Датчики для автоматического включения света

Датчики присутствия как один из элементов системы автоматизации пользуются огромной популярностью. Они позволяют сделать жизнь человека комфортной, а также значительно уменьшить затраты на электрическую энергию. Во многих странах такие датчики представляют собой неотъемлемую часть помещения, что обусловлено удобством их установки и применения. Не менее приятным моментом можно считать возможность как беспрепятственно приобрести такое устройство в специализированном магазине, так и соорудить его своими руками.

Наиболее востребованными устройствами, позволяющими автоматически управлять освещением, являются датчики присутствия для включения света и датчики движения. При установке осветительного прибора данные устройства устанавливаются в его цепь. Как только перемещающийся объект оказывается в радиусе их воздействия, эти приборы включают освещение за счет автоматической подачи сигнала. Если объект остановился или покинул радиус воздействия, осветительный прибор через некоторое время прекращает свою работу.

Вы сможете платить за свет на 30-50% меньше в зависимости от того, какими именно электроприборами Вы пользуетесь.

Датчик присутствия в отличие от датчика движения имеет в основе своей работы сенсор и функционирует благодаря эффекту Доплера, который заключается в динамике длины и частоты волны. Данная динамика улавливается сенсором, который, в свою очередь, направляет ее на устройство с целью включения света или звука. При этом на подачу сигнала не влияют дальнейшее движение или неподвижность объекта, в качестве которого могут выступать люди и крупные звери. Датчик присутствия имеет в своей конструкции антенну и генератор. В случае, если сигнал отсутствует, прибор находится в спящем режиме.

Классификация

Существуют различные критерии для группировки датчиков присутствия. К одному из них относится способ регистрации перемещения, в соответствии с которым устройства разделяются на:

  • датчики звука;
  • приборы, работающие за счет ультразвука;
  • датчики, функционирующие при помощи микроволн;
  • модели, принцип работы которых основан на инфракрасном излучении;
  • приборы со смешанным принципом работы (комбинированные).

Устройства, определяющие присутствие объекта с помощью звука, работают автоматически. Достаточно хлопка (т. е. не более 50 дБ) для срабатывания такого прибора. Настроить датчик звука можно при помощи кнопок, расположенных на его корпусе, одна из которых отвечает за громкость хлопка, а вторая – за продолжительность периода включения.

Выключение такого прибора возможно не только автоматически, но и при помощи того же хлопка. Как правило, это устройство имеет ограниченную зону реагирования, что лишает удобства его эксплуатацию. Датчики звука с высокой чувствительностью, в свою очередь, реагируют даже на незначительные шорохи. С одной стороны, это можно считать достоинством, так как руки не всегда могут быть свободны для совершения хлопков, а с другой – недостатком, вызванным частыми ложными срабатываниями.

Ультразвуковой прибор состоит из генератора шумовых сигналов и приемника. Как правило, такой датчик присутствия нечасто используется при организации освещения. Микроволновое оборудование в своей основе имеет генератор излучений высокой частоты и приемник отраженных сигналов. Эксплуатируется такой прибор, в основном, в качестве сигнализации, реже — в осветительных приборах. И ультразвуковой, и микроволновой датчики присутствия функционируют за счет эффекта Доплера. Отличаются они только по типу излучений.

Инфракрасное устройство осуществляет свою деятельность благодаря маленьким линзам, являющимися составными частями главной линзы, а также за счет дополнительных электронных элементов. Когда человек попадает в радиус действия датчика, линзы способствуют определению сигнала посредством их сосредоточения на фотоэлементе и плоскости объекта.Во время перемещения человека инфракрасное воздействие на фотоэлемент прекращается, и сигнал исчезает. В случае, если человек переходит в радиус воздействия другой линзы, то теперь уже она оказывает воздействие на фотоэлемент. И так далее, пока человек не покинет зону функционирования устройства.

Приборы с комбинированным принципом работы отличаются тем, что способны уменьшить количество ложных срабатываний. Это обусловлено строением их корпуса, который содержит в себе две системы для регистрации перемещения. Освещение может включиться только в том случае, если приходят в действие оба детектора. Зачастую инфракрасные и микроволновые методы применяют совместно.

Помимо вышеуказанных устройств, можно выделить следующие виды датчиков присутствия:

В зависимости от метода управления прибором:

  • автоматические модели;
  • устройство, чье выключение осуществляется в принудительном порядке;
  • устройства, позволяющие контролировать радиус воздействия;
  • датчики, функционирующие с помощью ПДУ.


При использовании датчика автоматического включения света оно происходит в случае, если обнаружено перемещение объектов, а выключение – когда объект исчезает. При использовании такого датчика присутствия существует вероятность того, что осветительный прибор может выключиться, даже если человек находится в помещении, просто перестал двигаться. Во избежание данного факта применяется включатель, позволяющий контролировать освещение в принудительном порядке.

В зависимости от способа установки:

  • встроенные;
  • накладные;
  • влагостойкие (применяются как внутри, так и снаружи здания).

Встраиваемые приборы фиксируются при помощи специального отверстия. Накладные модели устанавливаются на стену или потолок дюбелями или саморезами. Уличные устройства имеют высокую степень защиты датчика от внешних условий и повреждений.

Также датчики присутствия различаются по мощности (от 1000 до 2000 Ватт), дальности реагирования (от 8 до 20 метров), радиусу воздействия (от 45о до 360о), разновидности нагрузки (в зависимости от типа используемых ламп: люминесцентных, ламп накаливания или галогенных) и варианту подключения (проходные, контроль которых осуществляется из нескольких точек; и непроходные – контролируются из одной точки).

Область применения

Датчик присутствия является весьма универсальным изобретением, к сферам эксплуатации которого можно отнести:

  1. Жилые помещения. Данный прибор зачастую используется в такой системе как «умный дом», позволяя осуществлять контроль над расходами электрической энергии.
  2. Охранные системы.
  3. Робототехника.
  4. Разнообразные производственные процессы.
  5. Системы видеонаблюдения.
  6. Для контроля над расходом электрической энергии.

Кроме того, датчики присутствия имеют широкое распространение в таких общественных местах как административные и офисные здания, школы, институты, детские сады, гостиницы, спортивные залы, торговые помещения, туалеты и т. д.

Читайте также:  Как согнуть профлист своими руками видео

Данное устройство также имеет дополнительный функционал. Некоторые датчики способны регулировать деятельность осветительных приборов, исходя из уровня освещения, что позволяет контролировать естественную освещенность. Другие приборы обладают возможностью осуществлять диммирование, т. е. управлять уровнем света в помещении. Для обеспечения аварийного освещения, а также при использовании в ночное время суток приборы снижают яркость света при задержке отключения.

Стоит отметить, что данное устройство крайне эффективно при организации охранной системы. Так, например, в качестве сигнализации используется такая разновидность прибора, как датчик объема. Он реагирует абсолютно на все движения в пространстве, даже самые незначительные. Однако стоимость некоторых датчиков присутствия весьма высока, что подталкивает некоторых к самостоятельному изготовлению такого прибора.

Применение в туалете

Стоит выделить применение датчика для обнаружения присутствия человека в таком помещении как туалет. Это обусловлено, прежде всего, тем, что выключатель устанавливается зачастую вне пространства данной комнаты. Также использование здесь данного прибора обеспечит не только удобство и комфорт, но и значительно снизит затраты электрической энергии, так как исчезнет риск оставить свет после себя включенным.

Для туалета наиболее подходящим вариантом является инфракрасный датчик для определения перемещения. К основным преимуществам такого устройства можно отнести достаточно небольшие размеры, возможность точных настроек, вменяемую стоимость и абсолютную безопасность для окружающих.

Устройство собственного производства

На просторах Интернета можно найти разнообразные методы для сборки датчика присутствия. Главным элементом для его изготовления является схема датчика, которая может быть представлена следующим образом:

  1. Подстроечный резистор.
  2. Питающий элемент, в качестве которого может выступить блок питания.
  3. Реле.
  4. Транзистор и фотоэлемент.

Все необходимые детали можно приобрести в специализированном магазине. Однако собранный прибор по частям собственными руками обойдется гораздо дороже, чем готовое изделие (только реле имеет стоимость примерно 300 р.). Таким образом, целесообразнее купить датчик движения, стоимость его будет варьироваться в пределах 450 руб., чем потратить на его изготовление в два раза больше денежных средств и собственных усилий.

Датчики, позволяющие определить наличие присутствия объекта в пространстве, являются весьма выгодным вложением. Обеспечивая комфорт и безопасность, они также позволяют своим владельцам снизить затраты денежных средств на электроэнергию. Срок окупаемости данного прибора обычно не превышает двух с половиной лет. Кроме того, такое устройство выведет ваше помещение на новый этап обустройства и сделает его более современным.

Данные устройства предназначены для включения или отключения освещения на улице, основной особенностью является автоматическое управление этим процессом.

Могут также называться:

  1. Сумеречное реле.
  2. Датчик света или освещения.
  3. Сумеречный выключатель.
  4. Фоторелеуправления уличным освещением.

Вне зависимости от приведенных названий, все они по своей сути являются одним и тем же приспособлением, с одинаковыми функциями и предназначением.

Среди главных особенностей можно выделить следующие нюансы:

  1. Подавляющее большинство современных разновидностей являются программируемыми приборами с возможностью запоминания заданных параметров для изменения времени включения датчиков в зависимости от времени года и настройки других характеристик.
  2. Несмотря на то, что датчики предназначены для автоматического включения и отключения, на них имеется специальный тумблер или кнопка, позволяющие осуществлять ручное управление прибором.
  3. Ряд современных моделей наделен таймером, который позволяет автоматически включаться и отключаться не только в зависимости от окружающей обстановки, но и в соответствии с установленным временем.
  4. Все современные разновидности изготавливаются в специальном защитном корпусе из пластика, который изначально имеет возможность крепежа на поверхность стены или обратную сторону осветительного прибора.
  5. В случаях, если мощность светильников превышает соответствующий показатель датчиков освещения, то их эксплуатация все равно возможна, но в таком случае коммутация в электросеть должна происходить только через специальные пускатели магнитного типа или контактор, обладающий соответствующими параметрами.
  6. Если в приспособлениедополнительно вмонтирован датчик, реагирующий на движения объектов, то установку необходимо осуществлять, учитывая обеспечиваемый кругозор окружающей территории.
  7. Имеется возможность подключения сразу целого ряда светильников на одну выходную группу фотореле, в этом случае должна быть задействована параллельная схема подключения.

Устройство и принцип работы

Классическое устройство подобных датчиков выглядит следующим образом и включает основные составляющие части:

  1. Фотоэлемент, способный распознавать и реагировать на степень естественного освещения в месте, где был установлен датчик.
  2. Сумеречный фотовыключатель, обеспечивающий автоматическое функционирование.
  3. Реле времени для обеспечения настройки соответствующих параметров.
  4. Усилитель сигналов.
  5. Ступень переключения.
  6. Потребитель электроэнергии, которым может являться любая современная разновидность ламп.

Принцип, по которому происходит функционирование датчиков уличного освещения, достаточно прост и заключается в следующем:

  1. Светочувствительная деталь, обязательно входящая в конструкцию, меняет показатель своего сопротивления, если было зафиксировано какое-либо изменение в параметрах интенсивности окружающего освещения. Обычно эту функцию выполняет специальный резистор или фотодиод, также могут быть задействованы особые разновидности симисторов или тиристоров.
  2. От фотоэлемента, через схему регулировки, передается специфический сигнал, который направлен на вход транзистора.
  3. Транзистор оснащен реле, которое расположено в нагрузочной сети, после получения сигнала его контакты начинают процесс коммутации заданных пользователем нагрузок на источник света.

Иными словами, функционирование датчика происходит по тем же принципам, что и работа стандартного выключателя, только осуществляется оно в автоматическом режиме.

Виды уличных датчиков

Существует схожая классификация, разделяющая датчики по максимально возможной мощности нагрузки:

  1. Выдерживающие не более 1000 Вт.
  2. Выдерживающие не более 2000 Вт.
  3. Выдерживающие максимальное значение равное 3000 Вт.

Последним вариантом классификации является деление всех датчиков по возможному типу монтажа:

  1. Устройства, предназначенные для внутренней установки. Подразумевается, что такие датчики монтируются внутрь электрощита при помощи стандартной DIN рейки.
  2. Накладные разновидности, предполагающие внешнюю установку. Вся конструкция устройства при этом будет расположена на поверхности стены.
  3. Приспособления, которые имеют выносной фотоэлемент для определения уровня внешнего освещения.

Применение, плюсы и минусы использования

Область применения у подобных приборов довольно широкая, чаще всего они используются в следующих целях:

  1. Автоматическое включение уличного света в наиболее темных местах.
  2. Осуществление подсветки фасадов различных построек.
  3. Освещение дачных участков в вечернее и ночное время.
  4. Увеличение зоны видимости систем видеонаблюдения в позднее время или в затемненных местах.
  5. Проведения освещения во дворы жилых районов.

Использование фотореле в последнее время становится все более популярным, и подобные системы постепенно получают все более широкое распространение, это обусловлено следующими значимыми преимуществами:

  1. Самостоятельное включение и возможность ручного регулирования параметров данного процесса, является выгодным в финансовом плане, поскольку позволяет осуществлять экономию при оплате счетов за расходуемую электроэнергию.
  2. Существуют некоторые разновидности подобных приспособлений, например, обладающие встроенным в конструкцию фотоэлементом, которые отличаются довольно простой схемой установки и подключения. Это позволяет самостоятельно организовывать монтаж устройства без привлечения к этому процессу квалифицированных специалистов.
  3. Некоторые модели снабжены таймерами, это увеличивает их стоимость, но позволяет осуществлять значительную экономию в ходе эксплуатации, поскольку индивидуальный режим позволяет автоматически включать освещения только в те моменты, когда в этом есть необходимость.
  4. Автоматическое выполнение прибором всех необходимых действий. При этом, ряд более сложных современных моделей позволяет запускать освещения только в случае, если устройство фиксирует какие-либо движения. Это происходит благодаря наличию в конструкции специальных датчиков.
  5. Повышение уровня безопасности, поскольку автоматически включенное освещение создает иллюзию присутствия людей и способно отпугнуть злоумышленников.

Какими-либо существенными недостатками подобные приспособления не обладают, если не считать тот факт, что они потребуют некоторых расходов. Однако, учитывая все преимущества и удобство подобных систем, этот минус является незначительным, а фотореле своей работой компенсирует все траты.

Пошаговая инструкция подключения

Универсальных схем, которые одинаково подходили бы для всех устройств подобного типа, не существует.

Однако, фактически во всех случаях, выводы реле представляют собой 3 провода, обладающие разной цветовой маркировкой, она соответствует следующим обозначениям:

  1. Черный проводник является фазой.
  2. Зеленый проводник является нулем.
  3. Красный проводник является фазой, которая коммутируется на источник освещения.

Рекомендуется придерживаться следующей инструкции, которая поможет правильно подключить датчик:

  1. Предварительно нужно установить на стене распределитель, в котором будет осуществляться соединение проводников.
  2. Подключить устройство в соответствии со схемой, которая изображена на нем самом или в технической документации, которая шла в комплекте с прибором. Для крепежа потребуется использовать специальный кронштейн, который монтируется в место, где на датчик будут попадать прямые солнечные лучи.
  3. Произвести коррекцию системы можно при помощи регулятора, это поможет настроить его реакцию на изменения условий освещенности.
  4. Монтаж самого регулятора осуществляется на внешней части устройства, обычно ему соответствуют следующие технические характеристики: чувствительный диапазон равен 5-10 Люкс; мощность равна 1-3 кВт, а параметры максимально допустимого тока 10А.
  5. Если приспособление было установлено внутри электрощита, куда не имеют доступа солнечные лучи, а также обладает довольно сложной конструкцией, то сам датчик и переключатель монтируются по отдельности, соединить оба элемента необходимо с помощью специальных кабелей.

Также, рекомендуется учесть следующие советы по установке, которые могут помочь в процессе монтажа:

  1. Если имеется внешний фотоэлемент, то его необходимо расположить таким образом, чтобы избежать прямого попадания света от подключаемого светильника, иначе устройство не будет правильно функционировать.
  2. Для осуществления проверки правильности подключения системы, потребуется подсоединение пускателя к электросети, это поможет убедиться, срабатывает ли фонарь.

Советы” по выбору

Широкий ассортимент моделей подобных устройств, обладающих различными возможностями, зачастую усложняет процесс выбора.

Для того, чтобы он был осуществлен правильно, рекомендуется учесть следующие факторы:

  1. Условия, в которых будет использоваться данное приспособление. Например, для частных дачных участков хорошо подходят датчики, наделенные возможностью настройки порогов срабатывания, чтобы уменьшить объемы потребляемой электроэнергии. Иногда рационально использовать приборы с таймером, которые позволяют создать расписание их работы на год вперед.
  2. Совместимость имеющихся светильников и приобретаемого датчика по техническим параметрам. Важно не только чтобы они подходили по нагрузке и потребляемой мощности, но и чтобы у приспособления имелось около 15-20% запаса мощности.
  3. Ценовой диапазон. Многие устройства обладают рядом дополнительных функций, например, возможностью срабатывания при фиксации движения. Поскольку они влияют на итоговую стоимость прибора, необходимо заранее подумать насколько все возможности датчика будут востребованы, чтобы не переплачивать за него лишние деньги.

Обзор моделей

Для наглядной демонстрации подобных устройств, будет проведен небольшой обзор ряда моделей:

Фотореле ФР-7

Включает и выключает освещение в зависимости от изменения параметров интенсивности естественного света. Наделено только стандартными возможностями и не содержит никаких дополнительных функций.

При этом, обладает довольно широким диапазоном задаваемых вручную настроек, что позволяет осуществить максимально точную задачу необходимых параметров. Вся конструкция была смонтирована на одной плате, которая спрятана в корпус из высокопрочного пластика. Примерная стоимость такого датчика составляет 1500 рублей.

Фотореле IEK ФР-602

Китайского производства, обладает конструкцией, спрятанной внутрь корпуса, изготовленной из огнеупорного пластика. Сама схема дополнительно убрана в специальный кожух для обеспечения дополнительной защиты.

Фотоэлемент является встроенным в устройство, для коммутации нагрузки используется электромеханическая разновидность реле, степень защиты от влаги IP Порог срабатывания датчика можно отрегулировать вручную в диапазоне 5-50 Лк.

Стоимость устройства составляет около 400 рублей.

Фотореле ZAMEL WZM-01/S1

Польского производства. Является разновидностью, предназначенной для установки внутри электрощита, конструкция изготовлена таким образом, чтобы ее можно было закрепить на DIN рейке. Фотоэлемент является внешним, степень защиты от влаги IP20, все параметры функционирования вручную определяются пользователем.

Читайте также:  Как проверить тиристор мультиметром не выпаивая

Примерная стоимость данной модели равна 2500 рублей.

Владельцы собственных домов часто задумываются над тем, какой выбрать датчик света для уличного освещения. Ведь очень удобно, когда свет автоматически включается в темное время суток и отключается в светлое. Для этого существует 2 варианта: поставить фотореле или астротаймер. Поскольку первое устройство более распространенное в связи с низкой ценой и доступностью, рассмотрим вначале его.

Устройство фотореле

Это приспособление называться по-разному. Например, фотоэлемент, датчик света, фотодатчик или фотосенсор, датчик освещенности. Однако самым распространенным является название «фотореле». С его помощью можно автоматически включать свет в темное время дня и выключать в светлое.

В основе заложены фоторезисторы, фотодиоды и фототранзисторы. Когда освещенность становится слабой и недостаточной, они меняют параметры. При достижении определенных значений контакты в реле замыкаются и начинается подача питания на светильники. Соответственно при усилении освещенности параметры светочувствительных элементов снова начинают меняться, но в обратную сторону, и контакты размыкаются.

При выборе вначале нужно определиться с напряжением, которое будет в сети: 220 В или 12 В. Затем выбрать класс защиты. Минимальным можно считать IP44. Чем выше класс, тем лучше. Эта маркировка защиты означает, что в светореле не попадут предметы размером меньше 1 мм, и он надежно защищен от дождя. Также стоит обратить внимание на то, чтобы температурный режим эксплуатации превышал максимальные и минимальные показатели температуры.

Выходная мощность светореле будет зависеть от суммарной мощности подключаемых светильников и тока. Чтобы избежать перегрузок и поломок, лучше брать устройство с запасом мощности.

В некоторых моделях можно регулировать чувствительность фотодатчика. Это очень удобно, например, зимой, когда выпадает снег. Отраженный свет датчик освещенности может воспринимать как рассвет и будет включать-выключать лампы. Стоит обратить внимание на наличие задержки срабатывания. Выставив ее на 5-7 секунд, вы предотвратите отключение электричества при попадании на датчик света, например, от фар машины.

Где поставить фотореле и как его подключить?

Правильно выбранное место для устройства обеспечит его корректное функционирование. Необходимо учитывать следующее:

  • на фотореле должны падать солнечные лучи, т.е. его нужно расположить под открытым небом;
  • не стоит размещать источники искусственного света рядом с датчиком;
  • размещайте его на такой высоте, чтобы свет фар от проезжающих машин не падал на фотоэлемент;
  • высота должна быть удобной для обслуживания (мыть и убирать снег).

Подводя итоги можно сказать, что выбор места — это не самое простое. Порой нужно сменить его несколько раз, чтобы подобрать оптимальный вариант. Иногда к реле подключают светодиодные прожекторы или уличный фонарь и вешают устройство на столб. Но это нерациональное решение, т.к. коробку нужно периодически протирать от пыли, каждый раз залезать на столб для этого неудобно.

Подключить датчик света достаточно просто. Из устройства выходит 3 провода: фаза и ноль для питания реле, коммутирующая фаза для подключения светильника. Соединение проводов происходит в распределительной коробке, которая должна быть герметичной, специально для улицы. Если планируется подключать только один светильник, распределительную коробку можно установить рядом с реле. Подключение мощной подсветки лучше делать через пускатель.

Для включения света только в период нахождения человека используется датчик движения. В этом случае датчик подключают после фотореле. Он будет работать только в вечернее время. В датчике движения также можно регулировать задержку включения, чтобы он не срабатывал от движения ветки или пролетаемой мимо птицы.

Фотореле от любого производителя имеет 3 провода для подключения — 1 всегда красного цвета, 2 других могут иметь разную окраску у разных производителей (обычно это синий/темно-зеленый и черный/коричневый). Красный идет на светильники или соединяется с датчиком движения. Синий или темно-зеленый подключаете на нулевой провод питающего кабеля и светильника, а к черному или коричневому подключается фаза. Если реле имеет нестандартные цвета проводов, следует прочитать в инструкции, какой провод куда нужно подсоединять.

Светочувствительность настраивается посредством вращения небольшого пластикового диска на нижней части реле. Рядом с ним всегда находятся указатели, чтобы обозначить, в какую сторону его вращать для увеличения или уменьшения чувствительности фотоэлемента.

Чтобы настроить световой порог срабатывания, обычно используют следующий метод: регулятор ставят на наименьшую чувствительность. Вечером, когда необходима подсветка, плавно подкручивается диск до тех пор, пока реле не заработает. Настройка считается законченной, когда загорается свет.

Несмотря на то что датчики предназначены для автоматического включения и отключения, на них имеется специальный тумблер или кнопка, позволяющие осуществлять ручное управление прибором.

Астрономический таймер

Данное устройство по своей сути отличается от фотореле. Автоматическое включение освещения происходит по заданному времени. В астротаймер запрограммировано время, когда темнеет и светает в разных регионах. А подстройку он производит с помощью GPS. Необходимо лишь ввести координаты его расположения, текущую дату и время. Исходя из введенных данных он выбирает подходящую программу и работает.

Это устройство имеет ряд преимуществ перед фотореле. Последнее может срабатывать в пасмурную погоду или наоборот гаснуть посреди ночи из-за попадания на него света. Астрономический таймер же не имеет такого недостатка. Его можно устанавливать в любом месте на улице или в помещении. На нем можно смещать включение и отключение освещения на 2-4 часа. Единственным его недостатком является высокая цена.

Если вы выбирается устройство для освещения улиц или мест, где человек находится непродолжительное время (калитка, туалет и прочее), подойдет фотореле. Но если нет желания зависеть от погодных условий и ухаживать за фотоэлементом, тогда стоит подобрать оптимальную для определенных условий и потребностей модель астротаймера.

>