Подробно о датчиках света

Как функционирует датчик света?

Применение датчиков света позволяет сделать процесс управления машиной более комфортным и безопасным для водителя. При снижении уровня освещённости ниже определённого уровня датчик посылает сигнал, по которому автоматически включаются фары ближнего или дальнего света и габаритные огни. Датчик света срабатывает при наступлении сумерек, после въезда в туннель или даже в туманную погоду, когда естественного освещения недостаточно для нормальной видимости.

Можно настроить датчик так, чтобы ночью при появлении встречного авто, освещающего дорогу своими фарами, машина автоматически переключала свет с дальнего на ближний. Благодаря такой автоматизации водитель не отвлекается от наблюдения за дорогой в непростых ночных условиях. Как только встречный источник света исчезнет, фары вновь переключатся на дальний свет.

Для корректной работы автоматической системы необходимо, как минимум, два датчика света: один фиксирует изменение освещённости в горизонтальной плоскости перед машиной, второй отслеживает наличие световых лучей, падающих сверху.
Управляющий блок принимает данные с обоих датчиков и генерирует команды после анализа обоих сигналов. Такая система позволяет учитывать все нюансы освещённости и, к примеру, не допускает кратковременного отключения фар, когда машина проезжает под включенным уличным фонарём.

Для наиболее точной фиксации освещённости может быть установлен и третий датчик, определяющий уровень освещённости в салоне.

Угол охвата по горизонтали и вертикали

Углы охвата показывают, какую область будет перекрывать датчик, а что останется вне поля зрения. Чем больше углы обзора, тем большую область прибор способен захватить. Однако не для всех задач «больше» означает «лучше». Например, вам нужно, чтобы датчик включался, когда вы выходите из дома в «преддомовую» зону, но при этом чтобы он не срабатывал, на проходящего мимо забора человека. В этом случае нужно, чтобы угол был относительно небольшим.

Существуют модели с углом захвата в 360°, то есть они «видят» все, что происходит вокруг и реагируют на соответствующее движение в пределах действия датчика (дальность устройства). Однако это верно лишь для настенных моделей. В потолочных устройствах угол захвата по горизонтали будет напрямую зависит от угла охвата по вертикали. Если угол по горизонтали будет 360° (в случае с конусообразными датчиками), а по вертикали 180°, тогда под потолком будут оставаться «мертвые» зоны. Хотя это не особо критично, так как по потолку люди еще не научились ходить.

Технические характеристики устройств

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

Технические характеристики указываются в технической документации (в паспорте), которая сопровождает любое техническое изделие, иначе вряд ли удастся подобрать необходимый прибор.

Угол обзора

Существуют изделия с различным углом обзора, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Если необходимо защитить объект с различных сторон, то применяются датчики с углом обзора вплоть до 360 градусов. В случае крепления датчика на стене, достаточно устройства с углом обзора в 180 градусов. Если предполагается установить датчик на столбе, то лучше отдать предпочтение углу обзора в 360 градусов. В данном случае, все зависит от того, какую площадь и какой объект или группу объектов планируется защитить. При установке в квартире, для защиты отдельных комнат, выбирают датчики с меньшим углом обзора, порядка 90 градусов.

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

При наличии в комнату одного входа, достаточно установки датчика с узким углом обзора, в противном случае приходится устанавливать несколько датчиков с узким углом обзора или один датчик с широким углом обзора. При этом следует помнить, что подобные датчики стоят недешево, поэтому всегда нужно ориентироваться на экономическую целесообразность.

Существует и такое понятие, как угол обзора по вертикали. В простых, недорогих моделях этот показатель составляет не больше 20 градусов. У более дорогих моделей этот показатель значительно выше и может составлять все 180 градусов. Подобные устройства применяются в охранных системах, где подобные затраты оправданы. В системах освещения достаточно самого простого и дешевого устройства. Главное, чтобы датчик был установлен на нужной высоте и включал освещение при определенных условиях.

Радиус действия

Дальность действия следует подбирать с запасом

Выбор датчика движения по дальности действия зависит от того, где он будет установлен: на улице или в помещении. Для помещений достаточно устройств с радиусом действия порядка 5-7 метров. В случае установки датчика во дворе или в другом месте, необходимо учитывать некоторые факторы, иначе возможны ложные срабатывания. Датчики с большим радиусом действия могут срабатывать при движении людей по улице, при появлении соседа в своем дворе и т. д. Поэтому в таких случаях лучше останавливать свой выбор на устройствах с минимальным радиусом действия.

Мощность подключаемых источников освещения

Мощность датчика следует расчитывать с запасом

Каждый датчик рассчитан на определенную мощность нагрузки, которую он может включать/выключать без аварийных режимов. В противном случае устройство просто выйдет из строя, так как не выдержат элементы управления.

В последнее время этот показатель не имеет столь критического значения, поскольку люди переходят на более экономные лампы, вроде энергосберегающих или диодных.

Способ крепления и выбор места установки

Чаще всего датчики крепят на стену

Датчики движения могут отличаться еще и способом крепления. Поэтому существуют:

• Корпусные изделия, в виде небольшой коробочки с кронштейном. Такие модели крепятся:
• На потолке.
• На стене.
• Встраиваемые модели, предназначенные для скрытой установки.

Такие модели отличаются тем, что имеют небольшие размеры, что позволяет их установить незаметно для окружающих.

Если необходимо просто включать/отключать освещение в нужном месте, то можно обойтись более дешевыми корпусными устройствами. Встраиваемые датчики в миниатюрном исполнении больше подойдут для охранных систем, тем более что они еще и дорогие.

Дополнительные возможности

Некоторые модели, в зависимости от назначения и условий эксплуатации, имеют дополнительные функции. К таким функциям следует отнести:

• Порог чувствительности. Он реализован с помощью датчика освещенности, в виде фотореле. Особенно полезен этот датчик при установке устройства на улице. Эта функция необходима для того, чтобы устройство включало освещение только в темное время суток.
• Защита от животных. Естественно, что в каждом частном дворе имеются коты и собаки. Функция необходима для того, чтобы уменьшить количество ложных срабатываний при движении животных. Если во дворе большая собака, то эта функция может и не действовать.
• Задержка отключения. Устройства бывают разные, как с задержкой, так и без нее. В большинстве случаев эта функция регулируется. Достаточно неудобно, если человек часто перемещается в зоне действия датчика, при этом он также часто ее покидает, и датчик движения также часто включает и выключает освещение.

Датчик света

в — датчик фронтального света; г — датчик внешнего освещения.1 — световод с линзой; 2 — световод со светофильтром.

В первых комбинированных датчиках света и дождя элемент, измеряющий освещенность, был только один. При наступлении темноты или въезде в туннель он включал фары, габаритные огни и подсветку приборов. Затем в тот же узел стали помещать до трех светочувствительных элементов, каждый со своей сферой ответственности.

Интенсивность освещения перед автомобилем измеряет узкоугольный датчик фронтального освещения. Используя сигнал с датчика, электроника распознаёт день и ночь и, соответственно, выключает или включает фары.

Зоны реагирования датчиков света:

Если автомобиль оборудован проекционным дисплеем, устанавливается узконаправленный HUD-датчик. Он измеряет освещенность той зоны, куда проецируется информация. А электронная система корректирует яркость подсветки элементов, выводимых на дисплей.

Взаимодействие датчиков света и дождя с другими системами автомобиля

1. Стеклоочистители. Если на стекле появились капли дождя, автоматика задействует стекло­очистители, а если капли не удаляются с одного прохода, включаются стеклоомыватели.
2. Наружная светотехника. По сигналу датчика освещенности светотехника переходит из режима дневных ходовых огней в режим ближнего света.
3. Внутренняя подсветка. Датчик освещенности управляет яркостью всех элементов подсветки салона и панели приборов.
4. Система комфорта. При первых каплях дождя автоматика закрывает стёкла и люк в крыше, позволяя водителю не отвлекаться от управления автомобилем.
5. Мультимедийная система. Датчик освещенности, отслеживая количество наружного света, выдает мультимедийной системе сигнал на изменение яркости экрана.
6. Климат-контроль. По команде датчика дождя климат-контроль подсушивает воздух, включая кондиционер и направляя воздух на стёкла во избежание запотевания. Датчик внешнего освещения регистрирует интенсивность солнечного излучения, попада­ющего сквозь ветровое стекло, и сообщает о корректировках блоку управления климат-контролем.
7. Head-Up-дисплей (HUD). Яркость дисплея регулируется по сигналу датчика освещенности.
8. Система автоматической просушки тормозных механизмов. По сигналу датчика дождя насос антиблокировочной системы кратковременно и не более чем на 2 бара поднимает давление в тормозных контурах. Тормозные цилиндры подводят колодки, и они касаются враща­ющихся тормозных дис­­ков, удаляя с них влагу и грязь.

Самостоятельный монтаж и подключение фотореле для уличного освещения

Датчик освещенности уличный может устанавливаться своими силами без вмешательства специалистов.

Выбор места установки датчика освещенности

Поскольку главным критерием эффективной работы уличного датчика освещения является прямой контакт с дневным светом, первым делом выбирается место установки фотодатчика. Требования к месту установки:

• открытое солнечным лучам пространство;
• отсутствие тени от деревьев и сооружений;
• исключение случайной засветки фарами автомобилей;
• удаленность от искусственных источников света (окон, фонарей);
• свободный доступ.

Монтаж устройства на столб с источником освещения нецелесообразен из-за налипания снега и быстрого загрязнения. В оптимальном варианте фотореле монтируется на стену дома, а к фонарю проводится управляющий кабель.

Монтажные работы

Датчик освещения оборудован тремя проводами, помеченными черным, красным и желтым цветом. Черный символизирует фазу, красный – «0», желтый (синий, белый, коричневый) соединяется с источником освещения. Нулевой провод на фонарь подводится со щитка либо с любой доступной сети. Если устройство снабжено клеммником, фаза маркируется литерой «L», ноль – «N», контакт нагрузки – «Load».

Особенности подключения питания

Подключение питания связано с особенностями датчиков освещенности.

Фотореле с двумя или парными выводами

Фаза и ноль соединяются с соответствующими клеммами фотореле. Для управления несколькими лампами, источники света соединяются параллельно.

Фотореле с клеммами для заземления

Схема аналогичная вышеописанным, но содержащая провод заземления. Возможные схемы подключения фотореле для уличного освещения При подключении фотореле можно воспользоваться различными схемами

Схема подключения напрямую

Простейший вариант. Питание подается на соответствующие клеммы прибора, а выход соединяется с нагрузкой. «Нуль» для фонаря берется со щитка или шины.

С помощью выключателя фотореле исключается, источник света получает питание напрямую от сети.

Работа датчика света наоборот

При необходимости работы в реверсном режиме, схема дополняется промежуточным реле с двумя парами контактов, при замыкании одних, размыкаются другие и наоборот.

Схема с введением пускателя используется при нагрузках, превышающих мощность фотореле.

Нюансы в схемах подключения датчика света

Расширить функционал устройства позволяет таймер, а также датчик движения. Их установка осуществляется по окончании основных монтажных работ. Введение в схему магнитного пускателя усиливает контактную группу, одновременно дает возможность сэкономить на приобретении маломощного фотореле.

Как подключиться к прожектору

Еще один вопрос, который требует рассмотрения — как правильно подключить датчик движения к прожектору.

Для этого можно использовать одну из следующих схем:

1. С ТРЕМЯ КОНТАКТАМИ. В этом случае с щитка подводится фаза к клемме L. С выхода А провод идет ко входу L прожектора. Подача напряжения осуществляется в случае срабатывания датчика движения. Контакты N объединяются и направляются к щитку. Земля направляется напрямую к прожектору и подключается к PE для отвода возможного напряжения от металлического корпуса.
2. С ПРИМЕНЕНИЕМ ОДНОКЛАВИШНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ. В рассмотренном выше решении применение выключателя не предусмотрено. Но это можно исправить. Как правило, выключатель монтируется в разрыв фазы (до изделия, контролирующего движение). В таком случае при отключении выключателя снимается напряжение со всей схемы. Второй вариант подключения выключателя — параллельно фазе и выходу из датчика движения. При таком решении можно включать освещение, не привязываясь к остальным устройствам. При отключении выключателя вся схема работает в обычном режиме.
3. С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВУХКЛАВИШНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ. В таком случае внедряется некий симбиоз двух рассмотренных выше схемных решений. Один контакт выключателя разрывает фазу, а второй подходит параллельно. При отключении обоих кнопок с цепи полностью снимается напряжение. При отключении первой клавиши датчик работает в обычном режиме и включает прожектор при появлении движения. Если сработана только вторая клавиша, на лампу сразу подается напряжение.
4. ДВА ДАТЧИКА. Здесь работает тот же принцип, который рассматривался выше. Два контролирующих движение органа располагаются параллельно, после чего подключаются к питающей цепи и прожектору.
5. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЛАМПЫ НА МЕНЬШЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ. Если необходимо включить прожектора на меньшее напряжение (12, 24 или 36), перед входом устанавливается блок питания, снижающий 220 В до необходимого уровня. При этом на вход БП поступает три провода (с землей), к датчику направляется только питание.
6. ДЛЯ ОТДЕЛЬНОГО ФОТОРЕЛЕ. При установке старых контроллеров движения без фотореле последнее приходится подключать отдельно. В таком случае с выхода датчика провод идет на реле, а уже после этого на вход прожектора. Нули объединяются, а земля идет к источнику освещения.

Выше приведены основные схемы, позволяющие подключить прожектор с выключателем или без него. Здесь уже каждый принимает решение с учетом текущих задач и особенностей помещения.

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;
• 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;
• 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.

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.

Эксплуатационные характеристики уличного датчика освещенности

Эксплуатационные характеристики датчиков уличного освещения определяются:

• номинальным напряжением;
• частотой сети;
• коммутируемой сетью;
• сектором срабатывания;
• потребляемой мощностью;
• допустимыми колебаниями сетевого напряжения;
• температурным диапазоном;
• размерами, весом.

В зависимости от индивидуальных особенностей, в некоторых устройствах число характеристик увеличивается.

Варианты настроек подключения датчика света

За исключением простейших фотореле, большинство датчиков света оснащены автоматической регулировкой. Режим работы выбирается вручную. Настройка осуществляется с помощью специальных регуляторов, вынесенных на переднюю панель устройства.

Возможности настройки

Регуляторы датчиков уличного освещения позволяют управлять:

• порогом реагирования. Контролирует чувствительность устройства. Требует понижения в условиях яркого уличного освещения, а также в зимнее время, вследствие отражающих свойств снега;
• секундным задержанием включения/отключения. Исключает ложные срабатывания, вызываемые случайным изменением светового потока (свет фар, молния, тучи и пр.);
• диапазоном освещенности. Нижняя граница отвечает за включение датчика, а верхняя – за отключение. Измеряется в Люксах. Полная темнота – 2 лк, сумерки – 20–80 лк и т. д.

Благодаря настройкам потребитель получает возможность оптимизировать работу реле под конкретные условия, добиться комфорта и экономического эффекта.

Где поставить фотореле и как его подключить?

Датчики движения. Успейте купить со скидкой!

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

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

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

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

Схема подключения фотореле к уличному прожектору

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

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

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

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

Фотореле с выносным датчиком света

Схемы подключения

Итак, основная функция датчика света подать напряжение на уличное осветительное оборудование, когда начинает темнеть и отключить его с рассветом. Это как бы выключатель, но, управляемый светочувствительным элементом.

Получается простая схема наружного подключения, когда фаза ставится в разрыв с фотореле и осветительным устройством.

Дабы по датчику света проходил ток, к нему также нужно подключить и рабочий ноль.

Для того чтобы можно было управлять разными по мощности устройствами, фотодатчик подбирается по мощности подключаемой нагрузки. Но тут надо понимать, как работает прибор. С увеличением мощности включаемого прибора возрастает и цена на подобные девайсы.

Чтобы обойти этот момент, в схему включается обычный магнитный пускатель. Он как раз и предназначен для управления сетью. А для управления пускателем в схему добавляется фотодатчик с малой подключаемой нагрузкой. То есть датчик, уже не включает сами уличные фонари, а подает малый ток на управляющий магнитный пускатель. А вот к нему уже можно подсоединять и мощную нагрузку.

Если фотореле недостаточно, то расширить функционал управления можно за счет дополнения в схему таймера и датчика движения. Их устанавливают последовательно после датчика света. Что установить первым — датчик движения или таймер в этой схеме роли особой не играет.

Если установка детектора движения или таймера не планируется, их можно не ставить, не меняя схемы — он все равно будет работать.

Плюсы и минусы использования уличного фотореле

Главное преимущество, которым обладает датчик дневного света — ощутимая экономия электроэнергии. Несомненные достоинства систем с применением фотоэлементов это:

1. Устройство работает на малых токах.
2. Моментальное включение/выключение.
3. Высокая производительность.
4. Нет трущихся механических частей, что повышает долговечность устройства.
5. Продолжительный период эксплуатации.

Но следует учитывать, что прибор не рассчитан на применение в экстремальных условиях. Поэтому следует тщательным образом следить за его герметичностью. Попадание влаги может, если не полностью вывести датчик из строя, то повредить его, вызвав окисление контактов реле.

Грязный и запыленный датчик также не будет нормально функционировать. Необходимо всегда поддерживать всё устройство в чистоте.