Да, иногда намного проще купить датчик света в магазине. Но, если этих датчиков нужно, к примеру, 20 штук. То о рентабельности такой покупки я бы поспорил.

Выкладываю, по моему мнению, простую и легко повторяемую схему фотореле из тех, что выпускаются в массовое производство.

Подстроечным резистором WL регулируется порог срабатывания реле при уровне освещенности от 5 до 50 лк.

ZD1- стабилитрон 24 Вольта.

PH- фоторезистор, подойдет любой с разностью около 10 - 70 кОм.

В качестве корпуса отлично подойдет баночка из под крема или любая другая емкость с полу или прозрачными стенками.

Ноль и фаза при подключении не имеют значения. От них зависит будет ли на цоколе лампы напряжение при выключенном реле или нет.

На рис. 1 выше указана типовая схема подключения лампы или нагрузки. На рис. 2 предложен вариант с выключателем. Так как иногда при выключенном реле нужно принудительно включить лампу.

Плата фотореле, вид сверху.

Рисунок прозрачной печатной платы. Вид сверху. Черные полосы- это "окна". Нужны для предотвращения КЗ и искрения между проводниками. Они не обязательны, но желательны.

Плата разведена для 2-х видов реле. Но, ее можно легко перерисовать под реле, имеющиеся у Вас.

На фотографии нижней стороны платы, эти "окна" хорошо видны.

Список радиоэлементов

Емкостное фотореле для уличного освещения - устройство, позволяющее включать или выключать лампы, используемые на дорогах, у подъездов и в парках. Их использование экономит электроэнергию и минимизирует неудобства для водителей, жильцов дома и простых прохожих.

Работа основана на фоторезисторе или фотодиоде - полупроводниковых элементах, которые меняют свои параметры в зависимости от интенсивности освещения среды. Днем при достаточном количестве света датчик освещенности размыкает цепь, и лампа выключается, а ночью происходит обратная последовательность действий: емкостное реле для управления освещением снижает сопротивление, и свет включается.

Установка фотореле

Установить фотореле своими руками несложно, важно лишь исключить прямое влияние регулируемого источника освещения и защитить устройство от неблагоприятного воздействия извне: влаги, прямых солнечных лучей, перепадов температуры.

Для устройств промышленного производства существует ряд стандартов, которым такие решения должны соответствовать: ГОСТ (отечественные) и IP (международные). Добиться же того, чтобы самодельное фотореле было защищено от факторов внешней среды сложнее, хотя и теоретически возможно. Но для желающих установить подобное устройство у себя во дворе, около своего подъезда или гаража, лучше для начала рассмотреть предлагаемые на рынке решения - без владения нужными знаниями и опытом фотодатчик своими руками довести до рабочего состояния будет крайне сложно.

ФР-601 (602)

Если речь заходит об использовании стандартных однофазных фотореле для освещения, то самой популярной моделью являются устройства ФР-601 и ФР-602 производства компании ІЕК.

Они достаточно надежные, и даже у непосвященных в электронику пользователей не возникает вопросов, как подключить автоматический регулятор подсветки. Эти две модификации имеют несущественные различия: они обе работают с током одних и тех же напряжения и частоты, имеют аналогичную потребляемую мощность (0,5 Вт) и абсолютно одинаковые комплекты поставки.

Различия касаются лишь максимального сечения подключаемых проводников: для 601 модели она составляет 1,5 кв. мм., а для 602 - 2,5. Следовательно, отличается у них и номинальный ток нагрузки: 10 и 20 А, соответственно. Фотоэлемент у обеих моделей встроенный, его регулировка возможна в пределах от 0 до 50 лк с шагом в 5 лк.

Изготовление в домашних условиях

Принципиальная схема емкостного фотореле ФР-602 (как и его собрата) легко повторяется даже при незначительных познаниях в электронике. Особую актуальность создания самоделки приобретает при потребности в большом количестве устройств (например, для организации автоматического включения и отключения освещения в зависимости от времени суток).

Для изготовления понадобятся такие детали, в скобках будут указаны обозначение на приведенной схеме и мощность:

• 2 биполярных транзистора BC857A (Q1 и Q2);
• 5 выпрямительных диодов 1N4007;
• выпрямительный диод 1N4148;
• стабилитрон 1N4749 ;
• резисторы (R2, R4–R9: 1,5 МОм, 1 МОм, 560 кОм, 200 кОм, 100 кОм, 75 кОм и 33 кОм; все мощностью 0,125 Вт);
• резистор (R3, 220 Ом, 2 Вт);
• фотоэлемент (PH, до 100 кОм);
• подстроечный резистор (WL, 2,2 мОм);
• конденсатор (С2, 0,7 мкФ 400 В);
• электролитические конденсаторы (С4–С5, 100 мкФ 50 В и 47 мкФ 25 В, соответственно);
• реле SHA-24VDC-S-A (Rel1).

Учитывая набор и суммарную стоимость деталей, а также наличие схемы, 602 модель - довольно простое в исполнении решение.

К слову, многие детали из списка можно заменить на отечественные. По отзывам уже собиравших биполярный транзистор Q2 можно заменить встречающимся повсеместно КТ3107Б, а стабилитрон 1N4749 - тремя последовательно подключенными Д814А или двумя Д814Д. Схема подключения также не отличается особой сложностью.

Недостатки модели

Рассмотрим, в чем минусы подобной схемы. Как ни странно, с технической стороны схема не уступает заводской при должной сноровке радиолюбителя. Разница будет ощущаться в реальной эксплуатации: заводское изделие имеет стандарт защиты IP44, что подразумевает пыле- и влагозащиту.

Также заводские ФР-601 и ФР-602 имеют больший диапазон рабочих температур, а самодельная схема в мороз в декабре может перестать работать из-за одного-единственного некачественного соединения.

Аналоги

Среди аналогов данному устройству значатся ФР-75А - фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях, а также менее стабильна и долговечна при практическом использовании.

Среди его преимуществ - больший диапазон рабочей яркости, составляющий от 1 до 200 лк, что вчетверо превосходит конкурента. Еще один большой плюс устройства ФР-75 - возможность работы в цепях постоянного тока напряжением 12 В.

Также фотодатчик является выносным, что позволяет установить сам регулятор внутри помещения и не беспокоиться о факторах окружающей среды. В целом, в своем классе модель не имеет равных и является лучшим фотореле - 12 вольт постоянного тока часто используются в качестве питания для подобных устройств. Схема подключения устройства изображена на рисунке.

Оборудование высокой мощности

Среди конкурентов также можно рассмотреть фотореле ФР-7Е, но не в его пользу говорят отсутствие защиты от влаги (IP40) и довольно высокая потребляемая мощность.

Также к недостаткам можно отнести открытые контактные зажимы и отсутствие защиты подстроечного резистора на лицевой панели. Положительный момент - работать ФР-7 может в сетях переменного тока напряжением 220 вольт с напряжением до 5 ампер, что почти на порядок больше, нежели у рассмотренных выше конкурентов. Диапазон регулировки в 10 лк также устанавливается лишь специалистом - отрегулировать его самостоятельно не получится.

По габаритам ФР-7 также превосходит рассмотренные в статье фотореле (см. чертеж).

Заключение

Учитывая опыт эксплуатации фотореле в бытовых и промышленных условиях, наиболее стабильной и легко воспроизводимой в домашних условиях является модель ФР-602 или ее менее мощная вариация ФР-601 от компании AIK. Они отлично показывают себя в различных режимах работы, имеют хороший запас долговечности и, что самое главное, обладают минимальной себестоимостью. Кроме того, их сборка облегчается возможностью заменить многие зарубежные детали на дешевые отечественные аналоги.

Видео

1. Общие указания.
1.1. Электронное фотореле предназначено для работы в комплекте со светильниками наружного освещения, который последовательно включен в цепь питания светильника. ФР-2 обеспечивает включение, выключение нагрузки в зависимости от уровня естественной освещенности.
1.2. Работа ФР-2 осуществляется при различных уровнях естественной освещенности:
- при уровне меньше 1 лк (+/- 0,5 лк) происходит включение ламы светильника,
- при уровне 4 лк (+/- 0,5 лк) – выключение.
Если после включения освещения происходит небольшая подсветка фотодатчика, фотореле самостоятельно её компенсирует. Выключение нагрузки происходит тогда, когда уровень естественной освещенности датчика больше уровня искусственной освещенности.
1.3. Для защиты от кратковременной посторонней засветки, отключение светильников происходит, когда уровень освещенности, превышающий заданный длится более 5 минут.
1.4. При покупке изделия с ФР-2 требуйте проверки его работоспособности.
2. Устройство фотореле ФР-2.
2.1. Конструктивно электронное фотореле смонтировано на текстолитовой печатной плате. Печатная плата устанавливается внутри пластмассового корпуса с соблюдением требований электробезопасности. Подключение нагрузки и напряжения питания электронной платы производится через присоединительные колодки.
3. Технические данные фотореле ФР-2 .

4. Комплектность .
4.1. В комплект поставки электронного фотореле входит
- фотореле ФР2 с выносным фотоэлементом, длина провода 1 м - 1 штука,
- руководство по эксплуатации – 1 штука.
5. Требования по технике безопасности .
5.1. Отключение светильника от ФР-2 замену лампы в светильнике, замену предохранителя, перенастройку платы производить только после отключения фотореле от электросети.
5.2. Во избежание выхода ФР2 из строя запрещается использовать самодельные предохранители в электронной плате и подключать нагрузку с током потребления превышающим номинальный ток фотореле.

6. Подготовка фотореле ФР-2 к работе и порядок работы .
6.1. Установить фотореле ФР-2 так, чтобы фотоэлемент по возможности не попадал в зону искусственного освещения светильника. Подключить:
- провода питания электронной платы через колодку «Сеть ~ 220 В.»
- питание нагрузки через колодку «Нагрузка».
7. Настройка фотореле .
7.1. Можно изменить настройку уровня естественной освещенности, при которой фотореле включает освещение. Для ручной настройки служит подстроечный резистор R6 («Ручная установка момента включения фотореле»). Если повернуть резистор по часовой стрелке, то фотореле включится при большей естественной освещенности, а если против часовой стрелки – при меньшей. Для автоматической настройки: в момент, когда естественная освещенность соответствует выбранному уровню, нажмите кнопку и удерживайте ее до тех пор, пока мигание индикатора не сменится на постоянное горение и далее на двойное мигание (примерно через 8 … 12 сек), тогда отпустите кнопку. Фотореле будет включаться при вновь заданном уровне освещенности.
7.2. Если необходимо вернуться к заводским настройкам необходимо подстроечный резистор R6 («Ручная установка момента включения фотореле») поставить в среднее положение (направление стрелки как на рисунке). Далее нажмите кнопку и удерживайте ее до тех пор, пока мигание индикатора не сменится на постоянное горение, далее на двойное мигание, и до тех пор, пока индикатор не погаснет совсем (примерно через 12 сек), тогда отпустите кнопку.
7.3. Если необходимо проверить исправность ламп накаливания в светильниках, необходимо нажать кнопку программирования примерно на 4…8 секунд, дожидаясь полного горения индикатора, и отпустить кнопку. Для выключения ламп -кратковременно (от 0 до 4 сек) нажмите на кнопку.
7.4. После замены фотоэлемента необходимо настроить ФР-2 на включение при заданном уровне освещенности 1лк при этом уровень освещенности при отключении устанавливается автоматически 4 лк. Для настройки необходимо подстроечный резистор R6 («Ручная установка момента включения фотореле») поставить в среднее положение (направление стрелки как на рисунке). Подстроечный резистор R2 («Калибровка нового фотодатчика») повернуть влево до упора, подать питание на фотореле, и медленно вращая резистор R2 по часовой стрелке при уровне освещенности 1лк (уровень освещенности контролировать люксметром Ю-116 с фотоэлементом Ф55С или аналогичным) добиться включения реле. В момент щелчка реле прекратить вращение резистора R2 – фотореле настроено.
7.5. Для замены предохранителя необходимо отключить ФР-2 от сети, вынуть плату заменить предохранитель на исправный.

8. Правила хранения .
8.1. Электронное фотореле необходимо хранить в сухом отапливаемом помещении при отсутствии в воздухе кислотных, щелочных и других агрессивных примесей при температуре от 5 до 40 °С и относительной влажности воздуха не более 80%.
9. Гарантийные обязательства .
9.1. Срок гарантии электронного фотореле ФР2 – 12 месяцев с момента приобретения, или 18 месяцев со дня выпуска.
9.2. Предприятие-изготовитель обязуется в течение гарантийного срока производить безвозмездный ремонт при соблюдении потребителем требований по эксплуатации, изложенных в настоящем руководстве.
9.3. Гарантийному ремонту не подлежат фотореле ФР-2 имеющие механические повреждения.
9.4. Гарантийный и послегарантийный ремонт производится по адресу:
620100, г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, 9/11, ООО ”Элпро“

Фотореле типа ФР-2 (ФР-2М)

Назначение

Фотореле ФР-2 (ФР-2М) предназначены для автоматического включения и отключения освещения, а также в качестве элемента контроля управления иными объектами.

Разработчик: Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по комплектным низковольтным устройствам защиты и системной автоматики для энергетики (СПКТБЭ), входившее в состав производственного объединения «Средазэлектроаппарат».
Производители: Ташкентский электротехнический завод , который был головным предприятием производственного объединения «Средазэлектроаппарат».
Реле ФР-2 предположительно было разработано и освоено в производстве в 1975 году. В 1990 году было разработана модернизированная версия реле, которая получила названием ФР-2М, модернизированное реле отличалось от ФР-2 элементной базой. Необходимость модернизировать реле возникла, потому что германиевые транзисторы МП-26А (основа реле ФР-2) были сняты с производства. Основой модернизированного реле стала микросхема К554САЗ.
В каком году реле ФР-2 (ФР-2М) сняты с производства, неизвестно. Реле выпускались в соответствии с техническими условиями ТУ16-523.283-75.

Аппаратура (техника), в которой применялось реле

Конструкция и принцип действия

Все элементы фотореле ФР-2 (ФР-2М) смонтированы на печатной плате, установленной на пластмассовом основании, и закрыты съемным кожухом, предохраняющим монтаж от механических повреждений и защищающим от случайного прикосновения к токоведущим частям.
Кожух реле выполнен из прозрачной пластмассы, на нем при помощи краски нанесены товарный знак (логотип) предприятия изготовителя, тип и климатическое исполнение фотореле, номер технического условия, которому соответствует фотореле и схема расположения выводов.
В основании расположены зажимы для бескольцевого крепления внешних проводов и пружинные защелки для крепления кожуха.
Датчик освещенности (фоторезистор) может располагаться под кожухом на печатной плате или выноситься наружу и подключаться к входному зажиму.

Как уже было написано выше, Ташкентский электротехнический завод выпускал реле ФР-2 и ФР-2М, которые отличались между собой схемой. Ниже дано описание схем фотореле и принцип их работы.

Фотореле ФР-2.

Схема фотореле ФР-2 состоит из чувствительного органа (датчика освещенности), усилительного элемента, собранного на транзисторах и исполнительного реле.
В качестве датчика освещенности применяется герметизированный фоторезистор, величина сопротивления которого меняется в зависимости от наружной освещенности.
Исполнительным реле является реле постоянного тока РПУ-2 , в котором имеется 2 нормально разомкнутых (2р) контакта для управления внешними цепями.
Реле ФР-2 работает следующим образом.
При увеличении освещенности (рассвет) сопротивление датчика ФС в цепи базы транзистора Т1 уменьшается, соответственно увеличиваются токи в цепи эмиттер - коллектор транзисторов Т1, Т2. Транзисторы открываются, транзистор Т2 шунтирует обмотку исполнительного реле Р. Якорь реле отпадает, его контакты размыкают цепь питания катушки аппарата, управляющего фидером освещения.
Уменьшение освещенности в вечернее время приводит к увеличению сопротивления датчика освещенности, при этом уменьшаются токи базы в цепи эмиттер - коллектор транзисторов Т1, Т2, и они закрываются. Реле Р срабатывает и замыкает цепь включения освещения. Порог срабатывания схемы регулируется с помощью переменного резистора R4.

Фотореле ФР-2М.

Схема фотореле ФР-2М состоит из измерительной части, которая представляет неуравновешенный мост на резисторах R1 - R4, и датчика освещенности BL, в качестве которого использован фоторезистор.
Подстроечным резистором R4 обеспечивается изменение уставки срабатывания, а делитель плеча R1 - BL является сигнальной цепью, подключенной на прямой вход компаратора. Резистор R5 осуществляет положительную обратную связь, переводя компаратор в режим триггера Шмитта. Выход компаратора через делители R7, R6 осуществляет управление транзистором VT, который включен параллельно выходному реле Р.
Вся схема устройства питается через двухполупериодный выпрямитель VD2 - VD5 и балластные резисторы R8, R9.
В качестве исполнительного реле применяется реле постоянного тока РПУ-2М с двумя нормально разомкнутыми контактами.
Реле ФР-2М работает следующим образом.
При снижении освещенности сопротивление фоторезистора BL увеличивается, а напряжение на прямом входе 3 компаратора DA снижается. При достижении этого напряжения до напряжения на инверсном входе 4, снимаемого с подстроечного резистора R4, триггер переключает выход в нулевое состояние, который через резистор R6 закрывает транзистор VT, при этом срабатывает реле Р, контакты замыкаются.
При увеличении освещенности сопротивление BL уменьшается, потенциал входа 3 повышается. При достижении потенциала на входе 4 компаратор переключает свой выход в единичное состояние, транзистор VT при этом открывается и шунтирует обмотку реле Р, контакты размыкаются.

Условное обозначение фотореле ФР-2 (ФР-2М) расшифровывается следующим образом.
ФР-2МХЗ :
ФР - Ф отоР еле;
2 - модификация;
М - модернизированное;
Х3 - климатическое исполнение (У, Т) и категория размещения (3) по ГОСТ 15150-69.
Рабочее положение фотореле ФР-2 (ФР-2М) в пространстве вертикальное, допускается отклонение до 5° в любую сторону.

Краткие технические характеристики

Входные параметры:
Номинальное напряжение питания: 220 В постоянного тока или 220 В 50 Гц
Выходные параметры:
Ток коммутируемый контактами: 2 А
Напряжение на разомкнутых контактах: 220 В постоянного или переменного тока
Габариты: 113 х 55 х 114 (В х Ш х Д)
Вес: не более 420 г.

Дополнительная информация (источники информации)

1. Отраслевой каталог 07.26.01-81. Фотореле типа ФР-2. М.: Информэлектро, 1981 >>скачать
2. Отраслевой каталог 07.26.01-87. Фотореле типа ФР-2. М.: Информэлектро, 1987 >>скачать
3. Отраслевой каталог 07.26.01-90. Фотореле типа ФР-2М. М.: Информэлектро, 1990