Fotosenzor (fotorelé) pro venkovní osvětlení: konstrukce, princip činnosti a tipy pro montáž

Doplněk ke svítidlu ve formě fotorelé umožňuje snížit spotřebu elektrické energie. Toto malé a konstrukčně jednoduché zařízení zcela přebírá řízení zapínání/vypínání žárovek v závislosti na úrovni osvětlení venku.

Při nastání soumraku fotosenzor pro venkovní osvětlení aktivuje osvětlení u domu, a za svítání jej vypíná. Je jednoduchý na konstrukci i provoz, ale před zakoupením optimálního modelu je třeba mnohé předvídat. Vysvětlíme, jak vybrat ideální variantu.

Princip činnosti fotosenzoru

Základem fotorelé (soumrakového spínače) řídícího venkovní osvětlení je světlocitlivý prvek, který reaguje na stávající jas slunečního a umělého světla.

Když nastane soumrak, fotosenzor sepne kontakty a přivede elektrickou energii na svítidla namontovaná venku u domu. A při zvýšení intenzity světelného toku ráno opět rozpojí obvod a vypne osvětlovací elektrické přístroje.

Světlocitlivé relé automaticky řídí činnost k němu připojeného svítidla, vypíná a zapíná jej podle potřeby.

Díky přítomnosti fotorelé v zapojení venkovního osvětlení nemusí majitelé domu večer na přilehlém pozemku světlo neustále zapínat a ráno vypínat – vše probíhá automaticky.

To výrazně snižuje spotřebu elektrické energie venkovními svítidly a také prodlužuje jejich životnost. Vždyť v tomto případě pracují jen tehdy, když je to skutečně nutné, a ne 8–9 hodin denně.

V soukromém sektoru se takové systémy instalují pro osvětlení:

• venkovních schodišť;
• prostor u chat;
• parkových a zahradních cest;
• altánů, grilovacích zón a otevřených teras.

Organizacemi jsou fotorelé montována při zařizování osvětlení na dvorech bytových domů, v obchodních centrech a na schodištích výškových budov, stejně jako při osvětlení venkovních reklamních konstrukcí. Všude je cíl stejný – úspora elektrické energie a životnosti svítidel.

V nejjednodušším provedení se toto spínací zařízení skládá z napájecího zdroje, světlocitlivého senzoru, zesilovače proudu a přepínacího relé.

Existuje několik druhů fotorelé, ale princip činnosti je u všech stejný. Je v něm k napájení připojený světlocitlivý senzor, který sleduje úroveň osvětlení na sledovaném území.

Když nastane soumrak, tento senzor sepne relé a zapne venkovní osvětlení. Když slunce opět vychází, dojde k opačnému vypnutí venkovních svítidel.

Základní druhy elektrických přístrojů

Každé fotorelé, které řídí venkovní osvětlení, má ve svém zapojení tři bloky s různou funkcí:

1. Snímací – fotosenzor na bázi polovodičů.
2. Mezilehlý – zesilovač elektrického proudu.
3. Výkonný – samotné relé (spínač).

Konstrukčně může být první z těchto prvků vyveden z hlavního krytu. Ale existují i zařízení, kde je tento fotocitlivý senzor namontován v jednom bloku s ostatními částmi vnitřního zapojení tohoto elektrického přístroje.

Díky kompaktnosti lze světlocitlivý senzor montovat i na venkovní sloupy osvětlení, vedle lampy nebo přímo na ni.

Odpovídajícím se všechny modely fotorelé pro kontrolu osvětlení dělí na:

• zařízení s vestavěným fotoelementem;
• přístroje s odděleným fotosenzorem, který je umístěn mimo kryt.

Zařízení s vestavěným senzorem se instaluje přímo venku. Jeho kryt má vyšší ochranu proti vlhkosti a prachu. Ve druhém případě se spínací jednotka montuje na DIN lištu do domovního rozvaděče. K ní se již připojuje externí senzor pomocí běžných vodičů.

Kromě sledování úrovně osvětlení bývají tyto řídicí systémy často vybaveny vestavěnými pohybovými senzory, časovači a různými ovládacími tlačítky. V obchodech se svítidly lze také najít fotorelé, která jsou postavena na digitálních regulátorech. Tyto přístroje jsou však několikanásobně dražší než běžné modely.

Digitální zařízení jsou drahá, ale umožňují přesnější ovládání osvětlovacích těles. Princip činnosti domácích fotorelé a základní prvky jsou shodné s těmi, které mají standardní přístroje.

Tyto varianty jsou však doplněny o mikrokontrolér, který lze nastavit tak, že se svítidla zapínají pouze v určité hodiny. To umožňuje jemnější nastavení relé, propojení jeho činnosti s povětrnostními podmínkami a dokonce i s měsícem v roce.

Výběr fotorelé pro osvětlení venku

Než se vydáte do obchodu zakoupit fotosenzor pro regulaci venkovního osvětlení, je třeba rozhodnout o počtu a typu připojovaných svítidel. Na jeden až dva světelné body postačí relé, k němuž se osvětlovací elektrospotřebiče připojí přímo.

Pokud je žárovek mnoho, fotorelé nemusí unést procházející proud. V takovém případě je zapotřebí zařízení s magnetickým spouštěčem.

Zde světlocitlivý spínač spouští speciální zařízení, jehož prostřednictvím se již napájí osvětlovací aparatura. Tedy – při výběru modelu fotosenzoru velmi záleží na výkonu k němu připojené soustavy svítidel.

Zvláštní přístup a povinné provedení předběžných výpočtů vyžaduje výběr fotorelé pro systém venkovního osvětlení na solární panely. Jeho výkon a počet připojovaných zařízení přímo závisí na průměrném ročním počtu slunečných dnů v regionu a také na množství solárních panelů v zapojení.

Čím více žárovek se plánuje k fotorelé připojit, tím vyšší musí být parametry spínaného proudu – na trhu jsou nyní k dispozici přístroje s jmenovitým proudem v rozsahu 6–63 ampérů, je z čeho vybírat.

Podle typu připojení k elektrické síti se světlořidící relé pro venkovní osvětlení dělí na:

• jednofázová (domácí, pro síť 220 V);
• třífázová (pro sítě 380 V).

Avšak samotné spínací relé a celé zapojení s fotosenzorem je napájeno napětím 12 V, které přichází ze snižovacího transformátoru. Volba mezi jednofázovým a třífázovým přístrojem závisí výhradně na připojené síti žárovek a na jejím příkonu.

Pro instalaci fotorelé pro ovládání venkovního osvětlení na rodinných domech je nejlepší volit běžné domácí modely na 220 V. Jejich výkon bude více než dostačující, zvláště pokud k nim budou připojeny úsporné LED svítidla.

Technické parametry – na co se zaměřit

Některé importované elektrospotřebiče jsou navrženy pro sítě 110 nebo 127 V. Výjimečně na ně narazíte v obchodech se svítidly. V ruských sítích 220 V jednoduše fungovat nebudou. Bude nutné instalovat další transformátor. Je lepší rovnou vzít zařízení, u kterého bude s připojením méně problémů.

První a hlavní ukazatel – stupeň krytí. Pro instalaci pod širým nebem je vhodné zvolit modely s utěsněným krytím IP65 a vyšším. Pro montáž pod střechou nebo v chráněném rozvaděči postačí zařízení s IP44.

Druhý parametr – prahová hodnota sepnutí, která se udává v Luxech. Obvykle se jedná o rozsah 2 až 50 lx. Fotorelé má regulaci tohoto parametru, aby si jej uživatel mohl nastavit podle svých osobních preferencí. Zařízení s neregulovatelným prahem sepnutí byste měli pořizovat jen v krajním případě.

Třetí ukazatel – typ připojovaných lamp. Fotorelé je často určeno výhradně pro práci s žárovkami, které vytvářejí aktivní zátěž.

Pro připojení fluorescenčních zařízení s reaktivní zátěží je třeba zvolit jiný typ soumrakových spínačů. A pro připojení rtuťových nebo sodíkových svítidel je potřeba zařízení s dodatečným ochranným obvodem navrženým pro nárazové proudy.

Při výběru relé s vnějším fotoelementem je nutné zohlednit délku kabelu mezi nimi – má určitá omezení, nelze jej nahradit delším.

A poslední parametry – rozměry a hmotnost. Největší částí fotorelé je napájecí zdroj se snižujícím transformátorem uvnitř. Samotný fotosenzor (LED) má velmi malé rozměry.

Mnohem více místa zabere stykač nebo magnetický spouštěč, přes které se připojují osvětlovací zařízení. To vše se musí vejít do rozvaděče nebo vedle svítidla.

Jsou důležité doplňkové funkce?

Mnoho modelů světelných relé je vybaveno pohybovým senzorem a časovačem. První zajišťuje zapnutí osvětlení pouze při pohybu osoby na střeženém území, druhý umožňuje zařízení během dne zcela vypnout bez ohledu na úroveň přirozeného osvětlení.

Všechny fotosenzory jsou ve skutečnosti již z výroby nastaveny tak, aby se při krátkodobém osvětlení světlomety projíždějícího automobilu jednoduše nespouštěly.

Nejdražší modely jsou fotorelé s elektronickým displejem a programovatelným řadičem. Tyto přístroje umožňují pro každé roční období a situaci nastavit svůj vlastní pracovní program.

Například v zimním období se osvětlení zapíná dříve a v létě později. Lze také zajistit vypnutí samotného relé spolu s venkovními svítidly po první hodině noční, aby zbytečně nespotřebovávala energii.

Nuance montáže senzoru osvětlení

Světlořídící přístroj se obvykle montuje v blízkosti svítidla, ke kterému je připojen. Pro každý model se schéma zapojení volí podle návodu v technickém listu. Před zahájením prací je bezpodmínečně nutné jej prostudovat.

Ke provedení montáže nejsou vyžadovány žádné zvláštní dovednosti. Stačí vše spočítat tak, aby osvětlovací elektrické spotřebiče nepřetížily vedení. Fotorelé prakticky nezatěžuje síť. Nicméně proudový chránič v rozvaděči a samotný fotosenzor musí být zvoleny na základě počtu a výkonu připojených žárovek.

Pro samostatnou instalaci fotorelé stačí mít minimální znalosti v oblasti elektroinstalace a dodržovat nejjednodušší bezpečnostní pravidla pro její provedení.

Existuje několik jednoduchých norem pro montáž fotocitlivých relé:

1. Soumrakový spínač a celé vedení osvětlovacích zařízení za ním se doporučuje připojit na samostatné vedení z rozvaděče s vlastním jističem.
2. Je přísně zakázáno instalovat fotosenzor obráceně. Na jedné straně musí být vystaven slunečnímu světlu a na druhé straně na něj musí dopadat světlo z umělých osvětlovacích lamp.
3. Tento elektrický přístroj nelze instalovat v blízkosti hořlavých materiálů, topných zařízení a chemicky aktivních prostředí.
4. Pokud je k fotorelé připojeno mnoho žárovek, je třeba v zapojení počítat s magnetickým stykačem.

Hlavní je, aby světlo z jakýchkoli svítidel nedopadalo na fotoelektrický článek. Jinak bude neustále pracovat nesprávně. Fotosenzor reaguje na jakékoli světlo, ať už jde o umělé osvětlení nebo přirozené sluneční světlo.

Schéma zapojení osvětlovacích zařízení k fotorelé (přímé nebo přes stykač) se volí v závislosti na celkovém výkonu připojených svítidel.

Na těle fotorelé je schéma s barevným označením všech vycházejících vodičů. Zpravidla hnědý vodič jde na fázi z rozvaděče („L“), modrý na nulový vodič („N“) a červený nebo černý na venkovní osvětlovací svítidlo. Stačí pouze odizolovat konce těchto žil a vše zapojit podle přiloženého elektrického schématu.

Pokud má fotosenzor dva kontakty, jeden z nich se připojí k fázi z rozvaděče a druhý jde na svítidlo. Nulový vodič v tomto případě chybí.

V případě připojení venkovního osvětlení přes magnetický spouštěč se připojuje k fotorelé stejně jako žárovka. Samotná svítidla jsou pak napájena z něj.

V tomto případě relé neuzavírá obvod napájející lampy, ale pouze spouštěč. Vypínačem v takovém zapojení prochází minimální proud, takže postačí levnější a méně výkonné zařízení. Veškerá zátěž je zde přenesena na externí stykač.

O tom, jak vybrat svítidla pro venkovní osvětlení na solární panely, je podrobně popsáno v následujícím článku, který doporučujeme prostudovat.

Závěry a užitečné video k tématu

Potíže s výběrem a zapojením světlocitlivého senzoru do systému venkovního osvětlení by neměly nastat. Vše je naprosto jednoduché. Níže uvedená videa umožní i začínajícím elektrikářům porozumět všem detailům montáže tohoto zařízení.

Video č. 1: Všechny nuance připojení fotosenzoru 'den-noc':

Video č. 2: Přehled fotorelé pro zapnutí/vypnutí nočního osvětlení venku:

Video č. 3: Popis schématu zapojení soumrakového spínače přes externí stykač:

Světelně řízená relé pro montáž se zařízeními venkovního osvětlení jsou konstrukčně a připojením jednoduchá. Velmi usnadňují život majitelům rodinných domů a umožňují snížit spotřebu energie. V obchodech je k dispozici mnoho modelů takových zařízení. Vždy lze vybrat model s potřebnými parametry pro konkrétní situaci.

A pokud máte znalosti a zkušenosti v elektrotechnice, lze takové fotorelé sestavit z fotodiody, běžné diody, relé a několika tranzistorů s rezistory.

Pište prosím komentáře do bloku níže. Pokládejte dotazy ke sporným nebo složitým bodům. Podělte se o svůj vlastní názor, užitečné informace a fotografie k tématu článku.