Датчик движения для включения освещения

Астротаймер

Астрономический таймер (астротаймер) — это другой способ автоматизировать уличное освещение. Принцип его работы отличается от фотореле, но он тоже включает свет вечером и выключает его утром. Управление светом на улице происходит по времени. В данном устройстве заложены данные про то, в какое время темнеет/светает в каждом регионе в каждый сезон/день. При настройке астротаймера вводятся GPS координаты его установки, выставляется дата и текущее время. Согласно заложенной программе устройство и работает.


Астротаймер — второй способ автоматизировать свет на участке

Чем оно удобнее?

  • Оно не зависит от погоды. В случае с установкой фотореле велика вероятность ложного срабатывания — в пасмурную погоду свет может включаться ранним вечером. При попадании на фотореле света он может гасить свет посреди ночи.
  • Устанавливать астротаймер можно в доме, в щитке, в любом месте. Ему не нужен свет.
  • Есть возможность сдвигать время включения/выключения на 120-240 минут (зависит от модели) относительно заданного времени. То есть, вы сами сможете выставить время так, как вам удобно.

Недостаток — высокая цена. Во всяком случае, модели, которые есть в торговой сети, стоят довольно солидных денег. Но можно купить в Китае намного дешевле, правда, как он будет работать — вопрос.

Конструкционные и функциональные особенности

Стоит отметить, что появившийся не так давно датчик дождя устанавливался исключительно на авто премиум класса. Однако в дальнейшем он уже стал тем полезным дополнением, которое появилось и на транспортных средствах средней и бюджетной категорий. Помимо этого, в продаже можно встретить различные модификации этого устройства, которые самостоятельно устанавливаются на любую машину. Теперь установить датчик дождя может каждый автолюбитель.

Как это работает

Как работает датчик дождя? Его схема представлена чувствительным элементом, который реагирует на атмосферные осадки, попадающие на лобовое стекло, после чего осуществляется автоматическое включение стеклоочистителей. Большинство моделей транспортных средств имеют многофункциональный датчик дождя, то есть он помимо включения дворников авто, еще управляет работой доводчиков боковых стекол и закрывает люк.

В основе функционирования датчика заложен принцип преломления ИК-излучения в момент, когда на лобовое стекло попадают капли дождя или снега. Благодаря этой особенности, датчик дождя в авто располагается на внутренней стороне лобового стекла, следовательно, он полностью исключен от контакта с водой. Схема устройства состоит из электронной системы управления и исполнительного механизма (реле), которое запускает электромоторы дворников, и, в зависимости от интенсивности осадков, корректирует их работу.

Конструкция системы управления представлена чувствительным фотоэлементом и светодиодами, которые во время работы датчика излучают инфракрасный свет. Далее ИК-излучение проходит через стекло, и когда оно чистое и сухое, его большая часть отражается от поверхности и улавливается фотоэлементом. Для выравнивания коэффициента преломления на его рабочую зону наносят специальный гель. Но как только на стекло попадает влага, излучение начинает рассеиваться. На основании этих изменений, фотоэлемент датчика подает соответствующие сигналы системе управления, которая на основании заложенных алгоритмов запускает очистители стекол и корректирует их работу.

Заметим, что большинство устройств выпускается не настраиваемыми, то есть реагируют на изменение погодных условий с запозданием. Но все же, датчик дождя имеет больше плюсов:

  • снижает утомляемость водителя и повышает комфортабельность при управлении транспортным средством во время выпадения атмосферных осадков;
  • повышает безопасность на дороге ввиду того, что водителю не приходится прерываться на переключение режимов работы стеклоочистителей;
  • значительно продлевает эксплуатационный ресурс механизма дворников.

Как датчик дождя включается в работу

Устройство начинает работать при включении стеклоочистителей на первое положение, далее, в зависимости от интенсивности осадков блок управления подбирает оптимальные режим работы дворников. Остальные положения очистителей стекла остаются неизменными.

В любом случае не стоит отключать ручное управление дворниками, поскольку нельзя полностью исключить возникновение нестандартной ситуации. Например, случайно попавшие на лобовое стекло брызги луж после дождя, которые не уловил рабочий элемент датчика, либо необходимость очистки стекла от пыли или птичьего помета.

Чтобы исключить ложные срабатывания датчика в сухую погоду, необходимо его отключить, так как щетки очистителей могут повредить сухое лобовое стекло.

Как подключить датчик движения: схема

Самодельный световой датчик движения желательно устанавливать в дверном проеме — тогда входящий в комнату человек гарантированно пересечет линию между источником света и фотоприемником.

Изделие будет смотреться изящнее, если схему фотоприемника поместить в пластмассовую коробку с отверстием напротив фототранзистора.

Примерная установка датчика движения на улице

Чтобы исключить влияние других источников света, фотодатчик затемняют и закрывают темным светопропускающим материалом.

Высота установки — 1 м от пола. При таком размещении сенсор не замечает домашних животных и при этом полностью исключается попадание лазера в глаза человеку (оказывает негативное воздействие на сетчатку). Для подачи питания на светильник, к датчику подключается реле РЭС 55А.

Схема подключения следующая:

  1. обмотка соединяется со входом;
  2. на один контакт подается напряжение 12 В;
  3. второй контакт подключается к заземлению;
  4. третий подводится к светильнику.

Работает устройство следующим образом:

  • под воздействием света в фоторезисторе формируется рабочее напряжение, вызывающее его открытие;
  • на конденсатор С1 подается питание, вследствие чего он заряжается;
  • при появлении светонепроницаемой преграды между источником света и фотоприемником (в комнату вошел человек), фототранзистор закрывается и конденсатор С1 разряжается;
  • это приводит к снижению напряжения в точке А и, соответственно, на выходе до нулевого значения. Этому способствует операционный усилитель DA1;
  • при падении напряжения, источник питания посредством реле замыкается на светильнике.

Датчик можно сделать незаметным, применив вместо источника видимого света инфракрасный диод.

Индикаторы для транспортных средств

Датчики дождя и света часто используются в автомобиле для контроля работы фар без участия водителя. Это очень удобная система, которая при определенных атмосферных условиях включает фары, стеклоочиститель и некоторые другие функции, к примеру, Coming Home/Leaving Home.

Такой датчик и выключатель света работает в следующих условиях:

  1. Во время ночного движения (режим день-ночь);
  2. При въезде в темные и влажные пространства (тоннели, подземные парковки, т. д.);
  3. При движении по лесополосе и полевых трассах, с повышенным уровнем влагообразования и пыли.

Использовать прибор очень просто. Он изначально настроен на реагирование на малейшие изменения окружающей среды. Регулировка работы фар или стеклоподъемника производится по двум зонам освещенности: передней и глобальной. Глобальная – это та, которую автомобиль проехал в ближайшее время, а передняя – та, что только будет проезжаться. Исходя из сравнения их параметров, сенсор определяет потребность использования дополнительного освещения или включения системы осушения лобового стекла.

Но при этом миниатюрный датчик дождя и света работает по физическому закону преломления лучей. На стекло устанавливаются небольшие светодиоды, которые излучают свет по внешней стороне стекла. При сухой лобовой поверхности лучи будут отражаться правильно – от внешней стороны. При влажной они будут искажаться и проходить сквозь стекло. Отзывы утверждают, что система безотказная и очень выручает при резких переменах погодных условий.

Фото — индикатор освещенности в авто

Инструкция, как своими руками подключить датчик света к авто:

  1. Основной сенсор соединяется с глазком и крепится на зеркало заднего вида. Глазок обязательно направляется в салон, для возможности объективной оценки освещения. Это можно сделать, повернув держатель с фотореле;
  2. Установка соединения проводов производится строго по инструкции, при этом нужно обязательно соблюдать маркировку кабелей;
  3. Схема подключения датчик света в авто дана ниже, но учитывайте, что у разных моделей этих приборов по-разному подключается кнопка включения/выключения.

Далее, осуществляется настройка сенсора по собственным потребностям. Выбрать нужную модель можно по определенным характеристикам. К примеру, некоторые из них не работают в условиях низких температур.

Фото — схема

Виды уличных датчиков

Все подобные устройства можно классифицировать по разным признакам, но основное деление осуществляется по способам управления:

  1. Приспособления, осуществляющие абсолютно все действия в автоматическом режиме в зависимости от изменений окружающего освещения.
  2. Приспособления, наделенные возможностью принудительного выключения.
  3. Приспособления, обладающие функцией сбережения расходуемой энергии в ночное время суток.
  4. Программируемые приспособления, в которых параметры функционирования и все настройки задаются пользователем в ручном режиме.

Также, все датчики вне зависимости от способа управления можно классифицировать по типу нагрузки:

  1. Устройства, предназначенные для работы с обычными лампами накаливания на 220В, а также галогеновой разновидностью ламп на 220В или на 12В, функционирующих при помощи электронного или обмоточного трансформатора.
  2. Устройства, предназначенные для работы с энергосберегающими или люминесцентными разновидностями ламп и со светодиодными источниками света.

Существует схожая классификация, разделяющая датчики по максимально возможной мощности нагрузки:

  1. Выдерживающие не более 1000 Вт.
  2. Выдерживающие не более 2000 Вт.
  3. Выдерживающие максимальное значение равное 3000 Вт.

Последним вариантом классификации является деление всех датчиков по возможному типу монтажа:

  1. Устройства, предназначенные для внутренней установки. Подразумевается, что такие датчики монтируются внутрь электрощита при помощи стандартной DIN рейки.
  2. Накладные разновидности, предполагающие внешнюю установку. Вся конструкция устройства при этом будет расположена на поверхности стены.
  3. Приспособления, которые имеют выносной фотоэлемент для определения уровня внешнего освещения.

Важно знать, что все подобные устройства также имеют и различную защиту от влаги, на открытых уличных пространствах допускается установка только тех приборов, которые имеют уровень защиты IP44 или IP54. 

Изготавливаем датчик

Ниже мы рассмотрим схему простого датчика движения, который будет состоять из передатчика, приемника и блока питания для них.

Блок питания

И приёмник и передатчик питаются постоянным стабилизированным напряжением 12-16 В. При этом их суммарное потребление не превышает 50 мА.

Таким образом в качестве блока питания можно использовать любой БП на 12 В, например от старого роутера. Или же можно собрать свой источник по одной из множества схем в интернет. Потребление у нас мизерное, поэтому подойдёт любая.

Передатчик

Передатчик собран на микросхеме NE555. В качестве передающего элемента используется ИК-диод LD274, угол обзора которого составляет 10 градусов, что необходимо учесть при монтаже передатчика.

Приёмник

В качестве чувствительного элемента здесь используется фототранзистор BPW40, а в качестве исполнительного органа – реле BS-115C. Фототранзистор имеет угол обзора 20 градусов, что также следует учесть при монтаже приёмника

Принимая во внимание чувствительность фотоприёмного элемента, расстояние от передатчика до приёмника составит порядка 5 метров, что весьма неплохо

Схемы подключения

Распространенные и недорогие модели датчиков движения можно разделить на два типа — двухпроводные и трёхпроводные. Соответственно и схемы подключения будут несколько видоизменяться, в первом случае она аналогична схеме обычного выключателя, а во втором, к датчику нужно дополнительно прокладывать нулевой провод.


Начнем с трёхпроводных.

Первая схема подключения состоит только из датчика движения (ДД) и светильника. Её недостаток состоит в том, что вы не можете принудительно включить или отключить свет. То есть если датчик стал работать некорректно (что иногда происходит с ИК-приборами на сильном морозе) — вы можете остаться без света. Тем не менее во многих случаях такая схема вполне выполняет свои функции.

Базовый вариант схемы подключения

Устранив недостатки предыдущей схемы получим еще три варианта схемы подключения.

ДД параллельно с выключателем для принудительного включения света

ДД последовательно с выключателем, чтобы свет не включался при движениях, когда это не нужно (например, в светлое время суток)

Два предыдущих варианта совмещены в одном с их преимуществами. Вы можете включать и выключать свет по своему желанию или оставить эту задачу автоматике, для примера использован двухклавишный выключатель, вы же можете использовать два одноклавишных и установить их в разных местах.

Для двухпроводной схемы всё обстоит аналогичным образом, но к датчику не подключают нулевой провод.

Но не всегда нужно устанавливать дополнительные выключатели для ручного управления работой датчика и освещением, есть модели на корпусе, которых расположен переключатель, как вы можете видеть на фото ниже.

В зависимости от установленного режима свет будет всегда включен (независимо от наличия движения), выключен, датчик будет реагировать только на движение или на движение и звук (удобно если человек подходит «из слепой зоны»), это комбинированная модель из каталога ИЕК.

Если ламп сильно много или нужно включать мощные прожекторы мощности датчика может не хватить (большинство распространенных моделей могут включать лампы мощность до 300-1000 Ватт) нужно их через реле с катушкой на 220В или контактор.

Схема подключения через реле или контактор. Может комбинироваться и дополняться выключателями или дополнительными ДД аналогично предыдущим.

Кстати светодиодные лампы и светильники почти всегда мигают в выключенном состоянии, особенно при использовании двухпроводных датчиков. Это связано с тем, что электронной схеме для работы нужно питание, и даже когда свет выключен и нет движений — через лампы протекает ток.

Схема, которая изображена выше, поможет справиться с этой проблемой, или параллельно светильнику подключают конденсатор на 0.1-0,22 мкФ.

Характеристики и выбор

В первую очередь выбирают напряжение, с которым будет работать датчик света: 220 В или 12 В. Следующий параметр — класс защиты. Так как устройство устанавливается на улице, он должен быть не ниже IP44 (цифры могут быть больше, меньше — нежелательно). Это значит, что внутрь устройства не могут попасть предметы размером более 1 мм, а также что водяные брызги ему не страшны

Второе, на что стоит обратить внимание — на температурный режим эксплуатации. Ищите такие варианты, которые с запасом перекрывают средние показатели в вашем регионе как по плюсовой, так и по минусовой температуре

Подбирать модель фотореле также необходимо по мощности подключаемых к нему ламп (выходная мощность) и току нагрузки. Оно, конечно, может «тянуть» нагрузку немного больше, но при этом могут быть проблемы. Так что лучше брать даже с некоторым запасом. Это были обязательные параметры, по которым надо выбирать фотореле для уличного освещения. Есть еще несколько дополнительных.


Пример характеристик фотореле для уличного освещения

В некоторых моделях есть возможность подстроить порог срабатывания — сделать фотодатчик более или менее чувствительным. Уменьшать чувствительность стоит при выпадении снега. В этом случае отраженный от снега свет может быть воспринят как рассвет. В результате свет будет то включаться, то отключаться. Такое представление вряд ли понравится.

Обратите внимание на пределы регулировки чувствительности. Они могут быть больше или меньше

Например, у фотореле AWZ-30 белорусского производства этот параметр  — 2-100 Лк, у фотоэлемента P02 диапазон подстройки 10-100 Лк.

Задержка срабатывания. Для чего нужна задержка? Для исключения ложных включений/отключений света. Например, ночью на фотореле попал свет фар проезжающего автомобиля. Если задержка срабатывания мала, свет отключится. Если она достаточна — хотя-бы 5-10 секунд, то этого не произойдет.

Советы

Приступая к разработке проекта сигнализации с использованием датчиков движения с использованием старой советской элементной базы, рекомендуется найти старые советские журналы для радиолюбителей или конструкторов.

В стране множество оборонных конструкторских бюро и массы энтузиастов радиодела. В журналах для самодельщиков довольно часто описывались такие схемы с использованием простых радиодеталей, во многом, которые были разработаны настоящими профессионалами.

Неплохой идеей будет использование в качестве датчиков готовые сенсоры с возможностью подключения как осветительных приборов, так и звуковых.

Технические характеристики

Функционирование светодиодного светильника с датчиком движения характеризуется такими параметрами:

  • угол охвата, выраженный в градусах;
  • дистанция зоны охвата, обозначенная в метрах.

Датчики движения чаще всего имеют угол охвата до 90 градусов. Расстояние охвата редко превышает 5-6 м.

К важнейшим параметрам светодиодного устройства относятся следующие:

  1. Мощность. Светильник включает несколько светодиодов. В паспорте указана общая мощность всех диодов. Хотя показатели кажутся небольшими, следует помнить, что 8-ваттный светодиодный фонарь заменяет лампу накаливания на 60 Вт.
  2. Вид отражателя. В продаже имеются гладкие и рельефные отражатели. Гладкие устройства незаменимы, когда нужны длинные лучи (к примеру, в случае с прожекторами). Рельефные отражатели создают ровное рассеянное излучение, распространяющееся на большую площадь.
  3. Качество света.
  4. Разновидность электропитания (стационарная сеть или батарейки).
  5. Влагостойкость, защищенность от пыли.


С этим читают