Правильное освещение в вечернее и ночное время позволяет создать во дворе непередаваемую атмосферу. Но ходит и включать каждый фонарь отдельно - уморительная задача. Именно поэтому лучше использовать датчик освещенности. Он самостоятельно оценивает полученные данные и включает или выключает фонари. Их есть немалое количество и каждый может предлагать какую-то свою изюминку. Как не растеряться среди обилия и что необходимо сделать для самостоятельного подключения? Именно об этом речь пойдет в статье.
Как это работает
Датчик освещенности - не совсем привычное наименование прибора. Чаще всего мастера называют его фотореле. В магазинах также можно увидеть его на прилавках под названием датчика сумерек, датчика дня/ночи, фотоэлектрического выключателя, датчика контроля рассвета, фотосенсора, фотодатчика и других. Суть функционирования прибора не меняется от того, как его называют. Он обеспечивает автоматическую подачу электрического тока к потребителю, когда солнце заходит и прекращает ее, когда солнце показывается на горизонте сутра.
Принцип функционирования фотореле построен на взаимодействии световых волн с некоторыми веществами. При этом происходит изменение свойств вторых. Для этих целей были разработаны специальные транзисторы, диоды и резисторы. Все они имеют приставку фото. Некоторые из них замыкают или размыкают электрическую цепь в зависимости от попадания солнечных лучей. Фоторезисторы изменяют свою пропускную способность, увеличивая или уменьшая сопротивление. Все эти приборы заслуживают внимания. Некоторые из таких фотодатчиков будут более актуальны для одной местности и хуже покажут себя в другой. Поэтому важен правильный выбор датчика света.
Из чего состоит датчик
При покупке фотореле клиент получает в свое распоряжение коробку, в которой находятся все составляющие такого фотореле. Его элементами являются:
- светочувствительный компонент;
- выключатель, который реагирует на сумерки;
- реле интервала;
- реле чувствительности.
В некоторых фотореле может быть использовано несколько светочувствительных элементов, которые дают более точную оценку количеству и качеству поступающего света. Они способны определять длину волны, которая воздействует на фотодатчик. Это необходимо, чтобы фотореле не срабатывало на освещение от фонаря, а только на солнечный цвет. В некоторых моделях фотореле смонтированы дополнительные подстроечные резисторы, которые дают возможность задать интервал, на протяжении которого будет включено освещение по времени, а также по истечении какого периода после захода солнца будет подано питание от фотореле.
В качестве конечных потребителей, которые будут использованы в паре с фотореле могут выступать не только обычные лампы накаливания. Это могут быть и светодиодные ленты, а также газоразрядные лампы. Фотореле способно запитать их любое количество при правильном подключении. Некоторые фотореле имеют встроенный усилитель сигнала, который подается на третьи устройства, которые осуществляют контроль за системой освещения. Чтобы процесс коммутации происходил максимально надежно, в фотореле могут быть установлены тиристорные ключи, которые максимально быстро передают сигнал от фотореле.
Разновидности датчиков
Все фотореле условно можно выделить в несколько групп. Каждую из этих групп фотореле будет объединять один из показателей их характеристик. Среди групп фотореле выделяют:
- по номинальному напряжению;
- по номинальной нагрузке;
- по герметичности корпуса;
- по способу монтажа;
- по дополнительным регуляторам.
Лампочки, которые подключаются к фотореле необязательно могут работать от сит в 220 вольт, поэтому есть отдельные модели фотодатчиков, которые рассчитаны на номинальные напряжения в 12, 24 и 36 вольт. Обычно на фотореле указывается номинальная сила тока, которую выдерживает прибор. Именно по этому параметру легко рассчитать нагрузку, которую будет выдерживать фотореле. Например, если на фотореле написано, что оно рассчитано на 6 ампер, то при 220 вольтах это означает, что фотодатчик с легкостью потянет освещение с общей мощностью в 1,32 кВт. Для этого достаточно воспользоваться формулой P=UI, т. е. умножить силу тока на напряжение. По способу монтажа датчик может быть уличным или внутренним. И уже от этого будет зависеть
Совет! Всегда покупайте фотореле с запасом по мощности. Это позволит впоследствии подключить к фотореле большую нагрузку, если это потребуется.
Судить о том, где может быть установлено фотореле: на улице или в доме, можно по тому, какая степень защиты по стандарту IP на нем указана. Если стоит цифра 68 после этих букв, то такой датчик можно спокойно повесить под проливным дождем, и он не выйдет из строя. Форма корпуса фотореле может быть самой разнообразной: квадрат, прямоугольник, конус, шар и другие. Выбирайте то, что вам нравится больше всего и соответствует месту монтажа. Некоторые фотореле располагают дополнительными возможностями, такими как регулировка чувствительности. Она особенно понадобится зимой, когда выпадает снег. Последний отлично отражает свет. Прогулка ночью, когда лежит снег менее страшна, чем без него. Но фотореле может воспринять его отражение, как наступление утра, поэтому освещение с непредсказуемой частотой может включаться и отключаться.
Обратите внимание! В продаже доступны комбинированные фотореле. Они могут идти в паре с датчиком движения. При этом свет будет включаться только в темное время суток и только тогда, когда будет наблюдаться определенное движение в контролируемой зоне.
Преимущества применения
Преимущество применения фотореле сложно переоценить. Это не только экономит время, но и средства. Некоторые здания требуют того, чтобы в вечернее время включалось освещение фасадов для создания уникального пространственного эффекта. Всем нравится, когда уличные фонари включаются своевременно. Фотореле могут применяться в паре с системами видеонаблюдения. Некоторые виды последних требуют хороший свет для качественной картинки. Фотореле используются не только для освещения. В некоторых случаях фотодатчики используются для систем полива. Как только прячется солнце, включаются насосы орошения. Делается это именно так, чтобы под палящим солнцем не опалить листву растений.
Если вы постоянно контролируете счета за электричество, тогда обязательно увидите снижение цифры после начала применения фотодатчика. Производители стараются упростить схему сборки и подключения датчика света. Это означает, что для его монтажа нет необходимости привлекать профессионала, а все можно осуществить самостоятельно. Фотодатчик дает возможность повысить безопасность собственного жилища. Для взлома часто выбираются дома с плохим освещением. Фотореле будет срабатывать даже тогда, когда никого не будет дома и создавать эффект присутствия хозяев. В большинстве своем фотореле соответствуют заявленным характеристикам, поэтому говорить о недостатках не приходится. Могут быть только различия в моделях.
Что выбрать
Выбирать фотореле для освещения стоит под конкретные потребности или проект. Для этого необходимо учесть несколько факторов:
- общая мощность освещения;
- положение участка для освещения;
- напряжение освещения;
- место установки датчика;
- время работы освещения;
- наличие системы наблюдения;
- необходимость дополнительных модулей.
Рядом с каждым пунктом этого списка необходимо сделать требуемые пометки. Это позволит быстрее проанализировать характеристика фотореле, о которых говорилось выше. В некоторых случаях потребуется монтаж нескольких датчиков освещения.
Способы и схемы подключения
Разобраться с тем, как подключить фотореле для освещения сможет каждый, кто не обладает специальным образованием в области электротехники. Если в общем описать схему подключения фотореле в цепь, то она сводится к тому, что подающий провод питания заводится в сам датчик. От фотореле делается подводка фазы к потребителю, а нулевой провод отдельно подается от щитка. Есть три основных метода подключения фотореле для освещения в цепь:
- с разводкой в коробке;
- с разводкой в самом датчике;
- подключение нагрузки через пускатель.
На рисунке показано, как происходит подключение проводов не в датчике, а в специальной распределительной коробке. Именно такой способ считается грамотным. При этом коробку необходимо приобретать герметичную. В ней должны быть резиновые прокладки под крышкой, а также в каждом вводном отверстии. Только в таком случае можно гарантировать отсутствие окислительных процессов на контактных площадках.
Бывают проекты, где общая мощность всей системы в десятки раз превышает номинальную мощность фотореле. В таких случаях потребуется применение пускателя. Суть схемы будет заключаться в том, что питание на всех потребителей будет идти не через фотореле, а через контактор. Сам фотодатчик будет только сигнализатором, который будет давать команду на замыкание или размыкание контактов пускателя. Такой метод наилучший с точки зрения безопасности. Срок службы фотореле при использовании пускателя увеличивается в несколько раз. Пример схемы такого подключения можно видеть ниже.
Не все производители указывают предназначение проводов, которые находятся на фотореле для уличного освещения. Обычно их предусмотрено три. К двум из них подключается кабель питания. Обычно это синий и черный. К синему подводится ноль от щитка, к черному или коричневому подается фаза. Есть еще и третий красный провод. Он служит для подачи напряжения от фотореле к потребителю. На схеме видно, что из коробки к потребителю также отдельно идет нулевой провод.
Поиск места для монтажа
Знание способа подключения - не все, что необходимо для монтажа датчика для уличного освещения. Для него необходимо подобрать правильное место и высоту для монтажа. Именно в этом случае он будет корректно определять уровень освещенности. Первым фактором является необходимость открытой местности. То ест не должно быть никаких препятствий, которые бы мешали попаданию солнечного света на датчик. Поэтому лучше не размещать его под крышей. Высота размещения фотореле должна быть такой, чтобы к нему было легко добраться при необходимости выполнить обслуживание. Но свет от фар автомобилей должен находиться ниже, чтобы датчик не срабатывал на них.
В ночное время, когда присутствуют источники искусственного света, датчик необходимо максимально удалить, чтобы свет фонарей уличного освещения или свет из окон не попадал на него. В некоторых случаях придется несколько раз изменить положение фотодатчика уличного освещения до того момента, когда будет найден оптимальный вариант. Некоторые советы можно почерпнуть из видео:
Совет! Не располагайте датчик уличного освещения далеко от дома или другого помещения. Так легче будет осуществлять его контроль и очистку. Не располагайте его на столбе, который он будет контролировать, т. к. это только доставит хлопот. Такой подход потребует дополнительного метража кабеля, но в итоге такие затраты окупятся экономией времени.
Дешевые модели датчиков не поддерживают никаких дополнительных настроек. В них выставлены средние положения, которые поддерживаются на протяжении всего периода функционирования. В других решениях есть два регулятора. Они понадобятся уже после полной установки и запуска всей системы. Регулятор часто представляет собой небольшое углубление под отвертку с указанием шкалы на корпусе. Одни из них позволяет отрегулировать чувствительность. То есть порог, при котором будет производиться включение всего освещения. Это очень полезный элемент, который позволяет поддерживать необходимые значения в различные по продолжительности дни. Для выбора правильного положения, его необходимо поставить в крайнее левое положение или к минусу. Как только наступит вечер и уже будет необходимо освещение, тогда потребуется вращать регулятор к плюсу до момента запуска уличного освещения. Делать это стоит очень плавно, чтобы не пропустить момент срабатывания.
Есть ли альтернатива
В некоторых местностях установка фотореле затруднена рельефом или обилием деревьев. В таких случаях можно использовать современную наработку, которая привязывается не к уровню освещения, а к другим данным. Такой прибор называется астрономическим таймером. Благодаря точному времени движения земли вокруг солнца и своей оси легко предсказать время восхода и заката в конкретной местности. Именно и делает этот прибор. Во время первого включения понадобится указать свое местоположение с помощью координат, а также точное время. Благодаря встроенной микропрограмме прибор будет включать и выключать уличное освещение.
Преимуществом такого решения будет над фотореле является независимость от того, что происходит на улице. В дождливую погоду, когда света на улице мало, фотореле может ошибочно определить, что наступили сумерки и необходимо включить освещение. Астротаймер ориентируется по времени и координатам, поэтому на него не влияют такие изменения. Если фотореле испачкалось или притрушено снегом, то также могут быть ложные срабатывания. Для таймера, который работает по координатам не нужно выделять особое место для установки. Его можно разместить в любом удобном месте в доме. В некоторых моделях допускается регулировка отсрочки включения. Недостатком может быть только цена, но за качество необходимо платить.
Обратите внимание! Вместо фотореле, можно использовать обычный временной таймер. Он будет подавать питание на освещение в заданное время. Он не такой удобный, как фотореле, но также сможет неплохо выручить.
Заключение
Обладая изложенной информацией, вы сможете легко самостоятельно приобрести фотореле и установить его. Вы по достоинству оцените преимущества фотореле над ручным включением освещения. Если у вас во дворе смонтирован уникальный проект иллюминации, тогда он будет радовать вас каждый раз после захода солнца.
Датчики освещенности (освещения), построенные на базе фоторезисторов, довольно часто используются в реальных ардуино проектах. Они относительно просты, не дороги, их легко найти и купить в любом интернет-магазине. Фоторезистор ардуино позволяет контролировать уровень освещенности и реагировать на его изменение. В этой статье мы рассмотрим, что такое фоторезистор, как работает датчик освещенности на его основе, как правильно подключить датчик в платам Arduino.
Фоторезистор, как следует из названия, имеет прямое отношение к резисторам, которые часто встречаются практически в любых электронных схемах. Основной характеристикой обычного резистора является величина его сопротивления. От него зависят напряжение и ток, с помощью резистора мы выставляем нужные режимы работы других компонентов. Как правило, значение сопротивления у резистора в одних и тех же условиях эксплуатации практически не меняется.
В отличие от обычного резистора, фоторезистор
может менять свое сопротивление в зависимости от уровня окружающего освещения. Это означает, что в электронной схеме будут постоянно меняться параметры, в первую очередь нас интересует напряжение, падающее на фоторезисторе. Фиксируя эти изменения напряжения на аналоговых пинах ардуино, мы можем менять логику работы схемы, создавая тем самым адаптирующиеся под вешние условия устройства.
Фоторезисторы достаточно активно применяются в самых разнообразных системах. Самый распространенный вариант применения - фонари уличного освещения. Если на город опускается ночь или стало пасмурно, то огни включаются автоматически. Можно сделать из фоторезистора экономную лампочку для дома, включающуюся не по расписанию, а в зависимости от освещения. На базе датчика освещенности можно сделать даже охранную систему, которая будет срабатывать сразу после того, как закрытый шкаф или сейф открыли и осветили. Как всегда, сфера применения любых датчиков ардуино ограничена лишь нашей фантазией.
Какие фоторезисторы можно купить в интернет-магазинах
Самый популярный и доступный вариант датчика на рынке – это модели массового выпуска китайских компаний, клоны изделий производителя VT. Там не всегда можно разораться, кто и что именно производит тот или иной поставщик, но для начала работы с фоторезисторами вполне подойдет самый простой вариант.
Начинающему ардуинщику можно посоветовать купить готовый фотомодуль, который выглядит вот так:
На этом модуле уже есть все необходимые элементы для простого подключения фоторезистора к плате ардуино. В некоторых модулях реализована схема с компаратором и доступен цифровой выход и подстроечный резистор для управления.
Российскому радиолюбителю можно посоветовать обратить на российский датчик ФР. Встречающиеся в продаже ФР1-3, ФР1-4 и т.п. - выпускались ещё в союзовские времена. Но, несмотря на это, ФР1-3 – более точная деталь. Из этого следует и разница в цене За ФР просят не более 400 рублей. ФР1-3 будет стоить больше тысячи рублей за штуку.
Маркировка фоторезистора
Современная маркировка моделей, выпускаемых в России, довольно простая. Первые две буквы - ФотоРезистор, цифры после чёрточки обозначают номер разработки. ФР -765 - фоторезистор, разработка 765. Обычно маркируется прямо на корпусе детали
У датчика VT в схеме маркировке указаны диапазон сопротивлений. Например:
- VT83N1 - 12-100кОм (12K – освещенный, 100K – в темноте)
- VT93N2 - 48-500кОм (48K – освещенный, 100K – в темноте).
Иногда для уточнения информации о моделях продавец предоставляет специальный документ от производителя. Кроме параметров работы там же указывается точность детали. У всех моделей диапазон чувствительности расположен в видимой части спектра. Собирая датчик света нужно понимать, что точность срабатывания - понятие условное. Даже у моделей одного производителя, одной партии, одной закупки отличаться она может на 50% и более.
На заводе детали настраиваются на длину волны от красного до зелёного света. Большинство при этом «видит» и инфракрасное излучение. Особо точные детали могут улавливать даже ультрафиолет.
Достоинства и недостатки датчика
Основным недостатком фоторезисторов является чувствительность к спектру. В зависимости от типа падающего света сопротивление может меняется на несколько порядков. К минусам также относится низкая скорость реакции на изменение освещённости. Если свет мигает - датчик не успевает отреагировать. Если же частота изменения довольно велика - резистор вообще перестанет «видеть», что освещённость меняется.
К плюсам можно отнести простоту и доступность. Прямое изменение сопротивления в зависимости от попадающего на неё света позволяет упростить электрическую схему подключения. Сам фоторезистор очень дешев, входит в состав многочисленных наборов и конструкторов ардуино, поэтому доступен практически любому начинающему ардуинщику.
Подключение фоторезистора к ардуино
В проектах arduino фоторезистор используется как датчик освещения. Получая от него информацию, плата может включать или выключать реле, запускать двигатели, отсылать сообщения. Естественно, при этом мы должны правильно подключить датчик.
Схема подключения датчика освещенности к ардуино довольна проста. Если мы используем фоторезистор, то в схеме подключения датчик реализован как делитель напряжения. Одно плечо меняется от уровня освещённости, второе – подаёт напряжение на аналоговый вход. В микросхеме контроллера это напряжение преобразуется в цифровые данные через АЦП. Т.к. сопротивление датчика при попадании на него света уменьшается, то и значение падающего на нем напряжения будет уменьшаться.
В зависимости от того, в каком плече делителя мы поставили фоторезистор, на аналоговый вход будет подаваться или повышенное или уменьшенное напряжение. В том случае, если одна нога фоторезистора подключена к земле, то максимальное значение напряжения будет соответствовать темноте (сопротивление фоторезистора максимальное, почти все напряжение падает на нем), а минимальное – хорошему освещению (сопротивление близко к нулю, напряжение минимальное). Если мы подключим плечо фоторезистора к питанию, то поведение будет противоположным.
Сам монтаж платы не должен вызывать трудностей. Так как фоторезистор не имеет полярности, подключить можно любой стороной, к плате его можно припаять, подсоединить проводами с помощью монтажной платы или использовать обычные клипсы (крокодилы) для соединения. Источником питания в схеме является сам ардуино. Фоторезистор подсоединяется одной ногой к земле, другая подключается к АЦП платы (в нашем примере – АО). К этой же ноге подключаем резистор 10 кОм. Естественно, подключать фоторезистор можно не только на аналоговый пин A0, но и на любой другой.
Несколько слов относительно дополнительного резистора на 10 К. У него в нашей схеме две функции: ограничивать ток в цепи и формировать нужное напряжение в схеме с делителем. Ограничение тока нужно в ситуации, когда полностью освещенный фоторезистор резко уменьшает свое сопротивление. А формирование напряжения – для предсказуемых значений на аналоговом порту. На самом деле для нормальной работы с нашими фоторезисторами хватит и сопротивления 1К.
Меняя значение резистора мы можем “сдвигать” уровень чувствительности в “темную” и “светлую” сторону. Так, 10 К даст быстрое переключение наступления света. В случае 1К датчик света будет более точно определять высокий уровень освещенности.
Если вы используете готовый модуль датчика света, то подключение будет еще более простым. Соединяем выход модуля VCC с разъемом 5В на плате, GND – c землей. Оставшиеся выводы соединяем с разъемами ардуино.
Если на плате представлен цифровой выход, то отправляем его на цифровые пины. Если аналоговый – то на аналоговые. В первом случае мы получим сигнал срабатывания – превышения уровня освещенности (порог срабатывания может быть настроен с помощью резистора подстройки). С аналоговых же пинов мы сможем получать величину напряжения, пропорциональную реальному уровню освещенности.
Пример скетча датчика освещенности на фоторезисторе
Мы подключили схему с фоторезистором к ардуино, убедились, что все сделали правильно. Теперь осталось запрограммировать контроллер.
Написать скетч для датчика освещенности довольно просто. Нам нужно только снять текущее значение напряжения с того аналогового пина, к которому подключен датчик. Делается это с помощью известной нам всем функции analogRead(). Затем мы можем выполнять какие-то действия, в зависимости от уровня освещенности.
Давайте напишем скетч для датчика освещенности, включающего или выключающего светодиод, подключенный по следующей схеме.
Алгоритм работы таков:
- Определяем уровень сигнала с аналогового пина.
- Сравниваем уровень с пороговым значением. Максимально значение будет соответствовать темноте, минимальное – максимальной освещенности. Пороговое значение выберем равное 300.
- Если уровень меньше порогового – темно, нужно включать светодиод.
- Иначе – выключаем светодиод.
Прикрывая фоторезистор (руками или светонепроницаемым предметом), можем наблюдать включение и выключение светодиода. Изменяя в коде пороговый параметр, можем заставлять включать/выключать лампочку при разном уровне освещения.
При монтаже постарайтесь расположить фоторезистор и светодиод максимально далеко друг от друга, чтобы на датчик освещенности попадало меньше света от яркого светодиода.
Датчик освещенности и плавное изменение яркости подсветки
Можно модифицировать проект так, чтобы в зависимости от уровня освещенности менялась яркость светодиода. В алгоритм мы добавим следующие изменения:
- Яркость лампочки будем менять через ШИМ, посылая с помощью analogWrite() на пин со светодиодом значения от 0 до 255.
- Для преобразования цифрового значения уровня освещения от датчика освещенности (от 0 до 1023) в диапазон ШИМ яркости светодиода (от 0 до 255) будем использовать функцию map().
Пример скетча:
#define PIN_LED 10 #define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(PIN_LED, OUTPUT); } void loop() { int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); Serial.println(val); int ledPower = map(val, 0, 1023, 0, 255); // Преобразуем полученное значение в уровень PWM-сигнала. Чем меньше значение освещенности, тем меньше мощности мы должны подавать на светодиод через ШИМ. analogWrite(PIN_LED, ledPower); // Меняем яркость }
В случае другого способа подключения, при котором сигнал с аналогового порта пропорционален степени освещенности, надо будет дополнительно «обратить» значение, вычитая его из максимального:
Int val = 1023 – analogRead(PIN_PHOTO_RESISTOR);
Схема датчика освещения на фоторезисторе и реле
Примеры скетча для работы с реле приведены в статье, посвященной программированию реле в ардуино. В данном случае, нам не нужно делать сложных телодвижений: после определения «темноты» мы просто включаем реле, подавай на его пин соответствующее значение.
#define PIN_RELAY 10 #define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() { pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT); digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); } void loop() { int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); if (val < 300) { // Светло, выключаем реле digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); } else { // Темновато, включаем лампочку digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); } }
Заключение
Проекты с применением датчика освещенности на базе фоторезистора достаточно просты и эффектны. Вы можете реализовать множество интересных проектов, при этом стоимость оборудования будет не высока. Подключение фоторезистора осуществляется по схеме делителя напряжения с дополнительным сопротивлением. Датчик подключается к аналоговому порту для измерения различных значений уровня освещенности или к цифровому, если нам важен лишь факт наступления темноты. В скетче мы просто считываем данные с аналогового (или цифрового) порта и принимаем решение, как реагировать на изменения. Будем надеяться, что теперь в ваших проектах появятся и такие вот простейшие «глаза».
Включать освещение в некоторых помещениях или на улице на весь темный период неразумно. Чтобы свет горел только тогда когда нужно, в цепь питания светильника ставят датчик движения. В «нормальном» состоянии он разрывает цепь питания. При появлении в его зоне действия какого-то движущегося предмета, контакты замыкаются, освещение включается. После того, как объект пропадет из зоны действия, свет выключается. Такой алгоритм работы отлично показал себя в уличном освещении, в освещении подсобных помещений, коридоров, подвалов, подъездов и лестниц. В общем, в тех местах, где люди появляются только периодически. Так что для экономии и удобства лучше поставить датчик движения для включения света.
Виды и разновидности
Датчики движения для включения света могут быть разных типов, предназначены для различных условий эксплуатации. В первую очередь надо смотреть где может устанавливаться устройство.
Уличные датчики движения имеют высокую степень защиты корпуса. Для нормальной эксплуатации на открытом воздухе берут датчики с IP не ниже 55, но лучше — выше. Для установки в доме можно брать IP 22 и выше.
Тип питания
Самая многочисленная группа — проводные для подключения к 220 В. Беспроводных меньше, но их тоже достаточно. Они хороши если включать надо освещение, работающее от низковольтных источников тока — аккумуляторных или солнечных батарей, например.
Способ определения наличия движения
Датчик движения для включения света может определять движущиеся объекты используя различные принцип детекции:
Чаще всего для включения света на улице или дома используют инфракрасные датчики движения. Они имеют невысокую цену, большой радиус действия, большое количество регулировок, которые помогут настроить его. На лестницах и в длинных коридорах лучше поставить датчик с ультразвуком или микроволновой. Они в состоянии включить освещение даже если вы еще далеко от источника света. В охранных системах рекомендованы к установке микроволновые — они обнаруживают движение даже за перегородками.
Технические характеристики
После того, как определились с тем, какой датчик движения для включения света вы будете ставить, надо подобрать его технические характеристики.
Угол обзора
Датчик движения для включения света может обладать различным углом обзора в горизонтальной плоскости — от 90° до 360°. Если к объекту могут подходить с любого направления, ставят датчики с радиусом 180-360° — в зависимости от его расположения. Если устройство закреплено на стене, достаточно 180°, если на столбе — уже нужно 360°. В помещениях можно использовать те, которые отслеживают движение в узком секторе.
Если дверь одна (подсобное помещение, например), может быть достаточно узкополосного датчика. Если в помещение входить могут с двух-трех сторон, модель должна уметь видеть, как минимум, на 180°, а лучше — во все стороны. Чем шире»охват», тем лучше, но стоимость широкоугольных моделей значительно выше, так что стоит исходить из принципа разумной достаточности.
Есть также угол обзора по вертикали. В обычных недорогих моделях он составляет 15-20°, но есть модели, которые могут охватывать до 180°. Широкоугольные детекторы движения обычно ставят в охранных системах, а не в системах освещения, так как стоимость их солидная. В связи с этим, стоит правильно подбирать высоту установки прибора: чтобы «мертвая зона», в которой детектор просто ничего не видит, была не в том месте, где движение наиболее интенсивное.
Дальность действия
Тут снова-таки, стоит выбирать с учетом того, в помещении будет устанавливаться датчик движения для включения света или на улице. Для помещений радиуса действия в 5-7 метров хватит с головой.
Для улицы желательна установка более «дальнобойных». Но тут тоже смотрите: при большом радиусе охвата ложные срабатывания могут быть очень частыми. Так что слишком большая зона покрытия может быть даже недостатком.
Мощность подключаемых светильников
Каждый датчик движения для включения света рассчитан на подключение определенной нагрузки — он может пропускать через себя ток определенного номинала. Потому, при выборе, надо знать, суммарную мощность ламп, которые устройство будет подключать.
Чтобы не переплачивать за повышенную пропускную способность датчика движения, да еще и сэкономить на счетах за электричество, используйте не лампы накаливания, а более экономичные — газоразрядные, люминесцентные или .
Способ и место установки
Кроме явного деления на уличные и «домашние» есть еще один тип деления по месту установки датчиков движения:
Если освещение включается только для повышения комфорта, выбирают корпусные модели, так как при равных характеристиках они дешевле. Встраиваемые ставят в охранных системах. Они миниатюрные, но более дорогие.
Дополнительные функции
Некоторые детекторы движения имеют дополнительные возможности. Некоторые из них явное излишество, другие, в определенных ситуациях, могут быть полезны.
Это все функции, которые могут быть полезны. Особенно обратите внимание на защиту от животных и задержку отключения. Это действительно полезные опции.
Где разместить
Установить датчик движения для включения освещения надо правильно — чтобы работал он корректно, придерживайтесь определенных правил:
В больших помещениях устройство лучше устанавливать на потолке. Его радиус обзора должен быть 360°. Если датчик должен включать освещение от любого движения в помещении, его устанавливают по центру, если контролируется только какая-то часть, расстояние выбирается так, чтобы «мертвая зона» бала минимальной.
Датчик движения для включения света: схемы установки
В самом простом случае датчик движения подключается в разрыв фазного провода, который идет на лампу. Если речь идет о темном помещении без окон, такая схема работоспособна и оптимальна.
Если говорить конкретно о подключении проводов, то фаза и ноль заводятся на вход датчика движения (обычно подписаны L для фазы и N для нейтрали). С выхода датчика фаза подается на лампу, а ноль и земля на нее берем со щитка или с ближайшей распределительной коробки.
Если же речь идет об уличном освещении или включении света в помещении с окнами, надо будет или ставить датчик освещенности (фотореле), или устанавливать на линии выключатель. Оба устройства предотвращают включение освещения в светлое время суток. Просто одно (фотореле) работает в автоматическом режиме, а второе включается принудительно человеком.
Ставятся они также в разрыв фазного провода. Только при использовании датчика освещенности, его надо ставить перед реле движения. В таком случае оно будет получать питание только после того как стемнеет и не будет работать «вхолостую» днем. Так как любой электроприбор рассчитан на определенное количество срабатываний, это продлит срок эксплуатации датчика движения.
Все описанные выше схемы имеют один недостаток: освещение нельзя включить на длительное время. Если вам надо вечером проводить какие-то работы на лестнице, вам придется все время двигаться, иначе периодически свет будет отключаться.
Для возможности длительного включения освещения, параллельно с детектором устанавливается выключатель. Пока он выключен, датчик в работе, свет включается когда он срабатывает. Если вам надо включить лампу на длительный период, щелкаете выключателем. Лампа горит все время, пока выключатель снова не будет переведен в положение «выключено».
Регулировка (настройка)
После монтажа, датчик движения для включения света необходимо настроить. Для настройки почти всех параметров на корпусе есть небольшие поворотные регуляторы. Их можно поворачивать, вставив в прорезь ноготь, но лучше использовать маленькую отвертку. Опишем регулировку датчика движения типа ДД со встроенным датчиком освещенности, так как они чаще всего ставятся в частных домах для автоматизации .
Угол наклона
Для тех датчиков, которые крепятся на стенах, сначала надо выставить угол наклона. Они закреплены на поворотных кронштейнах, при помощи которых и изменяется их положение. Его надо выбрать так, чтобы контролируемая область была самой большой. Точные рекомендации дать не получится, так как зависит это от угла вертикального обзора модели и от того, на какой высоте вы его повесили.
Оптимальная высота установки датчика движения — около 2.4 метра. В этом случае даже те модели, которые могут охватывать всего 15-20° по вертикали контролируют достаточное пространство. Настройка угла наклона — это очень приблизительное название того, чем вам придется заниматься. Будете понемногу менять угол наклона, проверять, как срабатывает в таком положении датчик с разных возможных точек входа. Несложно, но муторно.
Чувствительность
На корпусе эта регулировка подписана SEN (от английского sensitive — чувствительность). Положение можно менять от минимального (min/low) до максимального (max/hight).
Это — одна из самых сложных настроек, так как от нее зависит будет ли срабатывать датчик на мелких животных (кошек и собак). Если собака большая, избежать ложных срабатываний не удастся. Со средними и мелкими животными это вполне возможно. Порядок настройки такой: выставляете на минимум, проверяете, как срабатывает на вас и на обитателей меньшего роста. Если необходимо, понемногу чувствительность увеличиваете.
Время задержки
У разных моделей диапазон задержки выключения разный — от 3 секунд до 15 минут. Вставлять его надо все также — поворотом регулировочного колеса. Подписано обычно Time (в переводе с английского «время»).
Время свечения или время задержки — выбираете как вам больше нравится
Тут все относительно легко — зная минимум и максимум вашей модели, примерно выбираете положение. После включения фонаря замираете и засекаете время, по истечении которого он отключится. Далее меняете положение регулятора в нужную сторону.
Уровень освещенности
Эта регулировка относится к фотореле, которое, как мы договорились, встроено в наш датчик движения для включения света. Если встроенного фотореле нет, ее просто не будет. Эта регулировка подписывается LUX, крайние положения подписаны min и max.
При подключении регулятор выставляете в максимальное положение. А вечером, при том уровне освещенности, когда вы считаете должен уже включаться свет, поворачиваете регулятор медленно к положению min до тез пор, пока лампа/фонарь включатся.
По принципу работы, датчик освещения устроен так : фоточувствительный элемент, который установлен в датчики, способен изменять свое сопротивление , в зависимости от освещения. В виде этого элемента, обычно выступает фоторезистор.
Потом, в действие вступает схема калибровки, через которую сигнал от фоторезистора переходит на транзистор.
В цепи транзистора имеется реле. Транзистор, с помощью реле замыкает сеть и лампа или прожектор, который подключен к сети, начинает светиться. В статье, принцип работы, будет описан более подробно.
Как подключить датчик освещения.
Стоит отметить, что схема подключения датчика освещения, идентична схеме подключения датчика движения.
Правильный монтаж датчика освещения.
Конечно, подключить и настроить дело не трудно, куда труднее, определить правильно место для установки датчика. Рассказывал мне знакомый историю, как у него в районе уличный фонарь, то включался, то выключался.
А после наступления полной темноты на улице, он, наконец, начинал нормально работать. Знаете, в чем было дело?
Датчик освещенности установили прямо под фонарь. Из-за этого, при наступлении темноты, он включал фонарь, распознавал, что светло и выключал. Подобная ситуация может случиться у всех. Но, чтобы такого не было, нужно не устанавливать датчики освещенности, рядом с источником света.
Настройка датчика движения.
Когда будете калибровать датчик, то используй черный мешочек, он идет в комплекте.
Единственное, что можно настроить у этого датчика, это регулятор освещенности. Им можно установить уровень, когда будет срабатывать реле. Подробности регулировки и настройки описываются ниже.
Датчик освещенности LXP-01, можно отнести к простейшим. Он не дает возможности ничего в нем изменить и настроить. Существуют более продвинутые датчики, в них можно настроить задержку срабатывания.
Внешний вид датчика движения.
Датчик LXP-02.
Назначения выходов датчика:
1. Красный нужен для подведения нагрузки
2. Синий, может быть зеленым, это ноль
3. Коричневый (черный) - датчик питания.
Если убрать белый корпус, то под ним увидим схему датчика, расположенную на печатной плате.
Для простого расчета необходимого числа ламп воспользуйтесь Калькулятором расчета количества ламп .
В датчике расположено реле DE3F-N-A на 24 VDC. Ток контактов 10А. Это значение определяет максимальную нагрузки, на которую способен датчик. То есть, 10 на 220, будет 2,2кВт. Точно также заявлено в инструкции.
Но мое мнение: к этому датчику, не стоит подключать больше 4 ампер. Все, что выше, только через промежуточный пускатель.
Фотография платы датчика движения.
Вот этим дорожки, со слоем припоя на них, именно они - чаще остальных горят при перегрузке, неправильно подключенного K3. Если такое произойдет, то заменять придется и реле.
По инструкции, датчик освещения LXP-03 в состоянии коммутировать токи 25А. На плате указано, что ток реле 30А, скорее всего производители решили перестраховаться, и я, в этом плане, от них не далеко ушел. Решил ограничить ток на 16А.
Для освещения - это ещё и с запасом.
Ну и на десерт - все самое интересное:
Представленная схема взята именно с той платы, которая показана в начале статьи. Сейчас производитель активно улучшает и изменяет свое устройство, поэтому некоторые данные могут измениться.
В принципе, все одинаково:
Напряжение питания 220V поступает через ноль и клеммы. Ноль - N, клеммы - L.
Если вы измените местами фазу и ноль , или вообще выключите ноль, а не фазы, то ничего страшного не случится. Но делать это крайне не рекомендуется, безопасность ещё некто не отменял.
Выпрямляется напряжение при помощи диодного моста, 4 диода типа 1N4007. За фильтрование напряжения отвечает электролитический конденсатор, стабилизация происходит на уровне +22…24V, для этого, установлен стабилитрон типа 1N4748.
Оставшаяся часть схемы питается от постоянного напряжения. Устроена она следующим образом: На выходе резистивного делителя 68к — VR — Фоторезистор создается напряжение, которое полностью обратно идентично уровню освещения. То устройство, которым настраивается уровень срабатывания - это подстроечный резистор VR с сопротивлением 1 МОм.
Что именно ставят в такие схемы: фоторезистор или фотодиод - неизвестно. Вероятнее фоторезистор, но похожий фотодиод тоже может там стоять.
Если вы хотите экономно и эффективно расходовать электроэнергию, то крутите контролер по часовой стрелке до максимума, так датчик освещения будет срабатывать только при наступлении полной темноте. Выкрутив регулятор в обратную сторону, то будьте готовы кто тому, что свет будет включаться даже днем, если над вами нависнет большая туча.
Вот, как проходит процесс выключения света при наступлении темноты: уровень освещения падает, начинает расти сопротивление фоторезисторов, напряжение на базе транзистора растет. Когда напряжение достигает определенного уровня, транзистор открывается и через коллектор начинает протекать ток, который активирует реле К1. Контактами реле включает нагрузку. Нагрузка подключается через вывод LOAD.
Для обозначения рабочего состояния загорается светодиод . Чтобы реле слишком часто не переключало датчик, например, от колеблющейся ветки дерева, на схеме установлен конденсатор 47 мкФ, который сглаживает все процессы.
Более мощная схема датчик освещения LXP-03:
Она идентична первой схеме в статье, отличия перечислю:
1. Схема питания в состоянии ограничивать напряжение в фазной цепи.
2. Тут диодный мост с фильтрами. Такой же и в предыдущей схеме, просто я не очень удачно её изобразил.
3. Вместо одного стабилитрона, как на первой схеме, тут их установлено два последовательно. Притом, напряжение осталось прежнее - +24В.
4. Здесь установлено более мощное реле, с соответственно более мощным током катушки. Также, здесь используется составная схема на два комплементарных транзистора.
Если вы знаете, как работает схема, то её будет легко отремонтировать.