Датчик света это: уличный датчик освещенности для включения света

Содержание

Датчики освещения. Виды и устройство. Работа и применение

В настоящее время для включения внешнего освещения чаще всего используют датчики освещения. Они дают возможность экономить на потреблении электроэнергии, а также автоматизируют подключение освещения при наступлении темного времени суток.

Сумеречный выключатель (датчик освещенности) является устройством, входящим в систему автоматического управления приборами освещения, в зависимости от степени освещенности пространства. Он подключает и отключает свет в автоматическом режиме, чаще всего снаружи помещений: витрин магазинов, освещение автомобильных дорог, тротуаров, въездов в гаражи, подъезды домов.

Стоимость датчиков невысокая, поэтому быстро окупаются. Рассмотрим более детально их устройство, принцип работы и другие особенности, связанные с применением таких датчиков.

Устройство и принцип действия

Перед тем как выбирать датчики освещения, необходимо разобраться с их устройством и принципом работы. Чаще всего они изготавливаются на основе фотодиода, фоторезистора или фототранзистора. В обоих случаях принципиальная схема работы одна и та же.

Датчики уличного освещения для нормального функционирования должны подключаться к электрической бытовой сети. На клеммы датчика должны подходить фазный и нулевой проводники. В датчике имеется также третий вывод, подающий сигнал на линию освещения, который будет рассмотрен позже в разделе «подключение».

Датчик подключен к усилителю сигнала, который соединен с силовым реле, подающим питание на приборы освещения.

В зависимости от освещенности изменяется сопротивление чувствительного элемента. Чем меньше освещенность, тем больше его сопротивление. При достижении заданной величины напряжения датчик выдает сигнал на усилитель, который приводит в действие реле. Это реле замыкает цепь приборов освещения. Вследствие этого на них подается питание, и включается свет.

При наступлении светлого времени суток уровень освещенности повышается. В результате датчик размыкает контакты реле, которое выключает питание приборов освещения, и свет выключается.

Разновидности и выбор

По мощности до:
  • 1 кВт.
  • 2 кВт.
  • 3 кВт.
По типу установки:
  • Для установки в электрощит на дин-рейку.
  • Внешние, накладные (на стену).
  • С выносным чувствительным элементом.
  • Для уличной установки.
  • Для монтажа внутри помещений.
По типу нагрузки:
  • Для энергосберегающих ламп.
  • Для ламп накаливания.
По методу управления:
  • Программируемые.
  • С функцией энергосбережения в ночное время.
  • С принудительным отключением.
  • Автоматические.

Сначала необходимо выбрать эксплуатационное напряжение и степень защиты. Если датчик будет монтироваться снаружи помещения, то его класс защиты должен быть не менее, чем IР 44. Это означает защиту датчика от попадания посторонних предметов внутрь размером больше 1 мм, защиту от влаги.

Далее следует обратить внимание на режим эксплуатации по температуре. Нужно выбирать модели, которые способны работать при температуре в вашем регионе.

Мощность устройства также играет большую роль. Лучше выбрать датчики освещения с запасом по мощности.

Некоторые модели оснащены регулятором порога срабатывания. То есть, настраивается чувствительность датчика. Например, при выпадении снега лучше снизить чувствительность, так как снег отражает свет, который может повлиять на срабатывание датчика. Пределы настройки чувствительности также бывают разными.

Время задержки включения датчика также может регулироваться. Такая регулировка необходима для защиты от ложных срабатываний. Например, в темное время на чувствительный элемент может на короткое время попасть свет от случайного источника (фар автомобиля). При малом времени задержки датчик сработает и свет выключится. Если задержка достаточная, то датчик не сработает, свет будет продолжать гореть.

Место установки

При проектировании системы автоматического освещения большое значение имеет правильное расположение датчика освещения, для его корректной работы.

При выборе места монтажа датчика следует учесть следующие факторы:
  • Высота установки не должна быть слишком высокой, так как датчик придется периодически обслуживать: очищать от пыли и загрязнений, протирать.
  • Место установки должно исключать попадание на датчик света фар автомобилей.
  • Приборы освещения должны быть удалены как можно дальше.
  • Необходимо обеспечить беспрепятственное попадание света солнца на датчик, для его правильного срабатывания.

Иногда датчики освещения в виде эксперимента приходится располагать в разных местах, чтобы добиться его правильной работы.

Схемы подключения

Датчики освещения любых фирм изготовителей оснащены тремя выводами. Они имеют цвета: красный, синий и черный. Из них:

  • На черный провод подключается фаза.
  • К синему проводу подключают нулевой проводник.
  • Красный провод отходит на подачу питания на освещение.

Чаще всего все схемы изображают с соблюдением этих цветов.

Датчики освещения подключаются по схеме. На вход датчика поступают фаза и ноль, а выходит провод фазы на приборы освещения. Нулевой проводник на освещение подключают от шины сети.

Согласно правилам, провода нужно соединять в монтажных коробках. Сегодня не проблема купить любой вид коробки. При уличном монтаже лучше приобрести защищенную от влаги модель. Ее устанавливают в доступном месте. Датчик подключается по приведенной схеме.

Если датчик устанавливается для подключения мощного фонаря, имеющего дроссели, то в схему необходимо добавить магнитный пускатель, который способен функционировать при частом пользовании при выключении и включении освещения. Он рассчитан на прохождение пусковых значений тока.

Если освещение необходимо только при наличии людей, то в схему добавляют датчик движения. По такой схеме датчик движения сработает только в темноте.

Настройка чувствительности датчика

После монтажа датчика необходимо настроить его чувствительность. Чтобы отрегулировать границы срабатывания, внизу корпуса должен находиться регулятор. Вращая его, можно выполнить настройку чувствительности.

На корпусе датчика имеются изображения стрелок, обозначающих направление настройки для уменьшения или повышения чувствительности датчика.

При первой настройке лучше выставить минимальную чувствительность. При постепенном снижении освещения на улице, когда, по вашему мнению, должен уже включаться свет, производите подстройку, плавно поворачивая регулятор, пока свет не включится. На этом настройка закончена.

Достоинства
  • Автоматическое включение освещения и ручная регулировка экономят электроэнергию.
  • Увеличение уровня безопасности, так как работа освещения в автоматическом режиме отпугивает злоумышленников.
  • Оснащение многих моделей дополнительными функциями в виде таймеров и других функций.
  • Простая схема установки и подключения без привлечения квалифицированных специалистов.

Серьезных недостатков такие устройства не имеют, кроме расходов на их приобретение.

Похожие темы:

Датчик освещенности, виды, устройство, принцип работы

 

Датчик освещения

В темное время суток необходимо освещение улиц. Ежедневно включать и выключать уличный свет довольно обременительно. Кроме того, постоянная непрерывная работа осветительных приборов расходует немало электроэнергии. От плохой или хорошей погоды, сезона сумерки наступают в разное время. Для рационального расхода электроэнергии и практичности пользования созданы датчики автоматизированного освещения.

Содержание статьи

Назначение и принцип действия

Названий фотодатчиков существует немало. Но едиными остаются принцип работы и устройство датчиков: с наступлением ночи лампа включается и с рассветом выключается. Как это работает: на устройстве установлены фототранзисторы, фотодиоды и фототиристоры. Чувствительные к свету элементы взаимосвязаны с работой реле. Когда естественное освещение меняется и наступает определенный уровень темноты, срабатывает детектор, контакты реле замыкаются, свет включается, с рассветом происходит обратная реакция.

Схема работы датчика

Основное назначение фотодатчика — это контроль освещенности улиц, дворов, частных владений. Такая система позволяет экономить средства и не беспокоиться о безопасности даже во время отсутствия хозяина. Ведь главный показатель наличия жильца в доме — это свет, и при автоматическом регулировании эффект присутствия будет постоянно.

Виды фотореле

По принципу действия фотореле разделяются на три группы:

  • запрограммированное включение;
  • оснащенное датчиком срабатывание на движение;
  • с таймером.

Разберем отличия

Запрограммированное включение. Наиболее удобная и экономная система. Программируется на определенное время суток, сезон, месяц. Может оснащаться датчиком движения с фотореле. Датчик света будет срабатывать в соответствии с условиями естественного освещения и нахождения в области действия человека, мощность регулируется настройками.

Оснащенное датчиком реакции на движение. Применяется при установке над подъездами, в частных домах, в парках. Лампа включается при приближении человека, что позволяет значительно экономить электроэнергию и продлевает срок эксплуатации ламп.

С таймером. Лампа будет загораться в определенное время суток или с заданной периодичностью.

Система подключения фотореле для уличного освещения бывает внешней или встроенной. При выборе типа важно учитывать множество моментов. На датчики лампы не должен попадать искусственный свет, это спровоцирует некорректную работу устройства. При креплении датчиков на улице важно обеспечить подход для очистки от снега и загрязнений. Кроме автоматического срабатывания, на блоках устанавливаются тумблеры для ручного управления выключением и включением света.

Характеристики и выбор

Нужно учитывать класс защиты и напряжение. Класс защиты лучше выбирать не меньше IP44, это обеспечит надежную защиту устройства от попадания загрязнений меньше 1 мм, плюс в датчик не попадают дождь и снег.

По максимальному напряжению датчики могут быть 220 В или 12 В. Зависит от исходного напряжения тока в сети. Рекомендуется устанавливать с запасом. Также важен температурный режим: фотоэлемент рассчитан на работу при определенных температурах. На коробке указан максимальный режим, в соответствии с регионом и климатическими особенностями подбирается устройство. Также нужно приобретать с запасом, от самой низкой до максимально высокой допустимой температуры, чтобы работающий аппарат не замкнуло.

В некоторых фотореле есть функция настройки для уличного освещения. Таким образом, интенсивность освещения можно настраивать в соответствии с уровнем естественного освещения. Это выгодно для экономии электроэнергии, когда от снега отражается свет и не нужна яркая лампа. Настройки таймера позволяют избегать лишнего включения или отключения, при настройке задержки на несколько секунд датчик не будет срабатывать на проезжающие автомобили.

Обзор популярных моделей

В борьбе за покупателя разные компании выпускают модели датчиков, способные экономить электроэнергию, обеспечивать нужный уровень освещенности и обладать длительным сроком эксплуатации.

Топ-5 популярных моделей

1. «IEK ФР-601». Производитель — Китай. Мощность — 2.2 кВт. Работает от сети 220 В. Уровень защиты — IP 44. Доступная цена.

фотореле фр 601

2. «IEK ФР-602». Производство — Китай. Мощность — 4.4 кВт. Напряжение — 220 В. Уровень защиты — IP 44. Приемлемая стоимость.

Фотореле фр 602

3. «Реле и автоматика ФР-7М». Производитель — Россия. Нагрузка — 10 А. Напряжение — 220 В. Уровень защиты — IP 40. Цена выше средней.

Фотореле ФР-7М

4. «Zamel WZM-01/S1». Производство — Польша. Нагрузка — 4 кВт. Напряжение — 220 В. Уровень защиты — IP 20. Высокая цена.

Фотореле Zamel WZM-01/S1

5. «Elektrostandard SNS L 07». Производство — Россия. Нагрузка — 3.5 кВт. Напряжение — 220 В. Уровень защиты — IP 44. Средняя ценовая категория.

Как подключить датчик света для уличного освещения

Схема установки довольно проста. В аппарате находится три провода, у всех производителей разные цвета, но один обязательно красный. Провода: фаза, ноль, питание. Соединяются провода в герметичном распределительном блоке, его можно расположить недалеко от реле, если не планируется подключение более одного устройства. Подробная информация от том, как подключить фотореле, указана в руководстве пользования.

Чтобы экономить электроэнергию, рекомендуется приобрести модель с датчиком движения, лампа будет включена только в момент нахождения рядом человека в темное время суток. Чтобы датчик не срабатывал на все подряд (птицы, собаки, ветки), устанавливается задержка включения на несколько секунд.

Красный провод соединяет светильник и датчик движения. Два других отвечают за фазу и ноль, это указано в инструкции. Светочувствительность настраивается вручную, регулировка расположена на нижней части реле. Настраивать лучше в темное время суток, так можно отрегулировать оптимальный уровень освещения и чувствительность датчиков.

Выбор места установки датчика освещенности

Один из самых важных моментов при установке фотореле для уличного освещения. При выборе места для установки датчика освещенности нужно учитывать несколько фактов: освещение, надежность крепления, доступность. Определиться, где будет находиться короб: в помещении или снаружи.

Для рациональной работы устройства на датчики не должен попадать искусственный свет (окна, фары машин, свет других фонарей). Естественный свет должен попадать беспрепятственно.

Оптимальная высота для установки — 180—200 см. Может быть и выше, но при профилактических работах, уборке, ручном включении потребуется лестница.

Крепление не должно соприкасаться с другими узлами, обязано быть прочным, надежным.

Нередко приходится перемещать устройство по нескольку раз, поэтому сразу не рекомендуется крепить «намертво».

Монтажные работы

Для того чтобы установить датчик освещенности на улице, нужно следовать инструкции. Важно правильно подключить устройство, и для этого:

  1. обесточить щиток;
  2. протянуть провод питания к фотореле;
  3. зачистить провода под клеммы;
  4. для подключения фотореле в корпусе создать подходящие отверстия;
  5. все отверстия в корпусе нужно герметизировать, это защитит устройство от попадания влаги и грязи;
  6. подсоединить устройство согласно инструкции;
  7. отмерить нужную длину провода для соединения со светильником, зачистить их и присоединить к соответствующим клеммам;
  8. настроить фотореле вручную;
  9. закрыть крышку корпуса, включить ток и протестировать работу.

Схема подключения фотодатчика

В зависимости от вида устройства схема подключения датчика освещенности может различаться. Монтаж и подключение через выключатель не требуют особых навыков, нужно лишь соблюдать правила безопасности и следовать инструкции.

Настройка датчика освещенности

После завершения всех монтажных работ наступает время настройки. Для этого нужно дождаться того уровня темноты, при котором нужно включение наружного света. Регулировка фотореле для уличного освещения осуществляется вручную. На нижней части реле находится небольшой диск, который отвечает за включение света при определенных условиях. Его нужно покрутить с наступлением темноты, подождать, пока свет включится. Возможно, придется не один раз отрегулировать фотоэлемент и найти оптимальное световое воздействие на него.

Заключение

Выбрать и купить датчик освещенности для включения света на улице — дело непростое. Но современные производители позаботились о создании моделей, подходящих для разных нужд. Для установки освещения в частном доме не нужно, чтобы свет горел всю ночь, достаточно срабатывания от датчика движения. Для освещения городских улиц можно установить освещение, которое будет работать всю ночь. Для охраны объектов подойдет прожектор с датчиком движения.

что это, как подключить самому

Чрезмерные расходы на оплату электроэнергии заставляют задуматься о возможных способах экономии. Используя датчик освещения, можно создать оптимальный уровень освещения своего дома и прилегающей территории без значительных финансовых вложений. Подобные устройства имеют продуманное конструктивное исполнение, обеспечивая своевременное включение или отключение системы освещения при наступлении темноты. Они делятся на виды. Разобравшись, что такое и зачем нужен подобный прибор, можно оптимизировать размер выставляемых управляющей организацией счетов.

датчик света

Устройство

В состав прибора для автоматического включения света входит фотореле, обеспечивающее его срабатывание при определенных условиях. Фотореле включает:

  • Корпус, предназначенный для размещения остальных элементов и их правильной фиксации друг относительно друга. Для этой цели в корпусе предусматриваются специальные отверстия или другие элементы, позволяющие обеспечить надежную фиксацию;
  • Фотоэлемент, являющийся светочувствительным датчиком тока. От него управляющие импульсы подаются на элемент управления. В состав прибора может входить фотосимистор, фототранзистор, светодиод, фототиристор;
  • Электронный блок, включающий источник питания, электромеханическое реле, устройство, усиливающее сигнал.датчики освещенности

Если датчики освещенности при эксплуатации подключаются к приборам с большой мощностью, в его состав входит повторитель контактов электромеханического реле. Некоторые модели имеют возможность регулировки времени срабатывания. Это позволяет предотвратить ложное срабатывание в темное время суток, например, при случайном попадании света фар авто либо других источников.

Как работает

Как только уровень освещённости снижается до заданного уровня, происходит замыкание контактов фотоэлемента, и датчик дневного света включает систему. По мере увеличения степени естественного освещения и достижения установленного пользователем уровня контакты размыкаются, и система отключается.

Порядок срабатывания устройства и его возможности во многом зависят от исполнения. Функциональные возможности большинства современных устройств не ограничиваются срабатыванием при определенном уровне света.

схема

Основные виды

Датчики света могут сопрягаться с другими устройствами автоматики. Это существенно расширяется функциональные возможности моделей и делает их более востребованными у потребителей. Выделяют устройства с:

  • Таймером. Такие модели позволяют не только отрегулировать уровень освещенности, при котором они срабатывают, но и установить временные рамки. В таком случае фотореле будет срабатывать в установленном пользователем временном интервале;
  • Датчиком движения. Оптимальный вариант для оптимизации расходов. Такие устройства монтируются вблизи пешеходных дорожек и на придомовой территории, по которой периодически перемещаются люди либо движется транспорт. Датчик дневного света срабатывает, если в зоне действия оказывается крупный объект. Как следствие, в темное время суток в месте расположения прибора будет всегда темно, но как только на площадку заедет автомобиль или залетит птица, устройство сработает, и освещение включится;датчик света
  • Программируемыми настройками. Подобные устройства имеют самое сложное техническое оснащение. Они позволяют выполнить настройку режима работы в различных временных интервалах. Возможно регулирование не только в пределах суток, но и недель, месяцев или определенного сезона. Они также срабатывают при наличии движения в выбранной зоне.

В зависимости от исполнения датчики могут быть:

  • Инфракрасными. Прибор срабатывает при попадании в зону действия объекта, нагретого до определенной температуры. Они комплектуются инфракрасными детекторами. В процессе эксплуатации могут возникнуть трудности, если в зоне действия устройства окажется домашнее животное;
    Акустическими. Такие устройства реагируют на звук. Для включения прибора должен раздаться громкий звук или скрип;схема
  • Микроволновыми. Устройства относятся к датчикам активного типа. В процессе эксплуатации они формируют волны в определенном микроволновом диапазоне, а затем принимают их обратно. При наличии разницы происходит замыкание/размыкание цепи с последующим включением/выключением устройства;
  • Ультразвуковыми. По принципу своей работы они сопоставимы с моделями микроволнового типа. Однако делая выбор в пользу подобного варианта следует помнить, что они могут оказывать некоторое влияние на домашних животных наличие ультразвука способно повлиять на их поведение;
  • Комбинированными. Некоторые модели реагируют сразу на несколько воздействующих факторов. По уровню надежности они существенно превосходят все перечисленные выше разновидности, но при этом обходятся намного дороже.

датчик света

К реле нового поколения относятся астрономические датчики. Они позволяют проконтролировать работу осветительных приборов, но работают по другому принципу. В состав таких устройств входит микрокомпьютер, которые позволяет настроить работу прибора в зависимости от его места установки. При настройке прибора вбиваются данные GPS конкретного населенного пункта. Подобные устройства автоматические определяют время включения ламп освещения. Это полностью исключает возможность ложного срабатывания, характерного для фотоэлементов. Кроме того, они способны сохранять работоспособность в любую погоду.

Преимущества и недостатки

Датчики освещения привлекают потребителей возможностью экономии электроэнергии. К преимуществам использования фотоэлементов стоит отнести:

  • Работу на малом токе;
  • Оперативное срабатывание. Прибор включается и выключается практически моментально;
  • Высокую производительность;
  • Длительный срок службы.датчик света

Делая выбор в пользу подобного устройства следует учитывать, что они плохо работают в экстремальных условиях. При этом они предъявляют повышенные требования к герметичности корпуса. Если внутрь устройства попадет влага, велика вероятность, что сенсор выйдет из строя, и датчик не будет работать из-за окисления контактов.

Устройство не будет исправно функционировать, если на его поверхности образуется слой грязи и пыли. Именно поэтому в процессе эксплуатации надо постоянно очищать устройства.

Технические характеристики

Датчик света для уличного освещения обладают техническими характеристиками, определяющими возможность их эксплуатации в определенных условиях. Для фотореле такими параметрами являются:

  • Напряжение питания. В квартире устанавливаются модели на 220 В. Если же в состав монтируемой системы входят устройства на 12–36 В, должна быть предусмотрена цепь низшего порядка. Такое напряжение необходимо для запуска контакторов магнитных пускателей;датчики света
  • Максимально допустимый ток. Имеет важное значение при подключении приборов, работающих от 220 В. В этом случае через контакты фотореле проходит электрический ток, предназначенный для обеспечения работоспособности источника света;
  • Температура, при которой может эксплуатироваться устройство. Уличные модели должны сохранять работоспособность в широком температурном диапазоне. Они должны справляться с поставленной задачей в мороз и сильную жару;
  • Степень защиты. У наружного устройства должна быть достаточная защита от попадания влаги и воды;
  • Габариты и вес. Имеют принципиальное значение при ограниченном пространстве в месте установки.

датчик света

Выбор места

Насколько эффективным окажется датчик освещенности для включения света во многом зависит от его месторасположения. Короб может находиться внутри и снаружи дома в зависимости от назначения выбранной модели.

Выбирая место установки прибора надо учитывать:

  • Освещенность. При выборе места следует избегать зон, на который попадает искусственный свет. Если зона находится в непосредственной близости к окнам, фонарям, часто освещается фарами машин, от нее стоит отказаться. При этом для прохождения естественного света не должно быть препятствий. В противном случае датчик будет работать некорректно;
  • Надежность крепления. Основание, на котором фиксируется прибор, должно быть способно выдержать его вес. Само крепление не должно соприкасаться с узлами, не обладающими достаточной прочностью и надежностью;датчик света
  • Доступность. В процессе эксплуатации прибора может возникнуть необходимость контроля состояния. Кроме того, выбранная площадка должна позволять обеспечить надежную фиксацию устройства. При выборе месторасположения чаще всего отдают предпочтение площадкам, находящимся на высоте 1.8–2 м. Такая высота позволит беспрепятственно произвести установку, не создаст трудностей в процесс обслуживания или уборке. При размещении устройства выше, для выполнения монтажных работ и обслуживания потребуется лестница.

Монтажные работы

Датчик дневного света устанавливается согласно рекомендациям конкретного производителя. Подробный алгоритм действий описан в инструкции, прикладываемой к модели.

Процесс подключения обычно не вызывает серьезных трудностей. Многие выполняют монтаж датчика света в доме своими руками. Чтобы произвести установку, надо внимательно осмотреть аппарат.

У каждой модели на входе будут три провода: питание, ноль, фаза. Их расцветка может отличаться в зависимости от компании-производителя, но обязательно будет присутствовать красный, на который выходит фаза. Он предназначен для подключения нагрузки.

датчик света

Для подключения питания используется коричневый. Некоторые производители выполняют его черным. Ноль окрашивают в синий либо зеленый. Соединение проводов должно производиться в специальном герметичном распределительном блоке.

Если запланировано подключение одного устройства, распределительный блок располагают в непосредственной близости от реле. Однако, прежде чем приступить к выполнению монтажных работ, стоит внимательно ознакомиться с рекомендациями производителя выбранной модели. Это позволит более точно определиться с местом расположения всех элементов и порядком их монтажа.

С целью уменьшения затрат на электроэнергию датчик дневного света чаще всего выбирают с датчиком движения. В таком случае красный провод используют для соединения датчика движения и светильника. Два оставшихся используют для подключения фазы и ноля. Порядок подключения более подробно прописан в инструкции к каждой модели.

схема

В самом общем случае работы выполняются в следующей последовательности:

  • Отключается электроэнергия. Порядок выключения зависит от места выполнения работ. Как это сделать, каждый хозяин должен знать обязательно, чтобы обесточить дом или квартиру в случае чрезвычайно ситуации;
  • Фотореле соединяется с проводом питания;
  • На проводах зачищаются кончики. Длина зачистки должна позволять беспрепятственно подключиться к клеммам;
  • В корпусе выбирается отверстие для подключения фотореле. Если такового не имеется, его формируют, используя инструмент с подходящим размером поперечного сечения;
  • Производится герметизация всех отверстия корпуса. Это позволит избежать попадания грязи, пыли и влаги внутрь. Как следствие, установленный датчик дневного света прослужит намного дольше и не будет создавать проблем в процессе эксплуатации;
  • Производится подсоединение устройства в соответствие с рекомендацией производителя;датчик дневного света
  • Готовятся провода, с помощью которых к устройству будут подсоединяться осветительные приборы. Провода отрезаются в размер, концы зачищаются, производится их подсоединение к нужным клеммам согласно прилагаемой к прибору инструкции;
  • Выполняется ручная настройка фотореле;
  • Закрывается крышка корпуса. На устройство подается электрический ток. Производится тестирование датчика.

В процессе монтажа устройство часто приходится перемещать, выбирая подходящее пространственное расположение. Чтобы не терять время на постоянное откручивание и закручивание, прибор сразу не стоит фиксировать «намертво». Это можно будет сделать после того, как будет выбрано окончательное место.

датчик дневного света

Схема подключения может несколько отличаться. Каждый производитель старается предложить свой прибор, который бы включал свет по мере наступления сумерек. Чтобы не столкнуться с очевидными трудностями, стоит до покупки познакомиться с порядком подключения и оценить возможность его домашнего использования. Для выполнения монтажных работ не надо обладать какими-то специальными навыками. Однако в процессе установки надо обязательно соблюдать правила безопасности.

схема

Подключение и последующая настройка датчика

Большинство современных устройств позволяют выбрать чувствительность прибора и определиться с порогом срабатывания. Как правило, регулировку производители светового датчика располагают в нижней части реле.

Настройку датчика света светочувствительности проводя в темное время суток. Дождавшись времени, когда прибор должен начать срабатывать, чтобы подключить искусственное освещение. Найдя на нижней части датчика диск, регулирующий свет, начинают его крутить, добиваясь срабатывание прибора.

Чаще всего производитель на корпусе указывает знак минус, то вращая в данном направлении чувствительность датчика снижается. Прибор будет срабатывать только в полной темноте. Если такой вариант не подходит, диск следует вращать в противоположную сторону. Это позволит добиться повышения чувствительности.

Кроме регулировки самого фотореле, следует провести настройку сопряженных с ним устройств. В таком случае вся система будет работать должным образом.

Видео по теме

Хорошая реклама

 

уличные варианты для включения света. Принцип работы фотореле с выносным датчиком для наружного домашнего освещения

Датчик освещенности — один из важнейших приборов и в доме и на прилегающей территории. Особенно ценно такое устройство для владельцев больших садов, огородов и просто земельных участков. Его используют и владельцы гаражей. Существуют модификации датчиков освещения для домашнего и для наружного применения. Одни версии работают автономно, другие встраиваются в корпуса уличных светильников. Разберемся, какие существуют виды датчиков освещения, каково их устройство, а также в чем заключается принцип работы.

Что это такое?

Широко распространено применение такой техники для включения света при наступлении темноты на:

  • придомовых территориях;
  • пешеходных дорожках;
  • подъездных дорогах;
  • внутренних проездах.

Также с помощью автоматических регуляторов можно обеспечить идеальную подсветку строительных сооружений, декоративных конструкций. Описание применения датчиков освещенности будет неполным без упоминания сумеречного выключателя. Иногда еще его называют сумеречным реле. Основное назначение этого элемента состоит в полной автоматизации освещения. Такие системы срабатывают не только при окончании светового дня, но и при сумрачной, пасмурной погоде.

Стоит тучам разойтись — и свет отключается или убавляется до минимума. Особенно это важно именно в те моменты, когда освещенность меняется резко. Даже самые ответственные и внимательные люди вряд ли смогут так же быстро реагировать, как автоматика. Современные сумеречные реле могут настраиваться на определенные программы действий. Разумеется, можно и вручную выключить свет, если происходит что-то, не предусмотренное программой.

Устройство и принцип работы

Все действия датчиков освещения были бы немыслимы без фотореле. Его электрические контакты замыкают цепь, если освещенность падает до заданного уровня. Размыкание контактов происходит, как только поток света вырастает до другого установленного заранее значения. Световое реле устроено довольно просто. Корпус служит для размещения основных элементов. Также в нем подготавливают отверстия для крепежей или прочих приспособлений. Оценку освещенности берет на себя фотоэлемент. Под действием света в нем возникает электрический ток. По параметрам этого тока автоматика может оценить, насколько сильный поток света поступает извне. Электронная часть содержит:

  • усилитель сигнала;
  • блок питания;
  • электромеханическое реле, которое и помогает непосредственно «щелкать выключателем».

Но такое устройство характерно только для самых простых моделей. Иногда приходится коммутировать нагрузку большой мощности. Тогда к электронному блоку добавляется повторитель контактов реле. Чтобы свести к минимуму ложные срабатывания, конструкторы часто предусматривают включение или отключение света с определенной задержкой. Благодаря этому тень, отбрасываемая проехавшим грузовиком, не заставит систему включить освещение. И наоборот, упавший ночью на датчик отблеск фар, иной случайный луч не приведет к отключению света. Фотоэлементы могут очень сильно различаться между собой. Есть 4 основных типа датчиков:

  • фототиристор;
  • световой транзистор;
  • фотосимисторный блок;
  • светодиодный элемент.

Плюсы и минусы

Основным достоинством применения датчика освещенности является то, что он помогает экономить электроэнергию. Причем регулировка производится автоматически. Нет необходимости составлять скрупулезный график или отслеживать малейшее изменение обстановки. Также отмечается, что современные датчики освещенности работают в течение долгого времени, дополнительно продлевая срок эксплуатации освещения. Установить подобные устройства можно без посторонней помощи.

Настраиваются датчики весьма точно, что позволяет исключить многие ошибки. Возможно подстраивание под световосприятие конкретных людей, под род занятий в определенном месте и так далее. Для управления используются довольно малые токи, не представляющие опасности для человека и животных. Но надо учитывать, что корпус датчика может загрязняться, тогда световосприятие нарушается. Также не всякий корпус может защитить реле от окисления контактов при обычной работе.

Разновидности

Фотореле с таймером — один из самых частых вариантов. Благодаря ему можно задавать настройки включения света не только по уровню освещенности, но и по временному расписанию. Это бывает нужно, к примеру, если люди бывают где-то регулярно не сразу при наступлении темноты, а чуть позже. Также довольно часто используются реле с датчиком движения. Подобное устройство помогает максимально эффективно использовать электричество. Особенно велика польза от него на пешеходных дорожках и вблизи дома.

Если рядом находится человек, проезжает автомобиль или движется что-то еще, предусмотренное настройками, свет включится точно. И наоборот, если даже поблизости движется какой-то предмет, не соответствующий настройкам, освещение будет по-прежнему выключено. Это очень важно там, где есть домашние животные. Да и отсутствие реакции на каждого пролетающего голубя тоже полезно. Однако простое реле (как срабатывающее при движении, так и типа день/ночь) недостаточно совершенно.

Куда сложнее (и удобнее) третий тип — релейный блок с программируемыми установками. Можно гарантировать как зажигание света при движении, так и неукоснительное соблюдение настроек даже на целый сезон. В бытовом сегменте чаще всего используют реле с рабочим напряжением 220 В. Но если есть цепи управления с более низким напряжением, применяют и его. Важной характеристикой считается наибольший допустимый ток, его учитывают всегда, когда речь идет об устройствах на 220 В.

Каждый рабочий режим настраивается с той или иной степенью детализации. Это тоже учитывается при классификации приборов. Дополнительно делят датчики освещения по допустимому температурному диапазону, по стойкости к влаге. Есть еще две категории измерителей освещенности — по размерам и по массе. Некоторые из них поставляются с выносным фотоэлементом, вынос позволяет разместить фотореле в стороне от датчика (на улице, внутри распределяющего шкафа и так далее).

Как выбрать?

Уже даже общее знакомство с основными моделями датчиков указывает на важность технических характеристик. Нельзя просто так взять любое произвольное устройство и установить его, где хочется. Иной раз этого не позволяет слишком слабый допустимый ток. В других случаях мешает непригодность к эксплуатации в условиях повышенной влажности. Еще один нюанс: фотореле должно ставиться только там, где это позволяет конструкция прибора.

Его монтируют на капитальные несущие конструкции либо на конструктивные части электрооборудования. И всегда нужно оценивать, будет ли датчик в конкретном случае держаться надежно или нет. Фотореле подбирают еще и с учетом комфортности обслуживания, различных регулировок и настройки. Кроме этих требований, надо помнить про надежность и стабильность работы. Всегда рекомендуется обращать внимание на отзывы.

На улицу ставят только устройства с классом защиты IP55 и выше. Не будет никакого преувеличения считать, что класс IP65 подойдет еще лучше. И только если датчик будет размещен под навесом, можно ограничиться защитой уровня IP44. В помещениях требуемый уровень защищенности будет меньше. Но надо учитывать не только защиту от осадков, но и уровень влажности, а также засорение пылью.

В частном жилье оптимальным выбором будут инфракрасные датчики. Необязательно в «чистом» виде — полезно бывает и наличие ультразвукового модуля. Потолочные устройства с обзором во все стороны используют, если в помещение можно войти с двух и более сторон. А вот в коридорах, где свет нужен при проходе через определенные участки, подбирают датчики с обзором на 180 градусов. Не стоит забывать и про радиус действия прибора, внутри дома он минимален, а на улице подбирается по ситуации.

Популярные модели

Датчики освещенности становятся все популярнее. Конкурентная борьба в этой нише неуклонно обостряется. Довольно востребованным решением оказался датчик «ФР-601» от китайской компании IEK. Устройство может перенести нагрузку до 2,2 кВт. Наибольшее рабочее напряжение составляет 220 В.

Освещение включается при падении освещенности до 5 люкс. Если она достигает 50 люкс, источники света будут обесточены. Датчик защищен от негативных воздействий внешней среды в соответствии со стандартом IP44. «ФР-602» от того же производителя может пропускать электрическую нагрузку уже до 4,4 кВт.

Заслуживает внимания и «ФР-7М». Этот датчик рассчитан на ток до 10А, нормальный диапазон освещенности — от 10 до 50 люкс. Устройство имеет электрическую защиту IP40.

Польский датчик WZM-01/S1 от фирмы ZAMEL может перенести электрическую нагрузку до 4 кВт. При этом его защищенность куда ниже, чем у российского ФР-7М — всего IP20.

Для сравнения: у российского прибора SNS L 07 от компании Elektrostandard гарантирована защита на уровне IP44. Эффективная мощность устройства достигает 3,5 кВт. Световой диапазон — от 5 до 50 люкс. Среди датчиков движения для освещения заслуживает внимания также Xiaomi Smart Home Kit. Устройство может быть размещено в абсолютно любом месте.

У Xiaomi Mijia (так «домашний набор» именуется теперь) корпус сделан из матово-белой пластмассы. Диапазон нормальных температур колеблется от – 10 до + 45 градусов. Наибольшая относительная влажность составляет 95%. Для электроснабжения предусматривается гнездо под одну батарейку. Менять ее надо только раз в несколько лет.

Использование протокола ZigBee требует использования отдельных шлюзов управления. Дополнительной функцией датчика Mijia является сигнализация. Однако поскольку это лишь второстепенная задача, не стоит ждать чего-то чрезвычайно эффективного и надежного в данном случае. Что касается основной работы датчиков освещения, реагирующих на движение, то она зависит от дальности определения движущихся предметов и от ширины полосы обзора.

Как установить и настроить?

Существует немало вариантов подключения фотореле к системе внешнего освещения. Какой бы метод ни был избран, после окончания монтажа следует проверить работоспособность всех устройств и правильность регулировок. Проще всего подсоединить фотореле к сети на 220 В можно при помощи распределяющих коробок. Схема подразумевает стыковку контактов реле с фазным проводом, который подает ток на нужный источник света. При этом «ноль» соединяет светильник и распределяющую коробку без посредника.

Датчик движения следует монтировать на провод фазы сразу после фотореле. Иначе подходят к делу, когда нужно поставить реле в цепь, отдающую команды контактору либо магнитному пускателю. Готовые схемы отыскать не так трудно, гораздо сложнее разобраться в последовательности шагов. Пропустив хотя бы один шаг, легко столкнуться с множеством проблем. Прежде всего следует правильно выбрать место.

Хорошее место – только то, где можно без проблем обслуживать устройство, проводить профилактику и устранять неисправности. Но не всякое такое место годится для установки датчика освещения. Желательно, чтобы каждое утро фотореле было освещено солнцем. И даже если выбранное место соответствует обоим требованиям, это еще не все. Обязательно требуется обеспечить надежное крепление.

Если его не сделать и закрепить датчик как придется, то вполне вероятна преждевременная поломка. Точная последовательность шагов при установке определяется особенностями конкретного устройства. Разберем ее на примере «ФР-601» и аналогов этого датчика. Когда выбрано место окончательно, на нем отмечают все необходимые линии и точки. Сверлят или готовят отверстия, которые позволят установить кронштейн.

Далее присоединяют провода к фотореле. Делать это следует, постоянно сверяясь с рекомендованной производителем схемой. Лишь затем фиксируют фотореле. Как только оно смонтировано на отведенном месте, подключают к фазному проводу освещения те провода, которые отходят от фотореле. Обычно для этого приходится открывать распределяющую коробку. Каждая точка соединения должна быть изолирована. Нельзя забывать, что распределяющая коробка закрывается. Если фотореле ставят в шкафу для электрооборудования, его крепят на ДИН-рейку. При этом фотоэлемент должен находиться за пределами здания. Между ними оставляют ровно то расстояние, которое может быть покрыто соединительными проводами из комплекта поставки.

Некоторая часть датчиков освещения изначально настраивается на заводе. Но если куплено устройство не из самой дешевой категории, придется заняться регулировкой. Проще всего использовать поворачиваемые регуляторы. В самых продвинутых моделях на лицевой панели выставляются показатели освещенности. Они соответствуют пороговым уровням переключения реле.

Иногда люди жалуются, что уличный фонарь, регулируемый при помощи датчика освещения, нормально работает только в полной темноте. А пока длятся сумерки, он включается и сразу выключается. Обычно это связано с грубейшей ошибкой: датчик поставлен под сам фонарь. Естественно, при включении он сразу определяет, что «стало светло», поэтому дает команду на отключение. Для более точной калибровки можно использовать черные мешки, идущие в комплекте.

Важно! Датчики освещения не рекомендуется подключать для коммутирования максимального тока. Если он рассчитан согласно технической документации на 25А, не будет ошибкой ограничиться уровнем 16А. Во всяком случае, это повысит надежность системы и сократит вероятность появления проблем. Надо очень строго соблюдать позиционирование фазы и ноля, тем более не отключать ноль полностью.

Формально ничего страшного из путаницы не должно произойти. Однако требования электробезопасности написаны не зря. Если требуется выпрямлять напряжение, применяются диодные мосты. По мнению специалистов, фоторезисторы и фотодиоды вполне заменяют друг друга. Но лучше все же при подборе компонентов проконсультироваться с профессионалами. Тестирование датчиков в помещении должно производиться строго на уровне пола, максимум на 0,1-0,15 м выше его. Устройство не должно срабатывать при включенном освещении или в дневное время. Если регулировка производится со смартфона, требуется перезагружать его при любом сбое. Только когда это не помогает, прибегают к иным методам.

Важно! Прежде всего стоит убедиться, не выключен ли сам датчик, не нарушены ли контакты. Эта проверка поможет избежать долгих поисков в ряде случаев.

О том, как правильно подключить датчики освещения, смотрите в следующем видео.

Датчик освещенности (освещения) | сумеречный выключатель

Датчик освещенности (освещения) или сумеречный выключатель – это устройство автоматического управления источниками света, в зависимости от уровня освещенности окружающего пространства. Иными словами, датчик освещенности — это выключатель, работающий в автоматическом режиме, включающий и выключающий свет при достижении определенной степени освещенности в месте его установки.

Чаще всего, датчики освещенности устанавливаются в местах, где в светлое время суток пространство освещается естественным светом, а при наступлении темноты – электрическим. К таким местам относятся – подъезды жилых домов, въезды в гаражи, тротуары, автодороги, витрины магазинов и многие другие.

 

Работа датчика освещения

Датчики освещения выпускаются для различных вариантов использования и различных форм:

— для установки как внутри помещения так и снаружи (различаются по степени защиты)

— для установки на din-рейку электрощитка и отдельно стоящие

— для внутреннего (монтаж в установочную коробку или подрозетник) и внешнего монтажа (накладные, наружные)

— со встроенным или внешним фотоэлементом.

Вы всегда сможете подобрать сумеречный выключатель полностью подходящий именно для ваших условий, вам не придется что-то придумывать, это очень удобно.

 

Виды датчиков освещения

 

Схема устройства датчика освещения

 

Устройство сумеречного выключателя достаточно простое, условно любой датчик освещения можно разделить на три основных компонента:

— фотоэлемент (фотодиод, фоторезистор, фототранзистор)

— пороговое устройство (компаратор)

— выходное устройство (реле или симистор)

Схема работы датчика освещения

Схема работы конструкции датчика освещенности проста — при изменении параметров фотоэлемента срабатывает пороговое устройство – компаратор, который подает сигнал на выходное устройство и оно включает освещение.

 

Так, например, при естественном освещении сопротивление фотоэлемента — фоторезистора невысокое и напряжение на нем не превышает порога срабатывания компаратора, поэтому освещение отключено. Но как только происходит уменьшение естественной освещенности, сопротивление фоторезистора увеличивается и соответственно напряжение на нем возрастает. И в определенный момент уровень напряжения на фоторезисторе достигает порога срабатывания компаратора, который, с помощью реле, включает освещение.

Схема подключения датчика освещения

Схема подключения датчика освещения схожа со схемой подключения обыкновенного выключателя, он ставится в «разрыв» фазного провода идущего к светильнику. Главное различие в том, что для работы сумеречного выключателя требуется подвод к нему и нулевого провода.

 

Схема подключения датчика движения

 

Схема электропроводки для подключения датчика освещенности

 

Электропроводка для датчика освещения может выполнятся несколькими способами, в зависимости от обстоятельств, основные из них это:

Вариант 1. Коммутация через распределительную коробку.

В случае, если вы делаете электропроводку для сумеречного выключателя во время ремонта, лучше всего коммутацию проводов сделать через распределительную коробку как показано на изображении ниже. Здесь к светильнику подведен нулевой провод и земля (нулевой защитный провод) прямо из распред. коробки, а фазный провод приходит пройдя через датчик освещения. К самому же датчику подводится соответственно – фазный провод, провод идущий к светильнику и нулевой провод.

 

Электропроводка для датчика движения

Вариант 2. Коммутация проводов в датчике освещения.

Коммутация проводов в датчике освещенности применяется обычно в тех случаях, когда проводка делается уже при чистовой отделке и нет возможности сделать распределительную коробку. Схема показана ниже. Тут к сумеречному выключателю подходят фаза, ноль и земля, а уже от него идет вывод этих проводников на светильники, подключенные последовательно.

 

Коммутация проводов в датчике освещения

 

Остались вопросы или есть дополнения — пишите в комментариях к статье!

Где применяют датчик освещенности. — Блог B. E. G.

В системах управления освещением важно учитывать количество естественного света, поэтому датчик освещенности здесь – обязательный элемент. Называть его можно по-разному – сумеречным выключателем, фотореле или фотодатчиком – суть при этом не изменится.

Датчик определит уровень освещенности и, если он не соответствует заданному порогу, сенсор даст команду исполнительным элементам на включение или выключение нагрузки.

Датчики освещенности устанавливают для освещения тротуаров, автодорог, подъездов жилых домов, витрин магазинов и рекламных конструкций.

Сумеречное реле в системах освещения решает две проблемы: включает освещение, когда естественного света уже недостаточно, и вовремя выключает свет утром. Это позволяет уменьшить затраты на электроэнергию.

Датчик освещенности и схема включения

В качестве светочувствительного элемента датчика используются: фоторезистор, фотодиод, фототранзистор, фотосимистор или фототиристор. Эти элементы, при облучении светом, вырабатывают электрический потенциал, величина которого зависит от интенсивности освещения. Потенциал анализирует схема, которая управляет реле или другим исполнительным устройством.

Почти все датчики имеют регулятор уровня освещенности. С помощью этой настройки задается тот уровень, при котором должно сработать реле прибора.

Схема подключения датчика проста, ведь сенсор работает как обычный выключатель. Необходимо только учесть нагрузочную способность реле датчика.

Где применяют датчик освещенности?

Если она недостаточна, надо использовать дополнительное реле с требуемым током коммутации.

В более сложных системах фотодатчик через диммер плавно меняет интенсивность искусственного освещения и поддерживает общую освещенность помещения на заданном уровне. Чтобы такая система управления работала корректно, производится калибровка датчика освещенности.

Эта операция описана в инструкции по эксплуатации устройств CdS-DIM и CdS-DALI/DSI. Датчики измеряют отраженную от поверхности и смешанную – искусственный и естественный свет – освещенность.

Фасадное и ландшафтное освещение

Даже в небольшом населенном пункте есть свои достопримечательности. Здания, мосты, памятники, площади, скверы, парки и фонтаны – это «лицо» города. И в темное время суток его необходимо освещать.

Правильно и со вкусом оформленное освещение подчеркнет лучшие стороны сооружения
и оставит в тени его недостатки. Красиво освещенный вечерний город может выглядеть даже лучше, чем днем.

Если сооружения закроют сумерки, и они не порадуют ни жителей, ни гостей города – это большой минус. Плохо также, если освещение есть, но его включают или выключают не вовремя. Электроэнергия сгорает впустую.

На современных виллах, коттеджах и дачах, кроме тропинки от калитки к дому, также найдется немало мест для освещения. Грамотно реализованная автоматическая система фасадного
и ландшафтного освещения с применением уличных датчиков не только оригинально, но и экономно осветит все необходимые участки.

Где применяют датчик освещенности?

В системах автоматизации наружного освещения в качестве основного управляющего элемента иногда используют таймеры. Владелец выставляет интервалы и в нужное время утром свет выключается, а вечером – включается.

Из-за постоянно меняющейся продолжительности дня, настройки таймера часто придется дорабатывать. Гораздо удобнее использовать фотореле. Оно будет «наблюдать» за естественным светом, и настроить датчик освещенности придется лишь один раз. Такая система в любое время года включит и выключит освещение тогда, когда это действительно необходимо.

В целях экономии в масштабах города используют комбинированную систему с применением фотодатчика и таймера. Нужно разделить сутки на четыре части: утро, день, вечер и ночь.
В утреннее и вечернее время включать полное освещение, а в ночное — только дежурное.

Для этого подойдут и комбинированные модели датчиков с пультом управления и встроенным календарем, например, CdS-T.

В большинстве случаев полное освещение необходимо только тогда, когда в освещаемой зоне есть люди. Следовательно, важно знать и уровень освещенности, и наличие людей в зоне наблюдения. Поэтому часто датчики уровня освещенности объединяются в одном корпусе
с датчиками движения или датчиками присутствия.

Где применяют датчик освещенности?

В ассортименте продукции компании B.E.G. есть все необходимые датчики и дополнительное оборудование для реализации самых сложных проектов.

Компания B.E.G. имеет богатый опыт разработки и внедрения систем управления освещением различной сложности. Обращайтесь к нам, специалисты ответят на все вопросы. Мы разработаем и реализуем проект с учетом пожеланий. Компания B.E.G. предоставляет ряд бесплатных услуг.

Пишите или звоните в удобное для вас время и не забывайте подписываться на наш блог, чтобы не пропускать полезные материалы про автоматизацию освещения.

comments powered by HyperComments

Датчик движения для включения света: виды, выбор, схемы

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

Содержание статьи

Датчики движения для включения света могут быть разных типов, предназначены для различных условий эксплуатации. В первую очередь надо смотреть где может устанавливаться устройство.

Датчик движения для включения света нужен не только на улице

Датчик движения для включения света нужен не только на улице

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

Далее надо учесть, от какого источника питается датчик света. Есть следующие варианты :

  • Проводные датчики с питанием от сети 220 В.
  • Беспроводные, с питанием от батареек или аккумуляторов.
    Датчики движения бывают проводными и беспроводными

    Датчики движения бывают проводными и беспроводными

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:

  • Инфракрасные датчики движения. Реагируют на тепло, выделяемое телом теплокровных существ. Относятся к пассивным устройствам, так как сам ничего не вырабатывает, только регистрирует излучение. Эти датчики реагируют на движение животных в том числе, так что могут быть ложные срабатывания.
  • Акустические датчики движения (шума). Также относятся к пассивной группе оборудования. Они реагируют на шум, могут включаться от хлопка, звука открываемой двери. Они могут использоваться в подвалах частных домов, где шум возникает только туда кто-нибудь заходит. В других местах применение ограничено.
    Работа инфракрасных датчиков движения основаны на отслеживании тепла, выделяемого человеком

    Работа инфракрасных датчиков движения основаны на отслеживании тепла, выделяемого человеком

  • Микроволновые датчики движения. Относятся к группе активных устройств. Сами вырабатывают волны в микроволновом диапазоне и отслеживают их возвращение. При наличии движущегося объекта замыкают/размыкают контакты (есть разного типа). Есть чувствительные модели, которые «видят» даже через перегородки или стены. Обычно используются в охранных системах.
  • Ультразвуковые. Принцип действия такой же, как у микроволновых, отличается диапазон излучаемых волн. Этот тип устройств применяют редко, так как на ультразвук могут реагировать животные, да и длительное воздействие на человека (аппараты постоянно генерируют излучение) пользы не принесет.
    Разное исполнение, но цвет, в основном, белый и черный

    Разное исполнение, но цвет, в основном, белый и черный

  • Комбинированные (дуальные). Сочетают несколько способов обнаружения движения. Они более надежные, имеют меньше ложных срабатываний, но и более дорогостоящие.

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.

В технических характеристиках беспроводных моделей есть еще частота, на которой они работают и тип элементов питания

В технических характеристиках беспроводных моделей есть еще частота, на которой они работают и тип элементов питания

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.

В зависимости от места установки и требуемой зоны обнаружения выбирают радиус обзора

В зависимости от места установки и требуемой зоны обнаружения выбирают радиус обзора

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.

Дальность действия выбирайте с запасом

Дальность действия выбирайте с запасом

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.

Мощность подключаемых светильников критична, если включаться будет группа фонарей или один мощный

Мощность подключаемых светильников критична, если включаться будет группа фонарей или один мощный

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 светодиодные.

Способ и место установки

Кроме явного деления на уличные и «домашние» есть еще один тип деления по месту установки датчиков движения:

  • Корпусные модели. Небольшая коробочка, которая может монтироваться на кронштейне. Кронштейн закрепляться может:
    • на потолке;
    • на стене.
      Вид датчика движения по внешнему виду не определишь, можно лишь понять на потолке он устанавливается или на стене

      Вид датчика движения по внешнему виду не определишь, можно лишь понять на потолке он устанавливается или на стене

  • Встраиваемые модели для скрытой установки. Миниатюрные модели, которые могут устанавливаться в специальные углубления в незаметном месте.

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.

  • Встроенный датчик освещенности. Если датчик движения для включения света установлен на улице или в помещении с окном, включать свет в светлое время суток нет необходимости — освещенность достаточная. В этом случае либо в цепь встраивают фотореле, либо используют детектор движения со встроенным фотореле (в одном корпусе).
  • Защита от животных. Полезная функция, если есть коты, собаки. С такой функцией ложных срабатываний намного меньше. Если собака большого размера, даже эта опция не спасет. Зато с кошками и мелкими собаками она работает неплохо.
    Для многих полезной функцией будет защита от срабатывания при появлении животных

    Для многих полезной функцией будет защита от срабатывания при появлении животных

  • Задержка отключения света. Есть устройства, которые выключают свет сразу после того как объект покидает из зону действия. В большинстве случаев это неудобно: свет еще нужен. Потому удобны модели с задержкой, а еще удобнее те, которые позволяют эту задержку регулировать.

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:

  • Рядом не должно быть осветительных приборов. Свет мешает корректной работе.
  • Поблизости не должно быть отопительных приборов или кондиционеров. Детекторы движения любого типа реагируют на потоки воздуха.
    С увеличением высоты установки увеличивается зона обнаружения, но снижается чувствительность

    С увеличением высоты установки увеличивается зона обнаружения, но снижается чувствительность

  • Не должно быть больших объектов. Они заслоняют обширные зоны.

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.

Схема включения датчика движения для включения света в темном помещении

Схема включения датчика движения для включения света в темном помещении

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.

Схема подключения датчика движения на улице или в помещении с окнами. На месте выключателя может быть фотореле

Схема подключения датчика движения на улице или в помещении с окнами. На месте выключателя может быть фотореле

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.

Схема подключения датчика движения с возможностью длительного включения освещения (в обход датчика)

Схема подключения датчика движения с возможностью длительного включения освещения (в обход датчика)

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 уличного освещения.

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.

Регулировка датчика движения начинается с выбора угла наклона

Регулировка датчика движения начинается с выбора угла наклона

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).

В основном, регулировки выглядят так

В основном, регулировки выглядят так

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

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.

Находится они могут на лицевой или тыльной стороне корпуса

Находится они могут на лицевой или тыльной стороне корпуса

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.

Вот теперь можно считать, что реле движения настроено.

световых датчиков | AMS

английский

  • 中文
  • 日本語
  • 한국어
  • Английский
  • инвестор

  • Карьера

  • Новости

  • События

  • Блог

  • контакт

  • Логин

Английский

  • 中文
  • 日本語
  • 한국어
  • Английский
  • Логин

Продукты

  • Продукты
  • 3D Sensing
    • 3D Sensing
    • 3D Sensing
    • 9000

    • Стереоскопическое изображение
    • Освещение структурированным светом
  • Аудио
    • Аудио
    • Все аудио
    • Активное шумоподавление
    • Интерфейс передачи данных
  • Датчики изображения CMOS
    • CMOS4 Датчики изображения
    • 9000 Сенсоры изображения
    • Датчики сканирования площади
    • Датчики линейного сканирования
    • Миниатюрные модули камер
  • LiDAR
  • Датчики света
      9000 3 датчика света
    • Все датчики света
    • Датчики окружающего света
    • Датчики окружающего света и обнаружение приближения
    • Датчики цвета
    • Датчики цвета и обнаружение приближения
    • Датчики жестов, цвета и приближения
    • Частота от
    • до
    • Linear Array
    • Proximity
    • Spectral Sensing
  • Medical & Health Sensing
    • Medical & Health Sensing
    • All Medical & Health Sensing
    • Medical Imaging
    • Point of Care Diagnostics
    • Vital Sign Position

    Position Sensing

Position Sensing

Датчики

  • Датчики положения
  • Все датчики положения
  • Угловое положение по оси
  • Индуктивное управление двигателем
  • Линейное положение
  • Поставщики магнитов

90 003 Power Management

  • Power Management
  • All Power Management
  • DC-DC Boost Converter
  • DC-DC Charge Pumps
  • LED Drivers
  • Lighting Management Units
  • Operational Amplifiers
  • Power Management Units

9001.Датчик

: Дизайн системы управления внешним освещением | ОРЕЛ

Добро пожаловать в первое издание Design Rewind! Эта серия статей посвящена решению практических задач проектирования и совершенствованию ваших инженерных навыков. Для начала я хочу сосредоточиться на теме, которая сегодня повсюду во встроенных системах: датчиков . Осознаем мы это или нет, но все мы любим датчики. Зачем? Если все сделано правильно, датчики превращают обычные продукты в те сверхъестественные устройства, которые обеспечивают наше эффективное, умное, подключенное и веселое будущее!

Датчики повсюду вокруг нас.Они сидят в вашем новом автомобиле с современной автоматической системой параллельной парковки или в смартфоне в вашем кармане, который использует GPS и цифровой компас, чтобы узнать, как добраться до магазина. Также обратите внимание на умные часы на вашем запястье, которые показывают, что ваше среднее время сна сегодня немного отстает. Датчики делают обычную электронику привлекательной и действительно полезной.

Вызов дизайна

Давайте взглянем на пример области применения, требуемые датчики и некоторые соображения по встроенной системе и задействованным интерфейсным схемам.

Управление окружающим светом

Предположим, мы хотим, чтобы наш продукт реагировал на окружающий уровень света и выполнял некоторые действия. Сегодня это обычная особенность продуктов. Один из примеров, с которым мы, вероятно, все знакомы, — это «автоматическая» настройка яркости на наших смартфонах. На одной популярной модели телефона, если вы внимательно посмотрите, яркость телефона увеличится, когда вы выйдете на яркий солнечный свет, и уменьшится, когда вы войдете внутрь, чтобы приглушить свет в помещении.

Почему это происходит? В при тусклом свете слишком большая яркость и контраст доставляют неудобства вашим глазам. Напротив, когда вы идете под ярким полуденным солнцем, ваш телефон должен увеличить яркость экрана, иначе вы не сможете его увидеть. Вы можете увидеть разницу, если установите для экрана фиксированный уровень яркости и проведете тестирование в этих двух разных условиях освещения .

Вам может быть интересно, «как мой телефон это делает ?!» Рассмотрим несколько возможностей:

  • Это то, что он знает, основываясь на времени суток и вашем местоположении GPS, где вы, вероятно, находитесь?
  • Или, может быть, он слушает через микрофон телефона и определяет, находитесь ли вы в помещении или на улице, по эхо от окружающих стен?
  • Чувствует ли он внутреннюю электрическую сеть и знает ли, что вы должны находиться внутри созданной руками человека конструкции, тем самым оценивая, что в окружающей среде меньше света, чем от прямых солнечных лучей?

Хотя все это допустимые (хотя и не идеальные) варианты реализации управления окружающим освещением, обычно это не делается.Если вы присмотритесь, на многих моделях телефонов вы можете увидеть небольшой датчик прямо под стеклом в верхней части телефона. Вы увидите своего рода «неприступную» зону, где стекло тоньше и имеет идеальную форму круга — именно там находится датчик, вероятно, под тем, что называется «световодом».

sensor-on-phone

Датчик внешней освещенности на устройстве Samsung выделен красным. (Источник изображения)

Эти датчики настолько распространены сегодня, что быстрый поиск на веб-сайте дистрибьютора запчастей активных оптических датчиков окружающего типа, соответствующих требованиям ROHS, дает 250 результатов.Для световодов найдено более 600 результатов. Давайте выберем датчик для нашей задачи проектирования, чтобы понять, о каких параметрах нам нужно знать.

Выбор датчика внешней освещенности

Выбор датчика — вот где начинается процесс проектирования. На данный момент вы не составили никаких схем, не разработали никаких схем или не написали прошивку. Однако для правильного выбора датчиков для конечного применения необходимо продумать всю систему, по крайней мере, грубо, с первого раза.Конечно, ваша система будет дорабатываться и настраиваться по мере перехода от прототипа к конечной производственной электронике.

Ваш окончательный выбор, скорее всего, будет отличаться от первого, но вы хотите свести к минимуму количество необходимых изменений дизайна. Например, если вы можете этого избежать, вы бы предпочли не менять датчики после изготовления плат и после написания прошивки системы. Это приводит к потере времени на разработку, а время — деньги.

Датчики

бывают всех «форм и размеров», и выбор одного из них может иметь серьезные последствия для мощности, площади, стоимости, производительности, сроков разработки и, в конечном итоге, для успеха вашего продукта.Учтите эти факторы:

  • Тип выхода датчика влияет на интеграцию и взаимодействие с вашей схемой или микроконтроллером.
  • Тип и размер упаковки влияют на размер платы и, возможно, на общий размер продукта.
  • Точность, прецизионность и чувствительность влияют на соответствующие спецификации всего продукта.
  • Если датчику требуется этап калибровки, это может иметь последствия на заводе, требующие отдельного этапа для программирования и сохранения калибровочных констант.
  • Это может даже иметь последствия для конечного пользователя. Лично у меня есть два продукта (часы для активного отдыха и компьютер для подводного плавания), которые на самом деле требуют, чтобы пользователь периодически калибровал компас, физически вращаясь по кругу, сохраняя при этом устройство ровным, после входа в режим пользовательской калибровки.
  • И последнее соображение: если на датчик могут влиять другие компоненты на плате (например, магнитный датчик), то его размещение на плате и внутри продукта необходимо будет тщательно продумать.Это может повлиять на механическую конструкцию продукта.

Некоторые дополнительные соображения:

Если у инженеров аппаратного или микропрограммного обеспечения есть стандартный микроконтроллер, который они предпочитают использовать (по какой-либо причине), будет ли разница между 8-битным аналого-цифровым преобразователем или 12-битным? Что делать, если нет микроконтроллера?

Что делать, если имеется в виду очень конкретный диапазон аналогового выходного напряжения, который вам необходимо подключить к другой подсистеме? Вам нужно найти тот, который точно соответствует выходным данным, или вы можете преобразовать выходные данные с помощью схемы сопряжения, чтобы получить то, что вам нужно?

Это всего лишь несколько важных вопросов, но дело в том, что выбор датчика может иметь широкие последствия, от проектирования технической системы до производительности на уровне продукта и эстетического дизайна.Чтобы упростить процесс выбора, примите во внимание следующие советы:

💡 Совет №1: Всегда учитывайте общую системную интеграцию при выборе датчиков.

💡 Совет №2: Четко и точно разберитесь в сценарии использования конечного приложения.

Вам необходимо уметь переводить высокоуровневые требования к продукту в технические спецификации, которые вы используете при выборе датчиков. Часто датчики в продукте тесно связаны с основными функциями устройства, и выбор неправильного датчика может фактически убить ваш продукт.Рассмотрим устройство с датчиком приближения, которое отлично работает, когда пользователь находится на расстоянии 1 дюйма, но не работает на расстоянии 2 дюймов, когда приложение действительно требует правильного ответа. Или датчик температуры, который работает отлично, но время отклика составляет 10 секунд, а приложение требует отклика менее 1 секунды. Подобные упущения обычны для новичков и могут сделать или испортить ваш продукт.

В нашем примере измерения внешнего освещения, если бы я сказал вам, что продукт должен был работать на стандартной литиевой батарее типа «таблетка» по сравнению сбольшой аккумулятор, как в смартфоне, будет ли разница? Что делать, если вам нужна очень высокая чувствительность, чтобы точно определять изменения внешнего освещения? Что насчет времени отклика, предположим, мне нужно, чтобы это устройство реагировало в течение нескольких микросекунд, а не нескольких секунд? Вам нужно точно понимать требования к конечному продукту и убедиться, что вы включили некоторый буфер в дизайн, чтобы, если эти требования немного расширятся, вам не повезло.

💡 Совет № 3: Знайте стандартные вариации и переменные, используемые для данного типа датчика и доступных для заказа устройств.

У большинства датчиков есть какая-то мера чувствительности, иногда выражаемая как таковая или выражаемая как некоторая выходная единица (напряжение, ток и т. Д.) По сравнению с входной единицей (температура, давление, сила и т. Д.). Датчики воспринимают что-то из внешнего мира, и если в таблице данных вашего датчика не указана его чувствительность (или это не до боли понятно) в отношении вывода / ввода, вам лучше найти деталь другого производителя. Вам нужно знать это, и вы не хотите тратить много времени на попытки извлечь эту информацию из документации производителя.

С другой стороны, есть некоторые характеристики, которые не важны, или, учитывая тип датчика и его предполагаемое использование, более или менее фиксированы и даже не указаны в техническом описании устройства. Например, гистерезис может иметь решающее значение для датчика давления и связанных с ним приложений, но может отсутствовать в таблице данных для другого типа датчика. Зачем? Для задействованной технологии известно, что это незначительный фактор или для него нет физической основы.

Имейте в виду, что, как правило, чем выше чувствительность, тем быстрее отклик, тем больше доступно вариантов вывода, чем меньше размер, тем ниже мощность, тем дороже деталь.

Хорошее место для получения базового списка компонентов, которые вы действительно можете использовать, — это поиск на веб-сайте дистрибьютора, который позволяет вам фильтровать по множеству переменных и производителей. Лично мне нравится использовать Digikey, потому что их поиск дает массу параметров, которые вы можете фильтровать, в том числе наличие на складе, соответствие ROHS, тип упаковки, стоимость и многое другое.

💡 Совет №4: Выберите датчик, технические характеристики которого превышают ваши фактические конечные требования.

Хорошее практическое правило — проектировать в системе определенный процент, скажем, 30% или более от требований к продукту, на случай, если ваши требования изменятся по мере развития проекта.

Например, если вам нужно время отклика 1 с, найдите тот, который может дать вам тот же результат за <= 700 мс. Если вам нужна чувствительность X / Y, найдите такую, которая может дать вам X / (0,7 Y). Всегда создавайте в своей системе некоторый буфер. Имейте в виду, что иногда одна спецификация связана с другой или зависит от нее или зависит от конкретной конфигурации устройства. Всегда нужно держать все параметры под контролем.

💡 Совет № 5: Составьте таблицу своих вариантов и проведите сравнение на основе соответствующих параметров.

Эти параметры могут включать такие переменные, как технические характеристики, площадь, стоимость или любой другой параметр, который представляет интерес для вашей системы и приложения. Мне нравится вести таблицу с различными вариантами по нескольким причинам. Выполнение этого шага явно заставляет вас сделать быстрый и актуальный обзор того, что доступно в пространстве. Например, через несколько избранных производителей высшего уровня или через базу данных дистрибьюторов (относительно независимо от производителя).

На самом деле это не обязательная задача в процессе проектирования, но как вы можете быть уверены, что сделали осознанный выбор, если вы не изучили то, что доступно в настоящее время? Помните, что мир датчиков быстро меняется, и то, что было доступно 6 месяцев назад, может быть недоступно сегодня, и могут появиться новые устройства, о существовании которых вы не знали.

Этот документ предназначен для вас, чтобы вы знали (с доказательствами, подтверждающими его), что вы приняли хорошее проектное решение, и в случае, если вам нужно показать другим, вы проявили должную осмотрительность при анализе требований и выборе оптимального выбора с учетом параметров, которые вы работаем с.

💡 Совет № 6: Если позволяют другие ограничения, выберите датчик со встроенной схемой кондиционирования.

Мы перейдем к схемам формирования сигнала датчика в следующем посте, но если вы можете позволить себе размер и стоимость, попробуйте выбрать датчик, который уже настраивает выходной сигнал преобразователя для вас, со схемами компенсации и согласования внутри корпуса.Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при использовании «сырых» датчиков, таких как изменение температуры, усиление, смещение и т. Д., Которые уже были хорошо изучены и должным образом учитываются в датчиках, которые включают эти критические цепи. Иногда это невозможно, а иногда вам действительно нужна специальная схема кондиционирования, но, если это вообще возможно, не изобретайте велосипед! Используйте датчик со встроенными схемами кондиционирования, смещения, усиления и другими схемами.

Скорее всего, микросхема, разработанная производителем на протяжении многих лет, была тщательно протестирована и проверена на сотнях производимых продуктов.Это лучший вариант, чем все, что вы можете собрать вместе в дополнительный месяц исследования, который вы смогли получить для себя. В конце концов, вы сократите время разработки и повысите производительность, используя проверенный набор схем. Однако это не означает, что система на кристалле (SOC) или другой тип интегрированного решения всегда лучше. Часто датчики, которые включают в себя схему кондиционирования, также включают все больше и больше функций, которые могут вам не понадобиться, которые стоят вашей энергии, и поэтому вам нужно постоянно и тщательно оптимизировать эти компромиссы.

Проектные ограничения

Разобравшись со всеми нашими рекомендациями по выбору, пришло время сделать некоторые предположения о наших конструктивных ограничениях.

  • У нас есть система на основе одного микропроцессора с множеством интерфейсов ввода-вывода, несколькими интерфейсами SPI и I2C, а также парочкой доступных нам АЦП.
  • Мы создаем систему с батарейным питанием, поэтому емкость батареи, обычно в миллиампер-часах (мАч), является большой проблемой.Наш инженер по аппаратному обеспечению говорит нам, что нам необходимо реализовать эту функцию со средним током менее 1 мА в секунду и абсолютным максимумом 20 мА в любой момент времени.
  • Мы должны реагировать на изменения окружающего освещения в течение не более 500 мс.
  • Нас интересует только видимый свет
  • Основное напряжение системы составляет 5 В, и у нас больше нет места для преобразователей напряжения, бустеров, регуляторов и т. Д.
  • В этой конструкции мы предпочитаем детали со сквозным отверстием.

Учитывая эти ограничения, я провел некоторое исследование Digikey и в итоге получил отфильтрованный список частей, из которых я выбрал оптические датчики «свет-напряжение» серии AMS TSL25xR.

Это устройство имеет фотодиод и трансимпедансный усилитель, встроенный в небольшой корпус для сквозного или поверхностного монтажа. Для простоты выберем пакет TH и версию TSL250R (это самый чувствительный вариант в серии).2): 1,1 мА ( Это интересно, потому что они нормализовались по версиям на основе этого текущего значения, показывая при этом требуемые уровни входной освещенности, но они не отображали ток между версиями на одном уровне освещенности — будьте осторожны здесь. )

Теперь нам нужно проверить пару участков:

Зависимость выходного напряжения от энергетической освещенности

output-voltage-vs-irradiance

(Источник изображения)

Этот график важен, потому что он показывает выходное напряжение в зависимости от входного уровня освещенности для различных версий устройства, все с VDD = 5V.2?

Обычно это выполняется с помощью калибровки , которую мы обсудим во второй части этой серии. А пока давайте предположим, что прямой яркий солнечный свет соответствует максимальной мощности на графике.

Зависимость максимального выходного напряжения от напряжения питания

maximum-output-voltage-vs-supply-voltage

(Источник изображения)

Этот график важен, потому что он говорит нам, какое максимальное выходное напряжение можно ожидать на основе VDD.

Если мы подключим выход к АЦП, это будет напрямую соответствовать максимальному значению в виде двоичного числа, ожидаемого в результатах АЦП.

Зависимость тока питания от выходного напряжения

supply-current-vs-output-voltage

(Источник изображения)

Наконец, у нас есть график зависимости тока питания от выходного напряжения.

Это важно, поскольку нам нужно знать, учитывая некоторый VDD и входной уровень освещенности, какое выходное напряжение ожидать и какой ток ожидать. Из графика видно, что максимальный ток будет около 1,43 мА.

Вот и все, что касается спецификаций, давайте вернемся к нашему приложению и начнем проектировать параллельно.Сначала нам понадобится устройство EAGLE (комбинация символа и посадочного места).

Создание библиотеки

В EAGLE создайте новую библиотеку или откройте существующую и нажмите кнопку «Добавить символ» в редакторе библиотеки. Назовите этот новый символ: TSL250R.

add-symbol

Поскольку устройство имеет контакты GND, VDD и OUT, добавьте 3 контакта и назовите их как таковые. Кроме того, добавьте специальные значения> ИМЯ и> ЗНАЧЕНИЕ, чтобы при размещении символа в схеме отображались соответствующие значения переменных.

add-name-and-value

Я также добавил описание, включая ссылку на дистрибьютора, что считаю полезным. Когда ваши булавки и метки будут готовы, сохраните символ и вернитесь в оглавление библиотеки (TOC).

Теперь нажмите кнопку «Добавить пакет», чтобы добавить пакет с именем TSL250R_TH (TH означает «сквозное отверстие»). Устройство имеет выводы диаметром 0,47 мм, расположенные на расстоянии 2 мм друг от друга.

tsl250r_th

(Источник изображения)

В EAGLE я разместил 3 контактных площадки (переходных отверстий) диаметром 1.016 мм и сверло 0,6 мм. Это должно подойти очень хорошо. Обязательно установите сетку на 1 мм, чтобы можно было легко разнести переходные отверстия.

place-vias

Назовите свои контактные площадки GND, VDD и OUT в соответствии со схемой в таблице данных и добавьте текстовый объект> NAME, чтобы ссылка на деталь отображалась в вашем макете.

places-pads

Теперь сохраните посадочное место и вернитесь к оглавлению библиотеки.

Нажмите кнопку «Добавить устройство», чтобы добавить новое устройство под названием TSL250R. Добавьте описание, поместите только что созданный символ и справа нажмите «Создать», чтобы добавить только что созданный посадочный материал.Я также установил префикс устройства на «U», чтобы при размещении символа ссылка начиналась с этого символа.

add-device

Затем нажмите кнопку «Подключить» и подключите выводы символов к контактным площадкам.

connect-symbol-pins-to-pads

Вернувшись в редактор устройств, я добавил несколько атрибутов — VALUE со значением TSL250R и Digikey со значением TSL250-R-LF-ND. На данный момент устройство готово, и вы можете сохранить и закрыть редактор библиотеки.

finished-component

Схема размещения

Поместите новую деталь в свою схему.Ниже вы можете видеть, что я также добавил выходной резистор нагрузки в соответствии с таблицей данных устройства и разъем, который, как я предполагаю, будет обеспечивать мои 5V VDD и GND. Выход датчика подключается к каналу АЦП на микропроцессоре, а сигналы SPI передаются от микроконтроллера к контактам разъема (мы предполагаем, что на дисплее отображается SPI).

placed-schematic

Здесь у нас есть основа для простой системы, в которой датчик внешней освещенности и микропроцессор работают с напряжением 5 В, микропроцессор считывает выходной сигнал датчика через канал АЦП, выполняет некоторые вычисления, а затем связывается с дисплеем через интерфейс SPI.

Макет платы

Для макета платы я просто разместил посадочные места и запустил автотрассировщик с минимальным размером 12 мил для следов. Доска настолько проста, что беспокоиться не о чем. Компоновка не оптимальна, поскольку питание подключено к различным частям гирляндной цепью, но мы проигнорируем это в этом посте и перейдем к методам компоновки в другой статье.

board-layout

Обратите внимание, что для этого типа датчика размещение самого датчика имеет решающее значение для хорошей работы.Мы используем деталь со сквозным отверстием и хотим разместить деталь таким образом, чтобы линза на датчике улавливала свет в нашем конечном конечном приложении.

Чтобы упростить конструкцию, предположим, что у нас есть пластиковый ящик, и датчик будет видеть окружающую среду через отверстие в нем. Это очень грубое требование, но мы с ним согласимся. Если вы работаете в команде с инженерами-механиками, вам необходимо обсудить размещение датчика по отношению к фактическому корпусу электроники.

Мы будем делать корпус в Fusion 360, чтобы показать, как можно правильно разместить деталь.

Корпус электроники в Fusion 360

Для этого приложения мы собираемся сделать простую коробку с вырезами для датчика и электрического разъема. Вот шаги, которые нам нужно предпринять:

  1. Мы хотим убедиться, что все части платы имеют соответствующие 3D-модели.
  2. Нам нужно экспортировать плату из EAGLE в Fusion 360.
  3. Затем мы создадим конструкцию механического корпуса, импортируем в него компонент печатной платы (вместе со всеми частями печатной платы) и создадим сборку, показывающую плату и корпус вместе.

К счастью, с новой интеграцией Fusion 360 для EAGLE все это действительно просто.

Шаг 1. Убедитесь, что у всех деталей есть 3D-модели.

Для этого откройте свою библиотеку в редакторе библиотек и нажмите кнопку «Редактировать 3D-пакеты в Интернете». Это запустит процесс преобразования этой библиотеки и превратит ее в управляемую библиотеку.

make-sure-all-parts-have-3d-models

После преобразования, если вы использовали детали из библиотек, где 3D-модели уже были сопоставлены, столбец 3D Package должен заполниться этими моделями.В противном случае вы получите модели по умолчанию, которые можно будет настроить в редакторе.

Быстрый поиск в GrabCAD «датчика внешней освещенности» привел к этой модели для TSL235R.

tsl235r-model

(Источник изображения)

После загрузки файла STEP и его правильного размещения он должен выглядеть, как показано на рисунке ниже:

positioning-step

Аналогично корпусу микропроцессора SO14:

so14-3d-model

Обязательно сохраните новую версию детали при загрузке и расположении модели и сохраните новую версию библиотеки после обновления каждой детали.

Мне не понравился прикрепленный 6-контактный женский заголовок из библиотеки con-lsta, поэтому я импортировал его в свою библиотеку и добавил свою собственную модель. Это нужно было сделать в моей собственной библиотеке, поскольку вы не можете редактировать чужую управляемую библиотеку.

header-model

(Источник изображения)

Теперь нам нужно обновить нашу библиотеку в EAGLE, которую мы используем для этого проекта и которая содержит эти части. Откройте Диспетчер библиотек, выберите свою библиотеку и нажмите кнопку «Обновить» в разделе «Используется».

open-library-manager

После этого мне нравится зайти в редактор схем и выбрать «Инструменты», «Обновить все», чтобы обновить свой дизайн. Это синхронизирует ваш дизайн с используемыми библиотеками.

Шаг 2: экспорт в Fusion 360

Теперь все детали должны иметь 3D-модели, и мы готовы перейти к Fusion 360. В редакторе плат нажмите кнопку Fusion Sync с правой стороны и выберите переход к новому или существующему проекту.

export-to-fusion-360

Шаг 3. Откройте плату в Fusion 360

open-the-board-in-fusion-360

А теперь давайте создадим сборку и корпус для этой платы.В Fusion 360 мне нравится создавать новый дизайн и добавлять компонент для корпуса (называемый «HOUSING» на изображении ниже) и еще один для платы (называемый «PCB»), а затем импортировать плату с «PCB». »В режиме редактирования. Это перенесет плату EAGLE в компонент печатной платы в этой конструкции сборки.

fusion-360-assembly-design

Теперь отредактируйте корпус и нарисуйте простую коробку с отверстием для датчика и 6-контактным разъемом, который должен выступать.

fusion-360-pcb-sketch

Ниже вы можете увидеть очень простой пластиковый корпус, нарисованный вокруг платы, с вырезанными отверстиями для разъема и датчика.Это прототип гаджета с датчиком внешней освещенности. pcb-housing-fusion-360

Эта конфигурация системы проста и достаточно понятна, но для ее правильной работы в конечном приложении потребуется немного больше работы. Мы доработаем этот дизайн в одной из следующих статей.

Обнаружение завершения

На этом этапе мы успешно сконструировали наш первый прототип устройства датчика внешней освещенности. Как видите, при выборе датчика необходимо учитывать массу конструктивных соображений, и это только начало.В этом простом примере нам нужно было сделать библиотечные части, схемы и макет простой печатной платой. Мы создали простую встроенную систему с микропроцессором ATTiny, парой пассивных компонентов, разъемом и датчиком. Убрав электронику, мы разработали Fusion 360 для создания корпуса.

Имейте в виду; Весь этот процесс был выполнен без проблем, без необходимости обмениваться данными проекта с файлами STEP. Всего несколькими щелчками мыши мы смогли поделиться информацией ECAD и MCAD без прерывания нашего рабочего процесса.Интеграция Fusion 360 делает возможными некоторые замечательные вещи!

В следующих выпусках этой серии Design Rewind мы рассмотрим концепции калибровки, код процессора, моделирование схем и многое другое. Быть в курсе!

Готовы разработать собственное электронное устройство с датчиками? Начните работу с подпиской Autodesk EAGLE сегодня!


Идите вперед и делайте вещи !

Эд Патаки — Autodesk Eagle

[: o> — <

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *