Датчик света: как сэкономить электричество и повысить безопасность

Наверняка каждому из нас приходилось искать на стене выключатель в темном помещении. Хорошо, если пол ровный, а выключатель снабжен подсветкой. А как быть в длинном темном помещении или на лестнице? Брать с собой фонарик или оставлять дежурное освещение? Но ведь существуют более современные и элегантные решения, не требующие дополнительных затрат электроэнергии и позволяющие включать свет, только когда это необходимо. Одно из таких решений – датчик света.

Что такое датчик света?

Датчик света или датчик движения для включения света – это устройство, автоматически включающее свет при обнаружении движения в освещаемой зоне. Помимо включения электричества устройство может быть запрограммировано на любое другое действие, например, включение сирены, вентиляции, отопления или кондиционера, запись видеокамеры, рассылку уведомлений. Датчик присутствия для включения света отличается более высокой чувствительностью. Подобные устройства широко применяются в подвалах, гаражах, коридорах, на лестницах, в подъездах, на крыльце дома. Словом, в тех местах, где люди бывают часто, но недолго. Незаменимы они в охранных сигнализациях.

Принцип работы и виды датчиков движения

Работа датчика основана на анализе волн, которые он улавливает из зоны действия. Причем сам датчик также может посылать волны. По этому принципу датчики можно поделить на:

• активные, которые излучают сигнал и регистрируют отраженный (состоят из излучателя и приемника);
• пассивные, которые улавливают собственное излучение объекта и не имеющие излучателя.

Активные датчики имеют более высокую стоимость.

По типу испускаемых волн датчики делят на:

• инфракрасные;
• фотоэлектрические;
• микроволновые;
• ультразвуковые;
• томографические (на основе радиоволн).

Во избежание ошибочных срабатываний часть устройств снабжают датчиками двух видов, например, инфракрасным и ультразвуковым. Такие датчики называют комбинированными. Однако такой датчик имеет меньшую чувствительность и может не сработать при необходимости. Для получения оптимального результата необходимо выбрать нужный тип датчика и правильно его настроить. Рассмотрим самые распространенные типы датчиков.

Ультразвуковые датчики движения

Ультразвуковые датчики являются активными: излучатель испускает волны с частотой от 20 до 60 кГц, приемник регистрирует параметры отраженных волн. Когда в зоне действия прибора появляется движущийся предмет, эти параметры изменяются и датчик срабатывает. У ультразвуковых датчиков много преимуществ:

• недорого стоят;
• не зависят от температуры воздуха, не боятся влаги и пыли;
• срабатывают вне зависимости от материала, из которого изготовлен движущийся объект.

Существуют и некоторые недостатки ультразвуковых датчиков:

• негативно влияют на некоторых домашних животных;
• действуют на небольшое расстояние;
• могут не срабатывать, если объект движется медленно и плавно.

Благодаря этим особенностям, ультразвуковые датчики получили широкое распространение в системах автоматической парковки для автомобилей и контроле «слепых зон». В домах они удобны в длинных коридорах и на лестницах.

Инфракрасные датчики движения

Инфракрасные датчики обнаруживают изменения в тепловом излучении окружающих предметов. Они могут быть как активными, так и пассивными.

Пассивные датчики улавливают тепловое излучение, исходящее от предмета, при помощи оптических приборов (линз или вогнутых зеркал) и преобразуют световую энергию в электрическую. Устройство срабатывает, когда преобразованное электрическое напряжение превышает заданный порог.

Активные датчики имеют излучатель, генерирующий инфракрасные волны. Прибор срабатывает в тот момент, когда движущийся объект загораживает отраженные волны.

Чувствительность ИК датчиков напрямую зависит от количества линз в приборе и их суммарной площади.

Недостатки инфракрасных датчиков:

• возможны ошибочные срабатывания на теплый воздух от батарей и кондиционеров;
• низкая точность работы на улице из-за действия осадков или солнечного света;
• не реагируют на объекты, которые не пропускают ИК излучение;
• работают в небольшом температурном диапазоне.

Достоинства инфракрасных датчиков:

• безопасны для здоровья человека и домашних животных;
• удобны для использования на улице, так как срабатывают только на предметы, имеющие собственную температуру;
• их можно отрегулировать по дальности действия и углу обнаружения движущихся объектов;
• имеют невысокую стоимость.

Датчики этого типа чаще всего устанавливают для автоматического включения света в местах общего пользования: коридорах, туалетах, лестницах, так как они реагируют только на появление человека.

Микроволновые датчики движения

Датчики этого типа являются активными, излучатель испускает электромагнитные волны с частотой 5,8 гГц. За счет минимальной длины волны прибор отличается высокой чувствительностью и точностью.

Для СВЧ-волн не существует преград в виде стен или мебели. Это следует учитывать при проектировании. Микроволновые датчики чаще всего устанавливают в нежилых помещениях, требующих усиленной охраны, например, в музеях, банковских хранилищах, местах хранения оружия или важных документов. В квартире или частном доме микроволновой датчик уместно установить в отдельном нежилом помещении, которое требует охраны.

Основные параметры датчиков движения

• Двухполюсной или трехполюсной. Простые двухполюсные датчики можно подключить только последовательно к лампам накаливания, к трехполюсным подключают светильники любого вида.
• Рабочая зона или дальность действия обычно составляет от 3 до 12 метров.
• Величина угла обнаружения в горизонтальной плоскости в разных моделях колеблется от 60 до 360 градусов. В вертикальной плоскости угол обнаружения меньше – 15-20 градусов.
• Номинальная мощность, подключаемая к датчику. Если суммарная нагрузка превышает мощность датчика, нужно поставить промежуточное реле или увеличить количество датчиков.
• Задержка отключения датчика программируется для того, чтобы человек успел пройти всю освещаемую площадь, даже выйдя из зоны действия прибора. Время задается от 5 секунд и до 10-12 минут.

Способы подключения датчика

Подключить светильник со встроенным датчиком света совсем несложно, а с новым прибором обычно идет инструкция для подключения. На каждом устройстве есть клемма, состоящая из трех выводов:

• L – фазный вход, к нему подключают провод красного или коричневого цвета. Чтобы избежать ошибки, нужно проверить наличие фазы отверткой-индикатором;
• N – нулевой вход для подключения синего провода. Отсутствие фазы тоже проверяют отверткой-индикатором. С помощью мультиметра необходимо проверить напряжение между нулем и фазой;
• А – подключение светильника. Также может обозначаться как «L→», или просто «→». При подключении ламп следует проверить их суммарную мощность и сравнить с разрешенной мощностью датчика.

На некоторых приборах существует клемма РЕ, обозначающая защитное заземление. Эту клемму нельзя путать с нулевым входом.

Иногда ситуация требует ручного выключения света, если человек время от времени будет пропадать из рабочей зоны датчика. В этом случае выключатель монтируют параллельно датчику. После выключения света вручную датчик опять включает свет, реагируя на движение, и отключает после времени задержки. В том случае, когда один датчик не может охватить всю зону, она делится на несколько небольших зон, каждая со своим датчиком. Устройства подключаются между собой параллельно, а лампы к одному датчику.

Датчик движения для подключения света на улице

В некоторых случаях необходимо автоматическое включение и выключение света при изменении освещенности на улице. В таком случае уличные фонари можно оборудовать сенсорными датчиками «день-ночь». Состоят они из фотосенсора и пускового электронного блока. Функционируют по следующему принципу:

1. При изменении интенсивности света, падающего на сенсор датчика (фотодиод, резистор), меняется сопротивление фотоэлемента.
2. Сигнал от фотоэлемента попадает в пусковой электронный блок.
3. Пусковой блок срабатывает, включая или выключая фонарь.

Фотореле можно заменить на техническую новинку – астротаймер. Отличается он от фотореле наличием встроенного GPS-приемника. При подключении нужно один раз выставить на нем время и дату, время года и сезон астротаймер определит сам. С помощью информации со спутников для вашего региона прибор самостоятельно подстроится под время, когда начинает темнеть или наступает рассвет. Астротаймер не имеет ложных срабатываний, так как на него не влияет погода, его расположение или перебои с электричеством.

В квартире или в доме датчики света с таймером ставят при частых и длительных отъездах для сохранения эффекта присутствия. Для таких случаев их программируют на хаотичное включение и выключение, имитирующее нахождение в доме людей днем или вечером.

Датчик света или движения – это незаменимое устройство, позволяющее решить сразу три проблемы: повысить собственную безопасность, увеличить комфорт и при этом значительно сэкономить электричество. Грамотно выбранный прибор при правильном монтаже также сэкономит ваше время, которое вы тратили бы на поиски выключателя, ключей в сумке или ступеней в темном подъезде.

Опубликовано 11.07.2017 Обновлено 09.10.2017 Пользователем

Автор статьи

Александр Найден

Эксперт в сфере дизайна, ремонта, промышленного и гражданского строительства. Имеет инженерное образования, в 2006 году закончил Московский Строительный университет.