Что такое датчик освещенности и как он работает. Какие бывают виды датчиков света. Где применяются фотодатчики в быту и промышленности. Как выбрать и подключить датчик освещенности.
Что такое датчик освещенности и как он работает
Датчик освещенности (также называемый фотодатчиком или датчиком света) — это устройство, которое определяет уровень освещенности и преобразует его в электрический сигнал. Принцип работы основан на свойстве некоторых полупроводниковых материалов изменять свои характеристики под воздействием света.
Основными элементами датчика освещенности являются:
- Фоточувствительный элемент (фоторезистор, фотодиод, фототранзистор)
- Преобразователь сигнала
- Корпус
Как работает датчик освещенности? При попадании света на фоточувствительный элемент изменяется его сопротивление или генерируется фототок. Эти изменения преобразуются в электрический сигнал, который можно измерить и использовать для управления различными устройствами.
Основные виды датчиков освещенности
Существует несколько типов датчиков освещенности, различающихся по принципу действия и характеристикам:
Фоторезисторы
Простейший тип датчиков, работающий на основе изменения сопротивления полупроводника под действием света. Чем ярче освещение, тем меньше сопротивление фоторезистора.
Фотодиоды
Более чувствительные и быстродействующие датчики. Принцип работы основан на внутреннем фотоэффекте — генерации носителей заряда при поглощении фотонов.
Фототранзисторы
Комбинируют свойства фотодиода и транзистора. Обладают высокой чувствительностью и усилением фототока.
Фотоумножители
Высокочувствительные датчики для регистрации очень слабых световых потоков. Работают на основе внешнего фотоэффекта и вторичной электронной эмиссии.
Где применяются датчики освещенности
Датчики освещенности нашли широкое применение в различных сферах:
Системы освещения
Автоматическое включение/выключение уличного, фасадного, рекламного освещения при наступлении темноты/рассвета. Как это работает? Датчик постоянно измеряет уровень естественного освещения. Когда он падает ниже заданного порога, подается сигнал на включение искусственного освещения.
Умный дом
Управление шторами, жалюзи, освещением в зависимости от уровня естественного света. Например, при ярком солнце датчик дает команду на закрытие жалюзи для экономии энергии на кондиционирование.
Автомобильная электроника
Автоматическое включение фар, регулировка яркости подсветки приборной панели. Как это реализовано? Датчик освещенности в автомобиле определяет снижение уровня освещенности при въезде в тоннель или наступлении сумерек и активирует фары.
Фототехника
Измерение экспозиции в фотоаппаратах и видеокамерах. Датчик оценивает освещенность сцены и помогает автоматически подобрать оптимальные параметры съемки.
Мобильные устройства
Преимущества использования датчиков освещенности
Применение датчиков освещенности дает ряд важных преимуществ:
- Экономия электроэнергии за счет включения освещения только при необходимости
- Повышение комфорта пользователей благодаря автоматизации
- Продление срока службы осветительных приборов
- Возможность точного контроля уровня освещенности
- Простота интеграции в системы автоматизации
Какой эффект дает использование датчиков освещенности на практике? По оценкам экспертов, внедрение систем управления освещением на основе фотодатчиков позволяет сократить расходы на электроэнергию на 30-50% в зависимости от объекта.
Как выбрать датчик освещенности
При выборе датчика освещенности следует учитывать несколько ключевых параметров:
Диапазон измерений
Определяет минимальный и максимальный уровень освещенности, который способен зафиксировать датчик. Для уличного применения требуется более широкий диапазон, чем для помещений.
Чувствительность
Показывает, насколько точно датчик реагирует на изменение освещенности. Высокая чувствительность важна для прецизионных измерений.
Быстродействие
Время отклика датчика на изменение освещенности. Критично для систем с быстрым изменением условий освещения.
Спектральная характеристика
Определяет, на какие длины волн реагирует датчик. Важно выбирать датчик, чувствительный к нужному диапазону спектра.
Интерфейс
Способ подключения и передачи данных (аналоговый, цифровой, беспроводной). Выбирается исходя из особенностей системы управления.
Как правильно подобрать датчик освещенности для конкретной задачи? Необходимо четко сформулировать требования к измерениям, учесть условия эксплуатации и совместимость с имеющимся оборудованием.
Подключение и настройка датчика освещенности
Процесс подключения и настройки датчика освещенности обычно включает следующие этапы:
- Выбор места установки с учетом зоны контроля освещенности
- Монтаж датчика согласно инструкции производителя
- Подключение проводов питания и передачи сигнала
- Настройка пороговых значений срабатывания
- Калибровка датчика при необходимости
- Проверка работоспособности системы
На что обратить внимание при подключении датчика освещенности? Важно обеспечить надежное крепление, защиту от влаги и пыли, отсутствие помех от посторонних источников света.
Инновации и перспективы развития датчиков освещенности
Технологии датчиков освещенности продолжают активно развиваться. Основные тенденции включают:
- Повышение чувствительности и расширение диапазона измерений
- Миниатюризация и снижение энергопотребления
- Интеграция с беспроводными сетями и интернетом вещей
- Разработка мультиспектральных датчиков
- Применение машинного обучения для анализа данных освещенности
Какие инновации ожидаются в ближайшем будущем? Эксперты прогнозируют появление «умных» датчиков, способных адаптироваться к изменяющимся условиям и самообучаться для повышения точности измерений.
Где применяют датчик освещенности. — Блог B. E. G.
30 Авг 2016
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.
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.
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.
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 света | iot.ru Новости Интернета вещей
Главная
/ Wiki IoT
Прослушать текст
- Определение
- История создания и развития
- Технические характеристики
- Кейсы применения
- Полезные ссылки
Править текст статьи
1.
Определение
Датчик света — устройство определения освещенности (уровня света), основанное на фотоэлементе: фотодиоде, фоторезисторе или фототранзисторе.
Внутренний элемент под воздействием света меняет характеристику, влияющую на силу тока в цепи датчика.
2. История создания и развития
Создание датчиков света и освещенности стало доступным во время развития полупроводниковых технологий и открытия материалов, барьер p-n перехода которых зависит от попадающего на материал света.
В настоящее время в широком доступе находится множество устройств различной сложности и стоимости, использующих вышеописанное свойство, один из них – датчик света.
3. Технические характеристики
Датчик света в простейшем виде состоит из фотоэлемента и цепи подключения. Может быть использован в простом приборе — выключателе или люксметре – сложном приборе для измерения уровня освещенности.
Датчик света выполняет функцию выключателя в местах со значительной разностью уровня освещения, например, на улице. Датчик определяет 2 уровня освещенности: «темно» и «светло», в виде логического «нуля» иди «единицы», и включает или выключает подключенную к нему электронику в зависимости от задачи и способа подключения.
Повышение уровня сложности устройства позволяет использовать датчики для оценки уровня освещённости в единицах СИ – люксах. Такие устройства позволяют измерять уровень освещенности в несколько раз выше уровня под прямым солнцем (32000-130000 люкс).
Датчики света используются для определения как видимого, так и ультрафиолетового и инфракрасного света. На основе инфракрасных датчиков света создаются инфракрасные камеры и камеры ночного видения.
4. Кейсы применения
Автомобили – включение и выключение элементов освещения. Витрины магазинов – включение искусственного освещения при нехватке естественного.
Оценка освещённости помещения, рабочего места. Искусственное создание требуемого постоянного уровня освещенности.
5. Полезные ссылки
Источники:
- http://www.electronics-tutorials.ws/io/io_4.html
- https://ru.wikipedia.org/wiki/P-n-переход
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Люксметр
Статьи по теме В России переходят от нормированного техобслуживания авиатехники к ремонту по состоянию IIoT-платформа «Росэлектроники» вошла в реестр российского программного обеспечения Омский нефтеперерабатывающий завод запустил непрерывную передачу экологических данных в Росприроднадзор Умная медицина – 2022: от смарт-датчиков до автомномных роботов-хирургов Белгородские ученые запатентовали однокнопочное устройство для предупреждения остановок дыхания во сне Количество установленных устройств для отслеживания грузов в 2021-ом достигло 11,1 млн «Моторика» создала прототип ИИ-интерфейса для управления бионической кистью
Читайте также
Датчик теплового потока
Беспроводная сенсорная сеть
Датчик влажности
Датчик газа
Датчик давления
Датчик движения
Датчик дыма
Датчик уровня
Датчики
Датчик освещенности — Вернье
Кривая мощности люминесцентной лампы, 120 Гц
Датчик освещенности
Цена на условиях самовывоза 94,00 $
Датчик освещенности идентичен человеческому глазу по спектральной характеристике.
Используйте его для экспериментов с законом обратных квадратов или для изучения поляризаторов, отражательной способности или солнечной энергии.
Количество Датчик освещенности
- Описание
- Характеристики
- Эксперименты
- Требования
- Что включено
- Аксессуары
- Поддерживать
Датчик освещенности можно использовать для измерения интенсивности света в различных ситуациях.
- Выполнение экспериментов по обратному квадрату интенсивности света с использованием точечного источника света
- Проведение исследований с поляризованным фильтром
- Демонстрация мерцания люминесцентных и других ламп
- Проведение исследований солнечной энергии
- Выполнение исследований отражательной способности
- Изучение интенсивности освещения в различных частях дома или школы
- Используйте его как часть исследования роста растений для измерения интенсивности света
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.
Этот продукт может подвергнуть вас воздействию химических веществ, в том числе сурьмы, которые, как известно в штате Калифорния, вызывают рак. Для получения дополнительной информации см. www.P65Warnings.ca.gov
Датчик освещенности — технические советы (5:08)
Технические характеристики
- Разрешение
- Длина волны: 400–800 нм
Experiments
Elementary School (6 experiments)| Experiment | Lab Book |
|---|---|
| Learning to Use the Light Probe | Elementary Science with Vernier |
| Distance From the Sun | Элементарная наука с нониусом |
| Summer and Winter | Elementary Science with Vernier |
| Sunshine on My Shoulders | Elementary Science with Vernier |
| Reflectivity of Light | Elementary Science with Vernier |
| Все ли батареи одинаковы? | Элементарная наука с нониусом |
| Experiment | Lab Book |
|---|---|
| Biodiversity in Ecosystems | Investigating Environmental Science through Inquiry |
| Measuring Particulates | Investigating Environmental Science through Inquiry |
| Reflectivity of Light | Наука для средней школы с нониусом |
| Школьный двор | Middle School Science with Vernier |
| Reflectivity of Light | Physical Science with Vernier |
| Polarizing Light | Physical Science with Vernier |
| How Bright is the Light? | Физические науки с нониусом |
| Эксперимент | Лабораторная тетрадь |
|---|---|
| Photovoltaic Cells | Agricultural Science with Vernier |
| Reflection and Absorption of Light | Agricultural Science with Vernier |
| Light Intensity & Stepper Motors | Engineering Projects with NI LabVIEW и Vernier |
| Биоразнообразие в экосистемах | Изучение наук об окружающей среде посредством исследований |
| Water Cycle Column Investigations | Investigating Environmental Science through Inquiry |
| Decomposition Column Investigations | Investigating Environmental Science through Inquiry |
| Ecocolumn Investigations | Investigating Environmental Science through Inquiry |
| Преобразование энергии | Изучение науки об окружающей среде посредством исследования |
| Measuring Particulates | Investigating Environmental Science through Inquiry |
| Wave Communication Challenge | Physics Explorations and Projects |
| Solar Cells | Physics Explorations and Projects |
| Reflectivity света | Физические науки с нониусом |
| Поляризующий свет | Физические науки с нониусом |
| Насколько ярок свет? | Физическая наука с Vernier |
| Поляризация Light | Физика с Vernier |
| Поляризация Light Delly Destary) | 98 818.Физика с нониусом |
| Изучение солнечных батарей | Возобновляемая энергия с Vernier |
| Верные, влияющие на выходные панели | Возобновляемая энергия с Vernier |
| Возобновляемая энергия с нониусом | |
| Изучение солнечных коллекторов | Возобновляемая энергия с нониусом |
| Свет на расстоянии — расстояние и интенсивность | Реальная математика с нониусом |
| Гасите свет! — Periodic Phenomena | Real-World Math with Vernier |
| Experiment | Lab Book |
|---|---|
| Photovoltaic Cells | Agricultural Science with Vernier |
| Отражение и поглощение света | Сельскохозяйственные науки с нониусом |
| Интенсивность света и Stepper Motors | Инженерные проекты с NI Labview и Vernier |
| Биоразнообразие в Ecosystems | Расследование. Наука через исследования |
| Исследования в колонке разложения | Изучение наук об окружающей среде через исследования |
| Ecocolumn Investigations | Investigating Environmental Science through Inquiry |
| Energy Conversion | Investigating Environmental Science through Inquiry |
| Measuring Particulates | Investigating Environmental Science through Inquiry |
| Wave Communication Challenge | Физические исследования и проекты |
| Солнечные элементы | Исследования и проектов физики |
| Поляризация Light | Физика с Vernier |
1. | |
| Свет, яркость и расстояние | Физика с нониусом |
Требования
Выберите платформу ниже, чтобы просмотреть ее требования совместимости.
LabQuest| Interface | LabQuest App |
|---|---|
| LabQuest 3 | Full support |
| LabQuest 2 (discontinued) | Full support |
| LabQuest (discontinued) | Полная поддержка |
| Программное обеспечение | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Интерфейс | Приложение графического анализа для компьютеров | Logger Pro | Logger Lite | ||
| LabQuest Mini | Full support | Full support | Full support | ||
| LabQuest 3 | Full support | Full support | Incompatible | ||
| LabQuest 2 (снято с производства) | Полная поддержка | Полная поддержка | Полная поддержка | ||
| LabQuest Stream | Полная поддержка 1 | Полная поддержка | Полная поддержка 1 | ||
| Go! Link | Полная поддержка | Полная поддержка | Full Suppor | Полная поддержка | Полная поддержка |
| LabPro (снято с производства) | Несовместимость | Полная поддержка | Полная поддержка | ||
Примечания по совместимости
- Подключите LabQuest Stream через USB.
Беспроводное соединение не поддерживается.
Беспроводное соединение не поддерживается.| Software | |
|---|---|
| Interface | Graphical Analysis App for Chrome |
| LabQuest Mini | Full support |
| LabQuest 3 | Full support |
| LabQuest 2 (снято с производства) | Full support |
| LabQuest Stream | Full support 1 |
| Go!Link | Full support |
| LabQuest (discontinued) | Full support |
Compatibility Notes
- Подключите LabQuest Stream через USB. Беспроводное соединение не поддерживается.
Вы должны выполнить программирование для преобразования в соответствующие единицы измерения датчика.
См. семейство устройств TSL2572x.
См. семейство устройств TSL2572x.
См. семейство устройств TSL2572x.
См. семейство устройств TSL2572x.
