Устройство и принцип работы датчика света в автомобиле

Как работает уличный фотодатчик

Если установить датчик освещенности для включения света над входом в подъезд, то он будет работать по тому же принципу, что и обычный фонарь с датчиком движения. Работой лампы управляет сенсор, чувствующий изменение в перемещении объектов в зоне контроля. Или фоточувствительный элемент, который реагирует на изменения в световом потоке.

Главным элементом такого устройства является чувствительный фотоэлемент, который размещен на плате и может менять свои свойства.

Фотоэлемент реализован на основе фоторезистора. Пока уровень света, попадающий на его поверхность, достаточный, цепь питания разомкнута. Сумерки сгущаются, и параметры фотоэлемента меняются, вызывая замыкание цепи. Лампа перед входом включается. Поутру происходит обратная церемония. Как только уровень света повысится до заданного показателя, цепь размыкается и светильник гаснет. Это основной принцип работы фотореле.

Если дополнительно установить детектор движения, свет будет подключаться именно в тот момент, когда датчик зафиксирует движение.

Описание устройства

Датчик освещенности, он же фотореле и сенсор света, сумеречный выключатель устанавливают между источником питания и потребителем в виде каких-либо осветительных приборов. В зависимости от места установки прибор внешне может быть представлен в виде автомата (на DIN-рейку) с выносным чувствительным элементом, встроенным в отдельный корпус или в светильник.

Фотореле

По сути, все сенсоры имеют общее устройство и принцип работы. Первым рабочим элементом является светочувствительный фотодиод, фототранзистор или фоторезистор (он стоит дешевле и чаще используется в производстве датчиков). Все они в разной степени обладают привлекательной способностью менять сопротивляемость в зависимости от уровня освещенности. Чем светлее, тем показатель меньше.

Фотоэлементы

С наступлением предельной степени темноты фоторезистор подает сигнал на усилитель. В цепи имеется реле, которое ее замыкает. В результате ток поступает к светильнику. Когда восходит солнце, цепь размыкается.

Порог чувствительности можно контролировать с помощью встроенного регулятора, если он есть. Установить его можно экспериментируя или постепенно. Последний считается наиболее практичным. Сначала ставят минимальный, потом, прибавляя постепенно, выходят на искомый уровень.

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.

Где купить

Приобрести оборудование для управления светом можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых видеокамер есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Разновидности

По типу применяемых датчиков их разделяют на несколько групп:

1. Инфракрасные. Срабатывают на тепло в поле работы датчика. Так как теплокровным, кроме человека, относятся и домашние животные, среагировать инфракрасные детекторы могут и на них.

2. Акустические. Реагируют на шум. Если двери открываются со скрипом, или громкие шаги человека датчик сработает.
3. Микроволновые. Датчики активного типа. Сами формируют волны в микроволновом диапазоне и выслеживают их возврат обратно. Если есть разница от движущегося объекта, электрические цепи замыкаются/размыкаются.
4. Ультразвуковые. Принцип работы аналогичен микроволновым датчикам, но в практике применяются редко. На ультразвук неадекватно могут среагировать домашние животные.
5. Комбинированные. В одном устройстве освещённости может сочетаться сразу несколько типов обнаружения движения. Более надежные системы, но и более дорогие.
6. Астрономический таймер. Реле нового поколения. Также контролирует работу осветительных приборов, но основано на ином принципе управления. В микрокомпьютер астротаймера заложена программа с данными о времени движения солнца в разных регионах планеты. Для того чтобы настроить прибор, надо вбить в прибор данные GPS своего населённого пункта, текущие дату и время. Опираясь на эти ключевые настройки, он автоматически будет определять, когда пора включать лампы освещения. Если у фотореле возможны ложные срабатывания, то у астротаймера таких ошибок нет. Он работает в любую погоду.

Обычно инфракрасный датчик освещения применяется для уличного фонаря, так как он обладают рядом преимуществ:

• недорогой;
• с большим радиусом действия;
• можно легко отрегулировать под свои предпочтения.

Уличные или лестничные детекторы преимущественно используют или ультразвуковые или микроволновые. Способные среагировать на достаточно большом расстоянии от источника освещения. Микроволновые — могут среагировать, даже если человек еще находится за преградой.

Есть еще классификация автоматических осветительных приборов для уличного освещения по типу конструкции фотореле.

1. Все элементы управления светильником размещены в одном корпусе. Такая конструкция более объемная, но и довольно удобная — нет лишних проводов. Надо просто закрепить рядом со светильником.

2. Сам датчик «дня» крепится снаружи, а управляющее реле со светильником располагается в отдельном щитке внутри помещения. Таким образом, все элементы регулирования уличным освещением основательно предохранены от погодных катаклизмов.

Чувствительность приборов можно настраивать. Регуляторы размещены снизу корпуса и подписаны знаками «+» и «—».

Работать с регулированием датчика света лучше при наступлении темноты и когда он установлен и подключен к сети.

Накручивая винт в сторону знака минус, датчик теряет свою чувствительность. И реле начнет срабатывать только при полной темноте. И соответственно, поворотом в сторону плюса, чувствительность повышается.

Когда все манипуляции произведены, и результат работы будет положительный — настройка фотореле будет закончена.

Кроме таких регулируемых фотореле есть такие же девайсы, но дополненные детектором движения. Фонарь не включится в темноте до тех пор, пока детектор не среагирует на перемещение человека в зоне своего влияния.

Есть ли альтернатива

В некоторых местностях установка фотореле затруднена рельефом или обилием деревьев. В таких случаях можно использовать современную наработку, которая привязывается не к уровню освещения, а к другим данным. Такой прибор называется астрономическим таймером. Благодаря точному времени движения земли вокруг солнца и своей оси легко предсказать время восхода и заката в конкретной местности. Именно и делает этот прибор. Во время первого включения понадобится указать свое местоположение с помощью координат, а также точное время. Благодаря встроенной микропрограмме прибор будет включать и выключать уличное освещение.

Преимуществом такого решения будет над фотореле является независимость от того, что происходит на улице. В дождливую погоду, когда света на улице мало, фотореле может ошибочно определить, что наступили сумерки и необходимо включить освещение. Астротаймер ориентируется по времени и координатам, поэтому на него не влияют такие изменения. Если фотореле испачкалось или притрушено снегом, то также могут быть ложные срабатывания. Для таймера, который работает по координатам не нужно выделять особое место для установки. Его можно разместить в любом удобном месте в доме. В некоторых моделях допускается регулировка отсрочки включения. Недостатком может быть только цена, но за качество необходимо платить.

Обратите внимание! Вместо фотореле, можно использовать обычный временной таймер. Он будет подавать питание на освещение в заданное время. Он не такой удобный, как фотореле, но также сможет неплохо выручить.

На заметку

При подборе уличного детектора света стоит учесть некоторые моменты:

• размеры придомовой территории;

• для загородных участков рекомендуются релюшки с функцией регулировки на срабатывание. Такие датчики света легко настроить самостоятельно;
• на регулировку потребуется время и минимальные навыки;
• датчик света с таймером позволит точнее подстроить включение/отключение, запрограммировав время срабатывания;
• уличный фотодатчик лучше оборудовать ограничителем, чтобы оградить его от засветки от оконных и фонарных фонарей. Сделать такой световой козырек можно самостоятельно, например, из отрезка пластиковой трубы подходящего диаметра;
• для уличных приборов освещения лучше применять не обычные лампы накаливания, а светодиодные или люминесцентные. Так можно сэкономить на счетах за электричество. Кроме того и сам датчик можно подобрать с меньшей пропускной способностью, а значит и дешевле;
• место установки выбирать согласно прилагаемой инструкции.

Перед покупкой прибора важно выбрать угол осмотра в горизонтальной плоскости. Если в зону освещения могут подходить с любого курса движения, нужны реле с углом обзора от 180° до 360°:

1. Стеновые с углом видимости 180°.

2. Столбовые с углом видимости 360°.

Немаловажна и высота установки. Основное условие, когда работает фотореле — чтобы не было «мёртвых зон». Для бытовых приборов характерна узконаправленная зона обнаружения по вертикали — от 15° до 20°.

Для того чтобы датчики движения работали без поломок нужно знать, что они рассчитаны на определённую нагрузку. Просто перед покупкой рассчитайте суммарную мощь подключаемых ламп, которыми такое устройство будет управлять.

Технические характеристики

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

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

Монтаж и подсоединение

Чтобы фотореле правильно работало, необходимо точно избрать место установки. Для этого важно соблюдать некоторые условия:

1. На элементы фотодатчика должен попадать солнечный свет.
2. В ночное время с датчиком не размещать работающие осветительные приборы.
3. Оградить фотоэлемент от попадания освещения фар проезжающих рядом машин.
4. Размещать сенсор на доступной высоте для периодического технического обслуживания.

5. Перед покупкой необходимо выбрать от чего будет запитано устройство: от сети 220 В или 12 В.
6. Так как реле будет работать под открытым небом, класс защиты лучше выбрать не ниже IP44. Но в любом случае, чем он выше, тем лучше работа прибора.
7. Необходимо соблюдать, определённые заводом-изготовителем, температурные диапазоны работы датчика.

8. Если планируется подключить не один, а несколько светильников, фотореле должно обладать запасом по мощности. Это поможет предотвратить перегрузки и поломки прибора.

Если собираетесь подключить датчик света своими руками, то нужно знать, что есть три проводка: фаза и ноль для включения реле, соединительная фаза для подключения светильника.

Провода соединяются в герметичной распределительной коробке уличного исполнения. Для одного светильника коробку разрешается устанавливать рядом с реле. Если светильников несколько подключение рекомендуется выполнить через пускатель.

В стандартном исполнении провода для включения имеют разную окраску: один — всегда красный. Два других — это синий и черный.

1. Красным подсоединяются или приборы освещения или детектор движения.
2. Синим — выполняется подключение к нулевой фазе.
3. Черным — подсоединяется фаза.

Если цвет проводков другой, рекомендуется внимательно изучить прилагаемую к датчику инструкцию по подключению.

Прибор управления светом придомовой области работает автоматически. Но есть кнопка переключения в ручной режим работы.

Рекомендуем также узнать как настроить датчик движения перед вводом в эксплуатацию для совместного использования с датчиком света, чтобы повысить качество и точность работы прибора.

Что выбрать

Выбирать фотореле для освещения стоит под конкретные потребности или проект. Для этого необходимо учесть несколько факторов:

• общая мощность освещения;
• положение участка для освещения;
• напряжение освещения;
• место установки датчика;
• время работы освещения;
• наличие системы наблюдения;
• необходимость дополнительных модулей.

Рядом с каждым пунктом этого списка необходимо сделать требуемые пометки. Это позволит быстрее проанализировать характеристика фотореле, о которых говорилось выше. В некоторых случаях потребуется монтаж нескольких датчиков освещения.

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.

Рекомендуем к прочтению: пошаговая инструкция о том, как подключить фотореле.

Преимущества применения

Преимущество применения фотореле сложно переоценить. Это не только экономит время, но и средства. Некоторые здания требуют того, чтобы в вечернее время включалось освещение фасадов для создания уникального пространственного эффекта. Всем нравится, когда уличные фонари включаются своевременно. Фотореле могут применяться в паре с системами видеонаблюдения. Некоторые виды последних требуют хороший свет для качественной картинки. Фотореле используются не только для освещения. В некоторых случаях фотодатчики используются для систем полива. Как только прячется солнце, включаются насосы орошения. Делается это именно так, чтобы под палящим солнцем не опалить листву растений.

Если вы постоянно контролируете счета за электричество, тогда обязательно увидите снижение цифры после начала применения фотодатчика. Производители стараются упростить схему сборки и подключения датчика света. Это означает, что для его монтажа нет необходимости привлекать профессионала, а все можно осуществить самостоятельно. Фотодатчик дает возможность повысить безопасность собственного жилища. Для взлома часто выбираются дома с плохим освещением. Фотореле будет срабатывать даже тогда, когда никого не будет дома и создавать эффект присутствия хозяев. В большинстве своем фотореле соответствуют заявленным характеристикам, поэтому говорить о недостатках не приходится. Могут быть только различия в моделях.

Известные модификации уличных датчиков освещения

На современном рынке есть большой выбор фотодатчиков как импортного, так и отечественного производства. Вариации выбора очень большие:

• по условиям освещения;
• виды освещения;
• по мощности подключаемых осветительных приборов;
• расширенные функции.

Фотореле ФР-601 и ФР-602

Для бытовых нужд пользуются спросом однофазные модели ФР-601 и более совершенная модификация ФР-602 от компании ІЕК. Оба достаточно надежны для освещения и просты в подключении. Они практически идентичные по функционалу, питаются от домашнего тока с одинаковым напряжением и частотой. Мощность — 0.5 Вт.

Также с одинаковым классом защиты IP44, что предполагает защиту от пыли и влаги.

Различия в сечении подключаемых проводов:

• ФР-601 1.5 квадрата;
• ФР-602 2.5 мм².

Поэтому есть и различия по току нагрузки: у первого 10 А, у второго 20 А.

У обоих встроенные фотоэлементы с регулировкой от 0 до 50 лк с интервалом в 5 лк.

Основное применение — уличные осветительные приборы для дач и частных домов, когда наступает ночь.

Датчики высокой мощности: фотореле ФР-7 и ФР-7Е

Для регулирования освещением возле подъезда, на городских улицах применяются более мощные модификации. Которые способны работать от сети переменного тока в 220 В и силой тока до 5 ампер.

К таким устройствам относятся фотоэлементы ФР-7 и ФР-7е.

У этих моделей есть ряд отличительных особенностей:

• большой уровень требуемой мощности;
• низкий класс защиты IP40, рассчитанный в основном на защиту от влаги;
• нет защиты построечного резистора;
• зажимы подключения открытого типа.