کاربرد فتوسل چیست؟ نحوه نصب فتوسل

فتوسل چیست؟

فتوسل مقاومتی (Photo resistor) است که نصب به نور خورشید حساس است و مقدار آن متناسب با مقدار نوری که دریافت می کند متغییر است و بنابراین به آن مقاومت وابسته به نور نیز می گویند. طرز کار فتوسل بدین صورت است که با کاهش نور مقاومت آن بسیار و با افزایش نور مقاومت آن کاهش می یابد. از photocell جهت روشن و خاموش شدن خودکار چراغ های خیابان، خانه، سلول های خورشیدی، سنسورهاي تشخيص دود، لنز دوربين هاي عكاسي نیز استفاده می گردد. همچنین شما می توانید خرید فتوسل را از سایت “الکتریکی آنلاین” انجام دهید.فتوسل یا Photo Resistor یک مقاومت حساس به نور است که مقدار آن بر اساس شدت نور محیط تغییر می‌کند. به همین دلیل به آن مقاومت نوری یا LDR نیز گفته می‌شود. عملکرد فتوسل به این صورت است که با کاهش نور، مقاومت آن افزایش یافته و با افزایش نور، مقاومت کاهش می‌یابد.

از فتوسل برای روشن و خاموش شدن خودکار چراغ‌ها در خیابان‌ها، حیاط، پارکینگ و فضاهای بیرونی استفاده می‌شود. همچنین این قطعه در سلول‌های خورشیدی، سنسورهای دود، سیستم‌های امنیتی و لنز دوربین‌های عکاسی کاربرد گسترده‌ای دارد.

آموزش سیم کشی فتوسل (فوتوسل)

سیم‌کشی فتوسل یا رله روشنایی معمولاً در دو نوع سه‌سیم و چهار‌سیم انجام می‌شود. نحوه سیم‌کشی فتوسل بسیار شبیه به کلید تک‌پل چراغ‌ها است، با این تفاوت که در فتوسل یک رشته سیم نول نیز باید وارد دستگاه شود.

فتوسل‌ها در واقع تجهیزاتی هستند که برای روشن و خاموش کردن خودکار یک یا چند چراغ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها با تشخیص میزان نور محیط، به‌صورت اتوماتیک فرمان قطع یا وصل جریان برق را صادر می‌کنند.

چرا از فتوسل استفاده می‌کنیم؟

استفاده از فتوسل نسبت به کلیدهای تک‌پل مزایای زیادی دارد. مهم‌ترین مزیت آن اتوماتیک بودن است. زمانی که خورشید غروب می‌کند و نور محیط کاهش می‌یابد، حسگر داخل فتوسل فعال شده و چراغ‌ها را روشن می‌کند. با طلوع خورشید و افزایش نور، فتوسل به‌طور خودکار چراغ‌ها را خاموش می‌کند.

به همین دلیل فتوسل‌ها گزینه‌ای ایده‌آل برای کنترل روشنایی معابر، حیاط، پارکینگ، باغ، پشت‌بام و فضاهای عمومی هستند.

چگونگي کارکرد حسگر فتوسل 4 سيم

برای درک بهتر نحوه کارکرد فتوسل چهار سیم ابتدا باید با نقشه راهنمای نصب و سیم‌کشی آن آشنا شوید. فتوسل یک سنسور نوری است که مانند یک کلید خودکار عمل می‌کند؛ به این صورت که در زمان تابش نور خورشید، مسیر جریان برق را قطع کرده و از روشن شدن چراغ‌ها جلوگیری می‌کند. اما زمانی که هوا رو به تاریکی می‌رود، فتوسل فعال شده و مانند یک کلید روشنایی، جریان برق را به چراغ‌ها می‌رساند.

این عملکرد نشان می‌دهد که مقاومت حسگر فتوسل با میزان نور رابطه مستقیم دارد:

• نور کم → مقاومت زیاد → چراغ‌ها روشن می‌شوند
• نور زیاد → مقاومت کم → چراغ‌ها خاموش می‌شوند

در واقع فتوسل چهار سیم بر اساس رسانایی نوری کار می‌کند. ماده حساس به نور که در بخش بیرونی سنسور قرار دارد، مشابه عملکرد چشم انسان نسبت به نور واکنش نشان می‌دهد. برخی مواد شیمیایی دارای خاصیت رسانایی نوری هستند؛ یعنی با تابش نور خورشید، رسانایی الکتریکی آن‌ها تغییر می‌کند و همین ویژگی اساس عملکرد فتوسل را تشکیل می‌دهد.

هنگام خرید فتوسل نوری باید به چند نکته مهم توجه کنید:

• نوع و کیفیت حسگر نوری
• نقشه سیم‌کشی و روش نصب
• میزان حساسیت قابل تنظیم
• قیمت فتوسل و تناسب آن با کاربرد موردنظر

فتوسل‌ها بسته به کیفیت ساخت و قابلیت‌هایشان، قیمت‌های متفاوتی دارند. انتخاب مدل مناسب باعث افزایش عمر چراغ‌ها، کاهش مصرف انرژی و عملکرد دقیق‌تر سیستم روشنایی می‌شود.

نحوه درست نصب حسگرهای نوری و انواع فتوسل (نسخه بهینه و سئو شده)

فتوسل‌ها به‌طور کلی در دو نوع سه‌سیم و چهار‌سیم تولید می‌شوند و نحوه نصب هر یک از آن‌ها با یکدیگر تفاوت دارد. این حسگرها برای کنترل خودکار روشنایی در محیط‌های مختلف به‌کار می‌روند و با تشخیص شدت نور، فرمان قطع یا وصل جریان برق را صادر می‌کنند.

نحوه نصب فتوسل چهار سیم و اتصال آن برای چند لامپ

در فتوسل‌های چهار سیم معمولاً دو سیم سفید وجود دارد که نقش نول را دارند. دو سیم دیگر شامل:

• سیم مشکی: اتصال مستقیم به فاز برق شهر
• سیم قرمز: اتصال به سر لامپ (خروجی فاز)
• سیم سفید: اتصال به نول برق و همچنین نول لامپ

در این نوع فتوسل، فاز ورودی از طریق سیم مشکی وارد دستگاه شده و پس از پردازش توسط حسگر نوری، از طریق سیم قرمز به لامپ منتقل می‌شود. نول نیز از طریق سیم سفید به هر دو، یعنی فتوسل و لامپ، متصل می‌گردد.

فتوسل‌های چهار سیم معمولاً در معابر عمومی، خیابان‌ها، پارک‌ها، شهرداری‌ها و همچنین حیاط منازل و باغ‌ها استفاده می‌شوند.

طریقه نصب فتوسل سه سیم

فتوسل سه سیم از سه رنگ سیم تشکیل شده است:

• سیم مشکی: فاز ورودی
• سیم قرمز: خروجی فاز به لامپ
• سیم سفید: نول مشترک بین فتوسل و لامپ

در این مدل نیز فاز باید مستقیماً وارد سنسور شود. نول همزمان به فتوسل و لامپ متصل می‌شود. عملکرد این مدل مشابه یک کلید تک‌پل اتوماتیک است که با تشخیص نور محیط، چراغ‌ها را خاموش یا روشن می‌کند.

نکات مهم در نصب صحیح فتوسل

سیم‌کشی باید با دقت انجام شود تا فاز و نول به‌درستی به سنسور و لامپ متصل شوند.

فتوسل را در محلی نصب کنید که در شب نور مصنوعی به آن نتابد؛ زیرا عملکرد آن را مختل می‌کند.

قبل از نصب، جریان و توان درج‌شده روی فتوسل را بررسی کنید تا با تعداد لامپ‌ها سازگار باشد.

هنگام اتصال فتوسل به برق شهر، به هیچ عنوان به برد داخلی آن دست نزنید؛ زیرا ولتاژ ۲۲۰ ولت در این بخش نیز وجود دارد و خطرناک است.

مدار سیم کشی نصب فتوسل برای چند لامپ و نحوه تقویت جریان رله فتوسل توسط کنتاکتور

نحوه ی سیم کشی این نصب فتوسل با کنتاکتور دقیقا شبیه به کلید های تک پل می باشد. تنها یک تفاوت در این سیم کشی وجود دارد، آن هم اضافه نمودن یک سیم نول به دستگاه است. زیرا نصب فتوسل با کلید تک پل ها خود به تنهایی یک دستگاه محسوب می شوند. از این رو هر وسیله ی الکتریکی به یک سیم نول و یک سیم فاز نیاز دارند.

برای سیم کشی و محل نصب فتوسل ها از این نوع ، باید برخی نکات را به یاد داشته باشید. مثلا باید بدانید در زمان سیم کشی حتما حداکثر جریان مجاز فتوسل را در نظر داشته باشید. یا در مکان هایی که از لامپ های بسیار زیادی استفاده شده است، فتوسل ها معمولا نمی توانند تمام جریان مورد نیاز را برای این لامپ ها تامین کنند.

از این رو استفاده از یک کنتاکتور برای تقویت جریان رله فتوسل ( رله روشنایی ) لازم و نیاز به شمار می رود. در این حالت دستگاه فتوسل به کنتاکتور دستور می دهد و کنتاکتور چراغ ها را روشن و خاموش  مینماید.

نحوه سیم کشی فتوسل (فوتوسل) با کلید سلکتوری کاستوم اتوماتیک و صفر برای روشنایی

نحوه سیم کشی کلیدهای گردان یا سلکتوری کاستوم اتوماتیک، برای فتوسل ها دقیقا با همان روش سیم کشی فتوسل دیجی کالا (فوتوسل) انجام می شود. این کلیدها نیز به منظور قطع و وصل مکانیکی جریان برق مورد استفاده قرار می گیرند. این کلید ها تقریبا به صورت نیمه مستقل دستی فعالیت می کنند.

به این صورت که بخشی از این اعمال مستقیم انرژی به صورت دستی بوده و بخشی دیگر آن به صورت خودکار عمل می کند. این کلید ها در حالتی به صورت اتوماتیک به فعالیت می پردازند، که نصب فتوسل برای چند لامپ اپراتور تاخیر در قطع یا ول کردن جریان داشته باشد.

از این کلید های سلکتوری کاستوم یا گردان برای قطع و وصل کردن مدارها، منابع تغذبه، آمپر متر، موتور های ستاره – مثلث و… استفاده می شود. همه ی این کلید ها در طرح ها و انواع مختلفی ساخته و طراحی شده اند. می توانید با ظرفیت آمپر متناسب با محل نصب قیمت فتوسل ها، کلید های سلکتوری کاستوم را انتخاب نمایید. پس از آن اقدام به نصب این کلید ها بر روی فتوسل های مورد استفاده خود نمایید.

انواع سنسور فتوسل

برای دسته بندی باید عرض کنیم که این نوع سنسورها به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

دسته اول: فتوسل درونی (Intrinsic photocell)

مواد تشکیل دهنده قیمت فتوسل و سازنده مدل درونی فتوسل مواد نیمه هادی خالص مانند ژرمانیوم یا سیلیسیوم است. در واقع این عناصر (مدل درونی) چهار الکترون والانس در اختیار دارند و هرگاه در کنار یکدیگر قرار بگیرند این الکترون ها هستند که به صورت دو به دو با یکدیگر پیوند کووالانسی برقرار می کنند و بهترین مارک فتوسل از آن طرف تعداد کمی از آن ها این توانایی را دارند که با دریافت انرژی به الکترون آزاد تبدیل و در نهایت باعث برقراری جریان شوند. پس مقدار کمی جریان را از خودشان عبور می دهند.

دسته دوم: فتوسل بیرونی (Extrinsic photocell)

مدل بیرونی فتوسل تشکیل شده از سیلیسیوم و ناخالصی هایی مانند فسفر است و هر اتم سیلیسیوم از چهار و هر اتم فسفر هم از پنج الکترون والانس برخوردار است که هرگاه در کنار یکدیگر قرار بگیرند چهار پیوند کووالانسی بین الکترون ها برقرار می شود که از این بین، یکی از این الکترون های فسفر بدون پیوند باقی می ماند. این الکترون هایی که جدا از هم هستند با دریافت انرژی نور به یک الکترون آزاد تبدیل شده که باعث انتقال جریان برق می شود.

در هر دو نوع قیمت فتوسل سگال بیرونی و درونی مقدار کمی نور می تواند موجب شود که جریان برق به بالاترین سرعت افزایش پیدا کند. تفاوتی که بین این دو نوع فتوسل بیرونی و درونی وجود دارد بیشتر در مواد تشکیل دهنده یا همان ناخالصی است که در نوع بیرونی با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی، میلیون ها الکترون آزاد در سیستم ایجاد می شود.

مزیت ها و معایبی که در فتوسل وجود دارد

به طور حتم مزایا و معایب زیادی در این فتوسل سولار وجود دارد که ما سعی می کنیم به مهم ترین آنها اشاره ای تیتروار داشته باشیم:

مزیت ها

قیمت ارزان

جابجایی راحت و آسان

اندازه کوچک

معایب فتوسل

در واقع مي‌توان گفت تنهاترين و اما از مهم ترین معایب فتوسل این قلمداد مي‌شود که دقت مقاومت نوری بسیار اندكي دارد.کاربرد سنسور قیمت فتوسل دیجی کالا

اگر بخواهیم به کاربردهای این مقاومت بپردازیم باید به موارد زیادی اشاره کنیم. اما ما سعی کردیم به مهم ترین این کاربردها اشاره ای کوتاه و مختصر داشته باشیم که در هر کدام به نوعی به کاهش مصرف انرژی الکتریکی آن هم به صورت قابل ملاحظه ای اشاره می کند.

کاربرد اول: فتوسل در سلول های خورشیدی (سولار )

سلول های خورشیدی به راحتی با استفاده از photocell این توانایی را دارند که نور ساطع شده از خورشید را به انرژی برق تبدیل کنند و به همین دلیل است که از سلول های خورشیدی به عنوان یک منبع بی پایان برای تولید انرژی الکتریکی بسیار پاک، یاد می شود که روز به روز هم عمومیت و محبوبیت بیشتری بین مردم پیدا می کند. یک نمونه از کاربردهای سلول ها یا همان باتری های خورشیدی سیلیسیم، برای تأمین انرژی برق مورد استفاده در ماهواره های زمین و سفینه های فضایی است.

کاربرد دوم: استفاده در سنسورهای تشخیص دود

یکی دیگر از کاربردهای (رله روشنایی )فتوسل استفاده در سنسورهای تشخیص دود است و به وسیله آن می توان یک مدار حساس به دود ساخت که به هنگام آتش سوزی سیستم آبرسانی را فعال می کند تا آتش به وجود آمده را خاموش کند.

کاربرد سوم: استفاده در لنز دوربین های عکاسی

کاربرد photocell در لنز دوربین های عکاسی به این شکل است که هنگامی که شرایط نوری تغییر می کند دوربین هم این توانایی را دارد که بتواند به حالت های مختلف تغییر مد دهد تا عکس بهتر و مناسب تری بگیرد.

کاربرد چهارم: استفاده از فتوسل در لامپ هاي اتوماتيك

همان طوری که در بالا هم به این موضوع اشاره کردیم از فتوسل به طور معمول برای خاموش و روشن کردن اتوماتیک و خودکار لامپ های خانه ها و خیابان ها مورد استفاده قرار می گیرد که به وسیله این سنسور به صورت قابل ملاحظه ای در مصرف برق و انرژی صرفه جویی خواهد شد.

نحوه و شیوه نصب فتوسل چهارسیم

 

در مدار فتوسل چهار سیمه در واقع دو سیم هم رنگ که معمولاً سفید است، وجود دارد. علاوه بر این، دو سیم دیگر به رنگ های قرمز و سیاه هم وجود دارد که سیم سیاه به سیم فاز آن هم به صورت مستقیم وصل است و سیم قرمز به یک سر لامپ وصل می شود.

در طرف مقابل سیم نولی که به فتوسل وصل است را از سمت دیگر به لامپ متصل می کنیم که از این روش در معابر عمومی، خیابان ها و شهرداری ها مورد استفاده قرار می گیرد که البته خیلی از افراد هم از این نمونه فتوسل ها در حیاط منزل و باغ های خودشان استفاده می کنند.

نصب فتوسل برای چند لامپ

پس از آن که با نحوه نصب مدار فتوسل آشنا شدید، نوبت به آن می‌رسد که بدانید هر فوتوسل چند لامپ یا مهتابی را می‌تواند روشن یا خاموش کند و اگر تعداد زیادی از لامپ‌ها را به یک فوتوسل نصب کنیم، آیا موجب آسیب رساندن به آن خواهید شد؟

در واقع، هر فتوسل با توجه به ظرفیت مشخصی که دارد، می‌تواند لامپ یا تجهیزات الکتریکی دیگر را به آن وصل کرد و اگر از ظرفیت تعریف شده فوتوسل بیشتر استفاده کنید و جریان آمپر بیشتری را از آن عبور دهید، در نهایت موجب خواهد شد تا رله داخل فوتوسل معیوب شود و بسوزد.

نکته مهم دیگر در نصب فتوسل برای چند لامپ، این است که در هنگام خرید، حتما به آمپر خروجی فوتوسل‌ها توجه ویژه داشته باشید. از نظر ظاهری اکثر فتوسل‌ها شبیه به هم هستند و برای افراد عادی که سررشته‌ای از آن ندارند، بی‌تفاوت به نظر می‌رسد اما این‌گونه نیست و حتما باید این نکته مهم را در نظر بگیرید.

همچنین با توجه آمپر خروجی فتوسل‌ها، قیمت آن‌ها نیز در بازار متفاوت است و هر فتوسل ارزانی نشانه این نیست که می‌تواند نیاز شما را برطرف کند، زیرا با یک انتخاب اشتباه، تمام پول خود را دور خواهید ریخت. پس از آنکه خرید خود را انجام دادید، برای نصب فتوسل برای چند لامپ، باید ببینید هر لامپ چه مقدار از جریان عبوری از فتوسل را مصرف خواهد کرد.

فرمول محاسبه جریان خروجی از هر لامپ

معمولا روی لامپ‌ها، جریان مصرفی نوشته نمی‌شود و برای این کار باید با استفاده از یک فرمول خاص، کار خود را پیش ببرید. توجه کنید که تنها توان مصرفی روی هر لامپ، به‌صورت جداگانه نوشته می‌شود. حال باید این عدد که به وات است را تقسیم بر 220 که ولتاژ برق ایران است، کنید. در اینصورت، عدد به دست آمده، آمپر مصرفی لامپ مورد نظر است. فرمولی که در ادامه آمده است، در واقع برای فهم بهتر شما آورده شده است تا بتوانید به راحتی شدت جریان عبوری از هر لامپ را محاسبه کنید.

I=x/y

I=شدت جریان عبوری از هر لامپ
x=توان مصرفی هر لامپ که در روی هر لامپ نوشته شده است
y=در این‌جا همان برق کشور که 220 است در نظر گرفته می‌شود

پس اگر از لحاظ تئوری این مسئله را حل کنیم، در حقیقت:

• یک فتوسل که ظرفیت 6 آمپری دارد، می‌تواند برای 13 عدد لامپ 100 وات، به خوبی کار کند.
• یک فتوسل که ظرفیت 10 آمپری دارد، می‌تواند برای 22 عدد لامپ 100 وات، نصب شود.
• یک فتوسل که ظرفیت 16 آمپری دارد، می‌تواند برای 35 عدد لامپ 100 وات، مورد استفاده قرار گیرد.

قانون 30 درصد در نصب فتوسل برای چندین لامپ

اگر به فرمولی که در قسمت قبلی توضیح داده شد نگاه کنید، متوجه می‌شوید که تعداد لامپ‌های مورد استفاده برای هر فتوسل، تنها به‌صورت تئوری به‌دست آمده است و تنها در حالت ایده‌آل قابل استفاده است. به‌طور مثال: زمانی که دمای هوا در حدود 24-25 درجه سانتی‌گراد باشد یا اینکه جنس تمامی سیم‌های مورد استفاده در مدار فتوسل مرغوب باشند، فرمول تئوری قابل اجرا است. پس در این‌صورت قانونی در الکترونیک به عنوان قانون 30 درصد وجود دارد که برای ایمنی بیشتر، باید 30 درصد از بخش تئوری کم کنیم.

پس اگر از لحاظ عملی این مسئله را حل کنیم، در حقیقت:

• یک فتوسل که ظرفیت 6 آمپری دارد، می‌تواند برای 10 عدد لامپ 100 وات، به خوبی کار کند.
• یک فتوسل که ظرفیت 10 آمپری دارد، می‌تواند برای 20 عدد لامپ 100 وات، نصب شود.
• یک فتوسل که ظرفیت 16 آمپری دارد، می‌تواند برای 30 عدد لامپ 100 وات، مورد استفاده قرار گیرد.

نکات مهم در نصب فتوسل برای چند لامپ

• گاهی اوقات، امکان دارد قصد داشته باشید که وسیله برقی الکتریکی را که جریان مصرفی بسیار بیشتری دارد به نسبت فتوسل خریداری شده دارد را روشن کنید. بعنوان مثال : قصد دارید که تعدادی نورافکن 100 وات را با استفاده از یک فتوسل که ظرفیت بسیار کمتری به نسبت جریان خروجی نورافکن‌ها دارد، روشن کنید. در این‌صورت می‌توانید برای هر نورافکن به‌طور جداگانه فتوسل تهیه کنید که موجب خواهد شد تا هزینه‌ها به شدت افزایش پیدا کنند. اما راه بعدی این است که برای مدار فتوسل خود کنتاکتور نصب کنید تا مشکل شما به‌صورت کلی حل شود و فتوسل به هیچ عنوان نسوزد.
• اگر بیش از حد اندازه از توان خروجی فتوسل بهره بگیرید، دو حالت وجود خواهد داشت، اینکه به‌صورت کلی لامپ‌های شما روشن خواهد ماند و دیگر خاموش نمی شوند یا برعکس اصلا خاموش نمی‌شوند و یک سره روشن خواهند ماند یا اینکه لامپ‌ها کلا روشن نخواهند شد. در این حالت اگر آشنایی با تعویض رله سوخته فتوسل را دارید، می‌توانید با هزینه خیلی پایین، این کار را در اسرع وقت انجام دهید.
• نکته مهم دیگر در این مورد ، آن میباشد که روشن نشدن لامپ‌های که با مدار فتوسل وصل هستند ، همیشه به دلیل خرابی رله آن نیست و گاهی امکان دارد مشکل از برد فتوسل حسگر باشد. در این‌صورت شما باید برد آن را تعویض کنید، و معمولا قابلیت تعمیر ندارند.

جمع بندی 

فتوسل (Photocell) در حقیقت یک عدد مقاومت نوری (Photo resistor) و در بیان دیگر یک مقاومت است که بستگی به نور (Light-Dependent Resistor) است و در اصطلاح به این LDR هم میگویند.

در واقع این مقاومت (Photo resistor) شباهت بسیار زیادی به مقاومت های متغیر (پتانسیومتر ) دارد که با استفاده از تابش نورهای مختلف ، مقدار مقاومت آن تغییر می کند.

فتوسل یک نوع حسگر است و یکی از کاربردهای آن جهت روشن کردن و خاموش کردن اتوماتیک چراغ های روشنایی ها است و بیشتر از این حسگر در مکان هایی مانند راهرور ها راه پله لابی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد که با تاریک شدن هوا به صورت خودکار چراغ های روشنایی هایی که به این حسگر مجهز هستند، روشن میشود و به مرور زمان با روشن شدن هوا هم بطور اتوماتیک خاموش می شوند. نمونه بارز کار برد این این فتوسل ها ( سنسورها ) را می توان در روشنایی حیاط ها، محوطه، معابر باز که در معرض نور خورشید قرار دارد، مشاهده کرد.