Реле времени
В начале статьи упоминалось использование датчика света совместно с реле времени. Может возникнуть вопрос о необходимости такой системы. Что ж, ответ на него достаточно прост — применяя фотореле для уличного освещения можно столкнуться с периодическим случайным зажиганием лампы днем. Причина во временном прекращении поступления света на сенсор, в результате попадания посторонних предметов на его поверхность или посадки птиц. Таймер как раз не даст зажечь лампу какое-то время после происхождения события, пока возможное препятствие не самоустранится. Пернатое улетит, а попавший кусок бумаги или пакет сдует дальше. Схема подключения фотореле в комплексе с реле времени к уличной лампе освещения или фонарю:
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.
Достоинства и недостатки
Основная причина, она же является главным достоинством, для подключения к сети сумеречного датчика заключается в экономии электроэнергии, потребляемой осветительными приборами. Особенно это актуально для уличного освещения вне зависимости от масштабности.
Фотореле для уличного фонаря
Также к положительным моментам относятся:
- Автоматизация управления осветительными приборами.
- Повышение уровня безопасности. Освещаемая площадка для воров менее привлекательна.
- Возможность отказаться от услуг электрика. Простотой монтаж доступен для начинающего мастера.
Модельный ряд сенсоров дополняют датчиками движения, программируемыми настройками, регуляторами. Затраченные средства на приборы в результате быстро окупаются за счет экономичного расхода электроэнергии.
Важно! Для большинства моделей сенсоров освещения свойственна слабая герметичность корпуса. Внутрь проникает пыль и влага
Это приводит к окислению контактов и порче проводов или самого датчика. Выходом могут быть периодическое удаление загрязнений и выбор корпуса с классом защищенности IP 44 и более.
Класс защищенности
У простых датчиков есть свой минус. Он заключается в том, что свет горит даже тогда, когда он не нужен. То есть электроэнергия тратится зря. Решением вопроса, более дешевым вариантом будет установка датчика движения.
Использование
Основные направления, где используются ДД:
- Для защиты от проникновения.
- Автоматизации освещения.
- Автоматизации установок климат контроля.
Защита от проникновения
В любое время суток детекторы эффективно фиксируют незаконное проникновение на частную территорию. В темных местах и с наступлением сумерек датчики автоматически включат свет, если увидят передвижение людей. Могут работать в паре с видеорегистратором.
Автоматизация света
Зачем гореть лампочке, если людей в помещении нет? Детектор движения поможет автоматически включать/выключать свет именно тогда когда в комнате находятся люди. Так можно достигнуть существенной экономии электричества.
Автоматизация климата
Очень удобно управлять температурным режимом в домах и квартирах с помощью извещателей движения. Они могут подавать команды на блок управления кондиционера, если зафиксировано присутствие/отсутствие людей в подконтрольной зоне.
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
Отличительные черты инфракрасных датчиков движения для включения света
Принцип работы инфракрасных датчиков движения для включения света состоит в изменении во время передвижения объекта теплового излучения. Любое живое существо или другой объект, например, автомобиль, излучает тепловые или инфракрасные лучи, улавливаемые системой зеркал или линз, которых насчитывается 20-60 шт. Проходя через данную систему, лучи попадают на сенсор.
В корпусе устройства располагаются два датчика, которые осуществляют контроль температуры в разных местах. Когда в зоне действия прибора любые движения отсутствуют, сигналы одинаковые. В момент передвижения нагретого тела сигналы отличаются, вследствие чего прибор срабатывает.
Порог максимальной чувствительности устройства достигается в момент передвижения объекта вдоль датчика, слева направо или наоборот. Данную особенность следует учитывать во избежание возникновения «мертвых» зон.
Среди достоинств инфракрасного датчика движения на свет можно выделить точную регулировку зоны контроля. Прибор не реагирует на сквозняк в помещении и на качающиеся деревья на улице. Во время работы устройство ничего не излучает, поэтому не доставляет дискомфорта и не оказывает вреда здоровью человека и животного.
Инфракрасные датчики работают по принципу, который состоит в изменении во время передвижения объекта теплового излучения.
Однако датчик может срабатывать на движение теплого воздуха от радиатора или кондиционера. Прибор восприимчив к воздействию атмосферных осадков и ультрафиолетовых лучей, нарушающих точность его работы на улице. Он не может эффективно работать не только при высоких температурах окружающей среды, поскольку такое излучение сливается с тепловыми импульсами, исходящими от человека и животного, но и при низких, что способствует охлаждению одежды и кожи, вызывая слабое излучение.
Обратите внимание! Такой датчик можно обмануть, спрятавшись за экраном или надев костюм, не пропускающий тепловых лучей.
Как подключить
В самом простом варианте подключение датчика выполняется в разрыв проводника фазы, подводимого непосредственно к лампе. Данный способ прекрасно работает в абсолютно темных помещениях, где нет ни одного окна. В этом случае проводники фазы и нуля заводятся в датчик со стороны входа и подключаются к соответствующим клеммам L и N. На выходе фазный провод идет далее к лампе накаливания, а нулевой проводник соединяется с ближайшим нулем электрической цепи.
При использовании датчика для включения света на улице, дополнительно понадобится фотореле или датчик освещенности, работающий в автоматическом режиме. Вместо него на линии может быть установлен отдельный выключатель, включаемый и выключаемый вручную. Таким образом, предотвращается ненужное включение света при наличии нормального естественного освещения.
Подобные дополнительные комбинирующие устройства также устанавливаются в разрыв фазы. Если используется фотореле, его нужно устанавливать перед датчиком движения. За счет этого питание к прибору будет поступать только с наступлением темноты, а днем он находится в выключенном состоянии. Срок службы датчика движения существенно увеличивается, поскольку его ресурс ограничен определенным количеством срабатываний.
Существенным недостатком данных схем является невозможность длительного использования включенного освещения. Свет будет сразу же пропадать после прекращения движения. Этого можно избежать путем параллельного подключения совместно с детектором обычного выключателя. Когда он находится в выключенном положении, будет работать датчик. После включения датчик перестает работать и свет горит на протяжении всего времени до прерывания цепи выключателем.
Взаимодействие с другими устройствами
Поскольку датчики лишь фиксируют изменения внешней среды, они почти всегда используются во взаимодействии с другими устройствами, которые при срабатывании датчика выполняют требуемые действия:
- включают тревогу,
- рассылают уведомления,
- включают или выключают освещение и другие приборы,
- изменяют параметры работы климатической техники или других устройств.
Если датчики движения (охранные извещатели) устанавливаются в составе комплексных охранных систем (пультовая охрана), связи между устройствами настраиваются уже при установке, а их дальнейшее взаимодействие происходит через контроллер, который поставщик (государственная вневедомственная охрана или частная охранная организация) устанавливает вместе с остальным оборудованием.
Если пользователь приобретает датчики, сирены и умные выключатели от разных поставщиков и устанавливает их сам, контроллер также устанавливается самостоятельно. Вместе с контроллером поставщики предоставляют доступ к аккаунту на специализированном веб-портале и мобильному приложению, которые позволяют самостоятельно настроить уведомления и взаимодействие устройств.
Устройство и принцип действия
Датчик звука для автоматического включения света представляет собой микросхему, главные компоненты которой — аудиоприемник, усилитель, электрореле и контроллер. Работает устройство по следующему принципу:
- В помещении, где установлен звуковой детектор, раздается звук (шаги, голос, хлопок).
- Аудиоприемник фиксирует акустическую волну.
- Возникающий сигнал проходит через анализатор.
- Далее посылается команда на замыкание электрореле.
- Электрический ток начинает поступать на лампочку — свет зажигается.
- Одновременно с этим подключается таймер на размыкание цепи (в зависимости от заданных пользователем настроек — от нескольких секунд до десятков минут).
- Пока свет горит, звуковой датчик фактически находится в отключённом состоянии и никак не влияет на работу системы подсветки.
Современные детекторы рассматриваемого типа обладают достаточно большой чувствительностью. Поэтому чтобы исключить ложное срабатывание в конкретном месте применения, необходимо выполнить правильную настройку по данному параметру.
Для этой цели на корпусе прибора есть два регулятора. Один из них устанавливает порог воспринимаемого звука. Другой программирует время работы светильника после включения. Как правило, предела в 50 дБ (что соответствует хлопку в ладоши) вполне хватает внутри помещения.
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.
Емкостные датчики
Самый простой сенсор — емкостной датчик обнаружения присутствия. По своей конструкции он напоминает обычный конденсатор переменной емкости. Изменение состояния держит на контроле специальная микросхема. Подходят для наблюдения за передвижением в охраняемой зоне.
Такой датчик объема обладает, как определенными достоинствами:
- малым весом;
- небольшими габаритами;
- очень незначительным потреблением электроэнергии;
- нет контактных групп;
- большим сроком эксплуатации;
- адаптация под различные задачи;
- простота изготовления из доступных и недорогих материалов.
Так и недостатками:
- в процессе измерений могут возникать грубые ошибки и погрешности;
- для работы нужны преобразователи и измерители, функционирующие на высоких частотах;
- наличие защитного экрана для измерительных цепей.
Устройство
Оптические датчики состоят из приемника и источника излучения. Это основные компоненты, которые включают в себя еще ряд частей. Источник может быть установлен в одном корпусе или разных.
Источник или излучатель состоит из 6 частей:
- Корпус, куда помещают все детали. Он служит в качестве защиты от различных видов повреждений. Для изготовления используют латунь или полиамид и метизы.
- Генератор предназначен для образования электрических импульсов, которые переходят на излучатель.
- Излучатель — это небольшой светодиодный механизм, с помощью которого создаётся излучением в нужном диапазоне света.
- Система оптики направляет луч в нужном направлении.
- Индикатор показывает готовность прибора к работе.
Приемник оптического датчика состоит из 7 компонентов:
- Оптика для приема луча и направления его к преобразователю.
- Преобразователь служит для трансформации полученного излучения в электрический сигнал.
- Усилитель предназначен для увеличения получаемого сигнала до предельного значения, в котором работает аппарат.
- Пороговый элемент — регулятор крутизны фронта сигнала переключения.
- Электронный ключ — коммутация тока и защита от коротких замыканий и перегрузок.
- Индикатор цвета показывает заданные характеристики прибора.
- Регулятор чувствительности нужен для настройки датчика.
Цветовой индикатор показывает несколько состояний прибора:
- Если сигнал отсутствует, то индикатор не горит.
- Если сигнал поступает на необходимом уровне и прибор активируется, то индикатор загорается зеленым.
- Когда уровень сигнала продолжает расти, индикатор становится жёлтым, но может перейти на красный цвет.
Выбирая подходящий датчик для конкретных условий, можно столкнуться всего с двумя типами конструкции, если не рассматривать приборы специального назначения, к примеру, щелевые. В остальных случаях бывают варианты с цилиндрическим или прямоугольным корпусом. И это единственное различие в конструкции.
Настраиваемые характеристики датчика движения
Регулировка и настройка датчика движения осуществляется по следующим основным характеристикам:
- Угол по отношению к зоне обзора.
- Чувствительность.
- Степень естественной освещенности.
- Период свечения светильника до угасания после инициации.
Рассмотрим особенности каждой характеристики детально.
Угол
Одним из самых важных параметров датчика движения для включения света, влияющих на его работоспособность, является угол установки. Современные модели детекторов, как правило, располагаются отдельно от светильников и оснащаются кронштейнами. Это дает возможность правильно настроить датчик по зоне охвата, обеспечив его действие на покрытие максимально возможной площади.
При этом не меньшее значение имеет и высота размещения, и положение его по отношению к зонам прохода. Например, в доме лучше всего сенсор установить в прихожей с расчетом на охват смежных помещений (коридора, лестницы, кухни, гостиной и так далее) — так чтобы при первом же появлении объекта, входит он или выходит, лампа включалась.
Чувствительность
Отрегулировать датчик движения по уровню чувствительности — это вторая важная задача при его установке. Для этой цели на корпусе устройства имеется регулятор или кнопка с подписью «SENS». Его значение должно быть таким, чтобы предупредить ложные срабатывания — на мелких животных, птиц, ветки деревьев и так далее.
Освещенность
Степень чувствительности к уровню естественного освещения позволяет активизировать датчик движения для включения светильника только с наступлением сумерек. Настройка выполняется с помощью регулятора или клавиши с надписью «LUX». Данная функция позволяет зажигать освещение в доме или на улице только с наступлением темноты, экономя тем самым энергию от ненужного дневного расхода.
Время
Также в датчике движения присутствует регулятор времени задержки, обозначаемый, как правило, надписью «TIME». Установить его можно в положение от самого минимального до максимального значения — от 5 секунд до 10 минут. Это период, в который электрический ток будет поступать на светильник после крайнего обнаружения движения в поле зрения сенсора. Для разных ситуаций оно может быть различным. Например, для уличного фонаря рядом с домом оно должно быть максимальным. Так как выходя во двор, можно зайти за угол дома или уйти на такое расстояние, где детектор уже не видит объект, и свет может быстро потухнуть, а человек останется в темноте.
Сценарий для Domoticz dzVents
Когда все оборудование настроено начинаем написание скрипта. Открываем Domoticz вкладку Настройка -> Дополнительно -> События.
Начальный уровень
Добавляем новый сценарий dzVents и вставляем следующий код:
return {
active = true,
on = {
devices = {14} -- номер idx датчика движения
},
execute = function(dz, device)
-- тело скрипта
if (dz.devices(14).state == 'On') then
dz.devices(16).switchOn()
elseif dz.devices(14).state == 'Off' then
dz.devices(16).switchOff()
end
end
}
Это самый простой вариант работы. Я бы сказал примитивный. Датчик движения с номером idx 14 при изменении своего состояния вызывает тело скрипта. Далее работает конструкция — если обнаружено движение включи свет, если нет выключи. Мы используем Wi-Fi реле (девайс с номером idx 16), которое размыкает нагрузку на лампы.
Продвинутый уровень
Если вам не хватает двух минут можно продлить время доработав сценарий. При отработке сценария ночью можно ослепить человека. Неплохо было бы ограничить включение по времени. Для этого я использую виртуальный переключатель «ManualControl». Он активируется, когда я ложусь спать и запускаю сцену при которой весь свет отключается. С наступлением рассвета «ManualControl» отключается автоматически работой другого алгоритма. Добавляем немного функционала в наш код.
return {
active = true,
on = {
devices = {14} -- датчик движения
},
execute = function(dz, device)
local ManualControl = dz.devices(81).state
-- переключатель ручного управления
if (ManualControl == 'Off'
-- если ручное управление off идем дальше
and dz.devices(14).state == 'On') then
-- и присутствие обнаружено
dz.devices(16).cancelQueuedCommands()
-- отменить команды, которые в очереди
dz.devices(16).switchOn().checkFirst()
-- включить свет, но предварительно проверить нужно ли.
elseif dz.devices(14).state == 'Off' then
-- если присутствие не обнаружено тогда
dz.devices(16).switchOff().afterSec(60).checkFirst()
-- потушить свет через 60 секунд, если он не отключен.
end
end
}
Работа этого сценария: датчик движения с номером idx 14 при изменении состояния вызывает проверку условий. Активировано ли ручное управление, при котором свет мы включаем только руками? Если ручное управление не задано сценарий проверяет состояние датчика движения. Если присутствие зафиксировано (состояние on) отменить команды стоящие в очереди к Wi-Fi реле, затем включить его, если оно выключено. Свет загорелся. Если никого нет (состояние off), тогда потушить свет через 60 секунд. Таким образом свет будет выключен через 3 минуты. По истечении двух минут скрипт полностью отработает и в очередь запишется команда, которая по истечении 60 секунд обесточит свет. Если не прописать конструкцию cancelQueuedCommands(), то будем иногда сидеть в темноте, так как записанная в память команда выполнится в независимости от работы скрипта. Конструкция checkFirst() дает нам возможность предварительно проверить текущее положение девайса.
