Schaltplan eines Lichtsensors
Für die automatische Steuerung der Außen- (und manchmal auch der Innen-)beleuchtung ist ein Lichtrelais praktisch. Wenn das natürliche Licht am Abend nachlässt, schaltet das System die künstliche Beleuchtung ein und am Morgen, wenn die Sonne aufgeht, wieder aus. Wird die Lichtschranke mit einem Bewegungsmelder kombiniert, sind noch größere Einsparungen möglich - das Licht schaltet sich nur nachts und nur bei Anwesenheit einer Person ein. Auf dem Markt sind viele solcher kombinierten Modelle erhältlich. Sie können den Tag/Nacht-Sensor selbst auswählen und anschließen.
Was ist eine Lichtschranke, wie ist sie aufgebaut und wie funktioniert sie?
Betrachtet man das Fotoauge als eine Blackbox, so sind sein Aufbau und sein Funktionsprinzip einfach:
- Auf der Eingangsseite befindet sich ein Sensorelement, auf das das Licht trifft;
- auf der Ausgangsseite - Meldeeinrichtung;
- Am Körper - das Einstellelement.
Wenn Licht auf einen empfindlichen Sensor trifft (oder aufhört zu treffen), gibt das Gerät ein Signal aus, das zur Steuerung von Aktoren, Laternen (direkt oder über ein Relais) verwendet werden kann.
Es kann ein Signal an eine Zentrale geben oder ein Alarmsystem auslösen. Das Signal kann in Form von:
- Änderung des Spannungspegels (Logikpegel);
- ein Relais "Trockenkontakt";
- Änderung des Zustands eines elektronischen Schalters (Transistor mit offenem Kollektor) usw.
Der Lichtdetektor kann in das Gehäuse des Geräts integriert oder extern montiert werden. Es kann dann an einem beliebigen Ort angebracht werden. Mit dem Einstellknopf wird der Erfassungsgrad eingestellt - das Relais kann das Licht früher oder später einschalten.
Der Aufbau des Lichtschrankenrelais ist in der Tat komplizierter.
Im Allgemeinen enthält das Gerät:
- lichtempfindliches Element (Fotowiderstand, Fotodiode, usw.);
- Umwandlungsvorrichtung (wandelt eine Zustandsänderung des Sensors in eine Änderung der elektrischen Spannung um);
- Verstärker-Puffer;
- Schwellenwertgerät - vergleicht die Spannung des Sensors mit einem vorgegebenen Wert;
- Zeitschaltuhr - begrenzt die Betriebsdauer der Beleuchtung;
- Formung des Ausgangssignals.
Die Schaltung ist von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Einige Elemente können kombiniert werden, andere können fehlen. Einige Geräte haben eine feste Auslöseschwelle, sie haben keinen Einstellkörper.
Wichtig! Das fotoelektrische Relais wird oft als Lichtsensor, Lichtsensor, Tag/Nacht-Sensor usw. bezeichnet. Solche Namen sind nicht ganz korrekt. Streng genommen ist ein Lichtsensor ein Teil des Lichtrelais, das den Lichtpegel in ein elektrisches Signal oder einen Wert umwandelt, der in ein elektrisches Signal umgewandelt werden kann.
Wichtige technische Parameter und Sorten
Bevor eine Lichtschranke ausgewählt wird, sollte klar sein, wo sie installiert werden soll und welche Last sie steuern soll. Achten Sie daher beim Kauf auf die folgenden Spezifikationen.
- Versorgungsspannung. Es kann AC 220 Volt oder niedrige DC (12, 24 Volt usw.) sein. Sie wird nach dem Gesichtspunkt der einfachen Anschlussmöglichkeit am Aufstellungsort ausgewählt.
- Konstruktion des Sensors. Die Lichterkennung kann ferngesteuert oder eingebaut sein. Der abgesetzte Melder kann in einigen Dutzend Metern Entfernung von der Haupteinheit montiert werden.
- Schutzklasse. Bestimmt den Installationsort. Wenn das Gerät z. B. die Schutzart IP20 hat, bedeutet dies, dass es nur in Innenräumen (im Schaltschrank) und mit einem Fernfühler installiert werden kann.
- Tragfähigkeit. Definiert die elektrische Leistung, die das Lichtschrankenrelais direkt schalten kann.
- Bereich der Schaltschwelle .. Angegeben in Lux. Dies ist keine besonders nützliche Information, da es schwierig ist, mit dem Auge zu erkennen, welches Schaltniveau vor Ort erforderlich ist. Je größer die Bandbreite, desto besser.
- Ein oder Aus-Verzögerung. Von null bis zu einigen zehn Sekunden ist für alle Fälle ausreichend.
- Zu den Parametern gehört auch der Eigenverbrauch des Geräts. Sie ist nicht hoch, in den meisten Fällen beträgt sie nicht mehr als 5-6 Watt. Es hat also keinen Sinn, diesem Parameter nachzugehen.
| Lichtschrankenrelais | Tragfähigkeit der Kontaktgruppe |
| FR-2M | 16 A (220 VAC, 30 VDC) |
| FR-1 | 6 A (380 VAC) |
| FR-601 | 10 A (220 VAC) |
| PR-602 | 20 A (220 VAC) |
| FR-M02 | 16 A (220 VAC) |
Anhand dieser Merkmale können Sie das Relais mit der besten Kombination aus technischen und preislichen Parametern auswählen.
Schaltplan für Lichtdetektoren
Der Schaltplan für einen Lichtsensor ist nicht kompliziert. Es handelt sich um einen Lichtschalter, der auf die gleiche Weise angeschlossen werden sollte. Lichtschranken haben jedoch besondere Eigenschaften, die bei der Installation gewisse Herausforderungen mit sich bringen können.
Anschluss in TN-C- und TN-S-Netzen
Gegenwärtig sind in Russland 220-Volt-Netze in Betrieb, in denen der Schutzleiter (PE) und der Neutralleiter (N) kombiniert (TN-C) oder getrennt (TN-S) sein können. Das TN-S-System wird als fortschrittlicher und korrekter angesehen, aber eine vollständige Umstellung liegt noch in weiter Ferne.
Optokoppler in einem TN-C-Zweidrahtnetz
Der Unterschied zu einem normalen Lichtschalter besteht darin, dass die Lichtschranke an den Neutralleiter angeschlossen werden muss. Dies ist notwendig, um den internen Steuerschaltkreis der Lichtschranke zu versorgen. Wenn die Versorgungsspannung des Sensors nicht 220 Volt beträgt, muss er nicht an den Nullleiter angeschlossen werden, sondern es wird eine externe Quelle mit der richtigen Spannung benötigt.
Optokoppler in einem TN-S-Dreileiternetz
In einem TN-S-Netz gibt es einen zusätzlichen Schutzleiter. Bei fast allen Lichtschranken ist dieser Leiter nicht vorgesehen, so dass sich der Schaltplan nicht ändert.
Anschluss eines Lichtsensors über einen Relaisverstärker
In einigen Fällen kann die Schaltleistung der eigenen Kontaktgruppe eines Lichtsensors nicht ausreichen, um die vorhandene Last zu schalten. In einem solchen Fall sollte der Ausgang des Geräts durch ein Zwischenrelais ergänzt werden, das durch einen Magnetstarter betätigt werden kann. Seine Kontakte müssen für den vollen Strom der Beleuchtungseinrichtung ausgelegt sein. Der Ausgang des Lichtrelais sollte mit der Spule des Anlassers verbunden werden. Und die Kontakte des Verstärkerrelais schalten den Strom der Glühbirne.
Schema zur Invertierung des Ausgangssignals
Es gibt Situationen, in denen ein Beleuchtungskörper nach dem umgekehrten Prinzip gesteuert werden muss - einschalten, wenn natürliches Licht vorhanden ist, und ausschalten, wenn die Sonne untergeht. Ein solcher Fotowiederholer kann z.B. bei der Beleuchtung von Räumen ohne Fenster (z.B. Viehställe) erforderlich sein. Die Umsetzung ist nicht schwierig, der Schaltplan des Lichtsensors ist fast der gleiche wie der vorherige. Es wird nur ein Starter mit einer Wechselkontaktgruppe benötigt.
Wenn kein Signal vom Lichtsensor kommt, wird die Lampe über die Öffnerkontakte des Verstärkers eingeschaltet. Wenn das Relais durch das Licht ausgelöst wird, schaltet der Anlasser die Glühlampe ein. Wenn es dunkel wird, schaltet sich das Licht aus.
Schema mit zusätzlichem Schalter
Ein zusätzlicher Schalter kann serienmäßig nachgerüstet werden. Je nach gewählter Option kann die Beleuchtung dann unabhängig vom Status des Fotoauges ein- oder ausgeschaltet werden. Dies kann notwendig sein, wenn die Lichtschranke ausfällt.
Wird bei dieser Variante ein Repeaterrelais verwendet, muss der zusätzliche Schalter in der parallel zu parallel zum Relaisverstärker. Noch besser wäre es, einen Dreistellungsschalter in die Schaltung einzubauen. So können Sie wählen, ob Sie das Licht manuell oder automatisch einschalten wollen. Ein vollständiger Schaltplan würde wie folgt aussehen.
Im Modus O können Sie die Leuchte vollständig außer Betrieb nehmen.
Installation und Montage von Lichtschranken
Der erste Schritt besteht darin, den Einbauort des Lichtsensors zu bestimmen. Dazu sind einige einfache Regeln zu beachten.
- Installieren Sie die Lichtschranke nicht an einem Ort, an dem sie dem Licht von künstlich Licht aus künstlichen Quellen (Straßenlaternen, Scheinwerfer von vorbeifahrenden Autos usw.). Dadurch schaltet sich das Licht aus. Im schlimmsten Fall wird der Fotosensor von einer kontrollierten Lampe beleuchtet. Daraus ergibt sich ein Rückkopplungskreis: Es wird dunkel - das Licht geht an - das Licht trifft auf den Fotosensor - das Licht geht aus, es wird dunkel - ... und so weiter im Kreis. In diesem Fall gibt es keinen Trost.
- Es lohnt sich nicht, Sensoren im Schatten zu installieren. Wenn Sie das tun, schalten Sie früh ab und spät wieder ein.
- Schützen Sie die Sensorlinse vor Staub und Schmutz und installieren Sie das Gerät so, dass es nicht verschmutzt werden kann. Wenn dies nicht möglich ist, sollten Sie zumindest den Eingangsteil des Detektors regelmäßig reinigen. Andernfalls nimmt die Empfindlichkeit des Geräts ab.
- Wenn ein Relais mit Fernfühler verwendet wird, sollte die maximale Installationsreichweite nicht überschritten werden.
Zur Vervollständigung des Videos: Installation eines Fotorelais für die Nachtbeleuchtung.
Die Stromkreise müssen mit Kupferleitern verdrahtet sein. Aus Gründen der mechanischen Festigkeit ist für die Außenverkabelung ein Querschnitt von mindestens 2,5 mm² zu wählen. In mehr als 99 Prozent der Fälle hält ein solches Kabel oder eine solche Leitung den maximalen Belastungsbedingungen stand. Überprüfen Sie die Installation vor der ersten Verwendung sorgfältig. Danach kann das Beleuchtungssystem eingeschaltet und eingerichtet werden.
