Схема фотореле и правила подключения. Схема фотореле и правила подключения Фотореле 24в
Да, иногда намного проще купить датчик света в магазине. Но, если этих датчиков нужно, к примеру, 20 штук. То о рентабельности такой покупки я бы поспорил.
Выкладываю, по моему мнению, простую и легко повторяемую схему фотореле из тех, что выпускаются в массовое производство.
Подстроечным резистором WL регулируется порог срабатывания реле при уровне освещенности от 5 до 50 лк.
ZD1- стабилитрон 24 Вольта.
PH- фоторезистор, подойдет любой с разностью около 10 - 70 кОм.
В качестве корпуса отлично подойдет баночка из под крема или любая другая емкость с полу или прозрачными стенками.
Ноль и фаза при подключении не имеют значения. От них зависит будет ли на цоколе лампы напряжение при выключенном реле или нет.
На рис. 1 выше указана типовая схема подключения лампы или нагрузки. На рис. 2 предложен вариант с выключателем. Так как иногда при выключенном реле нужно принудительно включить лампу.
Плата фотореле, вид сверху.
Рисунок прозрачной печатной платы. Вид сверху. Черные полосы- это "окна". Нужны для предотвращения КЗ и искрения между проводниками. Они не обязательны, но желательны.
Плата разведена для 2-х видов реле. Но, ее можно легко перерисовать под реле, имеющиеся у Вас.
На фотографии нижней стороны платы, эти "окна" хорошо видны.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Q1-Q2 | Биполярный транзистор | BC857A | 2 | В блокнот | ||
| D1-D5 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 5 | В блокнот | ||
| VD1 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 1 | В блокнот | ||
| ZD1 | Стабилитрон | 1N4749 | 1 | В блокнот | ||
| R2 | Резистор | 1 МОм | 1 | 0.125 Вт | В блокнот | |
| R3 | Резистор | 220 Ом | 1 | 2 Вт | В блокнот | |
| R4 | Резистор | 560 кОм | 1 | 0.125 Вт | В блокнот | |
| R5 | Резистор | 1.5 МОм | 1 | 0.125 Вт | В блокнот | |
| R6 | Резистор | 75 кОм | 1 | 0.125 Вт | В блокнот | |
| R7 | Резистор | 33 кОм | 1 | 0.125 Вт | В блокнот | |
| R8 | Резистор | 100 кОм | 1 | 0.125 Вт | В блокнот | |
| R9 | Резистор | 200 кОм | 1 | 0.125 Вт | В блокнот | |
| PH | Фоторезистор | 0-100 кОм | 1 | В блокнот | ||
| WL | Подстроечный резистор | 2.2 МОм | 1 | В блокнот | ||
| C2 | Конденсатор | 0.68мкФ 400В | 1 |
Фотореле промышленного исполнения типа ФР-2 предназначено для использования в устройствах автоматики, где необходимо включать/отключать нагрузку в зависимости от освещенности. Устанавливается в шкафах управления, например управления уличным освещением, с подключением внешнего фотодатчика типа ФСК-Г1. Внешний вид фотореле ФР-2 представлен на рисунке 1.
Технические данные
- Фотореле ФР-2 может питается однофазным переменным напряжением 220 вольт, частотой 50 герц, так и постоянным ± 220 вольт с отклонением ± 10%.
- Фотореле ФР-2 обеспечивает включение нагрузки при снижении освещенности ниже установленного и отключение при увеличении освещенности выше установленного порога.
- Установку порога срабатывания в широком диапазоне при помощи регулятора уровня, расположенного внутри корпуса устройства.
- Исполнительные контакты фотореле ФР-2 рассчитаны на управление пускателями или контакторами и др., с рабочим напряжением 220 вольт и током до 2 ампер.
Принципиальная фотореле ФР-2 представлена на рисунке 2.
Схема фотореле ФР-2 выполнена с бестрансформаторным питанием от однофазной сети переменного тока 220 ±10% вольт. При подключении устройства важно соблюсти полярность нулевого и фазных проводов , т.е. контакт 5 - ноль ("земля"), а контакт 10 – фаза. В схеме фотореле применены два транзистора типа МП26Б, а коммутационным элементом служит электромагнитное К1. На транзисторе VT1 выполнен пороговый элемент, в базовую цепь которого включены фоторезистор ФСК-Г1 и резисторы R4, R5. Резистор R4 подстроечный, который установливает необходимый порог переключения, в зависимости от освещенности на фоторезисторе ФСК-Г1. На VT2 собран каскад, являющийся транзисторным ключем.
Работает фотореле ФР-2 следующим образом. При малой освещенности фоторезистора, т. е. в темное время суток, внутреннее сопротивление ФСК-Г1 велико, а напряжение смещения в базе транзистора VT1 недостаточно для его открывания, транзистор закрыт. Транзистор VT2 так же закрыт. К1 находится под током, т.к. включено в цепь R3, R6, VD1, R7. Исполнительные контакты К1 замкнуты.
При увеличении освещенности, внутреннее сопровивление фоторезистра уменьшается и при достижении порога открывания транзистора VT1, вызывает открывание последнего. За счет открывания VT1 открываеся и транзистор VT2, шунтируя обмотку К1. Напряжение на обмотке
Автоматизация подачи освещения в квартире, в доме или на улице достигается за счет применения фотореле. При правильной настройке оно будет включать свет при наступлении темноты и отключать в светлое время суток. Современные устройства содержат настройку, за счет которой можно устанавливать срабатывание в зависимости от освещенности. Они являются составной частью системы "умного дома", берущей на себя значительную часть обязанностей хозяев. Схема фотореле, прежде всего, содержит резистор, изменяющий сопротивление под действием света. Ее легко собрать и настроить своими руками.
Принцип действия
Схема подключения фотореле для включает датчик, усилитель и Фотопроводник PR1 под действием света изменяет сопротивление. При этом изменяется величина проходящего через него электрического тока. Сигнал усиливается составным транзистором VT1, VT2 (схема Дарлингтона), а с него поступает на исполнительный механизм, которым является K1.
В темноте сопротивление фотодатчика составляет несколько мОм. Под действием света оно снижается до нескольких кОм. При этом открываются транзисторы VT1, VT2, включающие реле K1, управляющим цепью нагрузки через контакт K1.1. Диод VD1 не пропускает ток самоиндукции при выключении реле.
Несмотря на простоту, схема фотореле обладает высокой чувствительностью. Чтобы ее выставить на необходимый уровень, используется резистор R1.
Напряжение питания подбирается по параметрам реле и составляет 5-15 В. Ток обмотки не превышает 50 мА. Если необходимо его увеличить, можно применить более мощные транзисторы и реле. Чувствительность фотореле повышается с увеличением напряжения питания.
Вместо фоторезистора можно установить фотодиод. Если необходим датчик с повышенной чувствительностью, используются схемы с фототранзисторами. Их применение целесообразно с целью экономии электричества, поскольку минимальный предел срабатывания обычного прибора составляет 5 лк, когда окружающие предметы еще различимы. Порог 2 лк соответствует глубоким сумеркам, после которых через 10 мин наступает темнота.
Фотореле целесообразно применять даже при ручном управлении освещением, поскольку можно забыть выключить свет, а датчик самостоятельно "позаботится" об этом. Установить его несложно, а цена вполне доступна.
Характеристики фотоэлементов
Выбор фотореле определяют следующие факторы:
- чувствительность фотоэлемента;
- напряжение питания;
- коммутируемая мощность;
- внешняя среда.
Чувствительность характеризуется как отношение образующегося фототока к величине внешнего потока света и измеряется в мкА/лм. Она зависит от частоты (спектральная) и интенсивности света (интегральная). Для управления освещением в быту важна последняя характеристика, зависящая от суммарного светового потока.
Величину номинального напряжения можно найти на корпусе прибора или в сопроводительном документе. Устройства зарубежного производства могут иметь другие стандарты напряжения питания.
От мощности светильников, к которым подключено фотореле, зависит нагрузка на его контакты. Схемы фотореле освещения могут предусматривать прямое включение ламп через контакты датчика или через пускатели, когда нагрузка велика.
На открытом воздухе сумеречный выключатель помещается под герметичной прозрачной крышкой. Она является защитой от влаги и осадков. При работе в холодный период применяется подогрев.
Модели заводского изготовления
Раньше схема фотореле собиралась своими руками. Сейчас в этом нет необходимости, так как устройства стали дешевле, а функциональность расширилась. Их применяют не только для внешнего или внутреннего освещения, но также для управлением поливом растений, системой вентиляции и др.
1. Фотореле ФР-2
Модели заводского изготовления широко используются в устройствах автоматики, например, для управления уличным освещением. Часто можно видеть днем горящие фонари, которые забыли выключить. При наличии фотодатчиков нет необходимости в ручном управлении освещением.
Схема фотореле фр-2 промышленного изготовления применяется для автоматического управления уличным освещением. Здесь также является реле К1. К базе транзистора VT1 подключены фоторезистор ФСК-Г1 с резисторами R4 и R5.
Питание производится от однофазной сети 220 В. Когда освещенность мала, сопротивление ФСК-Г1 имеет большую величину и сигнала на базе VT1 недостаточно для его открывания. Соответственно закрыт и транзистор VT2. Реле K1 включено, и его рабочие контакты замкнуты, поддерживая лампы освещения горящими.
Когда освещенность увеличивается до порога срабатывания, снижается сопротивление фоторезистора и открывается после чего реле K1 отключается, размыкая цепь питания ламп.
2. Виды фотореле
Выбор моделей достаточно велик, чтобы можно было выбрать подходящую:
- с выносным датчиком, расположенным вне корпуса изделия, к которому подводятся 2 провода;
- люкс 2 - устройство с высокой надежностью и уровнем качества;
- фотореле с питанием 12 В и нагрузкой не выше ;
- модуль с таймером, монтирующийся на ДИН-рейку;
- устройства ИЭК отечественного производителя с высоким качеством и функциональностью;
- AZ 112 - автомат с высокой чувствительностью;
- ABB, LPX - надежные производители устройств европейского качества.
Способы подключения фотореле
Перед приобретением датчика необходимо подсчитать потребляемую светильниками мощность и взять с запасом 20 %. При значительной нагрузке схема уличного фотореле предусматривает дополнительную установку электромагнитного пускателя, обмотка которого должна включаться через контакты фотореле, а силовыми контактами коммутировать нагрузку.
Для дома такой способ применяется редко.
Перед установкой проверяется напряжение сети питания ~220 В. Подключение производится от автоматического выключателя. Фотодатчик устанавливается таким образом, чтобы свет от фонаря не попадал на него.
На приборе применяются клеммы для подключения проводов, что делает монтаж проще. Если они отсутствуют, применяется распределительная коробка.
За счет применения микропроцессоров схема подключения фотореле с другими элементами приобрела новые функции. В алгоритм действий внесли таймер и датчик движения.
Удобно, когда светильники автоматически включаются при прохождении человека по лестничной площадке или по дорожке сада. Причем срабатывание происходит только в темное время суток. За счет применения таймера фотореле не реагирует на свет фар от проезжающих автомобилей.
Простейшая схема подключения таймера с датчиком движения - последовательная. Для дорогих моделей разработаны специальные программируемые схемы, учитывающие различные условия эксплуатации.
Фотореле для уличного освещения
Для подключения фотореле схема наносится на его корпус. Ее можно найти в документации на прибор.
Из прибора выходят три провода.
- Нулевой проводник - общий для светильников и фотореле (красный).
- Фаза - подключается на вход прибора (коричневый).
- Потенциальный проводник для подачи напряжения от фотореле на светильники (синий).
Устройство работает по принципу прерывания или включения фазы. Цветовая маркировка у разных производителей может отличаться. Если в сети есть проводник "земля", его к прибору не подключают.
В моделях со встроенным датчиком, который находится внутри прозрачного корпуса, работа уличного освещения автономна. К нему нужно только подвести питание.
Варианты с выносом датчика применяются в случае, когда электронную начинку фотореле удобно разместить в щите управления с другими приборами. Тогда нет необходимости в автономной установке, протягивании электропроводки питания и обслуживании на высоте. Электронный блок размещается внутри помещения, а датчик выносится наружу.
Особенности фотореле для уличного освещения: схема
При установке фотореле на улице надо учитывать некоторые факторы.
- Наличие питающего напряжения и соответствие мощностей контактов и нагрузки.
- Не допускается установка приборов рядом с легко воспламеняющимися материалами и в агрессивной среде.
- Основание прибора размещается внизу.
- Перед датчиком не должны находиться качающиеся предметы, например, ветви деревьев.
Подсоединение проводов выполняется через распределительную коробку для улицы. Она закрепляется рядом с фотореле.
Выбор фотореле
- Возможность регулирования порога срабатывания позволяет производить подстройку чувствительности датчика в зависимости от времени года или при пасмурной погоде. В результате обеспечивается экономия электричества.
- Минимум трудозатрат требуется при монтаже фотореле со встроенным чувствительным элементом. При этом не требуются особые навыки.
- Реле с таймером хорошо программируется для своих потребностей и работы в установленном режиме. Можно настроить прибор для отключения в ночное время. Индикация на корпусе прибора и кнопочное управление позволяют легко производить настройку.
Заключение
Применение фотореле позволяет автоматически контролировать период включения ламп. Теперь уже отпала необходимость в профессии фонарщика. Схема фотореле без участия человека по вечерам зажигает свет на улицах и выключает его утром. Устройства могут управлять системой освещения, что повышает ее ресурс и делает эксплуатацию проще.
Фотореле типа ФР-7Е предназначено для автоматического включения и отключения по установленной освещенности уличного освещения или мест общего пользования, индивидуальных рабочих мест и т. п., а также для применения в качестве комплектующего изделия в устройствах промышленной автоматики.
Расшифровка ФР-7Е. Маркировка.
ФР-7ЕФР
- фотореле;
7
- модификация;
Е
- тип корпуса;
Технические характеристики реле ФР-7Е
| Параметр | Значение |
| Номинальное напряжения, В | 220 |
| Допустимые колебания напряжения питающей сети | -15…+10% |
| Номинальная частота питающей сети, Гц | 50 ±1 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 5 |
| Номинальный ток, при cosj ? 0.5, А | 5 |
| Коммутируемое напряжение, В | 220 AC / 24 DC |
| Механическая износостойкость | 1x10 6 циклов ВО |
| Электрическая износостойкость | 5х10 5 циклов ВО |
| Номинальные режимы коммутации на одну контактную группу (количество циклов срабатывания, не менее), при cosj ? 0.5, А | 0.1А, @ 12В (не менее 5х105) 5А, = 30В (не менее 9х104) 5А, ~ 220В (не менее 9х104) |
| Допустимые режимы коммутации | 1000 замыканий до 10А на время до 0.1с, с размыканием до 5А, 245В ~ или 30В= до 0.1Гц |
| Диапазон освещенности, при которой происходит срабатывание фотореле, лк * | 10…50 |
| Задержка от кратковременного затемнения (освещения), с | 15 |
| Защита | IP 40 со стороны лицевой панели |
| Длина кабеля фотодатчика, м | 1.5 |
| Габаритные размеры, мм, не более | 45х70х100 |
| Масса, кг, не более | 0.3 |
| *По предварительному заказу устанавливается диапазон | 5…10 лк |
Фотореле размещено в пластмассовом корпусе. Корпус состоит из основания с контактными зажимами и крышки. Схема изделия собрана на печатной плате. Резистор регулировки порога срабатывания фотореле смонтирован на лицевой панели.
К клемме 1 присоединяется фаза сети 220В, к клемме 2 присоединяется ноль.
Фотодатчик присоединяется к клеммам 3, 4, причем к клемме 4 присоединяется экран фотодатчика (вывод белого цвета).
При включении питания, если освещенность датчика выше установленного порога срабатывания, зажигается светодиод на лицевой панели реле. При снижении освещенности датчика ниже установленного порога срабатывает выходное реле и светодиод гаснет.
Для монтажа кабеля с фотодатчиком при использовании специального патрона необходимо:
- Открутить колпачок (поз. №1).
- Надеть корпус сальника на кабель (поз. №3), так чтобы корпус фоторезистора (поз. №2) зафиксировался в лепестках цанги. Затем завинтить колпачок обратно.
- Подготовить отверстие диаметром 16мм; продеть в отверстие кабель со стороны выводов; надеть на кабель фиксирующую гайку (поз. №4) и затянуть ее на корпусе кабельного сальника.
Серия