Своими руками сумеречный выключатель

Для включения света на улице или в местах общественного пользования очень часто требуется полная автоматизация процесса. Сумеречный выключатель с фотоэлементом позволяет полностью исключить человеческий фактор при управлении системами освещения.

Что это такое

Сумеречный светочувствительный выключатель или фотореле – это устройство, которое выключает или включает свет в зависимости от уровня освещенности. Прибор является очень удобным в использовании и имеет целый ряд преимуществ перед классическим выключением света:

1. Полная автоматизация процесса. Как только уровень солнечной активности снижается до определенного предела, датчик это распознает и включает свет;
2. Экономия электроэнергии. Светильник будет гореть только до того момента, пока уровень солнечных лучей снова не повысится. Это позволяет сразу после рассвета отключать свет в различных общественных местах – подъездах, арках, площадях и т. д.;
3. Возможность установки индивидуальных параметров включения – выключения. С такими целями используется программируемый сумеречный выключатель со встроенным таймером. Он позволяет изменять настройки, установив определенное время включения лампы и т. д.;
4. Любой фотовыключатель можно выключить вручную. Иногда случаются непредвиденные ситуации, во время которых устройство прекращает контролировать систему освещения. В таком случае, реле света требуется выключить при помощи стандартного переключателя. Не во всех датчиках есть подобная функция.

Фото – датчик Steinel NightMatic

Его аналогом является автомобильный световой датчик, который встраивается в лобовое стекло. Он необходим для автоматического включения фар при заезде в тоннель, подземку или лес.

Виды датчиков

Существует четыре основных типа сумеречного реле:

1. Устройство на микроконтроллере, с таймером времени, фотоэлементом и прочими дополнениями (TW1 от ABB – АВВ, Luna Star, SOU, LXP-02);
2. Выносным фотоэлементом (Multi 9 ID-RCCB, GFK 3, Plexo, АС-112);
3. Встроенным фотоэлементом (ic-50 Schneider Electric – Шнайдер Электрик, Vega, DeLux YCC);
4. С возможностью регулировки порога срабатывания (Siemens Steine Night Matic NM 2000, Theben, Энергис).

Наиболее часто встречаются модели со встроенным фотоэлементом. Они идеально подходят для наружного использования, т. к. у них фотоэлемент защищен от воздействия внешних факторов (воды, пыли, пара), перепадов температур, а зачастую и вандализма. Это довольно функциональный прибор, который может использоваться как в домашних условиях, так и для контроля освещенности улиц, парков, складов.

Фото – сумеречное реле со встроенным фотоэлементом

Выключатель с датчиком определения света и таймером позволяет управлять параметрами включения света. Он определяет не только уровень освещенности, но и временной интервал, в который нужно включать лампу. Это экономная и практичная схема. В зависимости от места монтажа и условий использования, можно подобрать модели с часовым таймером, недельным, месячным и даже годовым. Их можно установить на din-реку – модели с исполнением типа УТФР- 1РМ.

Фото – модель Шнайдер

Сейчас активно осуществляется производство сумеречных выключателей с настраиваемым порогом срабатывания (ic2000p), которые в основном применяются для помещения. В зависимости от корректировки, фотореле могут реагировать на затемнение во время грозы или тумана на улице.

Фото – конструкция фотореле

Если Вам нужно установить блок управления и сумеречный выключатель на небольшом расстоянии друг от друга, то рекомендуется купить модель с выносным фотоэлементом. Особенностью конструкция является возможность монтировать блок питания и сенсор на расстоянии до 150 метров друг от друга.

Принципиальные схемы включения

Чтобы установить простой сумеречный автоматический выключатель (например, ФБ-4М) своими руками, понадобится электрическая схема. В отличие от чертежей, где подключаются модели с датчиком, на схеме ниже показан вариант соединения, где в качестве индикатора используется сверхчувствительный светодиод.

Фото – схема подключения

Такое автоматическое реле учитывает разницу сопротивления в резисторах (обозначение на рисунке R1 и R2). При том, второй резистор – R2 необходим для контроля номинального входящего напряжения VT1. Оно, используя силу постоянного напряжения HL1, помогает регулировать порог включения света.

Также, помимо включения в сеть готового реле, можно сделать самому датчики освещенности и сумеречные выключатели на компараторе для дома или двора. К слову, простое фотореле можно собрать даже из трех деталей. Условно выделим:

1. Фотоэлемент;
2. Пороговая деталь (компаратор);
3. Выходное реле.

Нам нужно добиться, чтобы со снижением уровня солнечной активности увеличивалось сопротивление фоторезистора (фотоэлемента), после чего должна срабатывать пороговая деталь. Далее, включается в работу фотореле, выключающее (включающее) свет.

В качестве порогового реле можно использовать симистор, но у него должен быть включен в цепь симметрий динистор. Такие детали называют квадрак. Конструктивно они не отличаются от симисторов за исключением модернизированной цепи включения.

Фото – схема самодельного сумеречного выключателя

Квадрак или Quadrac может иметь различные технические характеристики, Вам требуется выбрать оптимальные параметры. Далее, нужно подобрать сопротивление резистора, т. к. это самый важный параметр для работы сумеречного выключателя.

В системах управления освещением величина сопротивления определяется по выбранному фотоэлементу, поэтому рекомендуем отталкиваться от данных на схеме. Для нормальной работы подойдет самый просто фотоэлемент (белый или желтый), в нашем случае, это стандартный фоторезистор (ФСК-7,ФСК-Г1).

Для первого испытания самодельного устройства с фотодатчиком можно использовать простую лампу накаливания. Но для её подключения нужно использовать регулятор мощности. Еще одним важным условием работы является установка охлаждения.

Видео: устройство самого простого сумеречного выключателя

Эксплуатация

Инструкция по применению сумеречных выключателей типа Legrand (Ленгранд):

1. Обязательно внимательно изучите сертификат в частности, параграфы, где указаны параметры стойкости к влаге и пыли – если уровень защиты недостаточный, то устройство нельзя устанавливать на улице;
2. Периодически требуется протирать сенсор от пыли;
3. Два раза в год нужно устраивать контрольные проверки датчика.

Цена сумеречного выключателя варьируется от 300 рублей до нескольких тысяч. Купить устройство можно в любом городе России и стран СНГ (Екатеринбурге, Москве и прочих).

Сейчас несложно купить сумеречный выключатель и подключить к нему искусственный источник света, например, уличный светодиодный прожектор для освещения входа в частный дом или техническое здание.

Однако, настоящий домашний мастер непременно попробует досконально разобраться в принципах работы такой конструкции.

В этой статье мы знакомимся с довольно простой, но надежной схемой, которую несложно собрать, настроить и эксплуатировать своими руками. Она по силам любому человеку, который умеет держать в руках паяльник, может выполнять несложные электротехнические работы.

Автоматический выключатель для сумеречного освещения собирается из дешевых и доступных материалов. Их можно приобрести через интернет. Но, у большинства умельцев они, скорее всего, имеются в арсенале радиодеталей.

Благодаря этой самоделке вы можете доверить управление освещением автоматике, которая будет напоминать о качественно выполненной работе, поднимет ваш авторитет в глазах окружающих как способного мастера.

Принцип работы самодельного сумеречного выключателя

По внутреннему устройству электрическая схема состоит из трех частей:

1. силовой схемы управления лампочкой светильника;
2. блока питания;
3. блока управления.

Они соединены проводами, запитаны от однофазной переменной сети 220 вольт.

Силовая схема

Лампочка светильника управляется выходным контактом реле точно так же, как работает обычный выключатель в квартире: фазный потенциал от защит квартирного щитка через силовой контакт реле P1. 2 поступает на удаленную контактную площадку патрона светильника и проходит через нить накала.

Рабочий ноль постоянно подключен к боковому контакту патрона. При срабатывании реле на включение лампочка загорается, а при отпадании — тухнет.

Блок питания

На его вход поступает напряжение однофазной сети, а с выхода уходит 24 вольта выпрямленного тока. Для питания схемы управления вполне достаточно всего 15 миллиампер. Поэтому конструкция обладает малой мощностью.

В схеме можно использовать готовые блоки от любой радиоаппаратуры с подходящими электрическими параметрами или изготовить самостоятельно.

Вашему вниманию предлагается использовать самостоятельно одну из двух доступных схем:

1. трансформаторную;
2. бестрансформаторную.

Второй вариант более компактен, быстрее собирается. Но, при его использовании отсутствует трансформаторное разделение цепей на первичную и вторичную схему. А это значит, что при пробое какой-либо токоограничивающей детали потенциал фазы может пройти в цепи управления, выжечь ее детали.

Номиналы всех обозначенных на схеме элементов приведены таблицей, расположенной в конце статьи.

Блок управления

За основу работы блока управления принята схема, использующая изменение фоторезистором своего электрического сопротивления под воздействием излучаемого на него светового потока.

Фоторезистор подключен последовательно к источнику стабилизированной ЭДС через дополнительный резистор R, в котором проходят токи, зависящие по величине от силы падающего света. На этом резисторе создается напряжение, которое называют опорным.

Величина опорного напряжения тоже зависит от светового потока и выражается линий 3 на графике работы компаратора — специального электронного устройства, реагирующего на величину входного напряжения.

Прямая линия 3 этого графика представляет опорное напряжение. Оно может изменяться, быть выше или ниже контрольного значения, представленной коричневой горизонталью 4.

Когда опорное напряжение не достигло контрольного уровня 4, то на выходе компаратора сигнала нет: он закрыт. При возрастании линии 3 компаратор откроется и пропустит в выходные цепи поступившее напряжение. Его величина будет транслироваться на обмотку реле, которое своими контактами Р1.2 включит лампочку освещения.

Таким способом обеспечивается включение света при наступлении сумерек и снятие с лампочки напряжение после рассвета.

Конструкция самодельного сумеречного выключателя

Фоторезистором в схеме блока управления используется прибор ФСК-Г7Б, представленный на принципиальной схеме элементом R9.

В качестве компаратора выбрана микросхема К554СА3 —элемент DD1. Размеры ее корпуса в миллиметрах представлены нижерасположенной картинкой.

Исполнительным органом схемы управления работает электромагнитное реле Р1 малогабаритной конструкции серии РП-21 с номинальным напряжением обмотки на 24 вольта.

При выборе мощности светильника следует учитывать, что номинальный ток контактов рассчитан на 5 ампер. Бо́льшие нагрузки следует подключать через повторители мощности.

Возможное расположение электронных компонентов схемы управления, совмещенной с блоком питания бестрансформаторной конструкции представлено на картинках двухсторонней печатной платы.

Номиналы деталей платы

Все основные электрические характеристики конденсаторов, резисторов и диодов предлагаемой схемы сумеречного выключателя сведены в таблицу.

№ п/п	Обозначение	Характеристики	Примечание
Конденсаторы
1.	C1	250В — 1 мкФ
2.	C2	50В — 1000 мкФ
Резисторы
3.	R1	0.39 кОм
4.	R2	0,27 кОм
5.	R3	1мОм
6.	R4	5,1 Oм
7.	R5	5,1 Oм
8.	R6	0,27 кОм
9.	R7	1 кОм
10.	R8	1,5 кOм	Для опорного напряжения
11.	R9	Фоторезистор ФСК-Г7Б
12.	R10	47 кОм
13.	R11	47 кОм
Диоды
14.	VD1—VD4	КЦ405И
15.	VD5	Д226Б
16.	VD6	АЛ307 МБ	Зеленый светодиод
17.	VD7	АЛ307 ВМ	Красный светодиод

На основе предложенного материала вы можете собрать автоматику сумеречного выключателя своими руками, успешно эксплуатировать его в домашней проводке.

А в заключение статьи рекомендуем посмотреть видеоролик по уроку пайки. Даже если вы давно занимаетесь подобной работой, то все равно сможете пополнить свои знания по этому вопросу.

Возможно, что у вас остались неясные вопросы: спрашивайте. Для этого создан раздел комментарии.

• Статья
• Видео

Одним из основных элементов автоматики в уличном освещении, наряду с таймерами и датчиками движения, является фотореле или сумеречное реле. Назначение данного аппарата — включение уличного освещения, и не только, при наступлении темного времени суток, без участия человека. Благодаря автоматизации и промышленным масштабам современного производства, в настоящее время стоимость сумеречного выключателя составляет десятки центов, за готовое устройство. В данной статье мы разберем устройство сумеречного выключателя и нюансы его подключения, а также расскажем, как сделать фотореле своими руками.

Конструкция реле

Основным элементом реле является фотодатчик, в схемах могут применяться фоторезисторы, диоды, транзисторы, фотоэлектрические элементы. При изменении освещенности на фотоэлементе изменяются его свойства, такие как сопротивление резистора, изменение состояния P-N перехода в диодах и транзисторах, а также изменение напряжения на контактах фоточувствительного элемента. Далее сигнал детектируется усилителем и компаратором и происходит переключение выходного каскада, коммутируя или отключая нагрузку. В качестве выходных управляющих элементов используют реле или симисторы.

При подключении фотореле необходимо ознакомится с инструкцией, в частности максимальная мощность выходного узла, обратить внимание на тип ламп освещения (накаливания, газоразрядные, светодиодные лампочки). Важно знать, что реле освещения с тиристорным выходом не смогут работать с энергосберегающими лампами, для этого не предназначенных, и устанавливаться в диммеры с регулировкой светового потока лампы. Это нюанс необходимо учитывать, чтобы не остаться с вышедшими из строя лампочкой и фотореле.

Если с этим разобрались, рассмотрим несколько схем для самостоятельной сборки сумеречного выключателя в домашних условиях. Для примера разберем, как сделать симисторный ночник с фотоэлементом.

Инструкция по сборке

Это самая элементарная схема фотореле из нескольких деталей: симистора Quadrac Q60, опорного резистора R1, и фото элемента ФСК:

При отсутствии света симисторный ключ открывается полностью и лампа в ночнике светит в полный накал. При увеличении освещенности в помещении происходит смещение напряжения на управляющем электроде и меняется яркость светильника, вплоть до полного гашения лампочки.

Следующая схема с релейным выходом:

Транзистор VT1 усиливает сигнал с резистивного делителя напряжения PR1 и R1. VT2 управляет электромагнитным реле К1, а диод VD1 шунтирует импульсы напряжения во время отключения катушки, защищая транзисторы от выхода из строя. Рассмотрев данную схему, можно обнаружить, что часть схемы (выделенная красным) по функционалу близка к готовым сборкам ардуино, релейный модуль.

Слегка переделав и дополнив одним транзистором и солнечным фотоэлементом от старого калькулятора, был собран прототип сумеречного выключателя — самодельное фотореле на транзисторе. При освещении солнечного элемента PR1, транзистор VT1 открывается и подает сигнал на выходной релейный модуль клемма S. Реле переключает свои контакты, управляя нагрузкой.

На видео ниже подробно рассказывается, как сделать фотореле в домашних условиях:

Вот, собственно и вся информация о сборке фотореле своими руками. Надеемся, предоставленные схемы и видео уроки помогли вам сделать сумеречный выключатель из подручных средств!

Наверняка вы не знаете:

• Как сделать датчик движения
• Схема подключения прожектора с фотореле
• Как собрать реле времени своими руками