Fotodaviklis (fotorelė) lauko apšvietimui: konstrukcija, veikimo principas ir montavimo patarimai

Fotorelė kaip apšvietimo prietaiso papildymas leidžia sumažinti elektros energijos sąnaudas. Šis nedidelis ir paprastos konstrukcijos įrenginys visiškai perima lempučių įjungimo / išjungimo valdymą pagal lauko apšvietimo lygį.

Sutemus lauko apšvietimo fotodetektorius įjungia apšvietimą prie namo, o auštant jį išjungia. Jis yra paprastas savo konstrukcija ir eksploatacija, tačiau prieš įsigyjant optimalų modelį reikia daug ką numatyti. Mes papasakosime, kaip išsirinkti idealų variantą.

Fotodetektoriaus veikimo principas

Lauko apšvietimu valdančios fotorelės (prieblandos jungiklio) pagrindas yra šviesai jautrus elementas, reaguojantis į esamą saulės ir dirbtinės šviesos ryškumą.

Sutemus fotodetektorius sujungia kontaktus ir tiekia elektros energiją lauko šviestuvams, sumontuotiems prie namo. O rytą, padidėjus šviesos srauto intensyvumui, jis vėl atjungia grandinę, išjungdamas apšvietimo elektros prietaisus.

Šviesai jautri relė automatiniu režimu valdo prie jos prijungto apšvietimo įrenginio darbą, išjungdama ir įjungdama jį pagal poreikį.

Dėl lauko apšvietimo schemoje esančios fotorelės namo savininkams nereikia nuolat vakare įjungti šviesos sodybos teritorijoje, o ryte išjungti – viskas vyksta automatiškai.

Tai žymiai sumažina lauko šviestuvų elektros energijos sąnaudas, taip pat prailgina jų tarnavimo laiką. Juk tokiu atveju jie veikia tik tada, kai to tikrai reikia, o ne 8–9 valandas per parą.

Privačiame sektoriuje tokios sistemos įrengiamos apšviesti:

• lauko laiptų;
• teritorijų prie kotedžų;
• parko ir sodo takų;
• pavėsinių, kepsninės zonų ir atvirų terasų.

Organizacijos fotoreles montuoja įrengdamos apšvietimą daugiabučių namų kiemuose, prekybos centruose ir daugiaaukščių pastatų laiptinėse, taip pat apšviesdamos lauko reklamines konstrukcijas. Visur tikslas vienas – taupyti elektros energiją ir apšvietimo prietaisų išteklius.

Paprasčiausios konstrukcijos nagrinėjamą perjungimo įtaisą sudaro maitinimo blokas, šviesai jautrus daviklis, srovės stiprintuvas ir perjungimo relė.

Yra keletas fotorelių tipų, tačiau visų jų veikimo principas yra vienas. Jame yra prie maitinimo prijungtas šviesai jautrus daviklis, kuris stebi apšvietimo lygį kontroliuojamoje teritorijoje.

Prasidėjus prietemai, šis jutiklis uždaro relę, įjungdamas lauko apšvietimą. Kai saulė vėl pakyla, vyksta atvirkštinis lauko šviestuvų išjungimas.

Pagrindinės elektros prietaisų rūšys

Bet kuri lauko apšvietimą kontroliuojanti fotorelė savo schemoje turi tris skirtingo funkcionalumo blokus:

1. Jutiklinis – fotodaviklis, pagrįstas puslaidininkiais.
2. Tarpinis – elektros srovės stiprintuvas.
3. Vykdomasis – pati relė (komutatorius).

Konstrukciškai pirmasis iš šių elementų gali būti išneštas iš bendro korpuso. Tačiau yra ir įrenginių, kuriuose šis šviesai jautrus jutiklis sumontuotas viename bloke su kitomis vidinės šio elektros prietaiso schemos dalimis.

Dėl kompaktiškumo šviesai jautrų daviklį galima montuoti net ant lauko apšvietimo stulpų, prie šviestuvo arba tiesiai ant jo.

Atitinkamai, visi apšvietimo kontrolės fotorelių modeliai skirstomi į:

• įrenginiai su įmontuotu fotoelementu;
• prietaisai su atskiru fotodavikliu, išneštu iš korpuso.

Įranga su įmontuotu jutikliu montuojama tiesiai lauke. Jos korpusas turi didesnę apsaugą nuo drėgmės ir dulkių. Antruoju atveju perjungimo blokas montuojamas ant DIN bėgelio namo viduje esančiame elektros skydelyje. O išorinis jutiklis prie jo jungiamas įprastiniais laidais.

Be apšvietimo lygio stebėjimo, tokios valdymo sistemos dažnai būna su įmontuotais judesio jutikliais, laikmačiais ir įvairiais valdymo mygtukais. Apšvietimo technikos parduotuvėse taip pat galima rasti fotorele, pagamintų ant skaitmeninių kontrollerių. Tačiau šie prietaisai kainuoja kelis kartus brangiau nei įprasti modeliai.

Skaitmeniniai įrenginiai yra brangūs, tačiau leidžia tiksliau valdyti apšvietimo prietaisus. Buitinių fotorele veikimo principas ir pagrindiniai elementai yra tokie patys kaip standartiniuose įrenginiuose.

Tačiau šie variantai papildyti mikrovaldikliu, kurį galima sureguliuoti taip, kad šviestuvai įsijungtų tik tam tikromis valandomis. Tai leidžia tiksliau suderinti relę, susiejant jos darbą su oro sąlygomis ir net metų mėnesiu.

Fotorelės parinkimas lauko apšvietimui

Prieš einant į parduotuvę įsigyti fotodetektorių lauko apšvietimo sistemai reguliuoti, reikėtų apsispręsti dėl prijungiamų šviestuvų kiekio ir tipo. Vienam ar dviem žibintams užtenka relės, prie kurios apšvietimo elektros prietaisai bus jungiami tiesiogiai.

Jei lempučių yra daug, fotorelė negalės atlaikyti per ją einančios srovės. Tokiu atveju reikalinga įranga su magnetiniu starteriu.

Čia šviesai jautrus jungiklis paleidžia specialų įrenginį, per kurį jau maitinamas apšvietimo aparatūra. Tai reiškia, kad daug kas renkantis fotodetektoriaus modelį priklauso nuo prie jo prijungtos šviestuvų schemos galios.

Ypatingo požiūrio ir privalomų išankstinių skaičiavimų reikalauja fotorele parinkimas sistemai lauko apšvietimo su saulės baterijomis. Jos galia ir prijungiamų prietaisų skaičius tiesiogiai priklauso nuo vidutinio metinio saulėtų dienų skaičiaus regione, taip pat nuo saulės kolektorių kiekio schemoje.

Kuo daugiau prie fotorele planuojama prijungti lempučių, tuo aukštesni turi būti jos perjungiamos srovės parametrai – rinkoje dabar yra prietaisų su vardine srove nuo 6 iki 63 amperų, yra iš ko rinktis.

Pagal prijungimo prie elektros tinklo tipą šviesą valdančios relės lauko apšvietimui skirstomos į:

• vienfazės (buitinės, tinklui 220 V);
• trifazės (tinklams 380 V).

Tačiau pati perjungimo relė ir visa schema su fotodetektoriumi maitinama 12 V įtampa, kuri gaunama iš žeminančio transformatoriaus. Pasirinkimas vienfazio ar trifazio prietaiso priklauso tik nuo prie jo prijungto lempučių tinklo ir jo suvartojamos galios.

Kai įrenginėjate lauko apšvietimo valdymo fotorelę privačiuose namuose, geriausia rinktis įprastus buitinius modelius, skirtus 220 V. Jų pakaks su atsarga, ypač jei prie jų bus prijungti ekonomiški LED šviestuvai.

Techniniai parametrai – į ką atkreipti dėmesį

Kai kurie importuoti elektros prietaisai yra skirti 110 arba 127 V tinklams. Retai, bet jų galima rasti apšvietimo technikos parduotuvėse. Tiesiog taip Rusijos 220 V tinkluose jie neveiks. Jiems reikės įrengti papildomą transformatorių. Geriau iš karto rinkitės tokią įrangą, su kurios prijungimu bus mažiau problemų.

Pirmas ir svarbiausias rodiklis – apsaugos laipsnis. Įrenginėdami atvirame lauke, rinkitės modelius su sandariu korpusu, atitinkančiu IP65 ar aukštesnį. O montuodami po stogu ar apsaugotoje skydinėje, puikiai tiks įrenginys su IP44.

Antras parametras – įsijungimo slenkstis, kuris išreiškiamas liuksais. Paprastai tai yra nuo 2 iki 50 lx diapazonas. Fotorelė turi šio rodiklio reguliavimą, kad galėtumėte jį nustatyti pagal savo asmeninius pageidavimus. Įrenginį su nereguliuojamu įsijungimo slenksčiu verta įsigyti tik kraštutiniu atveju.

Trečias rodiklis – prijungiamų lempų tipas. Neretai fotorelė skirta tik darbui su kaitrinėmis lemputėmis, kurios sukuria aktyvią apkrovą.

Prijungdami liuminescencinius prietaisus, turinčius reaktyviąją apkrovą, naudokite kitokį prieblandos jungiklių tipą. O prijungdami gyvsidabrinius arba natrio šviestuvus, rinkitės įrangą su papildoma apsaugine grandine, skirta paleidimo srovės šuoliams.

Rinkdamiesi relę su nuotoliniu fotoelementu, atsižvelkite į tarp jų esančio kabelio ilgį – jis turi tam tikrus apribojimus, jo negalima pakeisti ilgesniu.

Ir paskutiniai parametrai – gabaritai ir svoris. Didžiausia pagal dydį fotorelės dalis yra maitinimo blokas su žeminančiu transformatoriumi viduje. Pats fotodetektorius (LED) yra labai mažų gabaritų.

Daug daugiau vietos užima kontaktorius arba magnetinis paleidiklis, per kuriuos prijungiami apšvietimo prietaisai. Visa tai turėtų tilpti elektros skydinėje arba prie šviestuvo.

Ar svarbios papildomos funkcijos?

Daugelis šviesą valdančių relių modelių yra papildomi judėjimo jutikliu ir laikmačiu. Pirmasis užtikrina, kad apšvietimas būtų įjungtas tik žmogui judant kontroliuojamoje teritorijoje, o antrasis leidžia visiškai išjungti prietaisą dieną, nepriklausomai nuo natūralios šviesos lygio.

Iš tiesų visi fotodetektoriai jau gamykloje sureguliuojami taip, kad paprasčiausiai neįsijungtų nuo trumpalaikio apšvietimo pro šalį važiuojančio automobilio žibintais.

Brangiausi modeliai yra fotorelės su elektroniniu ekranu ir programuojamu valdikliu. Šie prietaisai leidžia kiekvienam sezonui ir atvejui nustatyti savo darbo programą.

Pavyzdžiui, žiemą apšvietimas įsijungs anksčiau, o vasarą vėliau. Taip pat galima numatyti, kad pati relė kartu su lauko šviestuvais išsijungtų po pirmos nakties valandos, kad jie nenaudotų energijos veltui.

Apšvietimo jutiklio montavimo niuansai

Šviesą kontroliuojantis prietaisas paprastai montuojamas šalia prie jo prijungiamo šviestuvo. Kiekvienam modeliui jungties schema parenkama pagal techniniame pase pateiktą instrukciją. Prieš pradedant darbus ją būtina išstudijuoti.

Ypatingų įgūdžių montavimui nereikia. Tereikia viską apskaičiuoti taip, kad apšvietimo elektros prietaisai neperkrautų linijos. Fotorelė tinklui beveik nesuteikia apkrovos. Tačiau PĮP skirstomajame skyde ir pats fotod jutiklis turi būti parenkami atsižvelgiant į prijungiamų lempučių skaičių ir galią.

Norint savarankiškai įrengti fotorelę, pakanka turėti minimalių žinių elektros instaliacijos srityje ir laikytis paprasčiausių jos atlikimo saugos taisyklių.

Yra keletas paprastų fotojautrių relių montavimo normų:

1. Prijungti prieblandos jungiklį ir visą po jo esančių apšvietimo įrenginių liniją rekomenduojama prie atskiros linijos iš elektros skydo su savo apsauginiu automatu.
2. Griežtai draudžiama montuoti fotod jutiklį aukštyn kojom. Viena jo pusė turi būti atvira saulės šviesai, o iš kitos pusės ant jo turi kristi dirbtinio apšvietimo lempų šviesa.
3. Šio elektros prietaiso negalima montuoti šalia degių medžiagų, šildymo įrangos ir chemiškai aktyvių aplinkų.
4. Jei prie fotorelės prijungiama daug lempučių, schemoje būtina numatyti magnetinį paleidiklį.

Svarbiausia – šviesa iš bet kokių šviestuvų neturi patekti į fotoelementą. Priešingu atveju jis nuolat veiks ne taip, kaip turėtų. Fotod jutiklis reaguoja į bet kokią šviesą. Nesvarbu, ar tai dirbtinis apšvietimas, ar natūrali saulės šviesa.

Apšvietimo prietaisų prijungimo prie fotorelės schema (tiesioginė arba per paleidiklį) parenkama atsižvelgiant į bendrą prijungiamų šviestuvų galią.

Ant fotorelės korpuso yra planas su visų iš jo išeinančių laidų spalviniais žymėjimais. Paprastai rudas eina į fazę iš skydo („L“), mėlynas į nulį („N“), o raudonas arba juodas – į lauko apšvietimo šviestuvą. Tereikia nuvalyti šių gyslų galus ir viską prijungti pagal pridedamą elektros schemą.

Jei fotod jutiklis turi du kontaktus, vienas iš jų prijungiamas prie fazės iš skydo, o kitas eina į šviestuvą. Nulis šiuo atveju nenaudojamas.

Prijungiant lauko apšvietimą per magnetinį paleidiklį, jis prie fotorelės jungiamas taip pat kaip lemputė. O patys apšvietimo prietaisai maitinami jau nuo jo.

Tokiu atveju relė uždaro ne lemputę maitinančią grandinę, o tik paleidiklį. Per tokios schemos jungiklį teka minimali srovė, todėl tiks pigesnis ir mažiau galingas prietaisas. Visa apkrova čia perkeliama išoriniam kontaktoriui.

Apie tai, kaip pasirinkti šviestuvus lauko apšvietimui su saulės baterijomis, išsamiai aprašyta kitame straipsnyje, kurį rekomenduojame perskaityti.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Sunkumų su šviesos jutiklio pasirinkimu ir įjungimu į lauko apšvietimo sistemą neturėtų kilti. Viskas labai paprasta. Toliau pateikta vaizdo medžiaga padės net pradedantiesiems elektrikams suprasti visas šio prietaiso montavimo subtilybes.

Vaizdo įrašas #1. Visi fotodaugčio „diena-naktis“ prijungimo niuansai:

Vaizdo įrašas #2. Lauko naktinio apšvietimo įjungimo/išjungimo fotorelės apžvalga:

Vaizdo įrašas #3. Prieblandos jungiklio prijungimo per išorinį kontaktorių schemos aprašymas:

Šviesą valdančios relės montuojant su lauko apšvietimo prietaisais yra paprastos konstrukcijos ir prijungimo. Jos labai palengvina gyvenimą privačių namų savininkams ir leidžia sumažinti energijos suvartojimą. Tokių įrenginių modelių parduotuvėse yra nemažai. Visada galima pasirinkti su reikalingais parametrais konkrečiai situacijai.

O jei turite žinių ir patirties elektrotechnikoje, panašią fotorelę galima surinkti iš fotodiodo, paprasto diodo, relės ir poros tranzistorių su rezistoriais.

Rašykite komentarus žemiau esančiame bloke. Užduokite klausimus dėl ginčytinų ar sudėtingų momentų. Dalinkitės savo nuomone, naudinga informacija ir nuotraukomis straipsnio tema.