Звуковое реле включения света

Что такое датчик движения для включения света

05 марта 2015.
Категория: Освещение.

Автоматизация систем внутреннего и наружного освещения – мера, позволяющая решить целый комплекс задач. К таковым относятся: включение и выключение света строго по расписанию или только в момент человеческой активности, значительная экономия электрической энергии (до 40-70 %), управление режимами работы светильников и соответственно экономия ресурса источника света, контроль состояния приборов освещения и так далее.

Наиболее распространенными устройствами автоматического управления освещением, являются датчики движения для включения света. Это устройства, которые включаются в цепь освещения и при появлении движущегося объекта в радиусе их действия, автоматически дают команду на включение света. Выключение света происходит по истечении небольшого промежутка времени, после того как движущийся объект покинул радиус действия датчика, либо прекратил свое движение.

Их использование в первую очередь направлено на обеспечение комфорта людей, а срок окупаемости таких устройств в России – 1-2 года.

Сфера применения датчиков движения

Наибольшее распространение датчики присутствия для включения света получили в жилых помещениях: квартирах, домах, коттеджах. В основном места для их расположения выбирают те, где человек проводит мало времени и появляется редко: кладовые, ванные комнаты, прихожие, погреба, чердаки, подъезды. Иногда их используют во всех помещениях квартиры. Часто устанавливают датчики перед входной дверью со стороны улицы.

Помимо жилых помещений датчики движения активно применяются в офисных, административных, производственных и образовательных учреждениях. Там они устанавливаются в коридорах, на пожарных лестницах, в лифтовых холлах, в переговорных залах, возле входных и выходных дверей.

Типы датчиков движения

Датчики по способу обнаружения движения в зоне их действия делятся на:

• Инфракрасные;
• Микроволновые;
• Ультразвуковые;
• Комбинированные.

Те датчики включения света, которые только принимают излучение, называются пассивными, а которые излучают и принимают волны – активными.

Отдельно стоит упомянуть о звуковых (акустических) датчиках. Они подают сигнал на включение света, когда повышается уровень шума. О них поговорим чуть позже.

По способу управления датчики делятся на:

• Автоматические;
• Датчики, с возможностью принудительного включения света;
• Датчики с возможностью регулирования дальности обзора, времени срабатывания, уровней освещенности и чувствительности.

Автоматические датчики движения подают команду на включение света в автоматическом режиме при обнаружении движущихся объектов и его отключения при исчезновении таковых.

Бывают ситуации, когда человек находящийся в зоне действия датчика перестал двигаться (сел на стул или просто встал на одном месте). В этом случае также может произойти отключение света датчиком.

Для предотвращения подобных ситуаций в схему подключения датчика добавляют обычный выключатель, при помощи которого человек включает свет принудительно (смотрите фото).

Уровень освещенности выставляют на такое значение, чтобы датчик работал только при наступлении темноты, днем его активность ни к чему.

Изменение уровня чувствительности устройства необходимо для его точной работы. Чем выше чувствительность датчика, тем чаще он будет срабатывать на возмущения. Суть настройки заключается в том, чтобы он реагировал только на появление в «зоне видимости» человека.

Настройка времени срабатывания необходима для того, чтобы датчик не отключался через 5-10 секунд после включения света. Значения времени выставляют на свое усмотрение – от 1 до 10 минут. Ровно столько будет гореть свет после включения.

По типу и месту монтажа датчики делятся на:

• Устройства наружной установки, которые могут быть встраиваемыми или закрепляемыми на кронштейнах;
• Устройства внутренней установки, также встраиваемые или накладные.

Датчики для установки внутри помещений и на улице конструктивно практически не отличаются, разве что уличные устройства имеют повышенную защиту корпуса от атмосферных осадков. Внутри помещения датчики располагают на потолке или стенах. Потолочный датчик движения для включения света, как и настенный, может быть накладным (в этом случае он крепится к поверхности шурупами и дюбель-гвоздями) или встраиваемым (крепление такого датчика осуществляется в специально просверленное отверстие).

Часто датчики устанавливают в подвесной или натяжной потолки. Их механизм крепления, аналогичен механизму крепления точечных светильников. На улице устанавливают преимущественно накладные датчики.

Также датчики отличаются:

• Мощностью нагрузки, которая находится в диапазоне от 8 до 2500 ватт. Разные модели датчиков рассчитаны на свою нагрузку. При их выборе заранее вычисляют мощность подключаемых светильников и учитывают ее. Если со временем к датчику будут подключаться дополнительные светильники, то в схему вводят либо дополнительный датчик, либо промежуточное реле. Если мощность подключаемых к датчику устройств освещения больше, чем та, на которую он рассчитан, могут выйти из строя релейные выходы датчика. В этом случае он подлежит замене;

• Дальностью действия – от 8 до 20-ти и более метров. Датчики присутствия для включения света с максимальной дальностью действия устанавливают на улице, в длинных коридорах или обширных помещениях. В помещениях малой площади монтируют датчики, чья дальность действия находится в пределах 8-12 метров;

• Углом обзора (от 60 до 360 градусов);
• Типом подключаемой нагрузки. Это могут быть лампы: накаливания, люминесцентные, галогенные на 220 вольт и галогенные на 12В с подключением через трансформатор, светодиодные, люминесцентные обычные и компактные люминесцентные;
• Степенью защиты (IP20-IP55).

Датчики движения для включения света уличные или производственные должны иметь защиту от влаги, высокой температуры и пыли (класс IP 44 и выше). Для моделей, устанавливаемых внутри жилых, административных, офисных помещений достаточно датчиков с минимальной защитой от внешних факторов.

Принцип работы и устройство различных датчиков движения

Датчики движения в зависимости от типа по-разному реагируют на присутствие движущегося объекта. У каждого устройства есть свои преимущества и недостатки, но чтобы свести к минимуму наличие негативных факторов, чаще делают выбор в пользу комбинированных датчиков.

Инфракрасный датчик: устройство и принцип работы

Инфракрасные датчики движения для включения света состоят из пироэлектрического инфракрасного датчика (приемника ИК-излучения), головной линзы, которая в свою очередь состоит из нескольких маленьких линз и дополнительных электронных компонентов. Датчики движения реагируют на появление и исчезновение инфракрасного излучения на фотоэлементе, источником которого является человек. Их принцип работы в следующем:

• При появлении человека в зоне действия датчика каждая маленькая линза фокусирует инфракрасный свет на плоскость элемента, а одна из них – на фотоэлемент, при этом происходит регистрация сигнала;
• Через мгновение по мере движения человека, линза перестает фокусировать ИК-излучение на фотоэлементе, так как имеет свой участок (сегмент) чувствительности, пределы которого человек покидает. Сигнал при этом пропадает;
• Когда человек попадает в сегмент чувствительности другой линзы, уже она фокусирует ИК-излучение на фотоэлементе. Этот процесс продолжается до тех пор, пока человек не покидает зону действия датчика.

Появление и исчезновение инфракрасного излучения на фотоэлементах говорит о том, что в зоне действия датчика появился движущийся объект, в данном случае – человек.

Микроволновой и ультразвуковой датчики: устройство и принцип работы

Основные компоненты микроволнового датчика движения – генератор сверхвысокочастотных волн и приемник этих самых волн, но только уже отраженных. Используются датчики в основном в системах охранной сигнализации, но иногда их включают в цепь освещения. Ультразвуковой датчик также состоит из генератора звуковых волн и приемника и в системах освещения используется очень редко.

Принцип работы датчиков одинаковый, основывается на эффекте Доплера. Отличие лишь в типе излучаемых волн. Процесс распознавания движения следующий:

• Генераторы устройств генерируют волны определенной частоты, которые распространяются в установленном диапазоне;
• По мере движения человека, волны, отражающиеся от него, приходят на приемник другой длины и с другой частотой;
• Изменения параметров волн регистрируются приемником.

Комбинированные датчики

Преимущества комбинированных датчиков, по сравнению с другими в том, что они максимально снижают количество ложных срабатываний. В одном корпусе устройства расположены 2 системы обнаружения движения. Свет включается только тогда, когда срабатывают оба детектора. Распространенной является комбинация микроволнового и инфракрасного принципов обнаружения.

Датчик звука для включения света

Акустический датчик включения света дает команду на коммутацию цепи освещения при возникновении разного рода шумов: хлопков, шагов, разговоров, открывания дверей. В качестве приемника звуков используется микрофон, который преобразует звуковые колебания в переменное напряжение. Его чувствительность можно регулировать таким образом, чтобы свет включался только по хлопку или при возникновении других шумов.

Стоит ли делать датчик движения для включения света своими руками

В интернете есть много схем сборки датчика, одна из них включает в себя:

• Блок питания;
• Подстроечный резистор;
• Фотоэлемент и транзистор;
• Реле.

Сборка датчика производится по схемам, которых полно в свободном доступе в интернете. Однако стоимость комплектующих для изготовления датчика составит полутора- а то и двухкратную стоимость готового датчика продаваемого в розницу. Поэтому купить устройство за 300-400 рублей будет куда проще.

Как установить датчик движения для включения света?

Есть три основные схемы подключения датчиков: с выключателем, без него и схема подключения двух датчиков к одному светильнику. На работу схемы датчика без выключателя человек повлиять не может, разве что ему по силам изменить параметры датчика. Если требуется, чтобы свет горел в тот момент, когда движение отсутствует, в схему добавляют выключатель. В помещениях большой площади, где радиуса действия одного датчика не хватает, монтируют два устройства обнаружения движения. Все три схемы представлены на рисунке.

Источник: https://artillum.ru/lighting/81-automatic-lighting-control.html

Акустический (хлопковый) выключатель: включение и выключение света по хлопку, принцип работы, как сделать своими руками, схема подключения

В повседневной жизни нередко возникают ситуации, когда даже простое действие — включение света в комнате может быть проблемой. Это часто связано с детьми, инвалидами или лежачими больными, для которых достижение выключателя связано с большими затруднениями или невозможно. В таких случаях акустический прибор становится незаменимым. Он работает по хлопковому принципу.

Применение акустических (хлопковых) выключателей

Такие устройства набирают популярность ввиду удобства применения и практической полезности. Достаточно обратить внимание на замызганные пятна вокруг традиционного выключателя, появляющиеся на стене уже скоро после ремонта. Бесконтактный прибор избавляет от этого неприятного эффекта.

Полезен он и для младшего поколения, если приборы управления освещением установлены на традиционном для России месте, а не внизу, как это принято в Европе. Просто хлопком в ладоши ребёнок легко включит и выключит свет в комнате.

Таким же образом акустический выключатель будет полезен для инвалидов — колясочников и лежачих больных. Кроме того, он может стать для них сигнальной системой, чтобы при необходимости просить о помощи. Небольшая переделка схемы позволит подавать не только световой, но и звуковой сигнал.

Популярное наименование устройства «хлопковый», скорее всего, является случайным, ведь прибор может срабатывать и на другие резкие звуки, включая свист, стук и прочие сигналы.

Смонтированный хлопковый контроллер

Можно полагать, что приборы такого класса станут непременными принадлежностями системы управления жилищем под названием «умный дом».

Принцип работы

Выключатели света по хлопку представляют собой одну из разновидностей устройств для дистанционного управления освещением. В этом случае сигналом для изменения статуса освещения является резкий звук в виде хлопка в ладоши.

Разумеется, что непременным элементом такой схемы управления является микрофон. При изготовлении устройства самостоятельно вовсе не обязательно бежать в магазин за такой важной деталью.

Можно использовать устройства со старых телефонов, магнитофонов, наушников и прочих приборов, связанных с применением чувствительных к звуковым колебаниям элементов.

Алгоритмом работы предусмотрено включение света при хлопке и выключение по следующему такому же сигналу.

Подобные устройства рекомендуется устанавливать в сравнительно тихих комнатах, таких как спальни, кладовки, подвалы и тому подобных. Использование в офисах, магазинах или производственных помещениях нерационально.

Прибор управления светом по хлопку

Технические характеристики

В качестве примера рассмотрим данные стандартного прибора

• питание прибора осуществляется от стандартной сети напряжением 220 вольт;
• допустимая суммарная мощность подключаемых приборов составляет 300 ватт;
• диапазон регулировки звукового сигнала в пределах 30–150 децибел;
• рабочие температуры в пределах от 20 градусов мороза до 40 градусов тепла;
• защита корпуса класса IP-30.

В сети нагрузки могут быть использованы различные светильники:

1. Серийные лампы накаливания или галогенные.
2. Люминесцентные или энергосберегающие лампы.
3. Светильники и лампы светодиодные.

Такие характеристики позволяют использовать прибор в рамках требований федерального закона №261, касающийся рационального использования электроэнергии.

Размеры устройства сравнимы с размерами коробка для спичек, что позволяет удобно разместить его в непосредственной близости от светильника. Закрепить к любой поверхности можно используя двухсторонний скотч или установить на самонарезающие винты.

Габаритные размеры прибора «Экосвет Х-300-Л»

Компоненты устройства

Можно предложить несколько схем устройства прибора.

Комплектация по варианту 1

Это самая несложная схема. Она отличается применением микрофона при кратном усилении звукового сигнала. Для неё потребуется несколько транзисторов KT 315 и один мощный KT 818.

С микрофона сигнал передаётся на KT 315, многократно усиливается и проходит в KT 818, контролирующий реле замыкания и размыкания контактов нагрузки, будь то лампочка или любой другой потребитель.

Оптимальным является выбор электретного микрофона, один из выводов которого соединяется с корпусом. Потребление электроэнергии невелико, напряжение составляет 4–16 вольт.

Транзисторы КТ315Транзисторы КТ818

Устройство по варианту 2

Схема прибора в этом случае посложнее, но она и надёжнее предыдущей. Для её реализации понадобятся:

• резистор;
• конденсатор;
• стабилитрон;
• управляемые тиристоры.

Транзисторный триггер нужно подключить на делитель напряжения и резистор. Триггер получает питание через диод и резистор. Конденсатор и стабилитрон предназначены для выравнивания напряжения.

Устойчивая работа триггера возможна при включении одного из двух управляемых тиристоров. Реагируя на звук от микрофона, делитель напряжения переводит их в другое состояние.

Нагрузка на выключатель не превышает 100 ватт. При необходимости увеличения этой характеристики нужно применить диоды более высокой мощности. Транзисторы устанавливаются с использованием радиаторов.

Принципиальная схема простейшего хлопкового выключателя

Подключение и монтаж

Устройство монтируется на одноклавишном или двухклавишном выключателе таким образом, чтобы он получал питание от сети напряжением 220 вольт. Это можно сделать следующим образом:

Схема подключения акустического выключателя

• Типовая схема подключения лампочки выглядит так: питание на выключатель производится от щитка через распределительную коробку.

  Нейтральный провод подаётся к источнику света и параллельно подсоединяется к выключателю;

• Нужно разорвать цепь питания к клавишному выключателю и в разрыв установить акустический прибор. Контроллер устанавливается в корпус светильника;
• Чаще выключатель снабжён двумя парами проводов белого и чёрного цвета.

  Электропитание подаётся по белым, нагрузки подключаются чёрными. Соединение лучше произвести клеммами или просто обмоткой. Пайка в таких схемах не применяется.

Принцип действия и порядок работы автоматического плавного выключателя освещения

Устройство разработано с целью повышения срока службы осветительных приборов. Подача максимального напряжения в залповом режиме часто является причиной их перегорания. Как и в случае с хлопковым выключателем, сигналом для включения лампочки является звуковой сигнал.

Он подаётся к микрофону, конвертирующему акустический сигнал в электрический импульс. Сигнал усиливается в операционном усилителе и поступает на конденсатор для его зарядки. Когда заряд достигает больших значений, чем на ёмкости, происходит срабатывание компаратора и на выходе вместо нулевого значения появляется сигнал. В результате происходит запуск транзисторного генератора, направляющего импульсы, и происходит открытие симметричного триодного тиристора, подающего напряжение на лампочку.

Через какое-то время величина напряжения на конденсаторе снижается, что приводит к снижению частоты импульсов на симметричном триодном тиристоре в результате роста фазовой задержки. При этом светильник медленно гаснет. Подбором номиналов можно добиться времени гашения источника света до трёх минут.

Заслуживают внимания и специальные приборы, предназначаемые для общественных мест периодического использования. Это такие места, как подъезды, лифтовые площадки, подвалы и другие подобные места.

Такая система управления освещением экономит до 50% электричества, затрачиваемого на освещение общественных проходных помещений.

Порядок испытаний хлопковых выключателей

После установки и подключения прибора его нужно проверить в реальных условиях эксплуатации. Проверка заключается в имитации бытовых шумов и реакции на них установленной системы. Обычными для дома шумами можно считать следующие:

• шум бытового пылесоса;
• работа электродрели;
• стук тарелок;
• звук от работы с молотком;
• телефонные звонки и пр.

Поочерёдно создавая такие шумовые эффекты проверяем, на какие из них может срабатывать устройство. Нежелательные реакции прибора можно попробовать устранить регулировкой чувствительности микрофона. Эта возможность реализуется во всех моделях устройств.

Изготовление такого выключателя подробно показано на видео

Для изготовления своими руками акустического выключателя, несомненно, нужны твёрдые знания в области радиоэлектроники и электротехники, а вот установка стандартного устройства вполне по силам исполнителю с минимальными навыками электромонтажа. Успехов вам!

Источник: https://tehznatok.com/kak-podklyuchit/vyiklyuchatel-sveta-po-hlopku.html