Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 1

Электронные программируемые реле времени с задержкой включения и выключения

Принцип функционирования

Как уже было описано ранее, фотореле работает благодаря встроенному датчику. Различают несколько видов фотоэлемента для включения света:

  1. Фоторезистор – замеряет значение своего сопротивления свету, при определённых значениях активирует свет или отключает его. 
  2. Фототранзистор – активирует уличное освещение при попадании солнечных лучей на электросигнал. 
  3. Фототиристор – при любом контакте со светом выполняет подключение фотореле к постоянному току, активируя уличное освещение. 
  4. Фотосимистор – активирует или отключает уличный свет, используя данные гармоники сигнала, которая может быть разной, в зависимости от уровня освещённости. Этот тип фотоэлемента взаимодействует с внутренней схемой устройства. 
  5. Фотодиод – при контакте со светом он передаёт специальный сигнал на датчик, пропорциональный уровню уличного освещения. 

Усвоив вышеописанную информацию можно понять, как подключить датчик света своими руками. Для этого не нужны специальные навыки или профессиональное обучение. Хватит понимания нюансов процесса функционирования и знание алгоритма подключения.


Установленный приборИсточник remoo.ru

Выбор места установки

Для корректной работы фотореле важно правильно выбрать его местоположение. Необходимо учесть несколько факторов:

  • На него должен падать солнечный свет, то есть он должен быть под открытым небом.
  • Ближайшие источники искусственного света (окна, лампы, фонари и т.д.) должны находится как можно дальше.
  • Не желательно чтобы на него попадал свет фар.
  • Желательно расположить его не очень высоко — для удобства обслуживания (надо периодически протирать поверхность от пыли и смахивать снег).

Как видите при организации автоматического освещения на улице выбрать место для установки фотореле — не самая простая задача. Иногда приходится переносить его несколько раз, пока найдешь приемлемое положение. Часто, если датчик света используют для включения фонаря на столбе, фотореле стараются расположить там же. Это совершенно не обязательно и очень неудобно — счищать пыль или снег приходится довольно часто и каждый раз залезать на столб не очень весело. Само фотореле можно разместить на стене дома, например, а к светильнику дотянуть кабель питания. Это наиболее удобный вариант.

Характеристики и особенности подключения отдельных моделей датчиков: фотореле ФР 601 и ФР 602

Современный отечественный рынок представлен широким рядом моделей фотодатчиков, рассчитанных на разные типы и условия освещения, предполагающие различные мощности ламп и наличие дополнительных функций.

Самыми популярными среди стандартных однофазных моделей считаются датчик ФР-601 и его более усовершенствованный аналог фотореле ФР-602. Производителем приборов является компания ІЕК. Оба вида датчиков характеризуются надежностью и простотой подключения. Различия между моделями несущественные, они работают от тока одинакового напряжения и частоты, а потребляемая мощность равна 0,5 Вт. Внешне приборы полностью идентичны.

Единственное различие заключается в максимальном сечении проводников для подключения. Модель ФР-601 рассчитана на 1,5 мм², а ФР-602 – на 2,5 мм². Соответственно, они имеют различный ток номинальной нагрузки. У фотореле ФР-601 он равен 10А, у ФР-602 – 20 А. Оба прибора имеют встроенный фотоэлемент, а регулировка допустима в пределах от 0 до 50 лк с интервалом в 5 лк.

Самыми популярными среди стандартных однофазных моделей считаются датчик ФР-601

Такие устройства можно соорудить даже в домашних условиях. Главное отличие самодельного прибора от заводского фотореле ИЭК будет заключаться в отсутствии соответствующей защиты. Этот уровень у серийных моделей равен IP44, что подразумевает защиту от пыли и влаги. Схема подключения фотореле ФР 601 и ФР-602 стандартная и простая. Служат изделия долго и выдерживают влияние температур широкого диапазона.

Среди аналогов данного устройства значится модель ФР-75А – фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях. Прибор менее стабилен и долговечен при практическом использовании.

Светочувствительные датчики высокой мощности: фотореле ФР-7 и ФР-7Е

Рассмотренные выше модели идеально подходят для обеспечения работы уличных светильников на территории дачного участка или во дворе частного дома. Для регулировки освещения на улицах городов и на дорогах используют более мощные модели. К таким относят ФР-7 и ФР-7е, которые могут работать в сети переменного тока 220 В с напряжением до 5 ампер. Настройку данных приборов должны осуществлять специалисты, так как требуется подключение диапазона, равного 10 лк.

Среди недостатков фотореле ФР-7Е, как и его предшественника ФР-7, следует отметить высокий уровень потребляемой мощности. Также у устройств отсутствует необходимый уровень защиты IP40, который предохраняет от негативных воздействий влаги. Кроме того, у моделей не защищен подстрочный резистор на наружной панели, контактные зажимы относятся к открытому типу.

Главным недостатком фотореле ФР-7 яввляется высокий уровень потребляемой мощности

Рассматривая отдельные фотодатчики, нужно упомянуть популярную модель фотореле ФРЛ-11 с внешним фоточувствительным элементом. Прибор работает в большом диапазоне освещенности (2-100 лк). Фотодатчик оснащен защитой IP65, что предусматривает его установку на улице, причем на приличном расстоянии от реле. Устройства используют для регулировки освещения крупных объектов: дорог, стоянок, вокзалов, парков и т.д.

Фотореле ФР-16А относится к разряду наиболее мощных моделей со встроенным фотоэлементом. Датчик реагирования на свет можно настроить на работу в определенном уровне освещенности. Для функционирования прибора требуется коммутируемый ток, равный 16 А, а мощность нагрузки прибора составляет 2,5 кВт.

Установка фотореле в уличном освещении исключает вмешательство человека в процесс регулировки работы осветительных электроприборов, что позволяет значительно сэкономить на потреблении электроэнергии. Покупая оборудование, потребитель должен ориентироваться на параметры устройства, подбирая модель для конкретных целей с необходимой степенью нагрузки. Во время подключения требуется четко следовать инструкции и прилагаемой схеме, а в процессе эксплуатации – рекомендациям производителя.

Принцип работы реле времени

Общий принцип работы реле времени заключается в формировании временной задержки на включение, выключение или переключение управляющих групп контактов. Реализация задержки зависит от конструктивных особенностей устройства. Общие различия в реле разных типов состоит в коммутации исполнительной части. По этому признаку различают две группы устройств реле:

  • с задержкой выключения;
  • с задержкой включения.

Многие реле позволяют осуществлять смену типа коммутации или имеют оба варианта.

Принцип отсчета времени и управления контактами зависит от конструкции реле, но общий алгоритм работы следующий:

  • при запуске срабатывает контактная группа, организованная в соответствии с типом коммутации (для реле времени с задержкой выключения контакты замыкаются);
  • одновременно взводится механизм задержки времени (запускается тактовый генератор в электронных устройствах);
  • по истечении заданного интервала контактная группа меняет свое состояние на противоположное.

Трехпозиционное реле отличается более сложным алгоритмом работы. Последовательность работы такова:

  1. Цепь разомкнута.
  2. Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
  3. Отсчет закончен. Цепь замкнута.

В цикличных устройствах перечисленная последовательность повторяется многократно.

Запуск отсчета осуществляется вручную или автоматически непосредственным замыканием контактов подачи питания или через электромагнит, воздействующий на механизм.

Реле времени с задержкой включения работает аналогично.

Производители и модели таймеров света

Стремление к повышению комфорта жизни и сбережению энергоресурсов увеличивает популярность таймеров для света. Как следствие, электротехнические компании освоили производство этого вида продукции.

Рассмотрим, какие модели предлагают потребителю европейские производители.

Hager Group (Германия)

Компания основана в 1954 году в Блискастеле. Выпускает низковольтное оборудование, электрошкафы, рубильники, автоматы, розетки GSM. Основные заводы расположены в Германии и Франции. Годовая чистая прибыль – более 1 млрд. евро.

Производит электронные и электромеханические реле света.

Hager EG071Hager EH011Hager EG203
Принцип действия
электронныйэлектромеханическийэлектронный
Периодичность
недельныйсуточныйнедельный
Время коммутации
1 минута15 минут1 минута
Число контактов
112
Точность хода
+/- 1 сек/сутне указано+/- 1 сек/сут
Номинальный ток
16 А16 А16 А
Способ монтажа
На Din рейку (1 место)На Din рейку (1 место)На Din рейку (1 место)
Напряжение
230 V230 V230 V

Представлены модели высочайшего качества. Самый дорогой EG203 обладает рядом дополнительных преимуществ: функцией случайного включения-выключения, пятилетним запасом хода от литиевой батареи, ключом, блокирующим несанкционированное изменение программы.

FINDER (Италия)

Основанная в 1954 году компания специализируется на производстве датчиков движения, розеток с дистанционным управлением, таймеров. Каталог продукции включает более десяти тысяч наименований.

Фирма занимает 3 место в Европе среди производителей электромеханических реле, филиалы открыты в 21 стране.

Finder 12.01.1Finder 12.11.1Finder 12.21.2
Принцип действия
электромеханическийэлектромеханическийэлектронный
Периодичность
суточныйсуточныйнедельный
Время коммутации
30 минут15 минут1 минута
Число контактов
112
Точность хода
не указаноне указано+/- 1 сек/сут
Номинальный ток
16 А16 А16 А
Способ монтажа
На Din рейку (2 места)На Din рейку (1 место)На Din рейку (2 места)
Напряжение
230 V230 V230 V

Особенности представленных моделей – небольшое для электромеханических таймеров время коммутации (15 минут) у Finder 12.11.1 и дополнительный вариант питания (24 Вт постоянного или переменного тока) у Finder 12.21.2.

Общие преимущества реле этого производителя – высокий IP (класс защиты изделий) и работа в широком диапазоне температур.

THEBEN AG (Германия)

Компания основана в Штутгарте в 1921 году. Её специализация – выпуск оборудования для контроля и управления электропотребителями (датчики присутствия, датчики на теплые полы, “умные” розетки и т.д). Сегодня представительства фирмы работают в 53 странах.

Theben-Eltimo 020 S DCFTheben-timer 26Theben-timer 27
Принцип действия
электронныйэлектромеханическийэлектромеханический
Периодичность
недельныйсуточныйнедельный
Время коммутации
1 мин15 минут2 часа
Число контактов
111
Номинальный ток
16 А16 А16 А
Способ монтажа
розеточныйрозеточныйрозеточный
Напряжение
230 V230 V230 V

Theben-Eltimo 020 S DCF и Theben-timer 26 – стандартные розеточные реле времени. Их общее достоинство – компактность и мобильность.

Вызывает интерес Theben-timer 27 – электромеханический прибор с аналоговым программированием. У него высокая для такого вида устройств (недельная) периодичность и нестандартное время коммутации – 2 часа.

Астрономический таймер Legrand

Для того, что бы астрономический таймер Rex 2000 правильно мог определять время восхода и захода солнца в память таймера при его первоначальной настройке необходимо ввести дату, время и локальные координаты (долготу и широту) той местности, где он будет эксплуатироваться. При этом астрономический таймер Rex пригоден для использования в любой точке Земли.

Переключение таймера (управление источниками света) происходит без использования светочувствительного элемента. В целях экономии электроэнергии ночью возможно программированное отключение таймера. Время переключения легко определяется по сегментированному дисплею.

   Астрономический таймер Rex2000 компании Legrand

Возможна коррекция времени включения и выключения в пределах +/- 60 мин от рассчитанных астрономическим таймером значений времени восхода и захода солнца. Кроме этого, управляющий вход «S» таймера позволяет включить таймер независимо от текущей программы. Как заявляет фирма-производитель, точность таймера составляет +/- 1 с/сут.

Таймер автоматически совершает переход на «зимнее»/«летнее» время. Имеется пломбируемая крышка. Интерфейс программирования «FACE». Разные модели таймеров могут получать питание от напряжения 230 В или 24 В. Рабочая температура -20…+55 оС. Степень защиты – IP20.

Существует модель астрономического таймера, который может управлять сразу двумя каналами. В таймере имеется 1 или 2 переключающих контакта на 16 А для чисто активной нагрузки или 4 А для индуктивной (при cos фи = 0,6). Если Вам необходимо подключить через таймер более мощные лампы, то в этом случае подключение ламп нужно производить через электромагнитные пускатели. При этом астрономический таймер уже будет управлять не непосредственно линией, а катушкой электромагнитного пускателя.

   Схема подключения астрономического таймера Rex2000

У некоторых производителей в астрономический таймер заложена функция автоматического определения времени восходов и закатов солнца по введенному названию города и текущей дате. Кроме этого в таймере может быть встроенный счетчик отработанного таймером времени и количества включения нагрузки, возможность ввода пароля для того, чтобы исключить чужое вмешательство в работу устройства.

Большинство автоматических таймеров выпускаются для монтажа на DIN-рейку (стандартную металлическую рейку шириной 35 мм) и имеют простую схему подключения.

Астрономический таймер сохраняя все достоинства устройства с часовым механизмом (главное преимущество заключается в том, что отсутствует необходимость в монтаже датчика освещенности) управляет источниками света в зависимости от естественной освещенности (правда определенной расчетным путем).

Характеристики и критерии выбора

Прежде всего, необходимо определиться с типом используемого реле. Оно должно быть оснащено встроенным датчиком света или выносным. Выносному свойственны небольшие размеры, его проще защитить от подсветки, само устройство устанавливается в домашних условиях, например, в распределительном щитке. Существуют даже модификации под дин-рейку.

Фотореле, оснащенное встроенным датчиком освещенности, должно стоять недалеко от осветительного прибора

Также при установке важно учитывать, что свет лампы может влиять на фотодатчик, этого надо избегать. Датчик день-ночь со встроенным элементом предпочтительнее использовать, например, для светильников, работающих на солнечной батарее

Эксплуатационные характеристики

Классификация степеней защиты

Технические параметры возможных модификаций:

  • Мощность нагрузки. Каждый датчик предназначен для работы на определенной мощности нагрузки. Рекомендуется, чтобы мощность всех осветительных приборов была приблизительно на 20% меньше номинальной. В этом случае оборудование не будет всегда перегружено, что благоприятно отразится на эксплуатационном сроке.
  • Класс защиты корпуса. Устройства, предназначенные для работы на улице, должны иметь класс защиты не менее IP44. Это свидетельствует о том, что внутрь корпуса не сможет проникнуть пыль и водяные частицы размером более 1 мм. На улице можно устанавливать приборы с еще более высоким классом защиты, меньше нельзя. Для использования в домашних условиях можно приобретать конструкции с защитой IP23.
  • Режим использования. Если таймер для лампы освещения будет работать круглогодично, необходимо, чтобы он был предназначен для работы при низких и высоких температурах. Рекомендуется брать показатели с запасом на случай аномальной жары или холодов.
  • Напряжение питания. Оно может быть как 220В, так и 12В. В основном выбор зависит от типа напряжения, которое питает уличное освещение. Осветительные приборы 12В также можно использовать с аккумуляторными батареями.

Возможности настройки

Настройка чувствительности фотореле

Существует несколько регулировок, которые позволят настроить работу датчика для конкретной ситуации. Настройки оборудования на начальном этапе использования проводятся вручную путем проворачивания необходимого регулятора. Добиться одинаковых параметров практически невозможно.

  • Регулируемый диапазон освещенности. Благодаря этому параметру задается освещение, при котором реле замыкает и размыкает контакты. Диапазон может колебаться от 2 до 100 Лк при полной темноте, и от 20 до 80 Лк при сумерках.
  • Порог срабатывания позволяет уменьшить или увеличить светочувствительность. Снижать этот параметр рекомендуется зимой, когда на земле лежит снег и на него реагируют датчики. Также ее снижают, если в непосредственной близости расположены ярко освещенные объекты.
  • Задержка, измеряемая в секундах, на отключение и включение. При увеличении задержки на выключение сокращается количество ложных срабатываний, например, при попадании на датчик света от фар автомобиля. Задержка на включение, в свою очередь, не даст включить осветительный прибор при затемнении от тени птицы или от тучи.

Схемы различных реле времени

Существуют разные варианты исполнения реле времени, схема каждого вида имеет свои особенности. Таймеры можно изготовить самостоятельно. Перед тем как сделать реле времени своими руками, необходимо изучить его устройство. Схемы простых реле времени:

  • на транзисторах;
  • на микросхемах;
  • для выходного питания 220 В.

Опишем каждую из них более подробно.

Схема на транзисторах

Необходимые радиодетали:

  1. Транзистор КТ 3102 (или КТ 315) — 2 шт.
  2. Конденсатор.
  3. Резистор номиналом 100 кОм (R1). Также понадобится еще 2 резистора (R2 и R3), сопротивление которых будет подбираться вместе с емкостью в зависимости от времени срабатывания таймера.
  4. Кнопка.

При подключении схемы к источнику питания начнет заряжаться конденсатор через резисторы R2 и R3 и эммитер транзистора. Последний откроется, поэтому на сопротивлении будет падать напряжение. В результате откроется второй транзистор, что приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

При заряде емкости ток будет уменьшаться. Это вызовет снижение эммитерного тока и падения напряжения на сопротивлении до того уровня, которое приведет к закрытию транзисторов и отпускания реле. Чтобы запустить таймер заново, потребуется кратковременное нажатие кнопки, которое вызовет полную разрядку емкости.

Для увеличения временной задержки используют схему на полевом транзисторе с изолированным затвором.

На базе микросхем

Применение микросхем уберет необходимость разряжать конденсатор и подбирать номиналы радиодеталей для выставления необходимого времени срабатывания.

Необходимые электронные компоненты для реле времени на 12 вольт:

  • резисторы номиналом 100 Ом, 100 кОм, 510 кОм;
  • диод 1N4148;
  • емкость на 4700 мкФ и 16 В;
  • кнопка;
  • микросхема TL 431.

Положительный полюс источника питания должен соединяться с кнопкой, параллельно к которой подключен один контакт реле. Последний также подключается к резистору 100 Ом. С другой стороны резистор соединен с сопротивлениями на 510 и на 100 кОм. Один из выводов последнего идет на микросхему. Второй вывод микросхемы соединен с резистором на 510 кОм, а третий — с диодом. К полупроводниковому устройству подключается второй контакт реле, которое соединено с исполняющим устройством. Отрицательный полюс источника питания связан с сопротивлением на 510 кОм.

Под питание на выходе 220 В

Две вышеописанные схемы рассчитаны на напряжение 12 В, т. е. не подходят для мощных нагрузок. Устранить этот недостаток допустимо с помощью магнитного пускателя, установленного на выходе.

Если в качестве нагрузки выступает маломощное устройство (бытовое освещение, вентилятор, трубчатый электрический нагреватель), то можно обойтись без магнитного пускателя. Роль преобразователя напряжения выполнят диодный мост и тиристор. Необходимые детали:

  1. Диоды, рассчитанные на ток больше 1 А и обратное напряжение не выше 400 В, — 4 шт.
  2. Тиристор ВТ 151 — 1 шт.
  3. Емкость на 470 нФ — 1 шт.
  4. Резисторы: на 4300 кОм — 1шт, на 200 Ом — 1 шт., регулируемый на 1500 Ом — 1 шт.
  5. Выключатель.

К питанию 220 В подключается контакт диодного моста и выключатель. Второй контакт моста соединен с выключателем. Параллельно к диодному мосту подключается тиристор. Тиристор соединяется с диодом и сопротивлениями на 200, на 1500 Ом. Вторые выводы диода и резистора (200 Ом) идут на конденсатор. Параллельно последнему подключено сопротивление на 4300 кОм. Но необходимо помнить, что данное устройство не используется для мощных нагрузок.

Читайте далее:

Что такое делитель напряжения и как его рассчитать?

Основные виды и принцип работы реле времени

Как определить полярность электролитических конденсаторов, где плюс и минус?

Принцип работы и схема подключения теплового реле

Как подключить 3 фазный электродвигатель к сети 220 вольт через конденсатор

Как настроить реле времени для освещения на улице

Принцип работы фотореле

Светоконтролирующее оборудование чаще всего устанавливают в непосредственной близости с подсоединяемыми к нему осветительным приборам. Схема подключения в каждом конкретном случае разная, выбирать требуется в соответствии с инструкцией в сопроводительной документации. Она обязательна к ознакомлению перед выполнением работ.

Для проведения монтажных работ вовсе не обязательно иметь особые навыки

Важно лишь рассчитать распределяемую нагрузку таким образом, чтобы осветительные приборы не стали причиной перенапряжения сети. Датчик день-ночь практически не нагружает электрическую сеть

Однако в распределительном щитке УЗО и сам датчик должны быть выбраны, исходя из суммарной мощности подключаемых лампочек.

Специалистами выделено несколько простых рекомендаций для установки светочувствительных датчиков:

  • Если подключается большое количество лампочек, схему дополнительно требуется оснастить магнитным пускателем.
  • Запрещается электрическое приспособление устанавливать около легковоспламеняющихся материалов, химических сред и нагревательных элементов.
  • Часто неопытные люди допускают ошибку – устанавливают датчик верх ногами, чего делать категорически нельзя. На него могут падать лучи солнечного света, но с приходом темноты будет влиять искусственное освещение из комнат.
  • Сумеречный переключатель и всю систему осветительного оборудования рекомендуется подключать на отдельную линию от распределительного электрического щитка с защитным автоматом.

Технические характеристики

В первую очередь надо решить, хотите вы фотореле для уличного освещения с выносным или встроенным датчиком света. Выносной датчик имеет небольшие размеры и его проще защитить от подсветки, самое же устройство можно поставить в доме, например, в щитке. Есть даже модели под дин-рейку. Фотореле со встроенным датчиком освещенности может стоять неподалеку от светильника

Важно только выбрать место так, чтобы свет от лампы не влиял на фотодатчик. Этот вариант удобнее, например, для светильников на солнечных батареях

Фотореле для уличного освещения с выносным датчиком (слева) и встроенным (справа)

Эксплуатационные характеристики

Определившись с типом датчика переходим к техническим параметрам:

  • Напряжение питания — 220 В и ли 12 В. В основном выбирают по типу напряжения, питающего уличное освещение. Двенадцативольтовые можно также использовать с аккумуляторами.
  • Режим эксплуатации. Реле для уличного освещения должно выдерживать все перепады температуры в вашем регионе. Лучше с запасом — на случай аномальных холодов или жары.

  • Класс защиты корпуса. Для установки на улице выбирайте IP 44 и не ниже. Это означает, что корпус защищен от попадания твердых частиц размером более 1 мм и водяных брызг. Можно выбирать фотореле для наружной установки с большими цифрами класса защиты, с меньшими — нельзя. Для установке дома достаточно IP 23.
  • Мощность нагрузки. Каждый датчик освещенности рассчитан на определенную мощность нагрузки. Лучше, если суммарная мощность подключенных осветительных приборов меньше на 20%. В таком случае устройство работает не на пределе возможностей, потому служит дольше.

Чтобы выбрать фотореле для уличного освещения эти характеристики обязательны. Правильный их выбор определяет работоспособность устройства. Но есть еще некоторые параметры, влияющие на корректность работы устройства.

Возможности настройки

Есть несколько регулировок, которые позволяют настроить работу фотореле в каждом конкретном случае. Проблема в том, что настройки производятся вручную, поворотом нужного регулятора и добиться абсолютно одинаковых параметров у нескольких устройств нереально. Всегда есть какие-то отличия в их работе.

  • Порог срабатывания. Позволяет увеличить или уменьшить чувствительность. Снижать чувствительность надо в зимний период, когда свет отражается от снега. Также снижать чувствительность можно в городах, если неподалеку находятся ярко освещенные объекты.
  • Задержка на включение и отключение (в секундах). Увеличивая задержку на выключение можно избавиться от ложных срабатываний при попадании на фотодатчик света от автомобильных фар. Задержка на включение не даст включить освещение при затемнении от тучи или тени от птицы.

  • Регулируемый диапазон освещенности. С его помощью задается освещенность, при которой фотореле для уличного освещения подает питание (нижняя граница) и отключает его (верхняя). Этот диапазон может быть 2-100 Лк (2 Лк — это полная темнота), а может — 20-80 Лк (20 Лк — это сумерки, но очертание предметов еще видно).

При помощи этих настроек можно сделать работу фотореле для автоматического включения освещения участка комфортным, исключить ложные срабатывания.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации