Fotosenzor (fotorel) pre vonkajšie osvetlenie: konštrukcia, princíp činnosti a rady pre montáž

Doplnok k osvetľovaciemu zariadeniu vo forme fotorelé umožňuje znížiť spotrebu elektrickej energie. Je to malé a konštrukčne jednoduché zariadenie, ktoré úplne preberá riadenie zapínania/vypínania žiaroviek v závislosti od úrovne osvetlenia vonku.

Pri súmraku fotosenzor pre vonkajšie osvetlenie aktivuje osvetlenie pri dome a za úsvitu ho vypína. Je jednoduchý na konštrukciu a prevádzku, ale pred kúpou optimálneho modelu je potrebné veľa zvážiť. Povieme vám, ako vybrať ideálnu variantu.

Princíp činnosti fotosenzora

Základom fotorelé (súmrakového spínača) riadiaceho vonkajšie osvetlenie je svetlocitlivý prvok, ktorý reaguje na existujúcu jasnosť slnečného a umelého svetla.

Keď nastane súmrak, fotosenzor zopne kontakty a privedie elektrickú energiu k svietidlám inštalovaným vonku pri dome. A pri zvýšení intenzity svetelného toku ráno opäť rozopne obvod a vypne osvetľovacie elektrické zariadenia.

Svetlocitlivé relé v automatickom režime riadi činnosť pripojeného osvetľovacieho zariadenia, vypína a zapína ho podľa potreby.

Vďaka prítomnosti fotorelé v schéme vonkajšieho osvetlenia majitelia domu nemusia večer neustále zapínať svetlo na priľahlom pozemku a ráno ho vypínať – všetko prebieha automaticky.

To výrazne znižuje spotrebu elektrickej energie vonkajšími svietidlami a tiež predlžuje ich životnosť. V tomto prípade totiž fungujú len vtedy, keď je to skutočne potrebné, a nie 8–9 hodín denne.

V súkromnom sektore sa takéto systémy inštalujú na osvetlenie:

• vonkajších schodov;
• priestorov pri chatách;
• parkových a záhradných chodníkov;
• altánkov, grilovacích zón a otvorených terás.

Organizácie inštalujú fotorelé pri zariaďovaní osvetlenia na dvoroch bytových domov, v nákupných centrách a na schodiskových podestách výškových budov, ako aj pri osvetlení vonkajších reklamných konštrukcií. Všade je cieľ rovnaký – úspora elektrickej energie a životnosti osvetľovacích zariadení.

V najjednoduchšom prevedení sa toto spínacie zariadenie skladá z napájacieho bloku, svetlocitlivého senzora, zosilňovača prúdu a prepínacieho relé.

Existuje niekoľko druhov fotorelé, ale princíp činnosti je u všetkých rovnaký. Obsahuje svetlocitlivý senzor pripojený k napájaniu, ktorý sleduje úroveň osvetlenia na kontrolovanom území.

Pri nastúpení súmraku tento senzor zopne relé a zapne vonkajšie osvetlenie. Keď slnko opäť vychádza, dôjde k opačnému vypnutiu vonkajších svietidiel.

Základné druhy elektrických zariadení

Každé fotorelé riadiace vonkajšie osvetlenie má vo svojej schéme tri bloky s rôznymi funkciami:

1. Vnímajúci – fotosenzor na báze polovodičov.
2. Medzičlánok – zosilňovač elektrického prúdu.
3. Výkonný – samotné relé (spínač).

Konštrukčne môže byť prvý z týchto prvkov vyvedený z hlavného telesa. Existujú však aj zariadenia, kde je tento fotocitlivý senzor namontovaný v jednom bloku so zvyškom vnútornej schémy tohto elektrického zariadenia.

Vďaka kompaktnosti je možné svetlocitlivý senzor namontovať aj na vonkajšie stĺpy osvetlenia, pri lampe alebo priamo na nej.

Podľa toho sa všetky modely fotorelé na kontrolu osvetlenia delia na:

• zariadenia so vstavaným fotoelementom;
• prístroje so samostatným fotosenzorom, ktorý je vyvedený z telesa.

Zariadenie so vstavaným senzorom sa inštaluje priamo vonku. Jeho kryt má vyššiu ochranu proti vlhkosti a prachu. V druhom prípade sa spínací blok montuje na DIN lištu v domovom elektrickom rozvádzači. Vonkajší senzor sa k nemu pripája pomocou bežných vodičov.

Okrem sledovania úrovne osvetlenia sú takéto riadiace systémy často vybavené vstavanými pohybovými senzormi, časovačmi a rôznymi ovládacími tlačidlami. V obchodoch so svietidlami možno nájsť aj fotorelé, ktoré sú postavené na digitálnych kontroléroch. Tieto prístroje sú však niekoľkonásobne drahšie ako bežné modely.

Digitálne zariadenia sú drahé, ale umožňujú presnejšie riadenie osvetľovacích zariadení. Princíp činnosti domácich fotorelé a základné prvky sú rovnaké ako tie, ktoré sú v štandardných zariadeniach.

Tieto varianty sú však doplnené o mikrokontrolér, ktorý je možné nastaviť tak, že svietidlá sa budú zapínať len v určitých hodinách. To umožňuje jemnejšie nastavenie relé, prepojením jeho činnosti s poveternostnými podmienkami a dokonca aj s mesiacom v roku.

Výber fotorelé pre vonkajšie osvetlenie

Predtým, než pôjdete do obchodu kúpiť fotosenzor na reguláciu systému vonkajšieho osvetlenia, mali by ste sa rozhodnúť o počte a type pripájaných svietidiel. Na jeden alebo dva svetelné body postačí relé, ku ktorému sa budú osvetľovacie elektrické zariadenia pripájať priamo.

Ak je žiaroviek veľa, fotorelé nebude schopné vydržať prúd, ktorý ním prechádza. V tomto prípade je potrebné zariadenie s magnetickým štartérom.

Tu svetlocitlivý spínač spúšťa špeciálne zariadenie, prostredníctvom ktorého sa napája osvetľovacia aparatúra. Teda veľa pri výbere modelu fotosenzora závisí od výkonu pripojenej schémy svietidiel.

Osobitný prístup a povinné vykonanie predbežných výpočtov si vyžaduje výber fotorelé pre systém vonkajšieho osvetlenia so solárnymi panelmi. Jeho výkon a počet pripájaných zariadení priamo závisí od priemerného ročného počtu slnečných dní v regióne, ako aj od počtu heliopanelov v schéme.

Čím viac žiaroviek sa plánuje pripojiť k fotorelé, tým vyššie musia byť jeho parametre spínaného prúdu – na trhu sú v súčasnosti k dispozícii zariadenia s menovitým prúdom v rozsahu 6–63 ampérov, je z čoho vyberať.

Podľa typu pripojenia k elektrickej sieti sa svetlom riadené relé pre vonkajšie osvetlenie delia na:

• jednofázové (domáce, pre sieť 220 V);
• trojfázové (pre siete 380 V).

Samotné spínacie relé a celá schéma s fotosenzorom sú napájané napätím 12 V, ktoré prichádza z transformátora. Výber v prospech jednofázového alebo trojfázového zariadenia závisí výlučne od pripojenej siete žiaroviek a jej príkonu.

Pre inštaláciu fotoreléového ovládania pre vonkajšie osvetlenie na rodinných domoch je najlepšie vyberať bežné domáce modely na 220 V. Tých bude viac ako dosť, najmä ak sa k nim budú pripájať úsporné LED svietidlá.

Technické parametre – na čo sa zamerať

Niektoré importované elektrické zariadenia sú navrhnuté pre siete 110 alebo 127 V. Zriedka, ale možno na ne naraziť v obchodoch so svetelnou technikou. V ruských sieťach na 220 V jednoducho nebudú fungovať. Pre ne bude potrebné inštalovať dodatočný transformátor. Je lepšie hneď brať to zariadenie, s ktorého pripojením bude menej problémov.

Prvým a hlavným ukazovateľom je stupeň ochrany. Pre inštaláciu pod otvoreným nebom by ste mali vyberať modely s hermetickým krytom IP65 a vyššie. A pre montáž pod strechou alebo v chránenej rozvodnici celkom postačí zariadenie s IP44.

Druhým parametrom je prah spínania, ktorý sa vyjadruje v luxoch. Zvyčajne ide o rozsah od 2 do 50 lx. Fotorelé má reguláciu tohto ukazovateľa, aby si ho používateľ mohol nastaviť podľa svojich osobných preferencií. Zaobstarávať prístroj s neregulovateľným prahom spínania sa oplatí len v krajnom prípade.

Tretím ukazovateľom je typ pripájaných lámp. Neraz je fotorelé určené výhradne na prácu s žiarovkami, ktoré vytvárajú aktívnu záťaž.

Na pripojenie fluorescenčných prístrojov s už reaktívnou záťažou je potrebné brať iný druh súmrakových spínačov. A na pripojenie ortuťových alebo sodíkových svietidiel je potrebná aparatúra s dodatočným ochranným obvodom, navrhnutým na prúdové nárazy pri štarte.

Pri výbere relé s externým fotoelementom je potrebné zohľadniť dĺžku kábla medzi nimi – má určité obmedzenia, meniť ho za dlhší podľa metráže nie je možné.

A posledné parametre – rozmery a hmotnosť. Najväčšou časťou fotorelé je napájací zdroj so znižovacím transformátorom vo vnútri. Samotný fotosnímač (LED) má úplne malé rozmery.

Oveľa viac miesta zaberá kontaktér alebo magnetický štartér, cez ktoré sa pripájajú osvetľovacie zariadenia. Toto všetko by sa malo zmestiť do elektrorozvodnej skrine alebo pri svietidle.

Sú dôležité doplnkové funkcie?

Mnohé modely svetlo-riadiacich relé sú doplnené pohybovým senzorom a časovačom. Prvý zaručuje zapnutie osvetlenia len pri pohybe osoby po kontrolovanom území, a druhý umožňuje úplne vypnúť prístroj cez deň nezávisle od úrovne prirodzeného osvetlenia.

V skutočnosti sa všetky fotosnímače už vo výrobe nastavujú tak, aby pri krátkodobom osvetlení svetlami prechádzajúceho auta jednoducho nereagovali.

Najdrahšie modely sú fotorelé s elektronickým displejom a programovateľným ovládačom. Tieto prístroje umožňujú pre každé ročné obdobie a príležitosť nastaviť vlastný pracovný program.

Napríklad v zimnom období sa osvetlenie zapne skôr a v lete neskôr. Je tiež možné zabezpečiť vypnutie samotného relé spolu s vonkajšími svietidlami po jednej hodine v noci, aby zbytočne neplytvali energiou.

Nuansy montáže senzora osvetlenia

Svetlo riadiaci prístroj sa zvyčajne montuje v blízkosti svietidla, ktoré je k nemu pripojené. Pre každý model sa schéma zapojenia vyberá podľa pokynov v technickom liste. Pred začatím prác je potrebné si ich preštudovať.

Na vykonanie montáže nie sú potrebné žiadne špeciálne zručnosti. Stačí všetko vypočítať tak, aby osvetľovacie elektrické zariadenia nepreťažili vedenie. Fotorele prakticky nezaťažuje sieť. Avšak PRÚDOVÝ CHRÁNIČ v rozvádzači a samotný fotosenzor musia byť vybrané na základe počtu a výkonu pripájaných žiaroviek.

Na samostatnú inštaláciu fotorelé stačí mať minimálne znalosti v oblasti elektroinštalácie a dodržiavať najjednoduchšie bezpečnostné pravidlá jej vykonania.

Existuje niekoľko jednoduchých noriem pre montáž fotocitlivých relé:

1. Súmrakový spínač a celú linku osvetľovacích zariadení za ním sa odporúča pripojiť na samostatnú linku z elektrického rozvádzača s vlastným ističom.
2. Kategoricky sa zakazuje inštalovať fotosenzor hore nohami. Z jednej strany musí byť vystavený slnečnému svetlu a z druhej strany naň musí dopadať svetlo z lámp umelého osvetlenia.
3. Tento elektrický prístroj nemožno montovať v blízkosti horľavých materiálov, vykurovacieho zariadenia a chemicky aktívnych prostredí.
4. Ak je k fotorelé pripojených veľa žiaroviek, v schéme je potrebné zabezpečiť magnetický spúšťač.

Hlavné je, aby svetlo z akýchkoľvek svietidiel nedopadalo na fotoelement. Inak bude neustále fungovať nesprávne. Fotosenzor reaguje na akékoľvek svetlo. Nezáleží na tom, či ide o umelé osvetlenie alebo prirodzené slnečné svetlo.

Schéma zapojenia osvetľovacích zariadení k fotorelé (priamo alebo cez spúšťač) sa vyberá v závislosti od celkového výkonu pripájaných svietidiel.

Na tele fotorelé je plán s farebným označením všetkých vodičov, ktoré z neho vychádzajú. Spravidla hnedý ide na fázu z rozvádzača («L»), modrý na nulový vodič («N») a červený alebo čierny na svietidlo vonkajšieho osvetlenia. Stačí len odizolovať konce týchto žíl a všetko zapojiť podľa priloženej elektrickej schémy.

Ak má fotosenzor dva kontakty, jeden z nich sa pripája k fáze z rozvádzača a druhý ide na svietidlo. Nulový vodič v tomto prípade chýba.

V prípade pripojenia vonkajšieho osvetlenia cez magnetický štartér sa pripája k fotorelé rovnako ako žiarovka. Samotné svietidlá sú napájané z neho.

V tomto prípade relé nezopína obvod napájajúci lampy, ale iba štartér. Vypínačom v takejto schéme prechádza minimálny prúd, preto postačí lacnejšie a menej výkonné zariadenie. Celá záťaž sa tu prenáša na externý kontaktér.

O tom, ako vybrať svietidlá na organizáciu vonkajšieho osvetlenia so solárnymi panelmi, je podrobne uvedené v nasledujúcom článku, s ktorým vám odporúčame oboznámiť sa.

Závery a užitočné video k téme

S výberom a zapojením fotosenzora do systému vonkajšieho osvetlenia by nemali vzniknúť ťažkosti. Všetko je veľmi jednoduché. Nižšie uvedené videá umožnia aj začínajúcim elektrikárom pochopiť všetky jemnosti inštalácie tohto zariadenia.

Video #1: Všetky nuansy pripojenia fotosnímača "deň-noc":

Video #2: Prehľad fotorelé na zapínanie/vypínanie nočného osvetlenia vonku:

Video #3: Popis schémy zapojenia súmrakového spínača cez externý kontaktér:

Svetelné relé na montáž so zariadeniami vonkajšieho osvetlenia sú jednoduché na konštrukciu a pripojenie. Výrazne uľahčujú život majiteľom rodinných domov a umožňujú znížiť spotrebu energie. Modelov takýchto zariadení je v obchodoch veľa. Vždy je možné vybrať si s potrebnými parametrami pre konkrétnu situáciu.

A ak máte znalosti a skúsenosti v elektrotechnike, takéto fotorelé je možné zostaviť z fotodiódy, bežnej diódy, relé a páru tranzistorov s rezistormi.

Napíšte, prosím, komentáre do bloku nižšie. Pýtajte sa na sporné alebo zložité momenty. Podeľte sa o vlastný názor, užitočné informácie a fotografie k téme článku.