Lichtsensor (fotorelais) voor buitenverlichting: constructie, werkingsprincipe en montagetips

Een toevoeging aan het verlichtingsarmatuur in de vorm van een fotorelais maakt het mogelijk het elektriciteitsverbruik te verminderen. Dit kleine en eenvoudig van constructie zijnde apparaat neemt volledig het beheer van het aan- en uitschakelen van de lampen over, afhankelijk van het lichtniveau buiten.

Bij het invallen van de schemering activeert de lichtsensor voor buitenverlichting de verlichting nabij het huis, en bij zonsopgang schakelt hij deze uit. Hij is eenvoudig van opzet en gebruik, maar voor de aanschaf van het optimale model moet u veel overwegen. Wij vertellen u hoe u het ideale exemplaar kiest.

Werkingsprincipe van de lichtsensor

De basis van het fotorelais (schemerschakelaar) dat de buitenverlichting regelt, is een lichtgevoelig element dat reageert op de bestaande helderheid van zonlicht en kunstlicht.

Wanneer de schemering valt, sluit de lichtsensor de contacten en levert elektriciteit aan de lampen die buiten bij het huis zijn gemonteerd. En bij een toename van de lichtintensiteit in de ochtend opent hij de stroomkring weer en schakelt de verlichtingsapparatuur uit.

Een lichtgevoelig relais regelt automatisch de werking van het aangesloten verlichtingsapparaat, door het naar behoefte in en uit te schakelen.

Dankzij de aanwezigheid van een fotorelais in de buitenverlichtingsschakeling hoeven de bewoners 's avonds het licht op het buitenterrein niet steeds aan en 's ochtends uit te doen – alles gebeurt automatisch.

Dit vermindert aanzienlijk het elektriciteitsverbruik van de buitenlampen en verlengt ook hun levensduur. Ze werken in dit geval immers alleen wanneer het echt nodig is, en niet 8–9 uur per dag.

In particuliere sectoren worden dergelijke systemen geïnstalleerd voor de verlichting van:

• buitentrappen;
• terreinen bij vrijstaande huizen;
• park- en tuinpaden;
• tuinhuisjes, barbecueplekken en open terrassen.

Door organisaties worden fotorelais geïnstalleerd bij het inrichten van verlichting in de binnenplaatsen van appartementsgebouwen, in winkelcentra en op trappenhuizen van flatgebouwen, alsook voor de verlichting van straatreclameconstructies. Het doel is overal hetzelfde: energiebesparing en verlenging van de levensduur van verlichtingsarmaturen.

In de eenvoudigste uitvoering bestaat het betreffende schakelapparaat uit een voeding, een lichtgevoelige sensor, een stroomversterker en een schakelrelais.

Er bestaan verschillende soorten fotorelais, maar het werkingsprincipe is bij alle hetzelfde. Het bevat een op de voeding aangesloten lichtgevoelige sensor die het verlichtingsniveau op het gecontroleerde terrein bewaakt.

Bij het vallen van de schemering sluit deze sensor het relais, waardoor de buitenverlichting inschakelt. Wanneer de zon weer opkomt, wordt de buitenverlichting weer uitgeschakeld.

Belangrijkste soorten elektrische apparaten

Elk fotorelais dat de buitenverlichting regelt, heeft in zijn schakeling drie blokken met verschillende functies:

1. Ontvangend – een fotosensor op basis van halfgeleiders.
2. Tussenliggend – een elektrische stroomversterker.
3. Uitvoerend – het eigenlijke relais (schakelaar).

Constructief kan het eerste van deze elementen buiten de gemeenschappelijke behuizing worden geplaatst. Er zijn echter ook apparaten waarbij deze lichtgevoelige sensor in één eenheid is gemonteerd met de overige onderdelen van de interne schakeling van dit elektrische apparaat.

Dankzij zijn compactheid kan de lichtgevoelige sensor zelfs op straatverlichtingspalen worden gemonteerd, bij een lantaarn of er rechtstreeks op.

Bijgevolg worden alle modellen fotorelais voor lichtregeling onderverdeeld in:

• apparaten met ingebouwde fotocel;
• apparaten met een aparte fotosensor die buiten de behuizing is geplaatst.

Apparatuur met een ingebouwde sensor wordt direct buiten geïnstalleerd. De behuizing heeft een hogere bescherming tegen vocht en stof. In het tweede geval wordt het schakelblok op een DIN-rail in de meterkast in huis gemonteerd. De externe sensor wordt er vervolgens op aangesloten via gewone draden.

Naast het meten van het lichtniveau zijn dergelijke regelsystemen vaak uitgerust met ingebouwde bewegingssensoren, timers en diverse bedieningsknoppen. In verlichtingswinkels vindt u ook fotorelais die zijn gebouwd op digitale controllers. Deze apparaten zijn echter meerdere malen duurder dan gewone modellen.

Digitale apparaten zijn duur, maar maken een nauwkeurigere regeling van verlichtingsarmaturen mogelijk. Het werkingsprincipe van huishoudelijke fotorelais en de basiselementen zijn identiek aan die van standaardapparaten.

Maar deze varianten zijn aangevuld met een microcontroller die zo kan worden ingesteld dat de verlichting alleen op bepaalde uren inschakelt. Dit maakt het mogelijk om het relais fijner af te stellen, waarbij de werking wordt afgestemd op de weersomstandigheden en zelfs de maand van het jaar.

Selectie van fotorelais voor buitenverlichting

Voordat u naar de winkel gaat om een fotosensor voor de regeling van het buitenverlichtingssysteem aan te schaffen, moet u eerst bepalen hoeveel lampen en van welk type u wilt aansluiten. Voor één of twee lampen is een relais voldoende, waarbij de verlichtingsapparatuur direct wordt aangesloten.

Als het aantal lampen groot is, kan het fotorelais de stroom die erdoorheen gaat niet aan. In dat geval is apparatuur met een magneetschakelaar nodig.

Hier start de lichtgevoelige schakelaar een speciaal apparaat waarmee de verlichtingsapparatuur van stroom wordt voorzien. Met andere woorden, bij de keuze van een fotosensor hangt veel af van het vermogen van het aangesloten lampcircuit.

Het selecteren van een fotorelais vereist een speciale aanpak en het verplicht uitvoeren van voorlopige berekeningen voor het systeem van buitenverlichting op zonne-energie. Het vermogen en het aantal aangesloten apparaten hangt rechtstreeks af van het gemiddelde jaarlijkse aantal zonnedagen in de regio, en ook van het aantal zonnepanelen in het schema.

Hoe meer lampen u van plan bent aan te sluiten op het fotorelais, hoe hoger de parameters van de schakelstroom moeten zijn – op de markt zijn er momenteel apparaten met een nominale stroomsterkte van 6 tot 63 ampère, er is genoeg keuze.

Naar type aansluiting op het elektriciteitsnet worden de lichtregelrelais voor buitenverlichting onderverdeeld in:

• eenfasig (huishoudelijk, voor 220 V-netwerk);
• driefasig (voor 380 V-netwerken).

Het schakelrelais zelf en het volledige circuit met de fotosensor worden echter gevoed met 12 V, afkomstig van een step-down transformator. De keuze voor een eenfasig of driefasig apparaat hangt uitsluitend af van het aangesloten lampennetwerk en het verbruikte vermogen.

Voor het installeren van een fotorelais voor straatverlichting op particuliere huizen kunt u het beste kiezen voor gewone huishoudelijke modellen van 220 V. Deze zijn meer dan voldoende, vooral als er energiezuinige LED-lampen worden aangesloten.

Technische parameters – waarop te letten

Sommige geïmporteerde elektrische apparaten zijn ontworpen voor netwerken van 110 of 127 V. Het komt zelden voor, maar u kunt ze tegenkomen in winkels voor verlichtingstechniek. Ze kunnen niet zomaar werken in Russische netwerken van 220 V. Hiervoor moet u een extra transformator installeren. Het is beter om meteen apparatuur te nemen die minder problemen geeft bij aansluiting.

De eerste en belangrijkste indicator is de beschermingsgraad. Voor installatie in de open lucht dient u modellen te kiezen met een dichte behuizing van ten minste IP65. Voor montage onder een dak of in een beschermde kast is een apparaat met IP44 ruim voldoende.

De tweede parameter is de schakeldrempel, die wordt uitgedrukt in lux. Meestal is dit een bereik van 2 tot 50 lux. Het fotorelais heeft een instelling voor deze waarde, zodat u deze naar uw persoonlijke voorkeur kunt aanpassen. Het kopen van een apparaat met een niet-instelbare schakeldrempel is alleen aan te raden in uitzonderlijke gevallen.

De derde indicator is het type aangesloten lampen. Vaak is het fotorelais uitsluitend bedoeld voor gebruik met gloeilampen, die een actieve belasting vormen.

Voor het aansluiten van fluorescentielampen met een reactieve belasting moet u een ander type schemerschakelaar nemen. Voor het aansluiten van kwik- of natriumlampen is apparatuur nodig met een extra beveiligingscircuit dat is ontworpen voor inschakelstroompieken.

Bij het kiezen van een relais met een externe fotosensor moet u rekening houden met de kabellengte ertussen – deze heeft bepaalde beperkingen; u mag deze niet vervangen door een langere kabel.

En de laatste parameters zijn de afmetingen en het gewicht. Het grootste onderdeel van het fotorelais is de voeding met een step-down transformator erin. De fotosensor (LED) zelf heeft zeer kleine afmetingen.

Veel meer ruimte neemt een contactor of magnetische starter in beslag, waarmee de verlichtingsarmaturen worden aangesloten. Dit alles moet passen in de elektriciteitskast of nabij de lamp.

Zijn extra functies belangrijk?

Veel modellen van lichtregelrelais zijn uitgerust met een bewegingssensor en een timer. De eerste zorgt ervoor dat de verlichting alleen inschakelt wanneer iemand zich op het bewaakte terrein beweegt, en de tweede maakt het mogelijk om het apparaat overdag volledig uit te schakelen, ongeacht het niveau van natuurlijk licht.

Feitelijk worden alle fotosensoren al in de fabriek zo ingesteld dat ze niet reageren op kortstondige verlichting door koplampen van een passerende auto.

De duurste modellen zijn fotorelais met een elektronisch display en een programmeerbare controller. Deze apparaten maken het mogelijk om voor elk seizoen en elke situatie een eigen werkprogramma in te stellen.

In de winter bijvoorbeeld wordt de verlichting eerder ingeschakeld en in de zomer later. U kunt ook overwegen om het relais zelf samen met de straatlantaarns na één uur 's nachts uit te schakelen, zodat ze geen energie verspillen.

Nuances bij de montage van de lichtsensor

Het lichtregelapparaat wordt meestal in de buurt van de aangesloten lamp geïnstalleerd. Voor elk model wordt het aansluitschema gekozen volgens de instructies in de technische fiche. Het is verplicht om deze voor aanvang van de werkzaamheden te bestuderen.

Voor de installatie zijn geen bijzondere vaardigheden vereist. Men moet alleen alles zo berekenen dat de verlichtingselektrische apparaten de lijn niet overbelasten. Het fotorelais geeft vrijwel geen belasting op het net. Echter, de aardlekschakelaar in de kast en de fotosensor zelf moeten worden gekozen op basis van het aantal en het vermogen van de aan te sluiten lampen.

Voor de zelfinstallatie van een fotorelais volstaat het om minimale kennis van elektrotechniek te hebben en de eenvoudigste veiligheidsregels voor de uitvoering ervan in acht te nemen.

Er bestaan enkele eenvoudige normen voor de installatie van lichtgevoelige relais:

1. Het wordt aanbevolen om de schemerschakelaar en de volledige lijn van verlichtingsapparaten erna op een aparte lijn van de meterkast met een eigen stroomonderbreker aan te sluiten.
2. Het is ten strengste verboden om de fotosensor ondersteboven te installeren. Aan de ene kant moet hij worden blootgesteld aan zonlicht, en aan de andere kant moet er licht van kunstlichtlampen op vallen.
3. Dit elektrische apparaat mag niet worden geïnstalleerd in de buurt van licht ontvlambare materialen, verwarmingsapparatuur of chemisch actieve omgevingen.
4. Als er veel lampen op het fotorelais worden aangesloten, dan moet in het schema een magnetische starter worden voorzien.

Het belangrijkste is dat het licht van alle lampen niet op de fotocel mag vallen. Anders zal hij voortdurend niet werken zoals het hoort. De fotosensor reageert op elk licht. Het maakt niet uit of het kunstlicht is of natuurlijk licht van de zon.

Het aansluitschema van verlichtingsapparaten op het fotorelais (direct of via een starter) wordt gekozen afhankelijk van het totale vermogen van de aan te sluiten lampen.

Op de behuizing van het fotorelais bevindt zich een schema met de kleurcodering van alle draden die eruit komen. In de regel gaat bruin naar de fase van de meterkast ('L'), blauw naar de nul ('N'), en rood of zwart naar de buitenverlichting. Het is alleen nodig om de uiteinden van deze aders te strippen en alles aan te sluiten volgens de bijgevoegde elektrische schema.

Als de fotosensor twee aansluitingen heeft, dan wordt de ene aangesloten op de fase van de meterkast en de andere gaat naar de lamp. De nul ontbreekt in dit geval.

In het geval van aansluiting van straatverlichting via een magnetische starter, wordt deze op dezelfde manier aangesloten op het fotorelais als een lamp. De verlichtingsarmaturen zelf worden vervolgens van stroom voorzien via de starter.

In dit geval sluit het relais niet de stroomkring die de lampen voedt, maar alleen de starter. Door de schakelaar in een dergelijk schema stroomt minimale stroom, dus een goedkoper en minder krachtig apparaat is geschikt. De volledige belasting wordt hier overgedragen aan de externe contactor.

Over hoe u armaturen kiest voor het organiseren van buitenverlichting op zonne-energie, wordt uitgebreid beschreven in het volgende artikel, dat wij u aanraden te lezen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Er zouden geen problemen moeten optreden bij het kiezen en aansluiten van een lichtgevoelige sensor in het straatverlichtingssysteem. Alles is uiterst eenvoudig. De onderstaande videomateriaal stelt zelfs beginnende elektriciens in staat om alle nuances van de montage van dit apparaat te begrijpen.

Video #1. Alle nuances van de aansluiting van de fotosensor 'dag-nacht':

Video #2. Overzicht van het fotorelais voor in-/uitschakeling van nachtverlichting buiten:

Video #3. Beschrijving van het aansluitschema van de schemerschakelaar via een externe contactor:

Lichtsturende relais voor montage met straatverlichtingsapparaten zijn eenvoudig in constructie en aansluiting. Ze vereenvoudigen het leven van eigenaren van particuliere huizen aanzienlijk en maken het mogelijk het energieverbruik te verminderen. Er zijn veel modellen van dergelijke apparaten verkrijgbaar in winkels. Men kan altijd een model kiezen met de benodigde parameters voor een specifieke situatie.

En als u kennis en ervaring heeft in elektrotechniek, dan is het mogelijk om een dergelijk fotorelais samen te stellen uit een fotodiode, een gewone diode, een relais en een paar transistoren met weerstanden.

Laat alstublieft uw opmerkingen achter in het onderstaande blok. Stel vragen over controversiële of moeilijke punten. Deel uw eigen mening, nuttige informatie en foto's over het onderwerp van het artikel.