Как работает инфракрасный (ИК) выключатель света?
19.12.2017
Современные технологии позволяют жильцам новых квартир и загородных домов размещать в своем жилом пространстве большое количество различных приспособлений, которые способны повысить уровень комфорта и безопасности жилища. В разряд технологий, которые включает в себя система «Умный дом», входят также и различные приспособления для автоматизированного и интеллектуального управления осветительными приборами. Среди них весьма интересной и функциональной разработкой можно назвать такое средство, как инфракрасный выключатель света, о котором и пойдет речь в этой статье.
Характеристика современных автоматических выключателей света
Первый вопрос, на который стоит ответить перед покупкой и установкой подобных устройств, заключается в том, для каких целей они будут использоваться. Пользователю следует четко понимать цели и задачи, которые будет выполнять ИК выключатель, чтобы выбрать модель, соответствующую всем требованиям.
Например, подобные выключатели могут располагаться в слабо освещенных местах, где есть опасность споткнуться, например, на лестницах или в коридоре. Инфракрасный способ определения присутствия людей может реагировать как на передвижение в зоне видимости устройства, так и на различные жесты вроде взмаха руки. Таким образом, пользователям не придется искать выключатель, если ночью требуется спуститься на другой этаж по лестнице или пройти по темному коридору. Это поможет обезопасить передвижение по дому маленьких детей, ведь область их перемещения всегда будет ярко освещена.
При этом следует учитывать, что те комнаты и помещения в квартирах или загородных домах, где жильцы могут проводить достаточно много времени, не совершая резких движений, не подходят для установки подобных приборов. В таком случае свет может включаться внезапно в самые неподходящие моменты, что может раздражать и создавать различные неудобства. В таких комнатах как кабинет или спальня лучше всего устанавливать осветительные приборы с датчиками передвижения, которые имеют другой принцип работы, фиксируя непосредственное нахождение жильцов в зоне слежения.
Чаще всего пользователи устанавливают ИК выключатель света, который имеет специальный угол обзора в 180 градусов и следит за перемещением на расстоянии около 7 метров. Таких характеристик вполне достаточно для корректной работы устройств, если они размещаются на лестнице или в коридорах. Для домашнего использования подойдут приборы с самыми простыми линзами, которые в силу своей малой чувствительности не будут замечать передвижения домашних питомцев. Если появляется потребность в том, чтобы устройство могло охватить сразу несколько секторов внутри помещения, устанавливаются приборы с многолучевыми линзами.
Большинство подобных выключателей предоставляют возможности для гибких настроек работы осветительных приборов. Например, можно установить определенную яркость для разного времени суток, чтобы днем лампочки горели тише, чем ночью. Профессиональные устройства позволяют производить и другие настройки, чтобы пользователь имел возможность задавать свои уникальные сценарии автоматической работы осветительной системы.
Инфракрасные выключатели света получили такую большую распространенность и спрос со стороны пользователей и жильцов современных квартир и загородных домов, потому что они позволяют действительно расширить стандартный функционал установленных в доме ламп и подсветок. Среди большого многообразия представленных на рынке устройств из данной категории не составит особого труда выбрать наиболее подходящую модель, если пользователь заранее разобрался с тем, какие задачи должны выполнять данные выключатели.
zaumnyi-dom.ru
экономия и комфорт в доме, во дворе, на улице
Универсальный инфракрасный выключатель с датчиком движения — устройство, осуществляющее автоматическое управление освещением при наличии или отсутствии движущихся объектов в радиусе его действия. Прибор реагирует на перемещение и производит замыкание – размыкание электрической цепи в зависимости от ситуации, которая складывается в зоне покрытия. При этом параметры работы изделия, настраивает сам пользователь.
Конструктивные особенности устройств, их разновидности и функциональность
По своей сути, инфракрасный выключатель света объединяет два технологических процесса:
- Мониторинг обстановки на территории действия инфракрасного датчика
- Коммутация осветительной сети (включение – отключение).
Это позволяет успешно использовать устройство для мест периодического посещения, например, кладовка, гараж, погреб. При входе человека и во время его нахождения в помещении свет зажигается автоматически, а после ухода, тухнет спустя определенное время.
Это исключает случайное оставление включенной лампы на длительный период времени и снижает расход электроэнергии.
Разнообразие модификаций и исполнений
Приборы имеют различия по следующим характеристикам:
- Зоне действия покрытия
- дальность от 8 м до 20 м;
- угол обзора от 90° до 360°;
- Способу монтажа
- Подвесные;
- Врезные;
- Накладные;
- Виду исполнения
- для уличного использования;
- для установки внутри зданий.
Помимо экономии электроэнергии, применение инфракрасных выключателей света повышает безопасность здания от возгорания проводки.
Регулировка рабочих параметров прибора
Функциональность датчика движения с выключателем может изменяться с помощью настроек.
Настройка реагирования прибора при разных уровнях освещенности (регулятор с обозначением LUX) позволяет установить режим срабатывания устройства только при отсутствии света вокруг него, то есть вечернее, ночное время, либо темные помещения.
Также может настраиваться чувствительность изделия на движущиеся объекты (регулятор с обозначением SENS) в зависимости от их объема и расстояния до них, чтобы исключить срабатывание на появление животных и колебания веток деревьев. Данный параметр устанавливается опытным путем до достижения нужного результата.
Настройка времени (таймер — TIME) выставляется для ограничения периода включения света после прекращения перемещений в зоне контроля датчика. Временной промежуток может варьировать от нескольких секунд до нескольких минут.
Способы коммутации прибора в электрической цепи
В некоторых случаях ИК выключатель работает полностью автоматически, без контроля со стороны человека, а иногда производится подключение датчика движения для освещения с выключателем. Использование дополнительного (дублирующего) выключателя, позволяет при необходимости обесточить устройство. Например, владельцы уезжают на отдых и освещение двора или гаража на протяжении длительного времени не понадобится. Нет необходимости вскрывать прибор или проводить какие-то манипуляции в электрощите – достаточно просто нажать клавишу.
- Построить цепь без выключателя
- Задействовать дублирующий прерыватель
- Установить устройство вместо обычного выключателя.
Каждый из способов может найти свое применение для отдельно взятого случая.
Схема подключения датчика движения без дополнительного выключателя
Из прибора выходит три провода: красный, синий, коричневый.
- Синий коммутируется с нулевым проводом сети
- Красный соединяется с фазой 220 В
- Коричневый – это выход 220 В из устройства. Он подключается к одному из контактов светильника. Второй контакт осветительного прибора коммутируется с нулевым сетевым проводом.
Все соединения производятся с помощью специальных клемм, которые входят в комплект изделия. Работы необходимо осуществлять при отключенном напряжении.
Провода у прибора могут отсутствовать. В этом случае коммутацию нужно проводить с помощью контактов, обозначенных буквами: N – ноль, L – фаза, Out – выход.
Такая система обеспечивает автономную работу электронного приспособления.
Схема подключения датчика движения с применением дублирующего выключателя
Монтаж производится в той же последовательности, как и при первом варианте, за исключением одного нюанса: на фазном сетевом проводе, до соединения с отводом прибора (L), устанавливается электрический выключатель. С его помощью вся цепь может быть обесточена.
Подключение датчика движения через выключатель дает возможность отключить прибор в любой момент по желанию владельца. Например, во дворе дома планируется запуск фейерверка, а неконтролируемое включение света может исказить иллюминацию. Теперь это можно исправить одним движением.
Подключение датчика движения вместо выключателя
Попробуем разобраться, как подключить датчик движения вместо выключателя. Для такой схемы понадобятся дополнительные элементы: диод и конденсатор емкостью 3,3 мкФ. Пошаговые действия:
- Производится демонтаж выключателя
- Один из проводов подсоединяется на клемму L, второй – на клемму N
- Клеммы N и Out шунтируются диодом
- ИК датчик фиксируется на месте выключателя
- Параллельно светильнику подключается конденсатор.
Устройство готово к работе.
Такая схема может пригодиться для установки датчика движения в кладовке или чулане, то есть в помещениях, куда человек заходит редко и в основном с занятыми руками, что создает неудобства при обычном включении света.
Дополнительная информация
Возможен еще один вариант коммутации прибора. Этот вариант предусматривает параллельное подключение обычного выключателя между фазой L и выходом Out, чтобы иметь возможность на случай необходимости контролировать освещение отдельно от автоматики.
Выбор всегда остается за пользователем.
electry.ru
Бесконтактные выключатели света: виды и преимущества
Бесконтактный выключатель используется для автоматического включения и выключения света. Встроенные инфракрасные датчики обеспечивают включение освещения в момент приближения людей. Когда в помещении никого нет, система отключает осветительные приборы. Это способствует снижению затрат на электроэнергию и увеличению ресурса ламп.
Например, бесконтактные выключатели применяют для освещения в коридорах и на лестничных площадках. В таких случаях свет включается, когда человек входит. При отсутствии движения, если на площадке никого нет, свет выключается.
К составным частям бесконтактного выключателя относятся:
- чувствительный элемент;
- схема обработки сигнала;
- силовой ключ.
Разновидности
Существует несколько типов датчиков, входящих в состав бесконтактных моделей:
- емкостные;
- индуктивные;
- оптические;
- ультразвуковые.
Емкостные датчики
Суть работы емкостного выключателя света заключается в том, что электрическая емкость образуется при приближении людей. Это позволяет запустить контур мультивибратора, задающего время.
Объем емкости возрастает, а частота снижается, если приблизиться к прибору. Минимальная частота датчика вызывает срабатывание устройства на включение. Если человек отдаляется от помещения, происходит отключение. Чувствительный элемент в устройстве работает за счет пластины, находящейся на конденсаторе, подключенном к мультивибратору.
Иногда емкостные бесконтактные модели похожи на обычные настенные выключатели, но без использования клавиш. Очень удобно иметь подобного вида устройство на кухне, чтобы не прикасаться к нему своими руками.
к содержанию ↑Индуктивные датчики
Работа бесконтактных моделей такого типа обусловлена передвижением магнита. Датчики содержат металлический или намагниченный сердечник. Электрические импульсы создаются, если объект находится близко или далеко. В момент, когда превышено напряжение порогового элемента, обрабатывается сигнал. Далее включается триггер, который открывает ключ.
Например, человек, который входит в помещение, имеет связку ключей, что вызовет реакцию датчика на металл. Бесконтактные модели с индуктивным датчиком отличаются от емкостных вариантов отсутствием чувствительности к влажному воздуху или смене плотности.
к содержанию ↑При установке устройств стоит учитывать, что входящие люди должны иметь металлический предмет. Поэтому, к примеру, для бани такой выключатель не подойдет.
Оптические датчики
В состав оптических приборов входят фототранзисторы и светодиод. Помехи от освещения не мешают функционированию светодиодного элемента. Суть работы устройства — прерывать либо отражать поток света. Чтобы осветить небольшие участки помещения, используются светодиодные ленты.
Ультразвуковые датчики
Данные устройства работают благодаря кварцевым звуковым излучателям. Для этого необходимо настроить на нужную частоту приемник, который будет давать реакцию на звук. Ультразвуковые модели иногда называют датчиками движения и объема. При возникновении движения, вызванного присутствием людей, распределение звуковой волны меняется, датчик получает измененный сигнал.
к содержанию ↑Концевые выключатели
В основном бесконтактные выключатели используются в промышленности. Емкостные выключатели являются основой различных уровневых датчиков, находящихся в дозаторах. Это обеспечивает контроль над определенными материалами, например, при наполнении емкости жидкостью концевой выключатель срабатывает, чтобы вовремя прекратить поступление вещества.
Как это работает
Бесконтактные модели имеют чувствительный элемент, принцип действия которого зависит от условий функционирования и нужного быстродействия. Так как индуктивные выключатели реагируют на нагрузку и передвижение, их используют в системах безопасности. Эти приборы нечувствительны к загрязнениям, поэтому их применяют в различных технологических процессах.
Концевые бесконтактные выключатели востребованы на таком производстве, где нужна особая точность. Оптические сенсоры применяют в станкостроении, а также для регулировки движения деталей, автоматических ворот.
к содержанию ↑Преимущества бесконтактных моделей
Главным преимуществом бесконтактных выключателей является экономия электричества. Электроэнергия не тратится в случае отсутствия людей в помещении. Человеку не нужно принимать участие, чтобы включить или выключить свет. Следовательно, использование таких моделей считается комфортным.
Техническая простота является плюсом стандартных контактных выключателей, но есть некоторые минусы:
- Маленький ресурс при применении максимальной нагрузки. Если контакты размыкаются, возникает искра, что вызывает поломку выключателя. При наличии постоянного тока устранить аварию поможет конденсатор, имеющий параллельное подключение к контактам. При наличии в сетях переменного тока понадобится тугоплавкая напайка из вольфрама.
- Минусом контактного устройства считается сильная чувствительность к пыли и грязи. Это вызывает нарушение электрической цепи. Далее происходит снижение взаимодействия контактов, а в итоге — перегрев и поломка.
Бесконтактные выключатели отличаются от традиционных моделей высокой надежностью. Работа современных приборов заключается в использовании транзисторных ключей, имеющих незначительное сопротивление. Это способствует проведению значительных токов с отсутствием перегрева.
Огромный выбор дает возможность найти элемент для использования в конкретном случае. Если нужно реализовать сенсорное управление, подойдет емкостный выключатель, а для использования в загрязненных условиях лучше выбрать индуктивный вариант.
Бесконтактные выключатели света: виды и преимущества
220.guru
Бесконтактный инфракрасный выключатель света на микроконтроллере ATtiny13. Схема
Популярные инфракрасные барьеры реагируют на пересечении луча между передатчиком и приемником. Однако в некоторых ситуациях установка двух модулей напротив друг друга затруднена или даже невозможна.
В данной статье представлено устройство лишенное этого недостатка. Данный бесконтактный инфракрасный выключатель будет полезен в местах, где включение освещения или вентиляции необходимо в течение короткого времени.
Схема рассчитана на управление нагрузкой питаемой от электросети 220 В. Бесконтактный выключатель срабатывает при обнаружении инфракрасного луча отраженного от объекта.
За функциональность инфракрасного выключателя отвечает микроконтроллер Attiny13. Он периодически каждые 10 мс генерирует 30 импульсов подаваемых на ИК-диод. Эти импульсы имеют частоту около 36 кГц и заполнение 2%, благодаря чему расход энергии небольшой. Конденсатор C5 улучшает скорость изменения напряжения на ИК-диоде, в частности, когда транзистор VT1 выходит из состояния насыщения.
Если часть излучаемого света отражается от приближающегося объекта, приемник TSOP4836 подает демодулированный сигнал на вход микроконтроллера. Одновременно с этим АЦП микроконтроллера считывает величину напряжения с потенциометра (время включения) и подается питание на светодиод оптрона. Время включения настраивается с шагом в одну секунду в диапазоне 10 … 1033 сек, то есть примерно до 17 минут.
В данной схеме оптрон установлен не для гальванической развязки, так как вся схема все равно питается от бестрансформаторного источника питания. Его роль – правильное управление триаком BT137, а именно включение его в обеих полуволнах сетевого напряжения.
В качестве оптрона выбран MOC3063, поскольку для его включения необходим наименьший (из всего семейства) ток — 5 мА. Тесты показали, что и с MOC3062 (необходимо 10 мА) схема работает хорошо.
Бестрансформаторный источник питания спроектирован таким образом, чтобы обеспечить напряжение около 5В, необходимое для правильной работы микроконтроллера. Резисторы R1 и R2 разряжают конденсатор C1 после выключения питания, в то время резисторы R3…R5 ограничивают протекающий ток через конденсатор при включении питания.
Последовательное соединение резисторов обеспечивает их нормальную работу при высоком напряжении. Кроме того, в случае пробоя конденсатора С1, один из резисторов R3…R5 сработает как предохранитель и прервет цепь. Выпрямленное напряжение с диодного моста стабилизируется стабилитроном и сглаживается конденсаторами.
Схема инфракрасного барьера собрана на односторонней печатной плате с размерами 38 мм × 45 мм. Размеры платы позволяют установить устройство в электрическую распределительную коробку диаметром 60 мм.
Сборку бесконтактного инфракрасного выключателя начинают с установки SMD компонентов. Далее все остальные элементы, начиная с двух перемычек из проволоки.
При программировании микроконтроллера ATtiny13 фьюзы необходимо оставить по умолчанию, за исключением CKDIV8, который должен быть отключен. ИК-диод и фотоприемник должны быть расположены снаружи устройства и изолированы друг от друга перегородкой, предотвращающей засвета.
Стоит отметить, что большой номинал резистора R6, ограничивающего ток светодиода, был обусловлен ограничением прямого влияния светодиода на фотоприемник. При данных значениях элементов активация устройства происходит на расстоянии около 15 см.
Внимание! Поскольку все компоненты на печатной плате не имеют гальванической развязки с электрической сетью, важно соблюдать правила безопасности при запуске и эксплуатации оборудования.
Скачать рисунок печатной платы и прошивку (44,4 Kb, скачано: 369)
www.joyta.ru
Автоматический инфракрасный выключатель
Включение света в этом случае происходит при попадании в зону, в которой действует датчик. Срабатывает при регистрации теплового излучения, исходящего от движущихся людей или взмаха руки. Плюсы на лицо – отсутствует необходимость поиска выключателя в темное время суток для включения либо выключения света. Оптимальным местом использования подобных устройств являются проходные помещения (кладовка, лестничная клетка, коридор). Не рекомендуется использовать автоматические инфракрасные выключатели в местах, где человек длительное время может быть без движения. Здесь уже потребуется установить датчики присутствия (чувствительность намного выше, чем у рассмотренных ранее изделий).
Модели, используемые внутри дома, характеризуются следующими показателями: угол обзора – 180° , радиус действия – до 7 м, высота крепления – от 0,8 до 1,1 м. Наиболее простые линзы у инфракрасных выключателей обладают узкой зоной обнаружения (преимущество – не срабатывают на домашних питомцев). Линзы многолучевые способны охватить несколько секторов (к примеру, лестничный марш и коридор второго этажа, прилегающий к нему). Отступ линзы от рамки практически у всех датчиков составляет от 1,5 до 2 см, но встречаются и достаточно компактные изделия (аналогичный отступ составляет от 4 до 5 мм.).
инфракрасный выключательЧитайте также про выбор автоматических выключателей статьи:
«Правила установки автоматического выключателя»
«Что такое вводной автоматический выключатель?»
«Как устроен дистанционный выключатель?«
Инфракрасный выключатель также предусматривает настройку времени задержки после завершения движения и степень освещенности, чтобы исключить зажигание света в дневное время.
инфракрасный выключатель с задержкой времениИнфракрасные выключатели разделяются на устройства трех- и двухпроводного (маломощные – до 0,5 кВт) исполнения.
инфракрасный выключатель — трехпроводныйОцените качество статьи:
electric-tolk.ru
Оптический бесконтактный выключатель освещения своими руками
Преимущество данного бесконтактного выключателя в отличие от других схем дистанционного включения света, например, сенсорный выключатель, состоит в том, что им можно включать и выключать освещение или же любую другую нагрузку бесконтактным способом то есть, не прикасаясь своими руками непосредственно к устройству.
Осуществлять управление освещением можно двумя разными путями. Первый, поднеся руку непосредственно к оптическому датчику данного выключателя на расстоянии 10 сантиметров. Второй, посредством любого типового пульта дистанционного управления использующий в своей работе модулированное инфракрасное излучение.
Простой взмах рукой либо нажатие на произвольную кнопку ПДУ и бесконтактный выключатель меняет свое состояние на противоположное. В случае сбоя в электросети и при возобновлении электроснабжения, оптический выключатель света будет находиться в выключенном состоянии.
Повысив силу излучения инфракрасного светодиода, выполняющего роль оптического датчика, можно добиться увеличения дальности действия срабатывания устройства. В этом случае, к примеру, устройство может оповещать охрану о подъезде автомобиля к пропускному пункту.
Описание работы оптического бесконтактного выключателя.
В схеме применена всего одна интегральная микросхема К561ТМ2, имеющая в своем составе два D-триггера. На первом триггере DD1.1 собран мультивибратор, создающий прямоугольные импульсы в диапазоне 35…40кГц. Подстройка частоты осуществляется путем подбора сопротивлений R1 и R2.
Данные импульсы, пройдя сквозь токоограничивающий резистор R3, поступают на ИК-светодиод HL1. Можно применить любой подходящий ИК-светодиод, к примеру, такой который используется в ПДУ. Совместно с фотодатчиком они создают оптическую схему, которая срабатывает при отражении инфракрасного излучения.
Для предотвращения ложных срабатываний между фотодатчиком и ИК-светодиодом, необходимо проложить непрозрачную перегородку, а так же они должны быть обращены в сторону, куда подносят руки. Схема запитана от бестрансформаторного источника питания собранного на диодном мосте VD4, гасящем резисторе R7 и стабилитроне VD3 на 4.7В. Конденсатор C5 предназначен для фильтрации выпрямленного напряжения.
В момент подачи напряжения на бесконтактный выключатель освещения, через резистор R5 идет зарядка конденсатора C4. В результате этого на вход триггера DD1.2 поступает импульс, из-за которого на инверсном его выходе 2 появляется уровень лог.0. транзистор VT1 закрыт и лампа не горит.
Так же после подачи питания на схему оптического выключателя, мультивибратор начинает генерировать импульсы. Приблизительная частота их составляет 38 кГц, и соответственно светодиод испускает излучение с такой же частотой. Если теперь поднести руку к окошку, где расположен оптический блок выключателя, то отраженный луч от руки попадет на фотоприемник. На его выходе образуется низкий уровень напряжения, убрав руку, вновь появляется высокий уровень. Таким образом, формируется импульс, который поступая на вход 3 триггера DD1.2 переключает его в противоположное состояние, тем самым включая освещение.
Для обеспечения четкого переключения триггера добавлена цепь из элементов R6 и C3, обеспечивающая некоторую задержку переключения.
Источник: «Радиоконструктор», 10/2012
www.joyta.ru
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ИК ДУ
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ИК ДУ
Включить электроустройства с помощью пульта дистанционного управления не является ноу-хау, и вы можете найти много различных устройств делающих это хорошо. Для изготовления этого типа устройств, вы должны сделать приемник, передатчик. Здесь же можно сделать это устройство, но вам нужно будет сделать только приемник, потому что в качестве передатчика будет использоваться пульт дистанционного управления от телевизора или DVD. Это один простой пример такого рода устройства, и я буду называть его ИК-переключатель. Схема показана на рисунке – кликните для увеличения.
Нужно выбрать одну кнопку на пульте ДУ (от телевизора, видео и т.п.), с этим ключом у Вас будет возможность включить или выключить любой электрический прибор. Таким образом, с каждым кратковременным нажатием на выбранную кнопку, вы измените состояние реле приемника (IR-переключатель). Запомнить выбранную кнопку очень просто: Нажмите кнопку на ИК-переключателе и светодиод включается. Теперь можно отпустить клавишу на Ir-переключателе, и нажать кнопку на пульте дистанционного управления. Если вы сделаете это, светодиод будет мигать, это говорит об удачном завершении процесса.
Сделать это устройство не проблема даже для новичков в электронике, так как это простое устройство, и используется только несколько компонентов. На схеме вы можете увидеть, что вам нужен микроконтроллер PIC12F629, ИК-приемник TSOP1738 (это может быть любой тип приемника TSOP или SFH) и можно использовать любой тип реле. Программный код для этого устройства используется от IrLightDimmer и это только подпрограмма, которая используется для запоминания и признания ИК-протокола. Также можно использовать pic12f675, биты (фузы) я не изменял с завода.
Вы можете использовать два типа ИК-приемник TSOP2238 (малый) или TSOP1738 (большой), или вы можете использовать любой другой тип ИК-приемника, который имеет частоту 38KHz, но вы должны обратить внимание на распиновку. Уверен, вы найдете достойное применение этому простому и полезному прибору. Прошивка и плата выключателя ИК ДУ в архиве.
Поделитесь полезными схемами
КАК СДЕЛАТЬ МИГАЛКУ Простая мигалка на шести светодиодах и двух резисторах, питающаяся от батарейки на 9 вольт. |
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ИК ДУ Включить электроустройства с помощью пульта дистанционного управления не является ноу-хау, и вы можете найти много различных устройств делающих это хорошо. Для изготовления этого типа устройств, вы должны сделать приемник, передатчик. Здесь же можно сделать это устройство, но вам нужно будет сделать только приемник, потому что в качестве передатчика будет использоваться пульт дистанционного управления от телевизора или DVD. |
samodelnie.ru