Датчик света принцип работы

Датчик освещения.

По принципу работы, датчик освещения устроен так: фоточувствительный элемент, который установлен в датчики, способен изменять свое сопротивление, в зависимости от освещения. В виде этого элемента, обычно выступает фоторезистор.

Потом, в действие вступает схема калибровки, через которую сигнал от фоторезистора переходит на транзистор.

В цепи транзистора имеется реле. Транзистор, с помощью реле замыкает сеть и лампа или прожектор, который подключен к сети, начинает светиться. В статье, принцип работы, будет описан более подробно.

Как подключить датчик освещения.

Стоит отметить, что схема подключения датчика освещения, идентична схеме подключения датчика движения.

Правильный монтаж датчика освещения.

Конечно, подключить и настроить дело не трудно, куда труднее, определить правильно место для установки датчика. Рассказывал мне знакомый историю, как у него в районе уличный фонарь, то включался, то выключался.

А после наступления полной темноты на улице, он, наконец, начинал нормально работать. Знаете, в чем было дело?

Датчик освещенности установили прямо под фонарь. Из-за этого, при наступлении темноты, он включал фонарь, распознавал, что светло и выключал. Подобная ситуация может случиться у всех. Но, чтобы такого не было, нужно не устанавливать датчики освещенности, рядом с источником света.

Настройка датчика движения.

Когда будете калибровать датчик, то используй черный мешочек, он идет в комплекте.

Единственное, что можно настроить у этого датчика, это регулятор освещенности. Им можно установить уровень, когда будет срабатывать реле. Подробности регулировки и настройки описываются ниже.

Датчик освещенности LXP-01, можно отнести к простейшим. Он не дает возможности ничего в нем изменить и настроить. Существуют более продвинутые датчики, в них можно настроить задержку срабатывания.

Внешний вид датчика движения.

Назначения выходов датчика:

1. Красный нужен для подведения нагрузки

2. Синий, может быть зеленым, это ноль

3. Коричневый (черный) – датчик питания.

Если убрать белый корпус, то под ним увидим схему датчика, расположенную на печатной плате.

Для простого расчета необходимого числа ламп воспользуйтесь Калькулятором расчета количества ламп .

В датчике расположено реле DE3F-N-A на 24 VDC. Ток контактов 10А. Это значение определяет максимальную нагрузки, на которую способен датчик. То есть, 10 на 220, будет 2,2кВт. Точно также заявлено в инструкции.

Но мое мнение: к этому датчику, не стоит подключать больше 4 ампер. Все, что выше, только через промежуточный пускатель.

Фотография платы датчика движения.

Вот этим дорожки, со слоем припоя на них, именно они — чаще остальных горят при перегрузке, неправильно подключенного K3. Если такое произойдет, то заменять придется и реле.

По инструкции, датчик освещения LXP-03 в состоянии коммутировать токи 25А. На плате указано, что ток реле 30А, скорее всего производители решили перестраховаться, и я, в этом плане, от них не далеко ушел. Решил ограничить ток на 16А.

Для освещения — это ещё и с запасом.

Ну и на десерт — все самое интересное:

Схемы датчиков освещения.

Представленная схема взята именно с той платы, которая показана в начале статьи. Сейчас производитель активно улучшает и изменяет свое устройство, поэтому некоторые данные могут измениться.

В принципе, все одинаково:

Напряжение питания 220V поступает через ноль и клеммы. Ноль — N, клеммы — L.

Если вы измените местами фазу и ноль, или вообще выключите ноль, а не фазы, то ничего страшного не случится. Но делать это крайне не рекомендуется, безопасность ещё некто не отменял.

Выпрямляется напряжение при помощи диодного моста, 4 диода типа 1N4007. За фильтрование напряжения отвечает электролитический конденсатор, стабилизация происходит на уровне +22…24V, для этого, установлен стабилитрон типа 1N4748.

Оставшаяся часть схемы питается от постоянного напряжения. Устроена она следующим образом: На выходе резистивного делителя 68к — VR — Фоторезистор создается напряжение, которое полностью обратно идентично уровню освещения. То устройство, которым настраивается уровень срабатывания — это подстроечный резистор VR с сопротивлением 1 МОм.

Что именно ставят в такие схемы: фоторезистор или фотодиод — неизвестно. Вероятнее фоторезистор, но похожий фотодиод тоже может там стоять.

Если вы хотите экономно и эффективно расходовать электроэнергию, то крутите контролер по часовой стрелке до максимума, так датчик освещения будет срабатывать только при наступлении полной темноте. Выкрутив регулятор в обратную сторону, то будьте готовы кто тому, что свет будет включаться даже днем, если над вами нависнет большая туча.

Вот, как проходит процесс выключения света при наступлении темноты: уровень освещения падает, начинает расти сопротивление фоторезисторов, напряжение на базе транзистора растет. Когда напряжение достигает определенного уровня, транзистор открывается и через коллектор начинает протекать ток, который активирует реле К1. Контактами реле включает нагрузку. Нагрузка подключается через вывод LOAD.

Для обозначения рабочего состояния загорается светодиод. Чтобы реле слишком часто не переключало датчик, например, от колеблющейся ветки дерева, на схеме установлен конденсатор 47 мкФ, который сглаживает все процессы.

Более мощная схема датчик освещения LXP-03:

Она идентична первой схеме в статье, отличия перечислю:

1. Схема питания в состоянии ограничивать напряжение в фазной цепи.

2. Тут диодный мост с фильтрами. Такой же и в предыдущей схеме, просто я не очень удачно её изобразил.

3. Вместо одного стабилитрона, как на первой схеме, тут их установлено два последовательно. Притом, напряжение осталось прежнее — +24В.

4. Здесь установлено более мощное реле, с соответственно более мощным током катушки. Также, здесь используется составная схема на два комплементарных транзистора.

Если вы знаете, как работает схема, то её будет легко отремонтировать.

Устройство и принцип работы датчика света в автомобиле

Дополнительные функции в современных автомобилях делают вождение удобнее и безопаснее. Одной из таких опций является датчик света автомобиля. В статье расскажем о его устройстве и принципе работы.

Читать еще: Сколько весит пустой пропановый баллон 50 литров

Что такое датчик света в автомобиле

Другое название этой опции – датчик освещенности. Его устройство довольно простое. Представляет собой фотоэлемент, блок управления и небольшое реле. Сам элемент устанавливается в наиболее освещенном месте автомобиля, не подверженном загрязнению. Обычно над или под лобовым стеклом. Косвенно датчик освещенности можно отнести к системам безопасности. Водитель может просто забыть или проигнорировать необходимость включения фар при въезде в тоннель или другой затемненный участок. Система это сделает сама.

Датчик света в салоне

Фотоэлемент фиксирует изменение освещенности в пространстве. Если света недостаточно, то передается сигнал в блок управления, а затем реле включает ближний свет и габаритные огни. Если система фиксирует достаточную освещенность — то светотехника выключается.

Устройство датчика света

Конструкция компонента и всей системы довольно простое. Если такая опция присутствует в базовой комплектации автомобиля, то он располагается в специальной выемке перед лобовым стеклом. В корпусе датчика находится светодиод и светочувствительные элементы. Датчик соединен с блоком управления, реле и контактами включения габаритов и ближнего света.

Переключатель управления освещением нужно выставить положение AUTO, чтобы система работала в автоматическом режиме.

Переключатель системы освещения. Положение AUTO

Специальные фотодиодные фильтры распознают дневной и электрический свет. Очень удобно, например, при въезде в тоннель или крытую парковку. Также можно настроить время затухания фар после выключения зажигания или при нормальном освещении.

Виды датчиков света

Обычный сенсор освещенности

Если автомобиль не оснащен таким устройством, то его без труда можно установить самому. Стоит система недорого. Достаточно закрепить датчик, подключить реле и правильно соединить провода с электропроводкой автомобиля. Система будет исправно работать.

Встроенный датчик освещенности

Встроенные компоненты контроля освещенности идут в более дорогих комплектациях автомобилей. Как правило, набор их функций более широкий. Можно настроить систему на включение света в салоне, включение и выключение подсветки приборной панели.

Комбинированный датчик освещенности

Часто датчик света может быть объединен в одном устройстве с датчиком дождя. В этом случае он крепится в верхней части лобового стекла. Если с датчиком света все понятно, то в основе работы датчика дождя также лежат фотодиоды и фотоэлементы. Если на лобовое стекло попадают капли дождя, то проходящий свет преломляется по-другому и рассеивается на обратном пути. Фотоэлементы это улавливают и включают стеклоочистители. При сильном дожде автоматически включаются и фары. Водители отмечают, что система работает корректно и правильно. Водителю не нужно включать стеклоочистители всякий раз, когда намокнет стекло. Фотоэлемент определяет уровень воды на стекле и интенсивность дождя и корректирует частоту взмахов стеклоочистителей самостоятельно. В некоторых моделях при дожде включается подогрев стекла, чтобы предотвратить его запотевание.

Как проверить работоспособность устройства

Данная опция очень удобна и водители к ней быстро привыкают. Не нужно беспокоиться о включении или выключении фар – система делает это сама. Но если система выйдет из строя, то автолюбитель может вовремя и не заметить поломки.

Проверить датчик освещенности очень просто. Достаточно накрыть его темным материалом или ветошью. Если все в порядке, то система воспримет это как ночь и включит свет и габаритные огни.

Датчик освещенности, как работает, виды устройств, популярные модели, монтаж

В темное время суток необходимо освещение улиц. Ежедневно включать и выключать уличный свет довольно обременительно. Кроме того, постоянная непрерывная работа осветительных приборов расходует немало электроэнергии. От плохой или хорошей погоды, сезона сумерки наступают в разное время. Для рационального расхода электроэнергии и практичности пользования созданы датчики автоматизированного освещения.

Назначение и принцип действия

Названий фотодатчиков существует немало. Но едиными остаются принцип работы и устройство датчиков: с наступлением ночи лампа включается и с рассветом выключается. Как это работает: на устройстве установлены фототранзисторы, фотодиоды и фототиристоры. Чувствительные к свету элементы взаимосвязаны с работой реле. Когда естественное освещение меняется и наступает определенный уровень темноты, срабатывает детектор, контакты реле замыкаются, свет включается, с рассветом происходит обратная реакция.

Основное назначение фотодатчика — это контроль освещенности улиц, дворов, частных владений. Такая система позволяет экономить средства и не беспокоиться о безопасности даже во время отсутствия хозяина. Ведь главный показатель наличия жильца в доме — это свет, и при автоматическом регулировании эффект присутствия будет постоянно.

Виды фотореле

По принципу действия фотореле разделяются на три группы:

запрограммированное включение;
оснащенное датчиком срабатывание на движение;
с таймером.

Запрограммированное включение. Наиболее удобная и экономная система. Программируется на определенное время суток, сезон, месяц. Может оснащаться датчиком движения с фотореле. Датчик света будет срабатывать в соответствии с условиями естественного освещения и нахождения в области действия человека, мощность регулируется настройками.

Оснащенное датчиком реакции на движение. Применяется при установке над подъездами, в частных домах, в парках. Лампа включается при приближении человека, что позволяет значительно экономить электроэнергию и продлевает срок эксплуатации ламп.

С таймером. Лампа будет загораться в определенное время суток или с заданной периодичностью.

Система подключения фотореле для уличного освещения бывает внешней или встроенной. При выборе типа важно учитывать множество моментов. На датчики лампы не должен попадать искусственный свет, это спровоцирует некорректную работу устройства. При креплении датчиков на улице важно обеспечить подход для очистки от снега и загрязнений. Кроме автоматического срабатывания, на блоках устанавливаются тумблеры для ручного управления выключением и включением света.

Характеристики и выбор

Нужно учитывать класс защиты и напряжение. Класс защиты лучше выбирать не меньше IP44, это обеспечит надежную защиту устройства от попадания загрязнений меньше 1 мм, плюс в датчик не попадают дождь и снег.

Читать еще: Мощность робота пылесоса для дома

По максимальному напряжению датчики могут быть 220 В или 12 В. Зависит от исходного напряжения тока в сети. Рекомендуется устанавливать с запасом. Также важен температурный режим: фотоэлемент рассчитан на работу при определенных температурах. На коробке указан максимальный режим, в соответствии с регионом и климатическими особенностями подбирается устройство. Также нужно приобретать с запасом, от самой низкой до максимально высокой допустимой температуры, чтобы работающий аппарат не замкнуло.

В некоторых фотореле есть функция настройки для уличного освещения. Таким образом, интенсивность освещения можно настраивать в соответствии с уровнем естественного освещения. Это выгодно для экономии электроэнергии, когда от снега отражается свет и не нужна яркая лампа. Настройки таймера позволяют избегать лишнего включения или отключения, при настройке задержки на несколько секунд датчик не будет срабатывать на проезжающие автомобили.

Обзор популярных моделей

В борьбе за покупателя разные компании выпускают модели датчиков, способные экономить электроэнергию, обеспечивать нужный уровень освещенности и обладать длительным сроком эксплуатации.

Топ-5 популярных моделей

1. «IEK ФР-601». Производитель — Китай. Мощность — 2.2 кВт. Работает от сети 220 В. Уровень защиты — IP 44. Доступная цена.

2. «IEK ФР-602». Производство — Китай. Мощность — 4.4 кВт. Напряжение — 220 В. Уровень защиты — IP 44. Приемлемая стоимость.

3. «Реле и автоматика ФР-7М». Производитель — Россия. Нагрузка — 10 А. Напряжение — 220 В. Уровень защиты — IP 40. Цена выше средней.

4. «Zamel WZM-01/S1». Производство — Польша. Нагрузка — 4 кВт. Напряжение — 220 В. Уровень защиты — IP 20. Высокая цена.

5. «Elektrostandard SNS L 07». Производство — Россия. Нагрузка — 3.5 кВт. Напряжение — 220 В. Уровень защиты — IP 44. Средняя ценовая категория.

Как подключить датчик света для уличного освещения

Схема установки довольно проста. В аппарате находится три провода, у всех производителей разные цвета, но один обязательно красный. Провода: фаза, ноль, питание. Соединяются провода в герметичном распределительном блоке, его можно расположить недалеко от реле, если не планируется подключение более одного устройства. Подробная информация от том, как подключить фотореле, указана в руководстве пользования.

Чтобы экономить электроэнергию, рекомендуется приобрести модель с датчиком движения, лампа будет включена только в момент нахождения рядом человека в темное время суток. Чтобы датчик не срабатывал на все подряд (птицы, собаки, ветки), устанавливается задержка включения на несколько секунд.

Красный провод соединяет светильник и датчик движения. Два других отвечают за фазу и ноль, это указано в инструкции. Светочувствительность настраивается вручную, регулировка расположена на нижней части реле. Настраивать лучше в темное время суток, так можно отрегулировать оптимальный уровень освещения и чувствительность датчиков.

Выбор места установки датчика освещенности

Один из самых важных моментов при установке фотореле для уличного освещения. При выборе места для установки датчика освещенности нужно учитывать несколько фактов: освещение, надежность крепления, доступность. Определиться, где будет находиться короб: в помещении или снаружи.

Для рациональной работы устройства на датчики не должен попадать искусственный свет (окна, фары машин, свет других фонарей). Естественный свет должен попадать беспрепятственно.

Оптимальная высота для установки — 180—200 см. Может быть и выше, но при профилактических работах, уборке, ручном включении потребуется лестница.

Крепление не должно соприкасаться с другими узлами, обязано быть прочным, надежным.

Нередко приходится перемещать устройство по нескольку раз, поэтому сразу не рекомендуется крепить «намертво».

Монтажные работы

Для того чтобы установить датчик освещенности на улице, нужно следовать инструкции. Важно правильно подключить устройство, и для этого:

обесточить щиток;
протянуть провод питания к фотореле;
зачистить провода под клеммы;
для подключения фотореле в корпусе создать подходящие отверстия;
все отверстия в корпусе нужно герметизировать, это защитит устройство от попадания влаги и грязи;
подсоединить устройство согласно инструкции;
отмерить нужную длину провода для соединения со светильником, зачистить их и присоединить к соответствующим клеммам;
настроить фотореле вручную;
закрыть крышку корпуса, включить ток и протестировать работу.

В зависимости от вида устройства схема подключения датчика освещенности может различаться. Монтаж и подключение через выключатель не требуют особых навыков, нужно лишь соблюдать правила безопасности и следовать инструкции.

Настройка датчика освещенности

После завершения всех монтажных работ наступает время настройки. Для этого нужно дождаться того уровня темноты, при котором нужно включение наружного света. Регулировка фотореле для уличного освещения осуществляется вручную. На нижней части реле находится небольшой диск, который отвечает за включение света при определенных условиях. Его нужно покрутить с наступлением темноты, подождать, пока свет включится. Возможно, придется не один раз отрегулировать фотоэлемент и найти оптимальное световое воздействие на него.

Заключение

Выбрать и купить датчик освещенности для включения света на улице — дело непростое. Но современные производители позаботились о создании моделей, подходящих для разных нужд. Для установки освещения в частном доме не нужно, чтобы свет горел всю ночь, достаточно срабатывания от датчика движения. Для освещения городских улиц можно установить освещение, которое будет работать всю ночь. Для охраны объектов подойдет прожектор с датчиком движения.

5 мифов о датчиках света и дождя

День или ночь, сухо или влажно — автомобиль сам знает, чтó за бортом, опираясь на показания специального датчика. Эксперт ЗР рассказывает, как он устроен, какие системы получают от него информацию и как установить его на автомобиль своими силами.

Впервые датчик дождя применил в середине прошлого века американский автоконцерн General Motors на одной из премиальных моделей. Но серийное производство из-за несовершенства технологий освоено не было. И только к середине девяностых сначала японские автопроизводители, а затем и остальные начали устанавливать датчики дождя и света на дорогие модели.

Читать еще: Подключение горелки к газовому баллону

Сейчас ими уже не удивишь даже владельцев компактных и совсем недорогих машин. Современные датчики дождя и света объединены в единый модуль, расположенный в верхней части ветрового стекла, за зеркалом заднего вида — но принципы работы у этих сенсоров разные .

Устройство датчика света и дождя фирмы Hella:

Датчик дождя

а — сухое ветровое стекло; б — мокрое ветровое стекло.
1 — светодиод-передатчик; 2 — призма; 3 — фотодиод-приемник; 4 — капля воды.

Определяет наличие капель воды на ветровом стекле посредством оптоэлектронного метода измерений. Чувствительный элемент датчика состоит из одного или нескольких светодиодов (передатчик), призмы и фотодиода (приемник).

Испускаемые светодиодом инфракрасные лучи попадают через призму на ветровое стекло, отражаются от наружной поверхности и поступают на чувствительный фотодиод. От сухого и чистого стекла луч отражается практически полностью, а потому сигнал на фотодиоде имеет большую величину . При попадании на стекло капель воды лучи света преломляются, а потому лишь малая их часть попадает на приемник сигнала. Чем сильнее дождь, тем меньше лучей попадает на фотодиод.

Электронный блок непрерывно определяет количество воды на стекле и корректирует частоту взмахов и скорость работы дворников. Система даже умеет оценивать, грязное ли стекло: если после одного двойного хода дворников прозрачность не восстановилась, автоматически включается стеклоомыватель.

Датчик света

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

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

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

Зоны реагирования датчиков света:

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

Взаимодействие датчиков света и дождя с другими системами автомобиля

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

Своими силами

Если на вашем автомобиле нет штатного датчика дождя и света, его можно установить. Например, в продаже есть датчики дождя как отечественного, так и зарубежного (обычно китайского) производства. Они представляют собой небольшую пластиковую коробочку, которая клеится на ветровое стекло изнутри и соединяется с электросистемой автомобиля жгутом проводов. Имеется даже исполнение для 24‑вольтового электрооборудования. Простенькие универсальные датчики дождя стóят до тысячи рублей, самые навороченные — чуть дороже двух тысяч.

Если не хотите разбираться в электросхемах автомобиля, чтобы приспособить датчики, ищите готовые комплекты для конкретной модели . В набор помимо датчика входят центральный переключатель света с положением Auto, жгуты проводов, пластмассовые кожухи датчика, надевающиеся на кронштейн зéркала заднего вида. Цена таких наборов — в пределах 3800–4500 рублей, а в комплекте с самозатемняющимся зеркалом заднего вида они могут стоить до 9500 рублей.

Разрушаем МИФЫ

Датчик дождя срабатывает от ударов капель воды.
Нет. Работа датчика основана на оптоэлектронном измерении.
Ночью датчик дождя бессилен.
Нет. Наружное освещение не влияет на работу системы, поскольку она использует собственные инфракрасные источники света.
Можно распрощаться с датчиком при замене ветрового стекла.
Нет. Производители стекол предусматривают в слое тонировки или шелкографии окошко. Монтаж старого датчика на новое стекло возможен, но при соблюдении технологии, а после установки нужно проверить корректность работы датчика .
Зимой датчик барахлит.
Нет. На снег датчик может реагировать некорректно. Но на капельки воды от растаявших снежинок реакция будет правильной. Хуже всего, если место установки датчика покрыто коркой льда.
В этом случае лучше перейти на ручное управление стеклоочистителями.
Датчики дождя на всех автомобилях работают одинаково.
Нет. За адаптацию датчика дождя к автомобилю отвечает автопроизводитель. При этом не всегда выполняется полный комплекс доводочных работ со всеми возможными типами стекол (атермальными разных цветов, снабженными электрообогревом, с тонированной полосой в верхней части). При каких-то вариантах возможна чуть менее корректная работа датчика.
Почти всегда в автомобилях есть ручная подстройка чувствительности датчика. И только на некоторых автомобилях эта функция программно отключена.