Контроллер управления освещением: применение пультов контроля над светом, датчиков движения и фотоэлементов

Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).

Контактные

Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.

В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.

Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.

Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.

Электрооборудование, свет, освещение

Представьте себе: подъезжаете Вы к своему дому, открываете ворота, и сразу же включается свет в гараже и на подъездной алее, а также светильники вдоль дорожки, ведущей к дому, и придомовой фонарь, – вот уже не приходится пробираться в темноте к выключателям. Или другой пример: забрались Вы под теплое пушистое одеяло в кровати и решили книжку почитать, а так лень вставать и выключать потолочное освещение, можно с помощью специального пульта выключить лишний свет и оставить только прикроватное бра. Все эти мелкие, но важные достоинства развития технической цивилизации обеспечивает дистанционное управление освещением. В рамках данной статьи мы расскажем, какие бывают системы управления освещением, какие приборы можно использовать для этого и какие типы сигналов.

Системы управления освещением

Управление освещением можно организовать различными способами. Это может быть управление всеми осветительными приборами в доме или квартире с одного контроллера, установленного в удобном месте, или с одного пульта дистанционного управления, позволяющего включать и выключать светильники в разных помещениях, а также возможно управление освещением в автоматическом режиме согласно заранее прописанному сценарию или срабатыванию соответствующего датчика. Больше всего функций, связанных с управлением освещением, может выполнять система «умный дом». Она способна объединить в себе все системы, которые будут перечислены ниже.

Централизованное управление освещением

В очень больших домах и производственных предприятиях для удобства устанавливаются групповые щиты для централизованного управления освещением. Например, если здание бани, сторожки или сарая больше не понадобится, освещение в них можно выключить из основного здания с центрального пульта. При этом управление может осуществляться непосредственным аппаратным способом на общем щитке, а может и на отдельном специальном контроллере.

В обычной квартире иногда устанавливают общий контроллер возле входной двери. Когда в спешке собираешься на работу, включать и выключать за собой свет иногда просто неудобно, ведь носишься туда – сюда. А так можно, выходя из дому, нажать на кнопку и выключить освещение во всей квартире разом.

Самым удобным и продвинутым является централизованное управление с компьютера или даже с мобильного устройства в любой части света. Но это уже вариант дистанционного управления.

Дистанционное управление освещением

Управление освещением на расстоянии может выполняться различными способами. Для самого распространенного и доступного используется пульт дистанционного управления освещением, который внешне очень напоминает обычный ПДУ для телевизора. Чаще всего он имеет от 4 до 7 кнопок, каждая может управлять одной группой устройств. В каждой группе может быть от 1 до 262 устройств.

С помощью пульта можно не только включать и выключать осветительные приборы в том или ином помещении, но и регулировать их яркость. Например, лежа в постели, Вы можете выключить верхнее освещение и оставить только прикроватное бра, или же в гостиной – приглушить общий свет для романтического ужина.

Использовать дистанционное управление освещением в квартире не всегда имеет смысл, так как потребность включить или выключить тот или иной светильник так или иначе связана с передвижением по квартире. Например, сторонники дистанционного управления всегда приводят пример, как удобно выключить из спальни свет в кухне, который забыл выключить, уходя из нее. С таким же успехом можно забыть в кухне и пульт дистанционного управления. А если в квартире живет несколько человек, у каждого должен быть свой пульт? Как определить, кто будет выключать забытый в коридоре свет? Или другой пример: дистанционное включение света в туалете и ванной, насколько оно необходимо? В любом случае свет в туалете может потребоваться только с конкретной целью его посетить, что мешает клацнуть выключателем при входе? Ну, если уже совсем лень, тогда можно установить датчики движения, – свет будет включаться, когда в помещение кто-то заходит, и выключаться, когда выходит.

Единственным более-менее осмысленным показанием для использования дистанционного управления освещением в квартире является многоярусное освещение, когда установлены и потолочные светильники, и центральная люстра, и настенные светильники, и бра, и также декоративные светильники в нишах. В-общем, когда на лицо чудо дизайнерской мысли. Тогда действительно отключение части освещения в помещении, не вставая с дивана, удобно и целесообразно.

Но самым оправданным является дистанционное управление наружным освещением. Верх функциональности – регулировать освещение придомовой территории, технических построек и аллей с одного пульта, не выходя из дома. Управление декоративными элементами: подсветкой клумб, фонтанов, водоемов и зеленых зон также очень удобно осуществлять с контроллера «умного дома».

Помимо большого полноценного пульта управления можно использовать маленький пульт – брелок с ограниченным количеством функций. Например, только для того, чтобы открыть ворота и включить свет возле входной двери дома или в гараже.

Управление освещением с компьютера, который находится в этом же доме, очень удобно, если рядом нет пульта. Типовые решения программного обеспечения для системы «умный дом» можно установить на компьютер и иметь возможность полностью регулировать все группы освещения и приборы.

Управление освещением с компьютера в любой точке мира осуществляется таким способом: с помощью специальной программы и идентификации паролем необходимо зайти напрямую в устройство управления домом или промежуточный сервер и включать или отключать осветительные приборы в том или ином помещении. Это очень удобно, если Вы забыли выключить свет, или для создания эффекта присутствия.

Управление освещением при помощи смартфона обеспечивается с помощью специального клиентского программного приложения. Во многом такое управление похоже на предыдущий способ, только с менее функционального устройства.

Возможно даже управление с обычного сотового телефона путем отправки закодированных SMS, это называется GSM-управлением.

Самый простой способ дистанционного управления освещением – настенный контроллер. Когда последний обитатель жилища уходит из дома, он может нажать на кнопку и выключить свет во всех помещениях. А когда приходит домой, включается свет только в прихожей или коридоре.

Автоматическое управление освещением

Использование автоматики, такой как датчики движения, фотоэлементы и таймеры, для управления освещением очень удобно. Например, в коридоре, туалете и ванной можно установить датчики движения и больше не утруждать себя вопросом, а не забыл ли я выключить свет в туалете. Согласно заданной программе через минуту после того, как из него вышли, свет выключится сам. Использование датчиков движения удобно, если в доме маленькие дети, которые просто не дотягиваются до выключателей. А так свет их будет сопровождать везде.

Читайте также:  АСКУЭ расшифровка: назначение и принципы работы автоматизированной системы учёта электроэнергии

Фотоэлементы позволяют регулировать интенсивность искусственного освещения в зависимости от общей освещенности. Например, с наступлением глубоких сумерек включается освещение возле входной двери дома, подсветка аллей и дорожек. А с рассветом все искусственное освещение отключается само.

Управление освещением с помощью таймера используется в тех случаях, когда включать и выключать свет нужно по часам. Например, за 5 минут до прихода хозяина с работы, если у него нормированный график. Или отключение освещения и наружной рекламы в мертвое время, с 02:00 ночи до 05:00 утра.

Устройства управления освещением

Для управления освещением используются различные устройства и приборы. Некоторые из них являются непосредственно управляющими, другие – вспомогательными датчиками или приборами, получая информацию от которых срабатывают первые.

Блок управления освещением

Используется для дистанционного управления группой светильников. Подключается к осветительным приборам конкретной группы. При нажатии на кнопку включает или выключает приборы в принудительном порядке.

Существуют также блоки, позволяющие управлять группой освещения с помощью обычного пульта ДУ от телевизора или другой техники. Кнопки на пульте можно выбирать произвольно, а затем программировать под определенные действия. Блок позволяет не только включать и выключать свет, но и регулировать яркость, а также выключать свет по таймеру.

Контроллер управления освещением

Контроллер является функционально законченным автоматом, способным управлять освещением в автоматическом режиме согласно заданной программе, в дистанционном режиме с пульта ДУ или согласно информации, поступающей с датчиков, а также в ручном режиме с помощью кнопок. Программирование контроллеров осуществляется с помощью встроенной клавиатуры и ЖК дисплея.

Схема управления освещением с помощью контроллера показана на рисунке.

Датчики управления освещением

Датчики движения устанавливаются в помещениях, где планируется автоматическое управление светом в зависимости от наличия в нем людей. Пиросенсоры датчиков улавливают тепловое излучение людей и животных, подают сигнал на управляющее устройство, которое включает свет или отключает, если помещение покинули. Принцип действия датчиков движения основан на ИК излучении (инфракрасном), которое не проходит через естественные преграды в виде стен. Если в соседнем помещении кто-то находится, датчик не будет срабатывать.

Датчики освещенности улавливают световой поток естественного освещения. Если интенсивность снижается до заданного порога, датчик передает сигнал управляющему устройству, которое включает освещение, например, в вечернее или пасмурное время. Такие датчики в основном используются только для автоматического управления наружным освещением аллей, технической подсветкой зданий, террас и др.

Дистанционно управляемые выключатели

Подобно современным телевизорам, музыкальным центрам, DVD-проигрывателям и другим приборам, управляемым с помощью инфракрасных лучей, первыми стали появляться выключатели, розетки и диммеры, которые реагируют на ИК-лучи. Управление происходит с помощью пульта на инфракрасных лучах, который необходимо направлять четко на приемник ИК-лучей на выключателе. В связи этим управление возможно только в пределах прямой видимости, а в других комнатах – нет.

Радиоуправляемые выключатели позволяют управлять освещением в разных помещениях и за его пределами на расстоянии до 100 м сквозь любые препятствия, которые снижают уровень сигнала, но не блокируют его полностью. Частоты, используемые для радиоуправления освещением, 433 МГц и 868 МГц, специально для этого предназначены, так что засорение эфира не происходит. Иногда производят специальные переходники, преобразующие ИК – излучение в радиочастотное.

GSM управляемые выключатели позволяют управлять освещением с телефона удаленно. С помощью специальной программы, установленной в телефон или смартфон, можно выключить или включать свет в доме, где бы Вы ни находились.

Пульт управления освещением

Для дистанционного управления освещением используются как пульты на ИК – излучении, так и радиоуправляемые. В некоторых случаях можно использовать обычный пульт от телевизора, перепрограммировав его соответствующим образом.

Радиоуправляемые пульты сейчас пользуются спросом, так как обладают достаточной функциональностью. На них может быть до 7 – 9 кнопок, которые могут управлять разными группами освещения. Каждая группа имеет свой адрес. При нажатии на кнопку сигнал расходится на все группы сразу, но откликается только та группа, адрес которой совпал.

В системах «умный дом» используются пульты дистанционного управления, которые позволяют регулировать и управлять не только освещением, но и всей техникой и электроникой в доме.

Фотоэлементы

Фотоэлементы необходимо устанавливать в таких местах, где не будет попадать освещение от светильников, чтобы не происходило ложного срабатывания. Устройство не реагирует на временные вспышки, например, молнию или свет фар автомобиля, только на общий уровень освещенности.

Таймеры или реле времени

Реле времени используется тогда, когда необходимо управлять освещением согласно определенному графику. Например, освещение наружной рекламы требуется включить в определенное время и выключить тоже. Уличное освещение сада или придомовой территории выключить в ночное время и снова включить в предрассветное. Встроенный процессор сам определяет время восхода и захода солнца и рассчитывает необходимое время.

Все эти устройства и приборы призваны упростить нашу жизнь и сделать ее еще более комфортной. Самые простые системы дистанционного управления освещением не требуют замены проводки и дополнительных проводов, достаточно заменить выключатели или вмонтировать специальные блоки в люстры. А вот для более серьезного управления с помощью системы «умный дом» придется сформировать серьезную сеть, объединяющую все устройства.

Cхемы подключения датчика движения для управления освещением

Первоначально датчики движения для освещения применялись в целях обеспечения охраны и безопасности различных объектов, однако в последнее время подобные устройства используются в частных жилищах и на территориях приусадебных участков. Кроме того, научные разработки позволили создать новые приборы, способствующие не только комфортному передвижению по дому или саду в темное время суток, но и экономии электроэнергии.

Возможности использования датчиков движения

По мнению специалистов схема подключения датчика движения для освещения определенного пространства не имеет особых отличий от обычного выключателя, что позволяет установить такое оборудование как в загородном доме, так и на площадях вокруг него. К тому же для организации освещения могут быть использованы как устройства, реагирующие на движение, так и механизмы проходных выключателей.

Кроме того, подобные приборы, нередко, подсоединяются к иным сетям, например:

  • системам сигнализации;
  • звуковому оповещению;
  • другому оборудованию, применяемому для охраны и безопасности частных владений.

Принципы работы регистрирующих приборов и обеспечение их функциональности

Датчик движения, подключенный к осветительным приборам, позволяет откликаться на инфракрасное излучение, свойственное всем живым существам, и потому основной деталью такого прибора является фотоэлемент, главной характеристикой которого считается радиус действия. То есть, расстояние до датчика, находясь на котором, объект будет зафиксирован фотоэлементом, и сработает схема включения освещения.

Современные разработки подобной аппаратуры позволяют настраивать параметры чувствительности фотоэлементов, что помогает исключить реакцию устройств на работу бытовой техники или движение домашних животных.

Кроме того, промышленностью выпускаются осветительные приборы, в которых вмонтированы датчики движения. Подобные светильники не являются редкостью, но для грамотной их установки специалисты рекомендуют соблюдать несколько правил:

  • датчики движения лучше монтировать таким образом, чтобы напротив устройства не располагалась бытовая техника, а также лампы накаливания и радиоприемники;
  • монтаж предусматривает отсутствие препятствий;
  • исключение попадания влаги, которая способна вызвать повреждения и отказ от работы механизма;
  • точный расчет мощности осветительного оборудования, которая не должна превышать 500 Вт.

Однако при необходимости установки нескольких ламп большей мощности к одному устройству предполагается включение в схему специального магнитного стартера.

Выбор устройств, реагирующих на движение, зависит от целей и потребностей освещения определенной площади.

Типы датчиков движения для автоматизации освещения территории

Если предпочтение отдается аппаратуре с подключенным датчиком, то необходимо определиться с типом осветительного прибора, так как обычные лампы не смогут исправно выполнять свои функции из-за частой смены режима работы. Потому специалисты рекомендуют приобрести специальные лампы, предусмотренные под использование в подобных электрических схемах.

Так как эксплуатация датчиков на открытых площадях предусматривает определенные меры защиты, то следует обратить внимание на классность устройств по данному параметру, например, IP44 или IP57.

Кроме того, существуют:

  • активные датчики движения, которые работают по принципу радаров или эхолокаторов, то есть посылают сигнал и принимают его отражение;
  • пассивные устройства, для работы которых использовано свойство улавливать тепло.

Считается, что активные устройства более функциональны и точны. Однако они работают на ультразвуковых частотах, что должно быть учтено при наличии в доме домашних животных, которым могут досаждать подобные звуки.

Угол обзора и сектора охвата устройств

Помимо этого специалисты советуют учитывать дальность и угол обзора приборов. Итак:

  • датчики, расположенные на потолках, обязаны обеспечивать работу в радиусе 360 градусов;
  • настенные модели — 180° в горизонтальной плоскости и 20° по вертикали;
  • дальности действия в 10–12 метров вполне хватает для функционирования схемы в просторных помещениях.

Впрочем, если этого не достаточно или пространство имеет несколько поворотов, как, например, коридоры или лестницы, то не исключается применение двух устройств, фиксирующих движение или совмещение работы датчика движения и проходного выключателя.

Кроме того, обычный выключатель может быть необходим в схеме, независимо от исправной работы регистрирующего устройства.

Конструкционные особенности подобной аппаратуры предполагают использование неподвижных и подвижных датчиков, что позволяет периодически изменять площади обнаружения, продвижением устройства по заданным осям.

Стандартные схемы подключения приборов регистрации движения

Однако стандартные схемы подключения датчиков движения подразумевают установку одного прибора в обычную электрическую цепь.

Регистрирующий движение механизм оснащается тремя клеммами зажима:

  • одна из них отводит провод к фазе;
  • вторая для подключения нулевого провода;
  • третья обеспечивает подключение осветительного прибора.

Но следует учитывать, что освещение должно быть подключено отдельной веткой энергетического кабеля.

Схема подключения датчика движения для освещения с выключателем

При необходимости подобная схема подключения может дополняться выключателями проходного или обычного типа, однако она не предполагает выделения какого-либо отдельного осветительного прибора, уже соединенного с выключателем.

Характерная цветовая маркировка проводов датчиков движения позволяет оперативно установить его в типовую схему.

Отдельные случаи предполагают включение в схемы нескольких регистрирующих приборов одновременно, например, если каждое устройство не обладает достаточным спектром возможностей. Тогда все датчики движения необходимо зафиксировать на одной фазе и сделать их включение параллельным, а изменение принципа подключения приведет к короткому замыканию.

Впрочем, нередко требуется применить схему с возможностью принудительного отключения устройства и выключатель, так же устанавливается параллельно датчику движения, что поможет не зависеть от периода времени, через которое будет выключаться осветительный прибор.

Правила установки выключателя в схему

Установка в схему выключателя проводится от фазы к части провода, который проходит от датчика к светильнику. Тогда, если контакт в выключателе прерван, схема будет работать в обычном режиме, а если его замкнуть, то осветительный прибор должен функционировать, игнорируя регистрирующее устройство.

Чаще всего подобные схемы применяют в жилых помещениях, тогда как на уличных фонарях или в подъездах используется стандартный вариант подключения датчиков движения к электрической цепи.

Виды осветительных приборов, снабженных устройствами для автоматического срабатывания

Кроме того, жилые помещения нередко оснащаются лампами с датчиками движения, которые способны срабатывать автоматически, например:

  • промышленно выпускаются светодиодные источники со встроенными датчиками движения, что помимо экономичности и удобств в эксплуатации наделяет «умное» светодиодное освещение дополнительными преимуществами;
  • энергосберегающие лампы так же могут оснащаться устройствами, реагирующими на движение, и позволяют сэкономить более половины энергетических затрат, однако данные источники освещения чувствительны к смене режима работы и требуют частой замены.
  • люминесцентные источники света, снабженные датчиками движения, успешно используются в габаритных помещениях и просты в монтаже, но установка подобного оборудования достаточно дорогостоящая, поэтому специалисты рекомендуют приобретать и устанавливать механизмы автоматического выключения отдельно от осветительных приборов данного принципа действия.
  • достаточно широко применяются галогенные осветительные приборы со встроенными датчиками движения, помогая оснастить автоматическими источниками света потолочные зоны помещений.
Читайте также:  Электричество: в каком году появилось и кто изобрел, история открытия постоянного и переменного тока

Выбор места монтажа и настройка датчика

По логике, датчик, регулирующий освещение, должен располагаться там, где движение наблюдается чаще всего или в тех пространствах, где затруднено пользование выключателем. Однако, если работа подобных устройств не связана с выключателями, то их монтируют в самых высоких точках стен, а на открытом участке, например перед входом в дом — над дверью.

Помимо этого, исправная работа датчика предполагает регулярный уход за устройством, так как наличие пыли и грязи влияет на реакцию фотоэлементов.

Настройка режима работы регистрирующих движение устройств

Настройка схемы работы датчиков движения не представляет особых затруднений. Так корпуса подобных приборов оборудованы специальными рычажками:

  • первый является поворотным механизмом, регулирующим время включения и выключения источника света, позволяя продлить освещение пространства до 10 минут;
  • второй — рычаг, помогающий настроить работу датчика в дневное время, когда не требуется дополнительных осветительных приборов.

Однако устройством датчика предусмотрено включение прожекторов или ламп, если освещенность в светлое время суток недостаточна.

Оптимальное размещение и корректировка работы датчиков движения

Схема подключения неподвижного устройства предусматривает наличие специального шарнира, позволяющего оптимально отрегулировать угол обзора и площади захвата сканирующего элемента. Потому располагать подобные устройства рекомендуется на стенах или потолках помещений.

Потолочные приборы исследуют зоны в виде конуса, напоминая многолучевой барьер, полностью охватывающий все стены небольших помещений. Однако для работы «умного» освещения вне дома рациональнее использовать настенные устройства, спектр захвата у которых гораздо шире. Их подключают на открытом пространстве, размещая на высоте не менее двух метров, соединяя с осветительными приборами, например фонарями, в углах или над дверной системой, чтобы установить основной источник повыше.

Кроме того, при наличии в доме домашних животных лучше монтировать датчики движения таким образом, чтобы питомцы не попадали в радиус их срабатывания, то есть повыше от пола. Помимо способов установки, данную проблему может решить прибор, оснащенный регулировкой уровня чувствительности, и, несмотря на то что подобные модели не являются бюджетным вариантом данного оборудования, они позволяют выбрать объекты, на которые будет реагировать датчик. Впрочем, такой прибор потребует неоднократной настройки.

Исправная работа датчиков движения, независимо от их возможностей и конструкционных особенностей, не исключает сезонную перенастройку оборудования из-за смены температуры воздуха и повторного подключения устройства.

Виды приборов для автоматического включения освещения

Автоматические выключатели света с датчиками движения принято разделять на несколько видов:

  • по способу управления, например: автоматические, с требованием отключения и дистанционные;
  • по дальности охвата площади на расстоянии от 8 до 12 метров;
  • по спектру охвата;
  • по способу подключения к цепи датчики способны управлять приборами освещения как из одного места, так и из разных точек;
  • типов исполнения;
  • по принципам работы.

Это позволяет выбрать наиболее подходящее оборудование, позволяющее полностью обеспечить решение поставленных задач, рационально распределив финансовые расходы.

Способы регулировки функционирования датчиков движения

Независимо от вида устройства принцип работы автоматических включателей освещения одинаков. Однако существуют и усложненные варианты, как например, приборы MW-700 и MW-703, внешний вид одного из них приведен ниже.

Кроме способности сканировать присутствие людей в окружающем пространстве, в устройство встроено реле времени и датчик освещенности. Последний позволяет добавлять существенную экономию за счет блокировки включения света днем, когда и так светло, и включение светильника не требуется.

С момента поступления сигнала на сенсор движения через мгновение происходит включение источника света при условии, что уровня естественного света не достаточно. Через некоторый промежуток времени после прекращения обнаружения движения происходит отключение нагрузки.

Прибор в состоянии управлять нагрузкой до 1000 Вт. Настройка устройства сводится к подбору трех параметров:

  • дальности действия, измеряемой в метрах и являющейся по сути чувствительностью;
  • времени отключения (6–720 секунд);
  • порога срабатывания сенсора освещенности (5–2000 люкс), который подбирается под минимально необходимый уровень освещенности.

Оптимальный выбор настроек позволяет выбрать необходимый режим работы и предотвратить излишние затраты электроэнергии.

Заключение

В данной статье были рассмотрены датчики движения и принципы их работы. При установке необходимо учитывать дальность и угол обзора каждого датчика. Выше были приведены схемы подключения, при реализации которых требуется соблюдать правила монтажа. После размещения датчиков по своим местам следует произвести их настройку, а также проверку работоспособности.

Видео

Бесконтактный датчик для управления включением освещения

  • Цена: $8.61 (5шт)
  • Перейти в магазин

Небольшой обзор бесконтактного датчика для управления различными нагрузками, хотя основное применение это все таки управление включением освещения.

Некоторое время назад, а если быть точнее, то 6 лет назад я делал домой кухонную мебель и встал вопрос удобного управления освещением. Дело в том что кухня, это то место, где включать свет приходится не только мокрыми, а иногда и грязными руками, например при разделке мяса, соответственно обычные выключатели не так удобны.

Второй причиной было то, что хотелось иметь скрытые выключатели и тогда у меня все получилось. Помог мне в этом мой тезка из беларуси, который выложил в интернете статью о таков выключателе (если не путаю, это она). Я списался с автором и потом по моей просьбе он доработал схему. Сейчас эта схема имеет уже другой вид, но об этом я расскажу позже.
Работает все это почти нормально, опять же, почему именно «почти» я также буду рассказывать в ходе обзора, так сказать — в контексте.

Фотографии делались почти 6 лет назад, 4 сентября (можно сказать годовщина), качество мрак а доступа к выключателям чтобы переснять у меня увы нет.
Как можно понять, была небольшая платка с микроконтроллером и парой светодиод-фототранзистор.
Все это устанавливалось внутри фальшпанели на кухне, для чего было высверлено углубление диаметром 35мм и глубиной около 8мм при помощи сверла Форстнера, затем сделан паз для проводов, фрезера у меня тогда не было потому делал при помощи лома и такой-то матери, получилось грубо и криво 🙁

Но когда все собрано, то почти ничего и не видно. Снаружи только собственно светильник и пара отверстий, они видны вверху снимка.
Из двух выключателей один работает почти отлично, второй относительно быстро перестал нормально себя вести и реагирует только на что-то более отражающее чем рука.

В свете того, что в ближайшее время мне предстоит похожий процесс сборки кухни и установки выключателей я взял для обзора готовый вариант. Он продается как поштучно, так и по 5-10шт, в моем случае это лот 5 штук.

Мелкие и аккуратные платки, количество сходится, пока вопросов нет 🙂

Размеры печатной платы 40х10мм, высота около 8-8.5мм.
Плата рассчитана на установку в профиль для светодиодных лент, правда модуль собственно датчика при этом немного выходит за плоскость рассеивателя, что немного портит вид. Кроме того следует быть внимательным так как лента подключается аккуратно только одной стороной, если установить наоборот, то полярность подключения будет неправильной. Ничего не сгорит, но придется подключать проводочками крест накрест.

Конструкция предельно проста, небольшая платка, на ней фотодатчик на отражение, микроконтроллер, стабилизатор питания и полевой транзистор для коммутации нагрузки.
В описании заявлено питание 12 Вольт, ток нагрузки до 3 Ампер, при этом мощность нагрузки указана 36-72 Ватта что намекает и о 24 Вольта питании.
Более детальный осмотр выявил, что стабилизатор на входе рассчитан на 40 Вольт, а ключевой транзистор на 30, потому диапазон питания скорее 12-24 Вольта, но больше я бы не подавал. А вот меньше подавать можно, плата нормально работает примерно от 6-7 Вольт.

Микроконтроллер HT68F002, стабилизатор SE8550, полевой транзистор AO3400, максимальный ток коммутации 5.8 Ампера.

Снизу платы компонентов нет, соответственно можно клеить на двухсторонний скотч как светодиодную ленту.

Ссылки на даташиты я привел выше, но посчитал что возможно кому-то пригодится и схема устройства, благо она простая.

Измерять здесь особо нечего, ток потребления заявлен 10мА, реально около 1мА, при включении/выключении подскакивает до 7-10мА.
Но посмотрел осциллографом что творится на выходе управления светодиодом датчика. Режим работы светодиода импульсный, это сделано для того чтобы схема была экономичной так как при непрерывном питания ток потребления был бы порядка 60мА.
Частота включения светодиода около 33 Гц, время свечения 230мкС.

Принцип работы предельно прост, поднесли руку, свет включился, поднесли еще раз, выключился. Следует понимать, что это не датчик движения, ему все равно, ведете вы руку или нет, он реагирует на отражение.
На плате есть место для перемычки помеченное как J1 R0, она подключена к выводы 5 микроконтроллера. При установке перемычки отключается триггерный режим и нагрузка включается пока есть срабатывание датчика.
Также имеется синий светодиодик который светит в выключенном состоянии, очень удобно.

Но как говорится — лучше один раз показать, потому сделал несколько gif-ок для демонстрации.

Обычное внешнее освещение, все работает очень даже удобно, хотя замечал что как-то выключатель сработал сам по себе, даже не понял от чего.
Дальность срабатывания зависит от внешней засветки и при обычных условиях составляет 6-8см.

Засветка от светодиодной ленты практически не влияет на дальность срабатывания.

А вот настольная лампа с галогенкой полностью блокирует его работу. Дело в том, что здесь используется ИК диапазон и нет ни АРУ, ни отсечки непрерывной засветки ни несущей частоты как у ИК фотоприемником для обычного дистанционного управления.
Человек который давно выкладывал свою разработку, сейчас перешел на модель с ИК фотоприемником, а не обычным фототранзистором, такая схема лишена подобного недостатка, но фотоприемник имеет больше размер.

Также работу блокирует засветка от своего светодиода, именно по этой причине у меня стал плохо работать один из моих датчиков, в ДСП были сделаны отверстия, но видимо из-за чего-то через время одна из плат немного поднялась и теперь чтобы включить надо поднести что-то отражающее свет, например металлическую крышку.

Отчасти решить проблемы можно сужением диаграммы направленности фотодиода, например банальным кусочком термоусадки.

Схема начинает работать корректно, но все равно остается проблема при прямой яркой засветке, например у меня когда солнце светит прямо на столешницу, то свет может самопроизвольно включаться/выключатся.

Есть еще одна «особенность», это не поломка, просто она есть. Если поднести руку на определенное расстояние, то выключатель начинает включаться/выключаться. Почему так, не знаю, это происходит даже если к нему ничего не подключено и закрыт светодиод индикации состояния.

И так, что можно сказать в данном случае.
Для начала хорошее. Все работает, датчик включается и выключается, потребляет мало, влазит в стандартный алюминиевый профиль, собран относительно аккуратно.
Но есть и плохое. Из-за того что схема очень проста, есть влияние внешней засветки светильниками с большой отдачей в ИК диапазоне, т.е. обычные лампы накаливания.

У меня как-то была идея простой реализации защиты от указанных выше проблем, разделить фототранзистор и микроконтроллер конденсатором чтобы отсечь постоянное напряжение, а чтобы отсечь помехи, светодиодом передавать простенький код, соответственно когда есть нормальное отражение и микроконтроллер видит что код правильный то включает освещение. Но так как я не программист, то реализовать не смог.
Также еще есть вариант подобного выключателя на дискретных компонентах, если не путаю, то с использованием микросхемы DTMF декодера.

Коротко — применять можно, работает, но при установке следует учитывать «нюансы» описанные выше.

На этом у меня все, надеюсь что этот короткий обзор все таки был полезен.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Читайте также:  Как подключить светодиод к источнику питания 12 вольт: необходимые расчеты и алгоритм подключения

Умное удаленное освещение дома

Для организации качественной системы освещения обязательно нужно управление, ведь времена когда выключить лампочку её нужно было выкрутить, давно прошли. Современная автоматизированная система управления освещением включает в себя как механические, так и электронные устройства. Оттого насколько тщательно она продумана, сконструирована и оснащена зависит не только удобство её эксплуатации, но и пожарная безопасность.
С помощью инновационных систем освещения можно не только включать или выключать его с расстояния, но и регулировать мощность, насыщенность, тепловые оттенки, и цветовую гамму. Автоматизированная осветительная система зачастую называется умное освещение, и этот термин полностью оправдывает его уникальность.

Как подразделяются системы искусственного освещения

Всё дистанционное управление (с расстояния) осветительными системами выполняется двумя способами:

  1. Проводное управление, связано непосредственно с источником светового потока. Проводное управление осуществляется через обычный выключатель освещения или диммер (регулятор освещения), они могут как одноклавишные, так и многоклавишные. Подсветка необязательна, но рекомендована.
  2. Беспроводное управление освещением даёт возможность управлять многими процессами светильника с пульта управления, который может находиться как в 5 метрах, так и 500 км. Для таких систем освещения величина расстояние зависит только от конкретного прибора, который выполняет удалённый доступ к светильнику или прожектору.

Это относится как системам наружного освещения, так и к установленным в жилых помещениях, складах, магазинах, подъездах, туннелях и т.д. Для реализации беспроводной осветительной системы используются всевозможные датчики, компьютеры, смартфоны, инфракрасные и радиопульты управления, или же через контроллер.

В чём же состоит преимущество дистанционного управления как проводного, так и беспроводного?

Преимуществами осветительных приборов и систем с дистанционным управлением являются:

  1. Экономия электроэнергии и правильное, а значит рациональное её использование.
  2. Комфорт человека и оптимизация процесса для включения и отключения осветительных приборов.
  3. Умная лампа с пультом облегчит жизнь людей с ограниченными способностями.
  4. Безопасность как от воров (применение систем эффекта присутствия), так и пожарная безопасность. Если освещение выключено, значит в нём, не произведет короткого замыкания, являющегося самой часто причиной пожаров.
  5. Контроль всех осветительных устройств как дома, квартиры, так и придомового участка.
  6. Продолжительность срока службы самих ламп. У каждой лампы накаливания или же инновационной светодиодной есть свой срок работы, выраженный в часах. Естественно, чем меньше она работает тем больше её срок службы, правда, в случае с лампочками накаливания или же люминесцентными источниками света, на продолжительность жизни их влияет также и частота включения.

Интеллектуальное освещение

Для качественной реализации идеи умный дом освещение является первостепенной задачей и дистанционное управление освещением неотъемлемая его часть. Такое освещение можно разделить по способу управления на группы:

  • от пульта управления (ПДУ);
  • освещение управляемое через контроллер;
  • срабатывание освещения от различных датчиков (фотоэлементов, таймеров).

Управление освещением с помощью ПДУ

Данное управление широко применяется для освещения квартир, домов, автостоянок, складов. Оно может быть основано на радиосвязи и инфракрасном излучении. Радиовыключатели имеют больший радиус действия и могут работать даже без непосредственной видимой связи с реле которое и включает светильник. Применение реле обязательное условие так как осветительные приборы особенно большой мощности должны включаться от качественной коммутационной аппаратуры, обеспечивающей хороший контакт. С помощью пульта производится только подача управляющего сигнала на реле. Однако реле может быть собрано и на электронных элементах и не иметь контактной части.

Одной из разновидностей такой системы умного освещения является комплексное использование систем радиосвязи и инфракрасных источников передачи сигнала, то есть обычных пультов для дистанционного управления освещением. Это значит, что после того как человек нажмёт кнопку на ПДУ инфракрасный сигнал передаётся на радиомодуль и перенаправляется уже на нужный контроллер, работающий на фиксированной частоте.

Управление через контроллер

Контролер — это многофункциональный автомат включения освещения, созданный чтобы управлять несколькими цепями освещения одновременно, а также контролировать их яркость, температуру окружающего воздуха, освещенность. Разумеется, такая умная система не может работать без оперативной системы, которая управляется через компьютер или смартфон, с помощью системы Wi-Fi или же интернета. Управление освещением в квартире происходит посредством специальных программ, с идентификационным паролем и с неважно какого расстояния. Система работает там, где есть интернет. Умная настольная лампа, включаемая с другого города или населённого пункта, может отпугнуть воров, посягающих на жилище. Блок управления оснащён индикацией с помощью светодиодов, или специального экрана.

Управление осветительных систем от всевозможных датчиков

Такие автоматические источники света очень удобны, они могут быть как беспроводные, так и проводные. Сигнал на включение освещения берётся от специально датчика который настроен и срабатывает при изменении какой-то определённой величины, например, освещенности. Это значит что если в подъезде темно, значит, датчик освещения подаст сигнал на умный светильник и тот включится, и наоборот при ярком наружном освещении его срабатывание будет невозможно. Последнее время очень распространены среди таких систем, светильники, обладающие датчиками движения. То есть при каком-либо движении в радиусе его срабатывания освещение включится и будет гореть до тех пор, пока из зоны его контроля не выйдет двигающийся объект. Такая автоматизация источника освещения может работать с несколькими датчиками одновременно.

Умные лампы с аккумулятором

Умные лампочки, работающие от автономного источника энергии аккумулятора, последнее время получили большую огласку и распространение. Заряд такой лампы происходит при включении её в сеть, а при выключении из сети она может дополнительно светить ещё в течение 3–5 часов. Это, несомненно, приводит к уменьшению затрат на электроэнергию.

Управление таким источником света может осуществляется как от пульта дистанционного управления, так и с помощью телефона или планшета. Зачастую такие лампочки оснащены устройством, работающим от сети Wi-Fi, а значит и от интернета.

Выбор управляющего механизма освещения

Главное, что нужно помнить при выборе любой автоматизированной системы освещения, это номиналы питающего напряжения не только системы управления, но и самого непосредственного источника световой энергии должны быть в допустимых пределах. Также должны соответствовать мощности и токи управляющего механизма, с мощностью и током самого осветительного прибора. Например, система, управляющая 100 ваттным осветительным прибором, не сможет качественно и долговечно выполнять управление 500 ваттным прожектором. Если всё-таки и есть такая необходимость нужно воспользоваться специальным коммутационным реле, рассчитанным на такую мощность и ток.

Видео о дистанционном освещении

Свет по заказу: системы управления светодиодным освещением

Светодиодное освещение — одно из наиболее быстро развивающихся направлений современной электроники. Спектр применения светодиодов чрезвычайно широк — от традиционного уличного и офисного освещения до специализированных применений, предъявляющих особые требования к источнику света. Одним из таких требований является возможность динамического управления яркостью и спектром излучения источника света по заранее заданным алгоритмам. Такие возможности востребованы прежде всего в архитектурной и декоративной подсветке помещений, при оформлении витрин и рекламных стендов, а также в медийной деятельности при создании различных шоу со сложной световой сценой. Производители внимательно следят за требованиями рынка и на сегодняшний день предлагают ряд решений на основе модульных контроллеров управления светодиодным освещением. С помощью таких контроллеров можно управлять яркостью, сменой цветов, скоростью выполнения сценария как для RGB-матриц, так и для монохромных светодиодов. О контроллерах KEYTEC, предлагаемых компанией КОМПЭЛ, и пойдет речь в статье.

Принципы действия и компоненты систем управления светодиодным освещением

Управление яркостью светодиодов осуществляется при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Данная технология позволяет управлять яркостью свечения с помощью импульсов постоянного тока различной скважности, подающихся на светодиод с высокой частотой. Фактически, светодиоды очень быстро включаются и выключаются согласно заданной программе, что визуально воспринимается как изменение яркости свечения светодиодов.

При одновременном свечении светодиодов разные цвета смешиваются, в результате чего получается новый цвет. Например, путем смешения красного, зеленого и синего получаем белый цвет. Изменение цветов может быть плавно перетекающим либо скачкообразным в зависимости от программы, заложенной в контроллере.

В настоящий момент на рынке есть ряд устройств, реализующих функции управления светом:

  • Стандартный RGB-контроллер- это одноканальное устройство (фактически, под одним каналом мы подразумеваем три канала управления цветом красный-зеленый-синий) с одной или несколькими управляющими программами, переключения между которыми могут осуществляться кнопками выбора как на самом контроллере, так и с помощью пульта дистанционного управления (ДУ).
  • Многоканальные RGB-контрол­леры- имеют три и более RGB-канала управления. Такие контроллеры могут объединяться в систему для выполнения программ сложных светодинамических сценариев. Как правило, в многоканальных контроллерах предусматривается возможность программирования через ПК.
  • DMX RGB-контроллеры- уст­ройства, предназначенные для управления освещением через протокол DMX 512 (Digital Multiplex). Контроллер подключается к компьютеру через USB-интерфейс и управляет осветительными приборами при помощи специального ПО. Протокол DMX 512 позволяет подключать до 512 каналов управления различными осветительными приборами. С помощью DMX-контроллеров можно быстро и просто создавать сценарии освещения, для запуска каждого из которого можно задать горячую клавишу на клавиатуре ПК. Управление светом через DMX-контроллер возможно и в автономном режиме (без подключения к компьютеру). Для этого используется встроенная память контроллера, куда можно загрузить сценарии управления и переключать их при помощи кнопок на корпусе.
  • DALI RGB-контроллеры- устройства, управляющие освещением с использованием протокола DALI (Digital Addressable Lighting Interface). DALI-контроллеры могут запрашивать состояние и диктовать команды, используя двунаправленный обмен цифровыми данными с подключенными устройствами. В качестве автономной системы в одной DALI-линии могут работать до 64 устройств. Есть возможность увеличивать количество адресов в системе до 12800, объединяя до 200 DALI-линий с помощью DALI-роутеров. Этот протокол пока менее распространен в России, чем DMX512.
  • Репитеры- применяются в тех случаях, когда к RGB-контроллеру необходимо подключить нагрузку большую, чем позволяет данный контроллер. Репитеры имеют несколько выходных RGB-каналов и предоставляют возможность подключения дополнительного количества светодиодных монохромных и RGB-изделий (модулей, линеек, лент и т д.). Возможно подключение одного, двух и более репитеров к управляющему контроллеру.
  • Диммеры- применяются для ручной плавной регулировки яркости светодиодных лент, линеек и ламп. Как правило, представляют собой контроллер, управляемый либо ШИМ-сигналом, либо аналоговым сигналом напряжением 0…10В или 1…10В, поступающим от внешнего управляющего устройства (пульта).
  • Инфракрасные, сенсорные либо объемные датчики — выполняют функцию выключателей для ручного или автоматического включения/выключения светодиодного освещения.

Системы управления светодиодным освещением
на основе продукции компании Keytec

Компания Keytec Technology Co., Ltd. была создана в 2007 году. Основное направление ее деятельности — разработка и производство источников питания и систем управления для светодиодного освещения.

В настоящее время в линейку продуктов компании Keytec входят:

  • Контроллеры RGB (в том числе DMX-контроллеры) и другие компоненты систем управления освещением;
  • LED-драйверы для внутреннего и наружного применения. Источники питания имеют коэффициент коррекции мощности 0,95 и высокий класс защиты от воздействия окружающей среды (IP67).

Модельный ряд Keytec содержит устройства, способные работать как со светодиодными линейками и лентами (управляются напряжением), так и со светодиодными модулями (управляются током). Вся продукция соответствует европейским стандартам EMC и CE.

RGB-контроллеры имеют по три RGB-канала и рассчитаны на нагрузку до 360 Вт. Предусмотрены различные варианты управления контроллерами:

  • Выбор программы с помощью кнопок на корпусе RGB-контроллера: KC-RGB-A;
  • Выбор программы с помощью пульта ДУ по радиоканалу: KC-RGB-B RT;
  • Выбор программы, прямое управление световой сценой с пульта ДУ: комплект KS-RGB-L01 (пульт) и KC-32-mini (контроллер-приемник), показанные на рис. 1 и 2, соответственно;
  • Выбор программы, программирование, управление сложной световой сценой по 10 радиоканалам одновременно и раздельно: Play RGB KS-RGB-03 или Play RGB KS-RGB-04 (пульт), работающие совместно с контроллером-приемником KC-DC-032 (рис.3);

Рис. 1. RGB-контроллер KS-RGB-L01 (пульт)

Добавить комментарий