Aansluiting van verkeerslichten
Een doorgang beveiligen met een verkeerslicht
In een smalle doorgang, op een parkeerterrein, in garages of bij laadperrons is het soms nodig om een verkeerslicht te gebruiken. Een typische situatie is dat het verkeerslicht standaard op groen staat, maar zodra er zich een ander voertuig of een voetganger in de doorgang bevindt, op rood springt. Of juist andersom: het licht staat voortdurend op rood en springt bij beweging op groen.
Een verkeerslicht is eigenlijk gewoon een ledlamp met gekleurde lampjes, die op zichzelf niets kan. Hij brandt alleen afhankelijk van naar welke kabel u stroom stuurt. Zo automatiseert u dit met een relais en een paar fotocellen.
Wat hebben we nodig?
- Fotocellen: een paar (of meerdere paren) standaard relaisfotocellen (bijvoorbeeld NICE EPM, of een ander gangbaar type fotocel van een willekeurige fabrikant, met een potentiaalvrij schakelcontact dat wordt geactiveerd wanneer de straal wordt onderbroken). Fotocellen hebben doorgaans een voedingsspanning van 24 V.
- Verkeerslicht (rood/groen): Dit kan een verkeerslicht met één of twee lichtkamers zijn, in een uitvoering voor 24 V of 230 V. De keuze is volledig aan u: het hangt alleen af van welke voedingsspanning u kiest en welke voeding u daarop afstemt. Uit ons assortiment raden we bijvoorbeeld aan: een duaal verkeerslicht met één lichtkamer, 24 V, of de netspanningsvariant een duaal verkeerslicht met één lichtkamer, 230 V.
- Tussenstuk (elektromechanisch relais): Een standaard koppelrelais voor DIN-rail met een wisselcontact (SPDT). De relaisspoel moet geschikt zijn voor 24 V (omdat we die schakelen met 24V-fotocellen), maar de contacten kunnen zonder problemen 24 V of 230 V voor het verkeerslicht schakelen. Dit relais is verkrijgbaar bij elke elektrotechnische groothandel.
- Voeding: Kiest u een verkeerslicht van 24 V, dan volstaat één gemeenschappelijke 24V-voeding voor zowel het verkeerslicht als de fotocellen. Kiest u een verkeerslicht van 230 V, dan sluit u het licht aan op 230 V netspanning en gebruikt u een kleinere 24V-adapter voor de fotocellen en het relais.
Hoe werkt het?
Neem als voorbeeld de situatie waarin het licht standaard op groen staat en bij beweging op rood springt: de werking berust op het wisselcontact van ons relais. Dit relais heeft één gemeenschappelijke aansluiting (COM) en twee uitgangen:
- NC (Normally Closed – in rust gesloten): Hier sluiten we het GROENE licht op aan.
- NO (Normally Open – in rust open): Hier sluiten we het RODE licht op aan.
Zolang de straal van de fotocel niet wordt onderbroken, staat het relais in rust en loopt de stroom (24 V of 230 V) vanzelf naar het groene licht. Zodra een auto (persoon, hond…) de straal onderbreekt, stuurt de fotocel een signaal, wordt het relais onmiddellijk geactiveerd en schakelt het de voeding naar het rode licht. Wanneer de auto is weggereden, keert het systeem terug naar de groene stand.
Zo sluit u ons voorbeeld aan – het licht staat op groen en springt bij beweging op rood:
- Stap 1: Fotocellen en relais aansluiten Sluit de 24V-voeding (+ en -) aan op zowel de zendende (TX) als de ontvangende (RX) fotocel. Maak vervolgens de voedingsspanning voor het verkeerslicht klaar (24 V of 230 V, afhankelijk van het type verkeerslicht) en sluit deze aan op het gemeenschappelijke contact van het relais, dat meestal is aangeduid met COM.
- Stap 2: Fotocel en relais met elkaar verbinden Gebruik de schakelcontacten van de ontvangende fotocel (RX). Sluit ze zo aan dat de fotocel, zodra de straal wordt onderbroken, een kleine stuurstroom (24 V) rechtstreeks naar de voedingsspoel van het koppelrelais stuurt.
- Stap 3: Het GROENE licht aansluiten (doorgang vrij) Sluit de negatieve pool van het verkeerslicht (min bij 24 V of de nuldraad bij 230 V) rechtstreeks aan op de voeding/het elektriciteitsnet. De kabel voor het groene licht sluiten we vervolgens aan op de relaisklem met de aanduiding NC. Zo brandt het verkeerslicht groen zolang er geen activiteit in de doorgang is en de straal niet wordt onderbroken.
- Stap 4: Het RODE licht aansluiten (doorgang bezet) De kabel voor het rode licht sluiten we aan op de relaisklem met de aanduiding NO. Wanneer iemand de straal onderbreekt, leidt het relais de klaargezette spanning (24 V of 230 V) van NC naar NO en springt het licht onmiddellijk van groen op rood.
In theorie kunt u de verkeerslichtkleuren rechtstreeks op de contacten van de fotocel aansluiten, want die bevat ook een minirelais. Hoewel dit in theorie zou werken met energiezuinige 24V-ledverkeerslichten met een laag verbruik, is het gebruik van een extern koppelrelais veel veiliger. Zo wordt de elektronica van de fotocel beschermd tegen stroompieken of mogelijke kortsluiting, bijvoorbeeld wanneer er vocht in het verkeerslicht binnendringt.
Andere detectiemogelijkheden: microgolfdetectoren en inductielussen
Naast klassieke fotocellen zijn er ook andere manieren om het verkeerslicht te laten weten dat er iets in de doorgang gebeurt. Het principe van de aansluiting via een relais blijft hetzelfde; alleen het apparaat dat het signaal geeft, verandert:
- Microgolfbewegingsdetectoren: We hebben detectoren die onderscheid kunnen maken tussen een persoon en een auto (een bewegend metalen voorwerp). Zo kunt u het systeem zo instellen dat het verkeerslicht alleen op voertuigen reageert en voetgangers negeert, waardoor uiteenlopende toepassingen mogelijk zijn in zowel de industrie als op privéterreinen.
- Inductielussen: De kabel wordt rechtstreeks in de grond ingegraven en werkt als een grote metaaldetector. De lus reageert niet op mensen en schakelt het relais alleen in wanneer er een auto (metalen voorwerp) boven staat of overheen rijdt.
Samengevat: u kunt een verkeerslicht op minstens drie manieren aansturen:
fotocellen
microgolfdetector
inductielus
Hoe zorgt u voor een veiligheidsinterval tussen het wisselen van de kleuren?
Als u wilt dat het licht na het verlaten van de doorgang niet meteen op groen springt, maar pas na enkele seconden, kunt u een tijdrelais. Daarmee stelt u precies in hoelang een bepaalde kleur op het verkeerslicht ingeschakeld blijft voordat het systeem naar de oorspronkelijke stand terugkeert.
Tweerichtingsverkeer op één rijstrook (oplossing voor twee verkeerslichten)
Voor het regelen van een doorgang waarbij voertuigen uit beide richtingen dezelfde rijstrook gebruiken (zoals bij verkeerslichten op een weg waar werkzaamheden plaatsvinden: het verkeer uit de ene richting wacht terwijl het verkeer uit de andere richting rijdt, met daartussen een korte pauze waarin beide richtingen stilstaan), wordt een enkele besturingseenheid voor twee verkeerslichten.
Dit systeem zorgt ervoor dat het licht aan de ene kant groen is terwijl het aan de andere kant rood is. De besturingseenheid bewaakt ook automatisch de veiligheidsinterval, waarin aan beide kanten tegelijk rood brandt, zodat de laatste auto's (en racers :)) veilig kunnen passeren voordat het verkeer uit de tegenovergestelde richting op gang komt. Bij deze aansluiting hebt u geen extern relais nodig. We hebben twee uitvoeringen van de besturingseenheid, afhankelijk van de voedingsspanning:
- Besturingseenheid voor 2 verkeerslichten (voeding 24 V, IP65)
- Besturingseenheid voor 2 verkeerslichten (voeding 230 V, IP65)
Zoals aan het begin vermeld: een verkeerslicht is in wezen gewoon een lamp en reageert op de signalen van het apparaat waarop het is aangesloten. In theorie kunt u dus elk scenario bedenken en met relais en timers bereiken wat u nodig hebt.
Meestal volstaan fotocellen, omdat die het voordeligst zijn. Het nadeel is echter dat het relais ervan wordt geactiveerd telkens wanneer de infraroodstraal wordt onderbroken. Het maakt dus geen onderscheid tussen een auto, een dier of spelende kinderen.
Een inductielus maakt dat onderscheid wel (die detecteert metalen voorwerpen), maar heeft als groot nadeel dat ze in de grond wordt ingegraven en dus al tijdens de bouw moet worden voorzien. Een inductielus achteraf aanbrengen op een plek met nieuw, mooi beton is vrij kostbaar.
Een microgolfdetector heeft ideale technische eigenschappen: hij kan onderscheid maken tussen auto's en mensen en zelfs de bewegingsrichting bepalen. Dit is weliswaar de duurste oplossing, maar er hoeven geen kabels voor onder de grond te worden gelegd. Bovendien is dit bouwkundig de eenvoudigste oplossing wanneer u de detector achteraf aan een bestaand object wilt toevoegen. Ook kunt u de detectieperimeter nauwkeurig instellen.
