Jak vybrat, nakonfigurovat a zapojit fotorelé pro venkovní nebo vnitřní osvětlení » Informace pro elektrikáře

Na začátku minulého století existovala v mnoha městech jedinečná profese – lampář. Jednalo se o muže, který se zabýval venkovním pouličním osvětlením. Za soumraku každý den zapaloval lucerny a ráno je zhasínal.

V dnešní době řeší problematiku osvětlení automatická zařízení tzv „soumrakové spínače“ nebo „fotografická relé“.

Внешний вид

Soumrakové spínače jsou vyráběny výrobci s různými elektrickými charakteristikami, výkonnostními parametry a provedením pro různé účely.

Mohou být vytvořeny pro práci v uzavřených prostorách, například pro osvětlení schodišť, nebo použití venku pod vlivem srážek.

Princip

Všechna fotorelé spojuje skutečnost, že fungují podle jediného zákona, což demonstruje níže uvedené schéma.

Světelný tok slunečního záření je vnímán speciálním senzorem, který generuje elektrický proud o úměrné velikosti. Jak se osvětlení zhoršuje, hodnota generovaného proudu klesá. Vzhledem k tomu, že fotografie je velmi malá, je zesílena a přiváděna do relé – aktuátoru, který ve svém návrhu kombinuje logickou část.

Reléové kontakty ovládají činnost svítilen nebo v případě potřeby startéru výkonných světlometů.

Fotocitlivý prvek může mít jiné zařízení a fungovat na základě:

• fotorezistor, který mění svůj elektrický odpor vlivem světelného toku;
• fotodioda, která přeměňuje světlo na elektrické náboje v důsledku procesů probíhajících v pn přechodech;
• fototranzistor, který přeměňuje světelný tok na pohyb elektrických nábojů v důsledku vedení elektronovou dírou;
• fototyristor – optoelektronické polovodičové zařízení s designem připomínajícím běžný tyristor;
• fototriak s vícevrstvou strukturou.

Fotorezistor je polovodičový produkt, který vlivem měnícího se toku světelných kvant úměrně transformuje svůj elektrický odpor.

Když je fotorezistor připojen ke zdroji stabilizovaného EMF, v obvodu se vytvoří proud přes zatěžovací odpor R v závislosti na osvětlení.

Fotodioda přeměňuje světelné záření na elektrický proud a může pracovat v následujících obvodech:

• s přiloženým externím zpětným napětím;
• bez něho.

Fototranzistor je obyčejný tranzistor, který je citlivý na světelný tok. Může být vyroben jako tranzistor s efektem pole nebo bipolární tranzistor se strukturou npn nebo pnp a bází, která je ozařována světlem. Změna intenzity osvětlení ovlivňuje hodnotu elektrického proudu v připojeném obvodu.

Fototranzistory jsou citlivější na světlo než fotodiody. Proto je jejich použití perspektivnější.

fototyristor funguje také jako analog klasického tyristoru, ale je řízen světelným tokem a přepíná ze zavřeného stavu do otevřeného stavu (a zpět), když osvětlení dosáhne určitých prahových hodnot.

Velikostí proudu procházejícího řídicí elektrodou lze upravit nastavení pro činnost fototyristoru.

Fotosemistor má větší počet vrstev s elektronickou a dírkovou vodivostí, je náročnější na výrobu. Řídí ho ale také tok světla dopadajícího na něj, který ozařuje jednu z volných polovodičových vrstev.

Více informací o konstrukci fotosenzorů (fotodezory, fotodiody a fototranzistory) naleznete zde: Fotosenzory a jejich aplikace

Hlavní technické charakteristiky

Výběr foto relé pro různé provozní podmínky je ovlivněn:

• citlivost fotobuňky na světelný tok;
• napájecí napětí;
• energie spotřebovaná osvětlovacími zařízeními;
• provozní prostředí obklopující soumrakový spínač.

Citlivost je určena poměrem vytvořeného fotoproudu k hodnotě světelného toku dopadajícího na světelný prvek. Měří se v [μA/lm]. Protože fotobuňky reagují na intenzitu a frekvenci světla, dělí se citlivost na:

• spektrální, spojený s frekvencí;
• integrální, charakterizovaný intenzitou dopadajícího světelného toku.

Spektrální fotosenzitivita používá se k vyhodnocení výkonu fotobuňky při jedné specifické frekvenci světelných vibrací, například neviditelné infračervené oblasti. Integrální citlivost je navržena tak, aby analyzovala a provozovala celý celkový tok světla, který má spektra od ultrafialového po infračervené.

Jmenovité napětí foto relé uvedené v dokumentaci a na těle samotného zařízení. Zařízení vyrobená v zahraničí nemusí být vhodná pro provoz v zemích SNS z důvodu různých napájecích napětí používaných v různých zemích světa.

Napájení svítidel připojených k fotorelé vytváří zátěž na výstupních kontaktech zařízení, která se může spálit, pokud jsou překročeny přípustné konstrukční hodnoty. Proto je při výběru designu soumrakového spínače vždy věnována pozornost této otázce.

V případě, že již existuje jistá model foto relé, který je vhodný ve všech ohledech kromě hodnoty připojené zátěže, pak můžete použít přídavné zařízení – stykač nebo startér, ovládaný přivedením napětí na jeho vinutí z fotorelé. V tomto případě výkonové kontakty startéru spolehlivě přepnou zátěž z výkonných lamp.

Běžné soumrakové spínače jsou navrženy pro práci s žárovkami, které spotřebovávají aktivní zátěž. Fluorescenční a energeticky úsporné světelné zdroje vytvářejí další reaktivní složku, která omezuje množství spotřebované energie. Při jejich použití byste měli vytvořit rezervu pro připojenou zátěž.

Určitý vliv na jeho činnost má pracovní prostředí, ve kterém je fotorelé umístěno. Pro venkovní provozní podmínky je nutné umístit soumrakový spínač do utěsněného pouzdra, které chrání elektroniku před deštěm, vlhkostí, prachem a při nízkých teplotách dodatečně zahřívat.

Zařízení pracující v obytných oblastech takovou ochranu nevyžadují.

Jak připojit foto relé k lampám

Schéma instalace soumrakového spínače obvykle vyznačeno na jeho těle a uvedeno v dokumentaci výrobce. Pro připojení se obvykle používají tři vodiče:

• pracovní síťová nula, používaná pro foto relé a lampy současně;
• fáze, která je přiváděna na vstup zařízení;
• potenciální vodič vycházející z fotografického relé do lampy.

Použití technologií mikroprocesorových zařízení pro fotorelé umožnilo vybavit je různými funkcemi, které zohledňují specifické provozní podmínky, například zavést do algoritmu jejich činnosti pohybová čidla nebo časovač.

Schematicky jsou kontakty časovače a snímače pohybu znázorněny se sériovým připojením k zátěži, ale pro spínání složitých světelných obvodů u drahých modelů lze v logickém bloku použít speciální algoritmy s přihlédnutím ke konkrétním úkolům.

Například fotografická relé používaná pro venkovní osvětlení lze upravit tak, aby reagovala na světlomety automobilů projíždějících kolem zařízení. To eliminuje časté spouštění a zvyšuje spolehlivost zařízení.

Pohybové čidlo s časovačem na soumrakovém spínači instalované ve vchodu bytového vícepodlažního domu umožňuje výrazně šetřit energii. Lampy se rozsvítí, když se člověk objeví na jakémkoli odpočívadle na dobu dostatečnou k tomu, aby prošla schody. Jsou automaticky vypnuty.

Nastavení parametrů odezvy fotorelé

U jednoduchých konstrukcí jsou všechna nastavení nastavena ve výrobě a nelze je upravovat během provozu.

Na vylepšených fotografických relé můžete změnit:

• citlivost na světelný tok dopadající na fotobuňku;
• doba odezvy časovače;
• parametry pro spouštění pohybového senzoru.

Tyto parametry a jejich ovládání jsou uvedeny v technickém popisu.

Příklady montáže běžných soumrakových spínačů

Níže uvedených 6 fotografií jasně ukazuje, jak dobře tři různí elektrikáři vykonávají stejný typ práce. Je třeba poznamenat, že všechna vyobrazená svítidla jsou ovládána soumrakovými spínači při různých úrovních osvětlení.

1. Fotoštafeta nad vchodem do malého nákupního centra je krásně nainstalovaná.

2. Instalace svítidla s fotorelé nad vstupní dveře výrobního podniku.

3. Tři možnosti osvětlení s fotografickými relé na různých podestách stejného vchodu, které provedl elektrikář bytových a komunálních služeb.

Na závěr článku bych se chtěl zeptat, co si myslíte o práci takových mistrů?

PS Tento článek je ve formátu PDF: https://electrik.info/fotorele.pdf

• Jak vybrat termostat pro elektrický topný kotel
• Bezdrátové pohybové senzory
• Jak fungují infračervené snímače pohybu a jak fungují?

Doufám, že vám tento článek pomohl. Podívejte se také na další články z kategorie Elektrická energie doma a v práci » Automatizační zařízení

Přihlaste se k odběru našeho telegramového kanálu „Automatizace a robotika“ (moderní technologie, inovace a budoucnost automatizace). Klikněte na odkaz níže a zůstaňte v centru toho, co se děje ve světě automatizace: automatizace a robotika

Sdílejte tento článek se svými přáteli:

Fotorelé nebo světelné relé je zařízení určené k zapínání a vypínání osvětlení, zejména pouličního osvětlení, při změně úrovně osvětlení.

Jeho schéma zapojení závisí na modelu, výkonu osvětlovacích zařízení, která jsou k němu připojena, a nosnosti samotného zařízení.

• monoblok;
• s dálkovým světelným senzorem.

Princip činnosti a strukturální schéma jsou stejné a jsou znázorněny na obr. 1.

Procesorová deska je napájena napětím 220 voltů, které slouží jak k napájení samotného relé, tak k napájení osvětlovacího zařízení.

Elektrická část je řízena světelným senzorem. Nejčastěji se k těmto účelům používá fotorezistor, který mění svůj odpor v závislosti na osvětlení.

Po dosažení nastavené hodnoty se aktivuje elektronika (komparátor) a sepne spínací relé, které sepne nebo rozpojí kontakty, přes které je napětí přiváděno do osvětlovacího zařízení. Mnoho modelů má nastavení prahu odezvy (citlivosti).

Světelný senzor by měl být umístěn přirozeně venku a tak, aby nebyl vystaven osvětlení z umělých světelných zdrojů: lamp, luceren, bodových světel, světlometů automobilů.

V případě monoblokového provedení jsou fotorezistor a řídicí obvod umístěny v jednom krytu, takže fotorelé musí být instalováno venku.

• napěťové přípojky;
• není třeba provádět spínání silových obvodů venku;
• možnost implementace různých provozních režimů.

SCHÉMA ZAPOJENÍ FOTORELÉ

V závislosti na provedení může mít zařízení různá pouzdra a svorky pro připojení. Pokud je zajištěno externí připojení světelného senzoru, má provedení vzhled znázorněný na obr. 2).

• N – neutrální vodič (nula);
• L – fáze;
• C – lampa;
• B1,B2 – externí čidlo.

Schéma zapojení pro tento návrh bude tedy vypadat takto (obr. 3):

Relé pro spínání světel vyrobené ve formě monobloku může mít tři flexibilní svorky různých barev.

Tělo takového zařízení zpravidla obsahuje schéma jeho zapojení, které ukazuje, jaký barevný vodič by měl být kam připojen.

Vypadá to nějak podobně, jako je znázorněno na obrázku 4.

Zde je fázový vodič označen hnědě, nulový vodič modře a obvod pro připojení osvětlení červeně.

Vezměte prosím na vědomí obecné pravidlo: fáze je vždy zahrnuta v přerušení relé.

Existují situace, kdy je nutné připojit výkonná osvětlovací zařízení, například bodové světlo, a kontakty světelného relé nejsou pro takové proudy navrženy.

V tomto případě lze použít mezilehlé relé (obr. 5).

• samostatně pro zapnutí „startu“;
• a vypnout funkci „zastavit“.

V našem případě je tato možnost nemožná.

Mezilehlé relé má cívku, která je ovládána kontakty našeho světelného senzoru, a výkonnou kontaktní skupinu, ke které je připojen světlomet nebo skupina jiných osvětlovacích zařízení.

Někdy je nutné zapnout pouliční osvětlení nejen v automatickém režimu, ale i ručně.

Pro tyto účely můžete použít kombinaci fotorelé a konvenčního elektrického spínače světla (obr. 6).

• když je vypínač vypnutý, světlo je řízeno fotorelé;
• Po zapnutí je napětí dodáváno do osvětlovacího systému „přímo“.

Ve druhém případě jsou řídicí kontakty světelného senzoru přepnuty a světlo svítí bez ohledu na jejich stav.

Toto jsou hlavní metody a schémata zapojení pro ovládání pouličního osvětlení v závislosti na denní době (den/noc).

Mimochodem, existují řešení, která používají časové relé, jež zapíná osvětlení podle algoritmu, který zohledňuje denní dobu, časové pásmo atd., ale to není relevantní k tématu tohoto článku.

Doporučené materiály:

* * *
© 2014–2025 Všechna práva vyhrazena.
Materiály stránek mají informační charakter, mohou vyjadřovat názor autora a nesmějí být používány jako směrnice a normativní dokumenty.