Датчики света: принцип работы, виды и применение в системах автоматизации

alexxlabДатчик
Как работают датчики света. Какие бывают типы датчиков освещенности. Где применяются фотодатчики. Как выбрать и установить датчик света для автоматизации освещения.

Содержание

Принцип работы и устройство датчиков света

Датчики света (также называемые фотодатчиками или датчиками освещенности) — это устройства, которые реагируют на изменение интенсивности светового потока и преобразуют его в электрический сигнал. Их основная задача — автоматизировать управление освещением в зависимости от уровня естественного света.

Типовая конструкция датчика света включает следующие основные элементы:

  • Фотоэлемент (фоторезистор, фотодиод или фототранзистор) — чувствительный элемент, изменяющий свои параметры под воздействием света
  • Пороговое устройство (компаратор) — сравнивает сигнал с фотоэлемента с заданным пороговым значением
  • Выходное устройство (реле или симистор) — коммутирует нагрузку при срабатывании порогового устройства

Как работает датчик света? При изменении освещенности меняется сопротивление или проводимость фотоэлемента. Когда уровень освещенности достигает заданного порога, компаратор выдает сигнал на включение или выключение нагрузки через выходное устройство.


Основные виды и типы датчиков освещенности

Существует несколько основных видов датчиков света, различающихся по принципу действия и конструкции:

1. Фоторезисторные датчики

Принцип работы основан на изменении сопротивления фоторезистора при освещении. Отличаются простотой и низкой стоимостью, но имеют невысокую точность и значительную инерционность.

2. Фотодиодные датчики

Используют p-n переход, в котором под действием света возникает фото-ЭДС. Обладают высоким быстродействием и линейностью характеристик. Применяются в прецизионных измерительных системах.

3. Фототранзисторные датчики

Имеют встроенный усилитель фототока, что обеспечивает высокую чувствительность. Используются для регистрации слабых световых потоков.

4. Пироэлектрические датчики

Реагируют на изменение теплового излучения. Нашли широкое применение в охранных системах в качестве датчиков движения.

Области применения датчиков освещенности

Датчики света находят применение во многих сферах, где требуется автоматизация управления освещением:


  • Уличное и архитектурное освещение
  • Управление освещением в подъездах, на лестничных клетках
  • Автоматизация освещения в офисах, торговых центрах
  • Управление подсветкой рекламных конструкций
  • Системы безопасности и охраны периметра
  • Автоматика теплиц и оранжерей
  • Автомобильные системы управления светом

Какие преимущества дает использование датчиков света? Прежде всего, это существенная экономия электроэнергии за счет включения освещения только при необходимости. Кроме того, автоматизация повышает комфорт и безопасность.

Выбор и установка датчика света

При выборе датчика освещенности следует учитывать следующие ключевые параметры:

  • Диапазон измерения освещенности
  • Порог срабатывания
  • Задержка включения/выключения
  • Тип выходного сигнала
  • Напряжение питания
  • Степень защиты корпуса
  • Диапазон рабочих температур

Как правильно установить датчик света? Важно разместить его в месте, где он будет защищен от прямых солнечных лучей и искусственного освещения. Оптимальная высота установки — 2-3 метра от поверхности земли. Для точной настройки порога срабатывания рекомендуется использовать люксметр.


Интеграция датчиков света в системы «умный дом»

Современные датчики освещенности легко интегрируются в системы домашней автоматизации. Это позволяет реализовать сценарии «умного» освещения:

  • Автоматическое включение света при наступлении сумерек
  • Регулировка яркости в зависимости от естественного освещения
  • Имитация присутствия хозяев в доме
  • Управление шторами и жалюзи по уровню освещенности

Какие протоколы используются для подключения датчиков света к системам «умный дом»? Наиболее распространены беспроводные стандарты Z-Wave, ZigBee и Wi-Fi. Это обеспечивает простоту монтажа и гибкость в размещении устройств.

Перспективные разработки в области фотодатчиков

Развитие технологий позволяет создавать все более совершенные датчики света. Среди перспективных направлений можно выделить:

  • Мультиспектральные датчики, анализирующие различные диапазоны излучения
  • Интеллектуальные датчики с функциями самодиагностики и калибровки
  • Миниатюрные фотодатчики для носимой электроники
  • Гибкие фотоэлементы на основе органических материалов

Какие новые возможности открывают эти разработки? Прежде всего, это повышение точности измерений, расширение функциональности и создание компактных энергоэффективных устройств.


Нормативные требования к датчикам освещенности

При использовании датчиков света в системах автоматизации необходимо учитывать нормативные требования:

  • Соответствие стандартам электромагнитной совместимости
  • Сертификация для применения во взрывоопасных зонах (при необходимости)
  • Соблюдение санитарных норм по освещенности помещений
  • Требования к энергоэффективности осветительных установок

Как убедиться в соответствии датчика нормативам? Следует проверить наличие необходимых сертификатов и деклараций соответствия у производителя или поставщика оборудования.

Таким образом, датчики света являются важным элементом современных систем управления освещением. Их применение позволяет существенно повысить энергоэффективность и комфорт, открывая новые возможности для автоматизации.


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.

 

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.

 

 

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 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.

 

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.

 

 

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

Датчики движения Датчики движения и фотореле

Our website uses cookies to distinguish you from other users of our website. This helps us to provide you with a good experience when you browse our website and also allows us to improve our site. By continuing to browse the site, you are agreeing to our use of cookies. Read more about the individual cookies we use and how to recognise them by clicking here

Загрузите наше приложение

Скачать Скачать

8-800-333-23-77

Назад

Перейти к списку моделей

Описание

Датчики движения и освещённости являются простым и эффективным энергосберегающим решением, которое позволяет экономить до 80% электроэнергии.


  • Обзор
  • Список моделей
  • Скачать

Обзор

Список моделей

Скачать

Материалы для загрузки

Библиотеки

    Светильники