Cảm biến quang (photorelay) cho chiếu sáng đường phố: thiết kế, nguyên lý hoạt động và mẹo lắp đặt

Việc bổ sung thiết bị chiếu sáng dưới dạng rơle ảnh cho phép bạn giảm mức tiêu thụ năng lượng.Thiết bị nhỏ gọn, đơn giản này đảm nhiệm hoàn toàn việc điều khiển bật/tắt bóng đèn tùy theo mức độ chiếu sáng trên đường phố.

Vào lúc hoàng hôn, cảm biến ảnh dành cho hệ thống chiếu sáng đường phố sẽ kích hoạt hệ thống chiếu sáng gần nhà và tắt khi bình minh. Nó đơn giản để thiết kế và vận hành, nhưng trước khi mua mô hình tối ưu, bạn cần phải cân nhắc rất nhiều. Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách chọn tùy chọn hoàn hảo.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang

Cơ sở của rơle ảnh (công tắc chạng vạng) điều khiển ánh sáng đường phố là một bộ phận cảm quang phản ứng với độ sáng sẵn có của ánh sáng mặt trời và ánh sáng nhân tạo.

Khi hoàng hôn buông xuống, cảm biến ảnh sẽ đóng các điểm tiếp xúc và cung cấp điện cho các đèn gắn trên đường gần nhà. Và khi cường độ quang thông tăng lên vào buổi sáng, nó lại mở mạch điện, tắt các thiết bị điện chiếu sáng.

Rơle cảm quang sẽ tự động điều khiển hoạt động của thiết bị chiếu sáng được kết nối với nó, tắt và bật khi cần thiết.

Nhờ sự hiện diện của rơle ảnh trong mạch chiếu sáng đường phố, chủ nhà không cần phải bật đèn liên tục vào buổi tối ở khu vực địa phương và tắt vào buổi sáng - mọi thứ diễn ra tự động

Điều này làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng điện của đèn đường và cũng kéo dài tuổi thọ của chúng.Rốt cuộc, trong trường hợp này, chúng chỉ hoạt động khi thực sự cần thiết chứ không phải 8-9 giờ một ngày.

Trong khu vực tư nhân, các hệ thống tương tự được lắp đặt để chiếu sáng:

• cầu thang đường phố;
• khu vực gần nhà tranh;
• lối đi công viên và vườn;
• vọng lâu, khu vực nướng thịt và sân thượng mở.

Các tổ chức lắp đặt rơ-le ảnh khi bố trí ánh sáng trong sân của các tòa nhà chung cư, trong trung tâm mua sắm và dưới chân các tòa nhà cao tầng, cũng như khi chiếu sáng các công trình đường phố bằng quảng cáo. Mục tiêu ở mọi nơi đều giống nhau - tiết kiệm năng lượng và tuổi thọ của các thiết bị chiếu sáng.

Trong thiết kế đơn giản nhất, thiết bị chuyển mạch được đề cập bao gồm nguồn điện, cảm biến ánh sáng, bộ khuếch đại dòng điện và rơle chuyển mạch.

Có một số loại rơle ảnh, nhưng nguyên lý hoạt động của tất cả chúng đều giống nhau. Nó có một cảm biến nhạy sáng được kết nối với nguồn điện để theo dõi mức độ chiếu sáng trong khu vực được kiểm soát.

Vào lúc chạng vạng, cảm biến này đóng rơ-le, bật đèn đường. Khi mặt trời mọc trở lại, đèn đường lại tắt.

Các loại thiết bị điện chính

Bất kỳ rơle ảnh nào điều khiển ánh sáng đường phố đều có ba khối trong mạch với các chức năng khác nhau:

1. Bộ cảm nhận là một bộ cảm biến quang dựa trên chất bán dẫn.
2. Bộ khuếch đại dòng điện trung gian.
3. Điều hành – giống như một rơle (công tắc) như vậy.

Về mặt cấu trúc, phần tử đầu tiên trong số này có thể được loại bỏ khỏi phần thân chung. Nhưng cũng có những thiết bị mà cảm biến cảm quang này được gắn trong một bộ phận duy nhất với phần còn lại của mạch điện bên trong thiết bị điện này.

Do kích thước nhỏ gọn, cảm biến quang có thể được gắn ngay cả trên cột đèn đường, gần đèn hoặc trực tiếp trên đèn

Theo đó, tất cả các mẫu rơle quang điều khiển ánh sáng được chia thành:

• thiết bị có tế bào quang điện tích hợp;
• các thiết bị có bộ cảm biến quang riêng biệt được tháo ra khỏi vỏ.

Thiết bị có cảm biến tích hợp được lắp đặt trực tiếp trên đường phố. Cơ thể của nó có khả năng bảo vệ chống lại độ ẩm và bụi cao hơn. Trong trường hợp thứ hai, bộ chuyển mạch được gắn trên thanh DIN trong bảng điện trong nhà. Và cảm biến từ xa đã được kết nối với nó thông qua dây thông thường.

Ngoài việc theo dõi mức độ ánh sáng, các hệ thống điều khiển như vậy thường được trang bị cảm biến chuyển động tích hợp, bộ hẹn giờ và nhiều nút điều khiển khác nhau. Trong các cửa hàng chiếu sáng, bạn cũng có thể tìm thấy rơ-le ảnh được tích hợp trên bộ điều khiển kỹ thuật số. Tuy nhiên, những thiết bị này đắt hơn nhiều lần so với các mẫu thông thường.

Các thiết bị kỹ thuật số đắt tiền nhưng cho phép bạn điều khiển các thiết bị chiếu sáng chính xác hơn. Nguyên lý hoạt động của rơle ảnh gia dụng và các bộ phận chính giống hệt với nguyên lý hoạt động trong các thiết bị tiêu chuẩn.

Nhưng các tùy chọn này được bổ sung bởi một bộ vi điều khiển có thể điều chỉnh để đèn chỉ bật vào một số giờ nhất định. Điều này giúp có thể tinh chỉnh rơle, liên kết hoạt động của nó với điều kiện thời tiết và thậm chí cả tháng trong năm.

Lựa chọn rơle ảnh cho chiếu sáng ngoài trời

Trước khi đến cửa hàng để mua cảm biến ảnh để điều chỉnh hệ thống chiếu sáng đường phố, bạn nên quyết định số lượng và loại đèn sẽ kết nối. Đối với một hoặc hai đèn pin, một rơle là đủ, các thiết bị điện chiếu sáng sẽ được kết nối trực tiếp với nó.

Nếu có nhiều bóng đèn thì rơle ảnh sẽ không chịu được dòng điện chạy qua nó. Trong trường hợp này, cần phải có thiết bị khởi động từ tính.

Ở đây, một công tắc cảm quang sẽ kích hoạt một thiết bị đặc biệt, qua đó thiết bị chiếu sáng đã được cấp nguồn. Những thứ kia. rất nhiều trong việc lựa chọn một mô hình cảm biến quang phụ thuộc vào công suất của mạch đèn được kết nối với nó.

Việc lựa chọn rơle ảnh cho hệ thống đòi hỏi một cách tiếp cận đặc biệt và bắt buộc phải tính toán sơ bộ. chiếu sáng đường phố năng lượng mặt trời. Công suất của nó và số lượng thiết bị được kết nối trực tiếp phụ thuộc vào số ngày nắng trung bình hàng năm trong khu vực, cũng như số lượng tấm pin mặt trời trong mạch.

Bạn dự định kết nối càng nhiều bóng đèn với rơle ảnh thì thông số dòng điện chuyển đổi của nó càng cao - hiện nay trên thị trường có các thiết bị có định mức dòng điện trong khoảng 6–63 Ampe, có rất nhiều lựa chọn

Dựa trên loại kết nối với mạng điện, rơle điều khiển ánh sáng cho chiếu sáng đường phố được chia thành:

• một pha (hộ gia đình, đối với mạng 220 V);
• ba pha (đối với mạng 380 V).

Tuy nhiên, bản thân rơle chuyển mạch và toàn bộ mạch có cảm biến quang được cấp nguồn bằng điện áp 12 V, lấy từ máy biến áp giảm áp. Việc lựa chọn thiết bị một pha hay ba pha chỉ phụ thuộc vào mạng lưới bóng đèn được kết nối với nó và công suất tiêu thụ.

Để lắp đặt rơle quang điều khiển cho chiếu sáng đường phố trong nhà riêng, tốt nhất nên chọn các mẫu gia dụng thông thường có điện áp 220 V. Chúng sẽ là quá đủ, đặc biệt nếu đèn LED tiết kiệm được kết nối với chúng.

Thông số kỹ thuật - những gì cần tìm

Một số thiết bị điện nhập khẩu được thiết kế cho mạng 110 hoặc 127 V.Hiếm khi, nhưng bạn có thể bắt gặp chúng ở các cửa hàng bán đèn chiếu sáng. Đơn giản là chúng không thể hoạt động trong mạng 220 V của Nga. Họ sẽ yêu cầu lắp đặt thêm một máy biến áp. Tốt hơn hết bạn nên lấy ngay thiết bị có kết nối sẽ ít gặp sự cố hơn.

Chỉ số đầu tiên và chính là mức độ bảo vệ. Để lắp đặt ngoài trời, bạn nên chọn những model có vỏ kín IP65 trở lên. Và để lắp đặt dưới mái nhà hoặc trong tấm chắn được bảo vệ, thiết bị có IP44 khá phù hợp.

Tham số thứ hai - ngưỡng phản hồi, được thể hiện bằng Lux. Thông thường phạm vi này là từ 2 đến 50 Lux. Rơle ảnh có điều chỉnh chỉ báo này để người dùng có thể điều chỉnh theo sở thích cá nhân của mình. Bạn chỉ nên mua một thiết bị có ngưỡng phản hồi không được kiểm soát như là phương sách cuối cùng.

Chỉ số thứ ba là loại đèn kết nối. Thông thường một rơ-le ảnh được thiết kế riêng để làm việc với Bóng đèn sợi đốt, tạo tải hoạt động.

Để kết nối các thiết bị huỳnh quang với tải đã phản ứng, bạn cần sử dụng một loại công tắc chạng vạng khác. Và để kết nối đèn thủy ngân hoặc natri, bạn cần thiết bị có mạch bảo vệ bổ sung được thiết kế cho dòng điện khởi động.

Khi chọn rơle có tế bào quang điện bên ngoài, cần phải tính đến độ dài của cáp giữa chúng - nó có những hạn chế nhất định, bạn không thể thay đổi nó thành loại lớn hơn

Và các thông số cuối cùng - kích thước Và cân nặng. Phần lớn nhất của rơle ảnh là nguồn điện có máy biến áp giảm áp bên trong. Bản thân bộ cảm biến quang (LED) có kích thước rất nhỏ.

Công tắc tơ hoặc công tắc từ, thông qua đó các thiết bị chiếu sáng được kết nối. Tất cả điều này phải vừa với bảng điện hoặc gần đèn.

Các tính năng bổ sung có quan trọng không?

Nhiều mẫu rơle điều khiển ánh sáng được bổ sung cảm biến chuyển động và bộ hẹn giờ. Điều đầu tiên đảm bảo rằng ánh sáng chỉ được bật khi một người di chuyển qua khu vực được kiểm soát và điều thứ hai cho phép bạn tắt hoàn toàn thiết bị trong ngày, bất kể mức độ ánh sáng tự nhiên.

Trên thực tế, tất cả các cảm biến ảnh đều được cấu hình tại nhà máy để khi được đèn pha của một chiếc ô tô chạy qua chiếu sáng trong thời gian ngắn, chúng sẽ không hoạt động.

Các mẫu đắt nhất là rơle ảnh có màn hình điện tử và bộ điều khiển khả trình. Những thiết bị này cho phép bạn thiết lập chương trình làm việc của riêng mình cho từng mùa và dịp.

Ví dụ, vào mùa đông, ánh sáng sẽ bật sớm hơn và vào mùa hè muộn hơn. Bạn cũng có thể quy định việc tắt rơle cùng với đèn đường sau một giờ sáng để chúng không đốt năng lượng một cách vô ích.

Các sắc thái của việc cài đặt cảm biến ánh sáng

Thiết bị điều khiển ánh sáng thường được lắp gần đèn điện được nối với nó. Đối với mỗi model, sơ đồ kết nối được chọn theo hướng dẫn trong bảng dữ liệu. Bắt buộc phải nghiên cứu nó trước khi bắt đầu công việc.

Không có kỹ năng đặc biệt được yêu cầu để thực hiện cài đặt. Bạn chỉ cần tính toán mọi việc để các thiết bị điện chiếu sáng không làm quá tải đường dây. Rơle ảnh hầu như không tải trên mạng. Tuy nhiên RCD trong bảng điều khiển và bản thân bộ cảm biến quang phải được chọn dựa trên số lượng và công suất của các bóng đèn được kết nối.

Để tự lắp đặt rơle ảnh, bạn chỉ cần có kiến ​​​​thức tối thiểu trong lĩnh vực lắp đặt điện và tuân theo các quy tắc an toàn đơn giản nhất để thực hiện nó là đủ.

Có một số tiêu chuẩn đơn giản để lắp đặt rơle cảm quang:

1. Nên kết nối công tắc chạng vạng và toàn bộ dòng thiết bị chiếu sáng sau nó với một đường dây riêng biệt với bảng điện có cầu dao riêng.
2. Nghiêm cấm lắp đặt cảm biến ảnh lộn ngược. Một mặt của nó phải mở cho ánh sáng mặt trời, và mặt khác, ánh sáng từ đèn chiếu sáng nhân tạo sẽ chiếu vào nó.
3. Thiết bị điện này không được lắp đặt gần các vật liệu dễ cháy, gần thiết bị sưởi ấm hoặc môi trường hoạt động hóa học.
4. Nếu nhiều bóng đèn được kết nối với rơle ảnh thì phải trang bị bộ khởi động từ trong mạch.

Điều chính là ánh sáng từ bất kỳ loại đèn nào không được chiếu vào tế bào quang điện. Nếu không, nó sẽ liên tục không hoạt động như mong đợi. Cảm biến ảnh phản ứng với bất kỳ ánh sáng nào. Không quan trọng ánh sáng là nhân tạo hay tự nhiên từ mặt trời.

Sơ đồ kết nối của thiết bị chiếu sáng với rơle ảnh (trực tiếp hoặc qua bộ khởi động) được chọn tùy thuộc vào tổng công suất của các đèn được kết nối

Trên thân rơle ảnh có một sơ đồ với ký hiệu màu của tất cả các dây đi từ nó. Theo quy định, màu nâu chuyển sang pha từ bảng điều khiển (“L”), màu xanh lam đến số 0 (“N”) và màu đỏ hoặc đen chuyển sang đèn chiếu sáng đường phố. Bạn chỉ cần tước bỏ hai đầu của những sợi dây này và kết nối mọi thứ theo sơ đồ điện kèm theo.

Nếu bộ cảm biến quang có hai điểm tiếp xúc, thì một trong số chúng được kết nối với pha từ tấm chắn và điểm thứ hai đi vào đèn. Không có số 0 trong trường hợp này.

Trong trường hợp hệ thống chiếu sáng đường phố được kết nối thông qua bộ khởi động từ, nó được kết nối với rơle ảnh giống như bóng đèn. Và bản thân các thiết bị chiếu sáng cũng được cấp nguồn từ nó.

Trong trường hợp này, rơle không đóng mạch cấp nguồn cho đèn mà chỉ đóng bộ khởi động. Một dòng điện tối thiểu đi qua công tắc trong mạch như vậy, do đó, một thiết bị rẻ hơn và tiêu thụ điện năng thấp hơn sẽ làm được. Toàn bộ tải ở đây được chuyển tới contactor bên ngoài.

Cách chọn đèn tổ chức chiếu sáng đường phố sử dụng năng lượng mặt trời được mô tả chi tiết trong bài viết tiếp theo, mà chúng tôi khuyên bạn nên tự làm quen.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Sẽ không có bất kỳ khó khăn nào khi lựa chọn và kết hợp cảm biến nhạy sáng vào hệ thống chiếu sáng đường phố. Mọi thứ đều cực kỳ đơn giản. Các tài liệu video dưới đây sẽ cho phép ngay cả những thợ điện mới làm quen cũng hiểu được tất cả những điều phức tạp khi lắp đặt thiết bị này.

Video số 1. Tất cả các sắc thái của việc kết nối cảm biến quang ngày đêm:

Video số 2. Đánh giá rơ-le ảnh để bật/tắt đèn chiếu sáng ban đêm trên đường phố:

Video số 3. Mô tả sơ đồ kết nối của công tắc chạng vạng thông qua công tắc tơ bên ngoài:

Rơle điều khiển ánh sáng để lắp đặt với các thiết bị chiếu sáng đường phố có thiết kế và kết nối đơn giản. Chúng đơn giản hóa đáng kể cuộc sống của chủ sở hữu nhà riêng và cho phép họ giảm mức tiêu thụ năng lượng. Có rất nhiều mẫu thiết bị như vậy trong các cửa hàng. Bạn luôn có thể chọn các thông số cần thiết cho một tình huống cụ thể.

Và nếu bạn có kiến ​​​​thức và kinh nghiệm về kỹ thuật điện, thì một rơle ảnh như vậy có thể được lắp ráp từ một photodiode, một diode thông thường, một rơle và một cặp bóng bán dẫn với điện trở.

Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới. Đặt câu hỏi về các vấn đề gây tranh cãi hoặc khó khăn. Chia sẻ ý kiến ​​​​của riêng bạn, thông tin và hình ảnh hữu ích về chủ đề của bài viết.