Fotosenors (fotorelejs) ielu apgaismojumam: konstrukcija, darbības princips un padomi uzstādīšanai

Papildinājums apgaismes ierīcei fotoreleja veidā ļauj samazināt elektroenerģijas patēriņu. Šī nelielā un vienkāršā konstrukcijas ierīce pilnībā pārņem spuldžu ieslēgšanas/izslēgšanas vadību atkarībā no āra apgaismojuma līmeņa.

Iestājoties krēslai, āra apgaismojuma fotodetektors aktivizē apgaismojumu pie mājas, bet rītausmā to izslēdz. Tas ir vienkāršs uzbūvē un lietošanā, taču pirms optimālā modeļa iegādes ir daudz kas jāparedz. Mēs pastāstīsim, kā izvēlēties ideālo variantu.

Fotodetektora darbības princips

Āra apgaismojumu vadošā fotoreleja (krēslas slēdža) pamatā ir gaismas jutīgs elements, kas reaģē uz esošo saules un mākslīgās gaismas spilgtumu.

Iestājoties krēslai, fotodetektors aizver kontaktus un pievada elektroenerģiju pie mājas uzstādītajiem āra apgaismes ķermeņiem. Bet, rītā palielinoties gaismas plūsmas intensitātei, tas atkal atver ķēdi, izslēdzot apgaismes elektroierīces.

Gaismas jutīgais relejs automātiskā režīmā pārvalda tai pievienotā apgaismes ierīces darbu, izslēdzot un ieslēdzot to pēc nepieciešamības.

Pateicoties foto releja klātbūtnei ielu apgaismojuma shēmā, mājas saimniekiem nav nepieciešams pastāvīgi ieslēgt gaismu vakarā uz mājas teritorijas un no rīta izslēgt – viss notiek automātiski.

Tas būtiski samazina elektroenerģijas patēriņu ielu lampām, kā arī pagarina to kalpošanas laiku. Jo šajā gadījumā tās darbojas tikai tad, kad tas patiešām ir nepieciešams, nevis 8–9 stundas diennaktī.

Privātajā sektorā šādas sistēmas tiek uzstādītas apgaismojumam:

• ielu kāpņu;
• teritoriju pie kotedžām;
• parku un dārza celiņu;
• lapenes, bārbekjū zonu un atklātu terašu.

Organizācijās foto relejs tiek montēts, iekārtojot apgaismojumu daudzdzīvokļu māju pagalmos, tirdzniecības centros un daudzstāvu māju kāpņu laukumos, kā arī izgaismojot ielu konstrukcijas ar reklāmu. Visur mērķis ir viens – elektroenerģijas un apgaismes ierīču resursa taupīšana.

Vienkāršākajā izpildījumā aplūkojamā komutācijas ierīce sastāv no barošanas bloka, gaismas jutīga sensora, strāvas pastiprinātāja un pārslēgšanas releja.

Pastāv vairāki foto releju veidi, bet darbības princips visiem ir viens. Tajā ir barošanai pievienots gaismas jutīgs sensors, kas izseko apgaismojuma līmeni kontrolējamā teritorijā.

Iestājoties krēslai, šis sensors aizver releju, ieslēdzot apgaismojumu ārā. Kad saule atkal uzlec, notiek pretēja ielu lampu izslēgšana.

Elektroierīču pamatveidi

Jebkurš ielu apgaismojumu kontrolējošs foto relejs savā shēmā satur trīs blokus ar atšķirīgu funkcionalitāti:

1. Uztverošais – fotosensors uz pusvadītāju bāzes.
2. Starpnieks – elektrostrāvas pastiprinātājs.
3. Izpildošais – pats relejs (komutators).

Konstruktīvi pirmais no šiem elementiem var būt iznests no kopējā korpusa. Bet ir arī ierīces, kur šis gaismas jutīgais sensors ir uzstādīts vienā blokā ar pārējām šīs elektroierīces iekšējās shēmas daļām.

Pateicoties kompaktumam, gaismas jutīgo sensoru var uzstādīt pat uz ielu apgaismojuma stabiem, pie laternas vai tieši uz tās

Attiecīgi visi apgaismojuma kontroles foto releju modeļi tiek dalīti:

• ierīces ar iebūvētu fotoelementu;
• ierīces ar atsevišķu fotosensoru, kas iznests no korpusa.

Aprīkojums ar iebūvētu sensoru tiek uzstādīts tieši ārpus telpām. Tā korpusam ir augstāka aizsardzība pret mitrumu un putekļiem. Otrajā gadījumā komutācijas bloks tiek montēts uz DIN sliedes mājas iekšējā elektrosadalē. Savukārt izvietotais sensors tam tiek pievienots ar parastiem vadiem.

Papildus apgaismojuma līmeņa uzraudzībai šādas vadības sistēmas bieži tiek aprīkotas ar iebūvētiem kustības sensoriem, taimeriem un dažādām vadības pogām. Apgaismojuma tehnikas veikalos var sastapt arī fotorelejus, kas ir veidoti uz digitālo kontrolieru bāzes. Tomēr šīs ierīces ir vairākas reizes dārgākas nekā parastie modeļi.

Digitālās ierīces ir dārgas, taču tās ļauj precīzāk kontrolēt apgaismes ierīces. Sadzīves fotoreleju darbības princips un pamatelementi ir identiski tiem, kas atrodami standarta ierīcēs.

Bet šie varianti ir papildināti ar mikrokontrolleri, kuru var noregulēt tā, ka gaismekļi ieslēgsies tikai noteiktās stundās. Tas dod iespēju smalkāk noregulēt releju, sasaistot tā darbību ar laika apstākļiem un pat gada mēnesi.

Fotoreleja izvēle āra apgaismojumam

Pirms doties uz veikalu, lai iegādātos fotosensoru āra apgaismojuma sistēmas regulēšanai, jānosaka pievienojamo gaismekļu skaits un veids. Vienam vai diviem laternām pietiks ar releju, kuram apgaismes elektroierīces tiks pieslēgtas tieši.

Ja spuldžu ir daudz, fotorelejs nespēs izturēt caur to plūstošo strāvu. Šajā gadījumā ir nepieciešams aprīkojums ar magnētisko starteri.

Te gaismas jutīgais slēdzis iedarbina īpašu ierīci, caur kuru notiek apgaismes aparatūras barošana. Proti, daudz kas fotosensora modeļa izvēlē ir atkarīgs no tam pievienojamās gaismekļu shēmas jaudas.

Īpašu pieeju un obligātu iepriekšēju aprēķinu veikšanu prasa fotoreleja izvēle āra apgaismojuma sistēmai ar saules baterijām. Tā jauda un pievienojamo ierīču skaits ir tieši atkarīgs no vidējā saulaino dienu skaita gadā reģionā, kā arī no heliopaneļu daudzuma shēmā.

Jo vairāk spuldžu plānots pievienot fotorelejam, jo augstākiem jābūt tā komutējamās strāvas parametriem – tirgū pašlaik ir ierīces ar nominālo strāvu diapazonā no 6 līdz 63 ampēriem, ir no kā izvēlēties.

Pēc pieslēguma veida elektrotīklam gaismas kontroles releji āra apgaismojumam tiek iedalīti:

• vienfāzes (sadzīves, 220 V tīklam);
• trīsfāzes (380 V tīkliem).

Tomēr pats komutācijas relejs un visa shēma ar fotosensoru tiek baroti ar 12 V spriegumu, kas nāk no pazeminošā transformatora. Izvēle par labu vienfāzes vai trīsfāzes ierīcei ir atkarīga tikai no tam pievienojamā spuldžu tīkla un tā patērētās jaudas.

Lai uzstādītu fotoreleju āra apgaismojuma kontrolei privātmājās, vislabāk izvēlēties parastos sadzīves modeļus uz 220 V. To jaudas būs vairāk nekā pietiekami, īpaši, ja pieslēgsiet ekonomiskus LED gaismekļus.

Tehniskie parametri – kam pievērst uzmanību

Dažas importētās elektroierīces ir paredzētas tīkliem ar 110 vai 127 V. Reti, bet tās var sastapt apgaismes tehnikas veikalos. Tik vienkārši Krievijas tīklos uz 220 V tās nedarbosies. Tām būs jāuzstāda papildu transformators. Labāk uzreiz ņemt to aprīkojumu, ar kura pieslēgšanu būs mazāk problēmu.

Pirmais un galvenais rādītājs – aizsardzības pakāpe. Uzstādīšanai brīvā dabā jāizvēlas modeļi ar hermētisku korpusu IP65 un augstāku. Bet montāžai zem jumta vai aizsargātā sadales skapī pilnībā pietiks ar ierīci ar IP44.

Otrais parametrs – iedarbināšanas slieksnis, kas izteikts luksos. Parasti tas ir diapazons no 2 līdz 50 Lk. Fotorelejam ir šī rādītāja regulēšana, lai lietotājs varētu to noregulēt atbilstoši savām personīgajām vēlmēm. Iegādāties ierīci ar neregulējamu iedarbināšanas slieksni ir vērts tikai galējas nepieciešamības gadījumā.

Trešais rādītājs – pieslēdzamo lampu tips. Nereti fotorelejs ir paredzēts tikai darbam ar kvēlspuldzēm, kas rada aktīvo slodzi.

Lai pieslēgtu luminiscentās ierīces ar reaktīvo slodzi, jāizmanto cita veida krēslas slēdži. Bet dzīvsudraba vai nātrija gaismekļu pieslēgšanai nepieciešama aparatūra ar papildu aizsardzības ķēdi, kas paredzēta palaišanas strāvas pārspriegumiem.

Izvēloties releju ar ārējo fotoelementu, jāņem vērā kabeļa garums starp tiem – tam ir noteikti ierobežojumi, un to nevar nomainīt pret garāku.

Un pēdējie parametri – izmēri un svars. Lielākā izmēra daļa fotorelejā ir barošanas bloks ar pazeminošo transformatoru iekšpusē. Pats fotosensors (gaismas diode) ir pavisam neliela izmēra.

Daudz vairāk vietas aizņem kontaktors vai magnētiskais palaidējs, caur kuriem pieslēdz apgaismes ierīces. Tam visam jāietilpst elektrības sadales skapī vai pie gaismekļa.

Vai papildu funkcijas ir svarīgas

Daudzi gaismas kontroles releju modeļi ir papildināti ar kustības sensoru un taimeri. Pirmais garantē apgaismojuma ieslēgšanos tikai tad, ja pa kontrolējamo teritoriju pārvietojas cilvēks, bet otrais ļauj pilnībā izslēgt ierīci dienas laikā neatkarīgi no dabiskā apgaismojuma līmeņa.

Faktiski visi fotosensori jau rūpnīcā tiek noregulēti tā, lai īslaicīgas apgaismošanas gadījumā ar garāmbraucošas automašīnas priekšējiem lukturiem tie vienkārši neiedarbotos.

Visdārgākie modeļi ir fotoreleji ar elektronisku indikatoru un programmējamu kontrolieri. Šīs ierīces ļauj katram gadalaikam un situācijai ieprogrammēt savu darbības programmu.

Piemēram, ziemas periodā apgaismojums ieslēgsies agrāk, bet vasarā vēlāk. Var arī paredzēt paša releja izslēgšanu kopā ar ielu gaismekļiem pēc pulksten 1 naktī, lai tie nelietotu enerģiju veltīgi.

Apgaismojuma sensora uzstādīšanas nianses

Gaismu kontrolējošā ierīce parasti tiek montēta tuvu tai pieslēdzamajam gaismeklim. Katram modelim pieslēguma shēma tiek izvēlēta saskaņā ar tehniskajā pasē sniegto instrukciju. Tā pirms darbu sākšanas obligāti jāizpēta.

Īpašas prasmes montāžas veikšanai nav vajadzīgas. Tikai jāizrēķina viss tā, lai apgaismes elektroierīces nepārslogotu līniju. Fotorelejs praktiski nenoslogo tīklu. Tomēr UZO sadalnē un pats fotosensors jāizvēlas, ņemot vērā pieslēdzamo spuldzīšu skaitu un jaudu.

Lai fotoreleju uzstādītu pašrocīgi, pietiek ar minimālām zināšanām elektromontāžas jomā un vienkāršāko tā veikšanas drošības noteikumu ievērošanu.

Pastāv vairākas vienkāršas fotojutīgo releju montāžas normas:

1. Krēslas slēdzi un visu pēc tā esošo apgaismes ierīču līniju ieteicams pieslēgt atsevišķai līnijai no elektrības sadalnes ar savu aizsargautomātu.
2. Kategoriski aizliegts uzstādīt fotosensoru otrādi. No vienas puses tam jābūt atvērtam saules gaismai, bet no otras puses uz to jākrīt gaismai no mākslīgā apgaismojuma lampām.
3. Šo elektroierīci nedrīkst montēt viegli uzliesmojošu materiālu tuvumā, pie sildīšanas iekārtām un ķīmiski aktīvām vidēm.
4. Ja pie fotoreleja pieslēdz daudz spuldzīšu, tad shēmā jāparedz magnētiskais palaidējs.

Galvenais – gaisma no jebkuriem gaismekļiem nedrīkst nokļūt uz fotoelementu. Pretējā gadījumā tas pastāvīgi darbosies nepareizi. Fotosensors reaģē uz jebkuru gaismu. Nav svarīgi, vai tas ir mākslīgais apgaismojums vai dabīgā saules gaisma.

Apgaismes ierīču pieslēguma shēma fotorelejam (tieša vai caur palaidēju) tiek izvēlēta atkarībā no pieslēdzamo gaismekļu kopējās jaudas.

Uz fotoreleja korpusa ir plāns ar krāsu apzīmējumiem visiem no tā izejošajiem vadiem. Parasti brūnais vads iet uz fāzi no sadalnes («L»), zilais uz nulli («N»), bet sarkanais vai melnais – uz ielas apgaismojuma gaismekli. Nepieciešams tikai nolobīt šo vadu galus un pieslēgt visu saskaņā ar pievienoto elektroshēmu.

Ja fotosensoram ir divi kontakti, tad viens no tiem tiek pieslēgts fāzei no sadalnes, bet otrais iet uz gaismekli. Nulles šajā gadījumā nav.

Savienojot āra apgaismojumu caur magnētisko starteri, tas tiek pieslēgts fotorelejam tāpat kā spuldze. Pašas apgaismes ierīces tiek barotas no tā.

Šajā gadījumā relejs noslēdz nevis spuldžu barošanas ķēdi, bet tikai starteri. Caur slēdzi šādā shēmā plūst minimāla strāva, tāpēc derēs lētāka un mazāk jaudīga ierīce. Visa slodze šeit tiek pārcelta uz ārējo kontaktoru.

Par to, kā izvēlēties gaismekļus āra apgaismojuma organizēšanai ar saules baterijām, ir sīki izklāstīts nākamajā rakstā, ar kuru mēs iesakām iepazīties.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Nedrīkst rasties grūtības ar gaismas jutīgā sensora izvēli un iekļaušanu āra apgaismojuma sistēmā. Viss ir ārkārtīgi vienkārši. Zemāk sniegtie video materiāli ļaus pat iesācējiem elektriķiem izprast visas šīs ierīces uzstādīšanas nianses.

Video #1. Visi fotodetektora «diena-nakts» pievienošanas nianses:

Video #2. Nakts apgaismojuma ieslēgšanas/izslēgšanas fotoreleja apskats ārpus telpām:

Video #3. Krēslas slēdža pieslēguma shēmas apraksts caur ārējo kontaktoru:

Gaismas kontrolējošie releji uzstādīšanai ar āra apgaismojuma ierīcēm ir vienkārši uzbūvē un pieslēgšanā. Tie ievērojami vienkāršo privātmāju īpašnieku dzīvi un ļauj samazināt enerģijas patēriņu. Šādu ierīču modeļu veikalos ir daudz. Vienmēr var izvēlēties ar nepieciešamajiem parametriem konkrētai situācijai.

Un, ja ir zināšanas un pieredze elektrotehnikā, tad šādu fotoreleju iespējams samontēt no fotodiodes, parastas diodes, releja un pāris tranzistoriem ar rezistoriem.

Lūdzu, rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā. Uzdodiet jautājumus par strīdīgiem vai sarežģītiem jautājumiem. Dalieties ar savu viedokli, noderīgu informāciju un fotogrāfijām par raksta tēmu.