на видео.
• Теперь датчик у нас работоспособен, но пока еще нечего не коммутирует. Для этого нам необходимо к третьему выводу датчика подключить еще один провод. Он так же будет фазным, и подключается либо на уходящий контакт выключателя, либо непосредственно к ближайшему светильнику. Нулевой провод для светильника берется отдельно от распределительного щита или коробки.

Обратите внимание! Наша инструкция не даром делает такой акцент на подключение от выключателя. Дело в том, что согласно нормам ПУЭ, любые сети освещения с автоматическим управлением должны быть оборудованы системой ручного управления, которая шунтирует средства автоматизации. Проще говоря, должен стоять выключатель, который позволит включить свет помимо датчика.

Схемы подключения с двумя датчиками

Теперь давайте рассмотрим вопрос подключения сразу нескольких датчиков. При этом у нас будет два варианта: первый подключение по логике «и», а второй по логике «или».

• В качестве примера, давайте рассмотрим вариант, когда нам необходимо, чтобы освещение включалось, когда будет достаточно темно, и когда в определенной зоне есть человек. Для этого нам потребуется датчик освещенности и датчик движения. Вместо датчика движения может быть датчик присутствия.

• Теперь давайте разберем схему подключения – она называется последовательной. Прежде всего, как в варианте с подключением одного датчика, монтируем датчик освещенности. Только провод, который у нас шел к светильникам, подключаем в качестве приходящего фазного к датчику движения. А уже уходящий фазный провод от датчика движения подключаем к светильникам. При этом нулевой провод для датчика движения, мы подключаем в шкаф управления освещением наружным или распределительную коробку. Можно на один контакт с нулевым проводом датчика освещенности.
• При такой схеме, после того как снизится уровень естественного освещения, сработает датчик освещенности. Он подаст фазу на датчик движения, и тот включится в работу. После того, как в зону действия датчика попадет человек, он сработает и включит освещение.
• Теперь давайте рассмотрим вариант, когда у нас имеется длинная дорожка. Нам необходимо, чтобы свет зажегся тогда, когда с одной или со второй стороны дорожки появится человек. Зона действия одного датчика движения недостаточна для охвата всей дорожки. Поэтому нам потребуется два, или даже три датчика.

• Схема такого подключения достаточно проста. Все датчики должны быть включены параллельно. Для этого из одной точки берем нулевой провод, и подключаем его ко всем датчикам. Так же поступаем и с фазным питающим проводом. А вот уходящие от датчиков фазные провода, соединяем между собой и подключаем к нашим светильникам.

Обратите внимание! Если у нас имеется ящик управления освещением 380В, из которого мы подключаем датчики, то крайне важно чтобы все они были запитаны от одного и того же фазного провода. В противном случае, это приведет к короткому замыканию. Поэтому, для исключения ошибок, подключения лучше выполнять в одной точке.

При таком способе подключения, при срабатывании хотя бы одного из датчиков, свет включится вдоль всей дорожки. Комбинируя приведенные выше варианты, можно достичь высочайшей степени автоматизации.

Но для сложных схем, становится достаточно накладно монтировать силовые провода от датчика к датчику. Поэтому в таких случаях, все силовые переключения выполняются в силовом шкафу. А к датчикам подводится только питание, и от них исходят управляющие сигналы.

Вывод

Ящик управления освещением с фотореле — это уже давно не предел автоматизации. Современные технологии позволяют использовать сразу несколько параметров для включения освещения. И далеко не всегда для этого необходима покупка дорогостоящего оборудования.

Вполне возможно создать качественные системы управления и самостоятельно. Для этого достаточно иметь минимальные познания в электротехнике, и правильно продумать условия включения и отключения света.

—>ЗАМЕТКИ ДЛЯ МАСТЕРА —>

Фотореле на симисторе

На схеме (рис.1) показана конструкция автоматического устройства включения и выключения уличного освещения. В предлагаемой конструкции функцию управления выполняет симистор. Благодаря тому, что его работа не зависит от полярности приложенного напряжения, отпадает необходимость в мощном двухполупериодном выпрямителе. Это позволяет упростить конструкцию автомата и уменьшить его габариты. Предлагаемое устройство рассчитано на управление источниками света общей мощностью до 400 Вт.

Фоторезистор R1 вместе с резисторами R2 и R3 образуют делитель напряжения, который определяет ток базы транзистора VT1. В дневное время суток, когда фоторезистор освещен, его сопротивление сравнительно невелико, поэтому транзистор VT1 открыт и насыщен, а VT2 закрыт. Коллекторный ток транзистора VT2, а следовательно, и ток управляющего электрода симистора практически равны нулю. Симистор, таким образом, закрыт, и ток через нагрузку не протекает. С уменьшением освещенности сопротивление фоторезистора возрастает, и ток базы транзистора VT1 начинает уменьшаться. При достижении определенного значения транзистор VT1 выходит из насыщения и начинает закрываться. Увеличивающееся падение напряжения на резисторе R7 ускоряет закрывание транзистора VT1 и открывание VT2. Ток управляющего электрода симистора, протекающий через открытый транзистор VT2 и резисторы R6, R7, поддерживает симистор открытым на протяжении обоих полупериодов сетевого напряжения. Следовательно, лампы сразу начинают с ветить в полный накал. Процесс выключения фотореле происходит в обратном порядке. Порог срабатывания фотореле устанавливают переменным резистором R2, а резистор R3 служит для ограничения тока делителя при попадании на фотоприемник прямых солнечных лучей. Резистор R6 определяет ток управляющего электрода симистора, который при открытом транзисторе VT2 должен быть больше тока включения симистора, но меньше допустимого коллекторного тока транзистора VT2. Резистор R5 уравнивает напряжение на управляющем электроде и катоде симистора, когда транзистор VT2 закрыт. Это обеспечивает надежное выключение с имистора и помехоустойчивость фотореле в целом. В устройстве использованы транзисторы VT1 и VТ2—КТ315Г или КТ315Е с коэффициентом передачи тока не менее 60.

Устройство, собранное безошибочно и из элементов с указанными на схеме типономиналами, в налаживании не нуждается, необходимо только установить порог срабатывания. Монтируют фотореле в таком месте, чтобы свет от ламп, которыми оно управляет, не попадал на фотоприемник. Во избежание попадания в коробку воды и посторонних предметов входной патрубок ее должен быть направлен вниз, а крышку после установки герметизируют водостойким лаком или клеем.

Автомат – выключатель освещения

Это устройство (рис.2) предназначено для автоматического включения электроосвещения при наступлении темноты и его выключения в светлое время суток.

Его светочувствительным прибором является фоторезистор R 1, включенный на входе порогового устройства (элементы DD 1.1, DD 1.3). При нормальной освещенности сопротивление фоторезистора мало, поэтому на выходе элемента DD 1.3 будет напряжение высокого уровня и генератор импульсов, собранный на элементах DD 1.2, DD 1.4, не работает. На выходе генератора транзисторы VT 1, VT 2 выполняют функцию согласующего устройства с симистором. В таком режиме работы устройства на управляющий электрод симистора VS 1 никаких сигналов не подается, поэтому он закрыт и осветительная лампа HL 1 обесточена.

С наступлением темного времени суток сопротивление фоторезистора возрастает, напряжение на выходе порогового устройства уменьшается. И когда оно уменьшится до низкого уровня, генератор начнет работать и на выходе согласующего устройства появятся импульсы с частотой следования около 1 кГц. Так как эти импульсы разнополярные, то положительные импульсы замыкаются на корпус через диод VD 3, а отрицательные – поступают на управляющий электрод симистора.

При этом симистор открывается практически в самом начале каждого полупериода сетевого напряжения, поэтому осветительная лампа светится на полную мощность.

Выпрямитель автомата образуют стабилитрон VD 2, диод VD 1 и конденсатор С4, который гасит избыточное напряжение сети. Пороговое устройство имеет гистерезис своей характеристики, что обеспечивает устойчивое срабатывание автомата при переходе из одного режима работы в другой.

Утром, когда естественная освещенность увеличивается, происходит обратный процесс, и осветительная лампа гаснет.

Фотодатчик размещают в месте, защищенном от прямых солнечных лучей, атмосферной влаги и света осветительных ламп. Его можно поместить в стеклянную пробирку, которая затем надежно герметично закупоривают. Если мощность осветительных ламп больше 500 Вт, то симистор устанавливают на теплоотводящий радиатор.

Налаживание автомата сводится к установке резистором R 2 требуемого порога срабатывания.

«Конструкции на логических

элементах цифровых микросхем»

Автомат уличного освещения

Схема автомата, позволяющего включать вечером и выключать утром уличное освещение, показана на рисунке 3.

Датчиком освещения является фоторезистор R 4. Когда он затемнен, его сопротивление велико (несколько мегаом), на входах логического элемента DD 1.1 – напряжение высокого уровня, такое же напряжение на выходе элемента DD 1.2. Транзистор VT 1 и VS 1 открыты, и уличные осветители EL 1 включены.

При наступлении рассвета сопротивление фотодатчика R 4 уменьшается, логические элементы DD 1.1 и DD 1.2 переключаются в противоположные состояния, транзистор VT 1 и тиристор VS 1 закрываются и фонари на улице гаснут.

На логических элементах DD 1.1, DD 1.2 и резисторах R 2, R 3 выполнен триггер Шмитта. Это устройство, как и обычный (счетный) триггер, обладает двумя устойчивыми состояниями. Но в отличии от счетного триггера, состояние которого изменяется после прихода очередного импульса на вход, триггер Шмитта переключается при изменении уровня входного напряжения. Можно так подобрать резисторы R 2 и R 3, что пороги переключения при увеличении входного напряжения и при его уменьшении не будут равны между собой. Например, для нашего триггера при увеличении входного напряжения порог переключения может составлять 3В, а при уменьшении напряжения 2В. Разность порогов переключения называют гистерезисом триггера. Гистерезис тем больше, чем больше отношение R 2/ R 3.

Если в автомате не использовать триггер Шмитта (т.е. резистор R 3 исключить, а R 2 замкнуть накоротко), то при изменении освещенности может наблюдаться мерцание осветительных ламп, при этом на выходе элемента DD 1.2 будет напряжение, находящееся между напряжениями низкого и высокого уровней. В триггере Шмитта такого не может быть, поскольку обратная связь через резистор R 3 с выхода элемента DD 1.2 на вход элемента DD 1.1 ускорит процесс переключения, сделает его лавинообразным. Такую обратную связь называют положительной.

В качестве датчика освещенности можно использовать фоторезисторы ФС-К (с любыми цифрами), а также фотодиоды ФД-1, ФД-2, ФД-3 (подключают катодом к резисторам R 1, R 2).

Фотодатчик следует располагать в таком месте, куда не попадает прямой свет фонарей EL 1, иначе автомат будет работать неустойчиво. Резистором R 1 можно изменять уровень освещенности, при котором включаются и выключаются осветители. Разницу в порогах включения и выключения осветительных ламп можно изменять подбором резистора R 2.

Максимальная мощность осветительных ламп определяется типами тиристора VS 1 и диодов VD 2- VD 5. В данном случае она составляет 2 кВт. Тиристор и диоды устанавливают на радиаторы.

Фотореле в подъезд

Схема прибора, показанная на рис.4, устанавливается в подъезде жилого дома и включает в нем освещение с наступлением темноты, а на рассвете выключает его.

При освещении фоторезистора R 4 его сопротивление снижается, падение напряжения на нем уменьшается, транзистор VT 1 закрывается, реле К1 и лампа EL 1 выключаются, при затемнении фоторезистора все происходит в обратном порядке и лампа включается. Конденсатор С1 – К73-17. Его можно заменить пленочным конденсатором зарубежного производства на напряжение не менее 630 В постоянного или 275 В переменного тока. Вместо зарубежного транзистора SS 9013 H подойдет КТ680А. Фоторезистор установлен импортный. Его сопротивление, равное 30 кОм в темноте, при дневном свете уменьшается до 6 кОм.

Реле использовано с обмоткой сопротивлением 1600 Ом. Измеренный мультиметром ток срабатывания – 2,58 мА. Контакты реле должны быть рассчитаны на коммутацию соответствующей нагрузке.

Простой выключатель ночного освещения

Одно из достоинств микросхемы – фазового регулятора КР1182ПМ1 в том, что для управления нужно изменять сопротивление между двумя выводами 6 и 3, на которых имеется постоянное напряжение. Это позволяет вместо переменного резистора, положенного по типовой схеме, использовать различные схемы на транзисторах и цифровых микросхемах.

На рисунке 5 приводится схема простого сумеречного выключателя, включающего на участке с наступлением темноты, и выключающего его на рассвете. Благодаря тому, что управляет лампой не ключ, а фазовый регулятор, лампа включается не сразу, а постепенно. Это способствует долговечности лампы накаливания.

Резистор R 2 служит для установки порога включения / выключения, резистор R 3 – для установки яркости максимальной освещенности. Мощность лампы не более 150 Вт.

Автомат уличного освещения

На рис.6 показана схема фотореле, предназначенного для включения света в темное время суток и включение на рассвете.

Рис.6 Принципиальная схема и печатная плата фотореле

Фотодатчик – VT 1 используется с «шариковой» компьютерной мыши и представляет собой пару фототранзисторов без базовых выводов, расположенных в одном корпусе. Фототранзисторы структуры n — p — n , коллектора соединены вместе и выведены на средний вывод корпуса, а эмиттеры – на крайние.

За включение света отвечает левый по схеме фототранзистор датчика VT 1. Порог снижения освещенности, при достижении которого должна включится осветительная лампа, устанавливается резистором R 1.

Схема выключения (на правом транзисторе VT 1) работает противоположным образом. Подстроечным резистором R 2 устанавливают уровень, при возрастании освещенности до которого осветительная лампа должна выключиться.

Автомат включения уличного освещения на транзисторах

Датчик фотореле размещается на улице, защитив его от прямого попадания искусственного света. Реле срабатывает с наступлением ночного времени суток и автоматически включает питание лампы уличного освещения или лестничной клетки, а утром выключать его.

Принципиальная схема представлена на рис.7.

Схема фотореле обладает неплохой чувствительностью, так как для его питания используется более высокое напряжение – около 18В. Контакты К1.1 электромагнитного реле К1, используемого в автомате, нормально замкнутые.

В ночное и вечернее время суток фоторезистор R 1 (ФСК-1) освещен очень слабо и его сопротивление составляет несколько сотен килоом. При этом коллекторные токи транзистора VT 1, в базовую цепь которого включен фоторезистор, и транзистора VT 2, база которого соединена непосредственно с эмиттером первого транзистора, не превышает тока отпускания электромагнитного реле К1. В это время осветительная лампа Н1, подключенная к электроосветительной сети через нормально замкнутые контакты К1.1 реле, горит.

С наступлением рассвета фоторезистор освещается все сильнее и его сопротивление уменьшается до 80 – 100кОм. При этом токи транзисторов усилителя увеличиваются. При токе 20 – 25 мА реле срабатывает и его контакты, размыкаясь, разрывают цепь питания осветительной лампы. А вечером, когда сопротивление фоторезистора снова начнет увеличиваться, а коллекторные токи соответственно уменьшаться, реле отпустит и замыкающими контактами включит освещение.

Выпрямитель автомата двухполупериодный. Выпрямленное напряжение сглаживается конденсатором С1 и стабилизируется двумя стабилитронами V 5 и V 4 серии Д809 (можно Д814Б). Номинальное напряжение конденсатора С1 не должно быть меньше 25В.

В автомате используется реле типа РЭС-22 (паспорт РФ4.500.131), РСМ-1 (паспорт Ю.171.81.37) или другое аналогичное с обмоткой сопротивлением 650-750 Ом.

Для увеличения задержки времени выключения осветительной лампы питающее напряжение автомата надо уменьшить на 3-4 В, а для уменьшения, т.е. более раннего выключения, наоборот, увеличить на 3-4 В. Это можно сделать при использовании в блоке питания стабилитронов с другими напряжениями стабилизации: в первом случае – стабилитронов Д808 или одного (вместо двух) стабилитрона Д813, во втором – трех стабилитронов Д808 или двух стабилитронов Д811 или Д814Г. Чувствительность автомата можно также регулировать подбором резистора R3 .

Устанавливаем автомат включения уличного освещения своими руками

Электрик в доме

Энциклопедия об электричестве от А до Я

Найдите лучшего мастера или фирму в своем городе

Монтируем наружную сеть освещения

Автоматы отключения уличного освещения в последнее время пользуются все большим спросом. Ведь многие озаботились проблемой освещения придомовой территории.

Каждому хочется выполнить наружное освещение максимально эффективным, экономным и безопасным. И вводные автоматы, датчики управления освещением, и схемы освещения становятся все более востребованными. Поэтому и мы решили уделить этому вопросу внимание.

• Варианты схем ручного управления наружным освещением Ручное включение наружного освещения
• Включение наружного освещения от кнопки

Автоматическое включение освещения

Использование в качестве вводных автоматов датчиков

Схема включения наружного освещения с использованием датчика движения

Схема включения наружного освещения от датчика освещенности

Схема включения мощного наружного освещения от датчика освещенности

Вывод

Варианты схем ручного управления наружным освещением

На данный момент представлено богатое разнообразие схем выполнения наружного освещения. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

Недостатки в большинстве случаев сводятся к конечной стоимости освещения, поэтому наша инструкция предлагает варианты схем освещения от самой дешевой к самой дорогой.

Ручное включение наружного освещения

Первый, и, пожалуй, самый простой способ, это включение освещения посредством воздействия на автоматический выключатель системы наружного освещения. В этом случае загораются сразу все лампы наружного освещения, если они не имеют отдельных выключателей. Схема не требует особых изысков и максимально надежна.

Включение освещения от выключателя

• Для создания такой схемы освещения нам потребуется только вводной автомат, от которого будет запитана вся сеть освещения. Но здесь есть несколько нюансов.
• Согласно п.6.2.3 ПУЭ, каждая группа освещения может содержать не более 20 ламп. Кстати, это правило распространяется и на другие схемы освещения.
• Так же, согласно п.6.2.2. ПУЭ, автомат отключения уличного освещения не должен иметь номинал выше 25А. Но если монтируется одна группа освещения, то обычно хватает автомата с номиналом в 10 или 16А.
• Обычно вводной автомат устанавливается в распределительном шкафу в помещении. В этом случае пыле и влагозащищенность не имеют значения. Если же вводной автомат устанавливается в специальном шкафу вне помещения, то его защищенность должна быть не ниже IP 44.

Обратите внимание! Если электрический аппарат устанавливается вне помещения, то уровень защиты имеет важное значение. Первая цифра обозначает уровень пылезащищенности и может варьировать от 0 до 6. Вторая цифра обозначает уровень влагозащищенности и может варьировать от 0 до 8. Чем выше этот показатель, тем лучше.

Включение наружного освещения от кнопки

Ходить к распределительному щитку и постоянно включать и отключать свет — достаточно обременительно. Поэтому некоторые установили кнопки в удобном месте и производят эти операции от них. Это более удобно, но требует установки дополнительного оборудования.

Схема включения освещения от кнопочного поста через пускатель

• Схема автомата включения освещения в этом случае такова: сразу после группового автомата устанавливается пускатель. К пускателю подключаются выводы вводного автомата и запитываемая сеть освещения.
• В удобном для вас месте устанавливается кнопочный пост. Он должен содержать кнопки включить и отключить. С кнопочного поста подается питание на катушку пускателя.
• При нажатии кнопки включения цепь катушки пускателя замыкается, и он подтягивается, тем самым включая вашу сеть освещения. Благодаря собственным контактам, пускатель становится на самоподхват и находится в сработанном состоянии до нажатия кнопки «Стоп».
• При нажатии нормально замкнутой кнопки «Стоп» цепь размыкается и пускатель отпадает. Благодаря этому освещение отключается.
• Такой способ включения уличного освещения позволяет одним нажатием включить сразу несколько групп освещения. Главное, все их подключить к пускателю.

Виды датчиков света

Обычный сенсор освещенности

Если автомобиль не оснащен таким устройством, то его без труда можно установить самому. Стоит система недорого. Достаточно закрепить датчик, подключить реле и правильно соединить провода с электропроводкой автомобиля. Система будет исправно работать.

Встроенный датчик освещенности

Встроенные компоненты контроля освещенности идут в более дорогих комплектациях автомобилей. Как правило, набор их функций более широкий. Можно настроить систему на включение света в салоне, включение и выключение подсветки приборной панели.

Комбинированный датчик освещенности

Часто датчик света может быть объединен в одном устройстве с датчиком дождя. В этом случае он крепится в верхней части лобового стекла. Если с датчиком света все понятно, то в основе работы датчика дождя также лежат фотодиоды и фотоэлементы. Если на лобовое стекло попадают капли дождя, то проходящий свет преломляется по-другому и рассеивается на обратном пути. Фотоэлементы это улавливают и включают стеклоочистители. При сильном дожде автоматически включаются и фары. Водители отмечают, что система работает корректно и правильно. Водителю не нужно включать стеклоочистители всякий раз, когда намокнет стекло. Фотоэлемент определяет уровень воды на стекле и интенсивность дождя и корректирует частоту взмахов стеклоочистителей самостоятельно. В некоторых моделях при дожде включается подогрев стекла, чтобы предотвратить его запотевание.

Автоматическое включение освещения

Использование в качестве вводных автоматов датчиков

Все это «дедовские» методы, но ведь современные технологии не стоят на месте. Сейчас все большее распространение получают схемы с использованием датчиков движения или освещенности. Эти приборы позволят вам полностью устраниться от управления сетью освещения.

На фото представлены разнообразные датчики движения

• Датчики освещенности срабатывают при снижении уровня освещения до определенного уровня. Благодаря наличию регулировки, вы самостоятельно сможете выставить этот уровень.
• Датчики движения срабатывают при наличии движения в определенном секторе. Он так же имеет регулировку по уровню этого движения, что позволит вам исключить ложное включение от пробежавшего кота. Кроме того, датчики движения оборудованы настраиваемыми таймерами задержки выключения после срабатывания.
• Также в продаже имеются совмещенные датчики движения и освещенности, которые срабатывают при наличии обоих факторов. В большинстве случаев они имеют возможность регулировки обоих параметров, а также времени задержки отключения.
• Характеристики автоматов освещения на основе датчиков имеют не мало параметров. В первую очередь, это, конечно, номинальный ток, которые они способны коммутировать. Обычно он составляет 6 или 10А. Для коммутации больших токов используют схемы, о которых мы расскажем ниже.

Обратите внимание! Справедливости ради стоит отметить, что можно отыскать модели с номиналом и в 25А. Но в большинстве случаев цена такого фотореле достаточно высока, а заявленные номинальные параметры не всегда отвечают действительности.

• Так как датчики предназначены для наружной установки, то нельзя забывать об их защите. Здесь так же лучше выбирать приборы с IP 44 и выше.
• Для датчиков движения очень важным параметром является угол обзора. Он может варьироватьcя до 360⁰. От его величины зависит и цена. Поэтому если вам нужен узконаправленный датчик, например, на садовую дорожку, то стоит выбирать изделия с меньшим углом. Если же вы собрались контролировать движение на детской площадке или поляне, то вам нужен датчик с большим углом обзора.

Разнообразные датчики освещенности

• Характеристика автомата для освещения такого типа включает в себя и номинальную мощность прибора. Но обычно она крайне мала и не является существенной для сети освещения.
• Также можно отметить разные возможности по регулировке датчиков освещенности и движения. Разница может достигать десятки раз, но, откровенно говоря, регулировку вы выполните один раз при установке и больше она вам не потребуется. А вот таймер, который имеется на датчиках движения и совмещенных моделях, может быть весьма полезен. Обычно он позволяет варьировать в пределах 5 минут, но можно найти модели и с большей задержкой.

Схема включения наружного освещения с использованием датчика движения

Датчики движения устанавливают как автомат на освещение определенного участка. Это может быть садовая дорожка, подъездная дорога к гаражу, в общем, там, где свет нужен лишь на небольшой промежуток времени.

Схемы подключения датчиков движения

• Обычно схема такого подключения выглядит так. От группового автомата питание подается на несколько линий. На требуемой линии мы устанавливаем датчик движения, который работает по принципу обычного выключателя.
• Так же возможен вариант установки датчика движения не после группового автомата, а после датчика освещенности. То есть групповой автомат коммутирует и обеспечивает электрическую защиту группы. Затем стоит датчик освещенности, который при снижении освещенности включает всю группу. И только при срабатывании датчика освещенности начинает работать датчик движения.
• Такая схема хороша, если вам необходимо обеспечить включение части освещения просто при потемнении, а часть освещения должна включаться только при присутствии человека.
• Если же вам надо, чтобы все имеющееся наружное освещение включалось только при наличии человека и в темное время суток, то идеальным решением будет совмещенный датчик освещенности и движения.

Схема включения наружного освещения от датчика освещенности

Мы уже частично описали основные варианты использования датчика освещенности выше. Но давайте более подробно остановимся на схеме его подключения.

Схема подключения датчика освещенности

• От нашего группового автомата в распределительном щите прокладываем провод к датчику освещенности. Для коммутации сети освещения нам необходимо подключить фазный провод от автомата и фазный провод, идущий непосредственно к светильникам. Кроме того, для работоспособности прибора нам необходимо подать ноль на соответственно обозначенный вывод датчика. Более детально с этим процессом вы можете ознакомиться на видео, представленном на нашем сайте.

Обратите внимание! Место установки датчика освещенности очень важно. Оно не должно располагаться в зоне освещения светильников. Иначе при включении освещения датчик отключит его. Также место установки не должно попадать в зону тени от деревьев или строений. Это может привести к ошибочному включению освещения.

• Если вы используете датчик освещенности для включения более 20 ламп, то, согласно п. 6.3.4 ПУЭ, вам следует установить дополнительные автоматы защиты. Их можно установить в распределительном щите рядом с вводным автоматом. Но в этом случае стоимость монтажа сильно возрастет. Да, датчик на большой номинальный ток обойдётся не дешево. Поэтому чаще используют другой вариант.

Схема включения мощного наружного освещения от датчика освещенности

А вот какой автомат ставить на освещение, если нам необходимо, чтобы при потемнении включалось сразу несколько групп. При этом суммарная нагрузка может превышать и 25 и 32 А. Для этого используется схема совместного подключения датчика и пускателя.

Схема включения освещения от датчика освещенности через пускатель