Sv1ca-4.ru

Строй журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выключатели освещения с датчиками присутствия

Датчик присутствия для автоматического включения света — характеристики и разновидности

Датчик присутствия для включения света позволяет значительно экономить электроэнергию и повышает комфортность использования жилья и приусадебного участка. Вам больше не нужно думать о том, не забыли ли вы выключить свет во дворе, и не придется искать выключатели в темноте.

Набольшим спросом устройства данного типа пользуются среди владельцев квартир, частных домов и коттеджей. Обычно их устанавливают там, где члены семьи бывают недолгое время: в ванной комнате, коридорах, кладовках, чердаках, погребах, подъездах, над площадкой перед входными дверьми. При установке датчика движения в туалете, ванной, кладовой исключается ситуации, когда члены семьи забывают выключать свет или гости не могут найти выключатель.

Датчики присутствия находят применение и в производственных, административных и офисных зданиях, где их устанавливают в коридорах, конференц-залах, около входов и выходов, рядом с лифтами.

Принцип действия большинства детекторов, имеющихся в продаже, основан на технологии инфракрасного излучения. Человек излучает тепловую энергию, находящуюся в ИК диапазоне. Специальный сенсор в датчике, реагирующий на изменение уровня тепловой радиации, подает электрический сигнал на детектор. В результате происходит автоматическое включение или выключение света датчиком. Такие детекторы еще можно назвать тепловыми.

Общие сведения

Существует два подтипа инфракрасных датчиков: движения и присутствия. Несмотря на схожесть конструкции, есть небольшое отличие в их работе.
Первые — реагируют только на выявленные активные передвижения (сопровождаемые ик-излучением, идущим от тела человека), и включают (выключают) свет.
Вторые — постоянно мониторят помещение на предмет наличия всех (даже пассивных) движений, обычно издаваемых человеком. Как только они прекращаются — в течение времени, заданного в настройках – цепь размыкается и свет гаснет, даже если человек не ушёл.
Посмотрим, из чего же состоит PIR (аббревиатура от пассивного инфракрасного датчика). В качестве примера ниже приведена конструкция импортного D203S, со схемой его подключения:

Он не требует никаких дополнительных элементов и может прямо впаиваться в схему освещения.
Аналог советского образца, типа ПМ-4, обязательно нужно дополнять полевым транзистором.

Впрочем, примитивный датчик можно сделать самостоятельно из старого транзистора. Для этого возьмите транзистор, вроде представленного ниже, отпилите верх корпуса, чтобы обнажить встроенный кристалл. Должно получиться следующее:

Ботовую «болванку», прикрыв любым светофильтром, можно использовать как сенсор. Правда, дальность улавливания движений у него будет невелика.

Схемы блоков с ик-датчиками присутствия, произведённые в заводских условиях, выглядят так.

Схемы блоков с ик-датчиками

Сверху, над датчиком со встроенным кристаллом, устанавливается ячеистая, куполообразная линза Френеля, фокусирующая сигнал. Обычно она выполняется из пластика (для удешевления блока), поэтому обращаться с ней нужно аккуратно.

Несмотря на неказистый вид, линза играет очень важную роль. Она выполняет функцию «концентратора», и направляет усиленный пучок инфракрасного излучения, идущего от людей, на сенсор (кристалл) датчика.

Благодаря тому, что линзы на пластиковой сфере разнонаправлены, возможен охват больших площадей в помещении.
В целом, это одна из самых популярных систем: недорогая, энергоэффективная, компактная и долговечная.

Типы датчиков присутствия

Инфракрасный датчик движения ЭРА MD08

В зависимости от того, с помощью чего датчик регистрирует движение в своей области действия, он может быть:

  • инфракрасным;
  • микроволновым;
  • комбинированным;
  • ультразвуковым.

Есть датчики, которые только воспринимают поступающее к ним излучение – их принято называть пассивными. Если же датчик одновременно и принимает, и излучает сигналы, он относится к категории активных.

Оборудование может быть акустическим или звуковым. Эти приборы отправляют сигнал для включения света в том случае, если уровень шума вблизи них будет превышать установленное значение.

Существуют разные варианты управления датчиками присутствия. На рынке современных устройств можно найти такие, которые позволяют пользователю самостоятельно выставлять показатели и менять их в любое время, включая расстояние действия, степень чувствительности и многое другое. В то же время другие выставляют все параметры полностью автоматически.

Последняя категория устройств сразу отправляет команду на включение света после того, как в области действия появляется какой-то движущийся предмет, а после его исчезновения отправляется команда на отключение освещения. При этом бывает так, что человек перемещался по своей территории, но потом решил присесть на лавочку, а датчик, который перестал фиксировать движение в своей зоне действия, автоматически отправил команду на выключение света. Чтобы исключить подобные неприятные ситуации, схема соединения дополняется обычным включателем, с помощью которого можно принудительно зажечь лампы.

Более популярными являются встраиваемые устройства, которые устанавливаются в стену или потолок, но есть и более экономный вариант приобретения накладных датчиков, которые будут постоянно видны.

Дополнительные параметры

Радиус обзора выбирают в зависимости от места установки и требуемой зоны обнаружения

Существует также несколько дополнительных параметров, по которым различают современные датчики присутствия:

  • Дальность работы. В зависимости от особенностей работы устройство может срабатывать при обнаружении движения на расстоянии до 23 метров или даже больше. Чаще всего такой большой радиус работы нужен для наружных устройств или домов с длинными коридорами. В небольших помещениях вполне достаточно использовать оборудование с радиусом работы не более 10 метров.
  • Мощность нагрузки. Диапазон этого показателя просто огромен – от 7 до 2 400 Вт. Выбирая тот или иной вариант, для начала стоит рассчитать мощность освещения, которое будет подключено к датчику. Если планируется с течением времени постепенно подключать новое оборудование, в схему следует добавить новый датчик или промежуточное реле. Бывает и так, что общая мощность приборов, подключаемых к датчику, значительно превышает рассчитанную мощность. Из-за этого ломаются реле устройства. В такой ситуации единственно верным решением будет полная замена оборудования.
  • Вид нагрузки. Здесь все зависит от того, какие именно лампы используются в системе освещения квартиры или дома: галогенные, люминесцентные, светодиодные или обыкновенные лампы накаливания.
  • Угол видимости. Этот параметр зависит исключительно от места установки устройства. Если оно фиксирует движение в коридоре, большой угол срабатывания без надобности. Если планируется поставить датчик где-нибудь на улице посреди двора, лучше всего купить устройство с большим охватом.

Любой наружный датчик присутствия должен быть оснащен эффективной защитой от внешних факторов, таких как влага, перепады температуры или пыль. Если устройство устанавливается в жилом или офисном помещении, высокая степень защиты ему не нужна.

Как мы делали умную систему освещения для офиса: сравниваем два этажа

Ощутимая часть электроэнергии в здании затрачивается на освещение. При этом мы часто освещаем пустые помещения и не выключаем свет днём, когда и так ярко.

Читать еще:  Как подключить двойной выключатель света если всего два провода

У нас в КРОК непосредственно на самом офисе обкатываются системы, которые мы собираемся ставить заказчикам, поэтому поле для эксперимента было отличным.

Для сравнения было выбрано два этажа с идентичной расстановкой светильников и расположением рабочих помещений. На одном этаже устанавливались датчики автоматического управления освещением, а светильники заменялись на энергоэффективные с повышенным КПД. Питание отключалось в помещениях без людей, плюс уровень яркости освещения снижался при достаточном дневном свете.

Сразу покажу результат: в итоге мы получили экономию 45% на этаже площадью чуть более 1300 квадратных метров. Это с учётом человеческого фактора (выборочного отключения автоматики для собственного комфорта). Конечно, экономия получается не только за счет управления освещением, но и за счет замены светильников и общей модернизации освещения. Итого, срок окупаемости системы с учётом всего железа и работ – 5 лет. Измерение проводилось со 2 ноября 2012 года по 30 марта 2013 года (летом при большем световом дне питания потребуется ещё меньше, то есть результаты будут лучше).


Диаграмма оптимального режима работы искусственного освещения в типовом помещении с окнами (вертикаль – интенсивность свечения ламп, горизонталь — часы).

Подготовка

Седьмой этаж нашего первого офисного здания (КРОК-1) хотелось поменять при ещё проектировании внутренних инженерных систем строящегося здания КРОК-2. Дело в том, что КРОК-2 задумано как энергоэффективное здание и это требование накладывает определенные рамки на всю инженерную инфраструктуру.

Задача была проста: обеспечить качественное и удобное освещение для офисных сотрудников при минимизации подводимой электрической мощности. Анализировать мы решили на базе двух этажей первого здания. Тестовым был седьмой. В качестве контрольного был выбран аналогичный по назначению помещений, площадям и насыщенности сотрудниками шестой этаж КРОК-1 с существующей традиционной системой освещения. И там, и там мы смонтировали точные счётчики для детального учёта.

На седьмом этаже также:

  • Поменялись схемы управления светильниками.
  • Стандартные выключатели были заменены на датчики присутствия или движения.
  • Были выбраны и смонтированы новые типы светильников с высоким КПД, меньшей мощностью и возможностью плавной регулировки мощности.

Многие западные производители оборудования для управления освещением указывают в своих брошюрах довольно соблазнительные цифры по экономии. Иногда эти показатели экономии проверяются на практике в российских реалиях, иногда нет, иногда они написаны для идеальных условий без учета «человеческого фактора» (об этом далее). В итоге в разных источниках фигурируют показатели от 20 до 50% снижения потребления энергии на освещение.

На первый взгляд, что может быть проще, чем выключать или приглушать свет когда он не нужен? Вопрос только в том как и кто определит когда это «нужно», а когда нет. Мы решили попробовать на себе решение от компании Esylux для управления освещением в полностью автономном режиме, оценить экономию и, имея собственную экспертизу и опыт, а затем предлагать его заказчикам.

Для начала сделали перерасчёт количества светильников и оптимизировали их расстановку для обеспечения необходимой освещенности на рабочих местах с учетом установки новых светильников. Важно было учесть характеристики новых ламп, плюс сделать перераспределение групп светильников для возможности управления в зависимости от света из окон (поставить их параллельно линии остекления). Потом надо было смонтировать датчики, автоматически управляющие освещением в зависимости от присутствия людей, а также имеющие функцию управления интенсивностью свечения ламп в зависимости от условий естественной освещенности.

Подготовительная часть была такая — на рабочих местах проводились замеры при помощи люксометра и сверялись с действующими нормативами. Надо отметить, что в большей степени эти замеры носили информативный характер, и в итоге освещение настраивалось под пожелания сотрудников. Для каждого конкретного рабочего места адаптация по уровню естественного света производилась по замерам освещенности, по пожеланиям сотрудника (об этом еще скажу ниже) и по особенностям расстановки мебели в комнате.

В качестве управляющих элементов были выбраны датчики присутствия с функцией диммирования (плавной регуляции мощности).

Новые типы светильников и их расстановка с учетом рассадки сотрудников позволили нам изменить в лучшую сторону картину распределения освещенности на всех рабочих местах, снизить потребляемые мощности на этаже примерно на 40%, что в конечном итоге отразилось на показателях потребления электроэнергии седьмого этажа в целом по сравнению с контрольным шестым этажом (порядка 45%).

Читать еще:  Mp4012 как уменьшить ток подсветки

Тесты

Выгоду от простого выключения света и типичный режим работы датчиков в зависимости от дневного освещения можно видеть на изображении (свет включен только когда люди находятся в помещении):

Если же применить ещё и диммирование, то получается следующая картина (еще большая экономия, яркость искусственного освещения регулируется в зависимости от естественного):

Одним из косвенных плюсов оказалось то, что все очень быстро привыкли, что выключателями пользоваться нет необходимости, свет горит там, где это требуется, там, где есть люди, и ровно настолько интенсивно, насколько это нужно.

Среди минусов можно отметить что при ярком солнце, отдельных облаках и сильном ветре, может оказаться так, что датчик постоянно щелкает светом, некоторых сотрудников это сильно раздражает и приходится, по крайней мере, на время, переводить систему в полуавтоматический режим. Это можно отнести как раз к «человеческому фактору» упомянутому в начале: любая система не должна делаться в ущерб удобству людей, её использующих, поэтому осознанно предоставляются способы включить свет на длительный промежуток времени, отключив автоматику. Понятно, что это делается в ущерб экономии.

Эксперимент ставился на живом работающем коллективе (всем участникам эксперимента спасибо за понимание и терпение) и менялись условия, к которым все успели привыкнуть. В каждом конкретном случае учитывались пожелания самих сотрудников: кто-то любит светлее, кто-то темнее, кто-то практически не использует общее искусственное освещение и обходится настольной лампой. Это тоже сыграло роль в оценке экономии: при стандартизированных настройках, например в новом здании где никто никогда не работал, все бы привыкали сразу к новым условиям и можно предположить что экономия была бы больше.

Техническая часть

В нашем случае используются датчики с инфракрасным чувствительным элементом. Датчики движения и присутствия имеют одинаковый принцип определения присутствия, основанный на разнице температуры тела человека и окружающей обстановки.

Думаю, все знакомы с этими штуками – они часто встречаются в гостиницах, например.

По факту датчик реагирует на изменение температуры наблюдаемого пространства. На «железном» уровне это реализовано при помощи специальной линзы, которая состоит из чередующихся прозрачных и непрозрачных участков — в итоге это позволяет разделить всё наблюдаемое пространство на сегменты, при пересечении границ которых объекты с температурой, отличной от окружающей обстановки, обеспечивают реакцию IR-сенсора. В этом принципе скрыта одна из особенностей датчиков – они хуже определяют человека при движении его НА датчик, чем человека идущего по касательной.

На иллюстрации ниже красный человек определится с заметно меньшего расстояния, нежели серый. Дело в том, что при движении на датчик человек может попасть в один сектор и оставаться в нем, несмотря на перемещение, пока не перекроет соседний за счет увеличения своей «тени» на датчик. В случае же движения по касательной человек будет пересекать зоны значительно быстрее и значимые перемещения из сектора в сектор будут определяться с большего расстояния.

Особенность примененных датчиков заключается в удобстве установки даже в уже смонтированную и работающую систему освещения. Датчики устанавливаются «в разрыв» линии и управляют включением-выключением при помощи собственного твердотельного реле. На изображении приведена электрическая схема включения датчика в линию со светильником в случае управления по сигналу 0..10В.


Есть два основных типа датчиков:

  1. Датчики движения
  2. Датчики присутствия

Первый рассчитан на периодические появления людей, второй — на постоянное присутствие людей и измерение уровня освещённости.

При этом надо понимать, что и те, и те датчики являются формально определяющими движение, названия «движения» и «присутствия» используются производителем для классификации по зонам применения.

Основное отличие датчиков движения заключается в алгоритме замера освещенности и управления. Они измеряют освещенность только в момент первого обнаружения движения. Например, представим ситуацию – вход в торговый центр, над ним светильник подключенный через данный датчик, в датчике стоит порог срабатывания к примеру 250 люкс и задержка выключения 2 минуты.

Если в здание входит человек рано утром, когда солнце ещё не встало и уровень естественного освещения менее 250 люкс, то датчик определяет присутствие, замеряет освещенность, сравнивает её с порогом, замыкает внутреннее реле и включает освещение. Если за период задержки 2 минуты никто не появится в поле зрения, то свет выключится. Если же за две минуты задержки успеет пройти следующий посетитель, то датчик будет отсчитывать две минуты с нуля, без повторного замера освещенности. В итоге, если датчик не замеряет уровень освещенности, может получиться ситуация, когда свет так и не выключится, несмотря на то что уже давно превышен порог.

Датчики присутствия в свою очередь измеряют освещенность постоянно и сравнивают её с заданным значением и способны выключить светильники при превышении порога, даже если обнаружено присутствие людей

Датчики движения

Их мы монтировали в коридорах и общественных зонах. Оказалось хорошей идеей включать их параллельно, чтобы при сработке одного свет включался по всему коридору.

Компактные датчики присутствия

В санузлах и в помещении кухни установлены компактные датчики присутствия, датчики имеют аналогичный алгоритм как у датчиков движения в коридорах и общественных зонах, но меньшие размеры и зону покрытия.

Читать еще:  Трех как подключить выключатель с подсветкой

В санузле вскрылась ещё одна проблема – человек не очень-то бегает по комнате (в офисных помещениях движение есть почти постоянно, например, шевеление мышкой), поэтому свет может выключиться неожиданно. Понятно, что в этом случае он дёрнется, и питание включится, но, согласитесь, не очень комфортно. Поэтому на такие датчики мы выставляли большие задержки выключения – от 15 минут.

Датчики присутствия

В офисных зонах и в лифтовых холлах мы монтировали датчики присутствия и выключатели. Выключателем можно отключить питание на датчике и всей подконтрольной группе освещения.

При включении датчик автоматически калибруется в течение 10-15 секунд, затем выключается свет и начинает работать настроенный алгоритм:

  1. В то время, когда в помещении отсутствуют люди, свет автоматически выключается, датчик работает в режиме ожидания и контрольного замера освещенности.
  2. При обнаружении человека возможны два варианта:
    a) Люди есть, но света из окон достаточно — датчик делает замеры и включает освещение при падении уровня освещения.
    б) Яркость освещения подбирается так, чтобы достичь порога установленной за стандарт освещённости. Люди появились – свет включается и регулируется до уровня стандарта.
  3. Людей нет — запускается таймер задержки, если изменений нет, происходит выключение или переход к 10% уровню освещения.

Применение

Наши западные коллеги монтируют такие системы в отелях (это удобно для гостя и очень практично), в офисах, на производстве, в разных общественных зданиях от администраций города до музеев и так далее. Иногда такие вещи ставятся в домах.

В Европе основной мотив – «зелёные технологии», у нас, думаю, большую роль будет играть всё-таки экономия.

По собственному опыту можно сказать, что управление освещением описанное в выше даёт возможность забыть про выключатели и по-максимуму использовать естественное освещение. Рабочие помещения оказываются равномерно освещены независимо от удаленности рабочего места от окон. В целом обеспечиваются комфортные условия работы, система работает незаметно и при этом экономит электроэнергию — а это самый главный параметр: экономия не в ущерб качеству.

Звонки бытовые

Появление гостей на пороге дома или офиса всегда сопровождается мелодией звонка. И внешне привлекательные кнопки, на которые нажимают посетители, — важный элемент дизайна любого помещения. Компания EKF предлагает как недорогие звонки в эконом-сегменте, так и более функциональные и дорогие изделия. При этом отличительной особенностью при разработке всех устройств независимо от цены является акцент на передовой дизайн и качественные материалы.

Устройства эконом-линейки Basic работают по аналоговой технологии. Беспроводной звонок на дверь в квартиру принимает от кнопки сигнал на стандартной радиочастоте.

В среднеценовой линейке PROxima представлены цифровые звонки, которые обмениваются с кнопками сигналом с уникальным кодом. Благодаря этому не возникнет ситуация, когда звонок срабатывает от чужой кнопки, установленной неподалеку. Кроме того, эти звонки обладают гибкими возможностями по расширению использования: к ним можно подключить несколько дополнительных кнопок или, наоборот, одну кнопку запрограммировать на несколько звонков.

Область применения

Датчики такого типа широко распространены в разных областях, например, таких как:

  • В жилых квартирах и домах. Часто встречаются в системах «Умный дом». Собственник жилья мониторит расходы электроэнергии.
  • В охранных системах.
  • В области робототехники.
  • Для контроля за производственными процессами.
  • В системах видеоконтроля.

Теперь датчик присутствия другого человека широко применяется в:

  • административных и офисных помещениях;
  • школах;
  • дошкольных учреждениях;
  • гостиницах;
  • торговых залах и т.д.

Устройства такого типа могут попутно иметь и другие функции. Некоторые контроллеры могут регулировать осветительные приборы, если условия освещенности не соответствуют заданным параметрам. При аварийных ситуациях или в ночное время суток могут перевести осветительные приборы в дежурный режим с пониженным уровнем яркости, чтобы люди могли свободно ориентироваться в пространстве.

Особенно эффективно данное устройство в охранных системах. Особенно если он работает в паре с датчиком объема. Сигнализация среагирует, если один из детекторов обнаружит даже незначительное движение в охраняемом периметре и моментально сработает устройство включающее сирену.

Способы регулировки функционирования датчиков движения

Независимо от вида устройства принцип работы автоматических включателей освещения одинаков. Однако существуют и усложненные варианты, как например, приборы MW-700 и MW-703, внешний вид одного из них приведен ниже.

Кроме способности сканировать присутствие людей в окружающем пространстве, в устройство встроено реле времени и датчик освещенности. Последний позволяет добавлять существенную экономию за счет блокировки включения света днем, когда и так светло, и включение светильника не требуется.

С момента поступления сигнала на сенсор движения через мгновение происходит включение источника света при условии, что уровня естественного света не достаточно. Через некоторый промежуток времени после прекращения обнаружения движения происходит отключение нагрузки.

Прибор в состоянии управлять нагрузкой до 1000 Вт. Настройка устройства сводится к подбору трех параметров:

  • дальности действия, измеряемой в метрах и являющейся по сути чувствительностью;
  • времени отключения (6–720 секунд);
  • порога срабатывания сенсора освещенности (5–2000 люкс), который подбирается под минимально необходимый уровень освещенности.

Оптимальный выбор настроек позволяет выбрать необходимый режим работы и предотвратить излишние затраты электроэнергии.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector