Датчики присутствия для включения света. Датчик включения света (фотореле) для уличного освещения Датчик освещенности для включения света своими руками

Автоматические помощники в электронной начинке автомобиля сегодня охватывают практически все функции его управления. Это в большей мере относится к системам обеспечения безопасности, но с появлением сенсорных чувствительных элементов охват интеллектуальных ассистентов значительно расширился. Так, все популярнее становится датчик света в автомобиле. Что это за устройство? Это своего рода детектор, который фиксирует пороговые значения освещения, при которых оптика может автоматически включаться или отключаться. В более развитых системах датчик также способен отслеживать условия освещенности в промежуточных состояниях, точнее настраивая автомобильное оборудование.

Что представляет собой датчик света?

Устройство датчика можно разделить на две части - это типовая электротехническая инфраструктура, благодаря которой устройство подключается к реле управления оптикой, и чувствительный компонент. Подключение к реле дает возможность датчику оперативно взаимодействовать с автомобильными огнями, своевременно активизируя их функцию. Главный же элемент прибора - это непосредственно детектор в виде фотоэлемента, реагирующего на параметры освещения. Наиболее распространен автономный датчик света в машине. Как работает эта модификация? Ее особенность заключается в независимости от основной электросети. То есть сигнал на реле поступает даже в случае сбоев на магистральной проводке. Разумеется, о гарантии работоспособности данной схемы можно говорить только при условии стабильного функционирования самой оптики и управляющего контроллера.

Принцип работы устройства

В процессе движения автомобиля датчик постоянно контролирует вверенную ему зону, оценивая параметры освещенности. Обычно это элементарная яркость света, на которую и реагируют фотоэлементы. При достижении предельных значений датчик посылает сигнал на вышеупомянутое реле. В свою очередь, контроллер дает команду оптике включиться или, наоборот, отключиться. Важно подчеркнуть, что система действует не только на включение. Такие системы относятся к средствам активной безопасности, поэтому активизация света в темном переулке, к примеру, является ключевой задачей устройства. Но также при фиксации пороговых значений яркости прибор отключает оптику. Стоит отметить и особенности обработки сигнала, который посылает датчик света в автомобиле. Как работает в этой схеме управляющий блок? Изначально микросхема программируется на работу по нескольким каналам, связанным с определенной оптикой - огнями, фарами, «противотуманками» и т. д. Также и датчики отвечают за конкретные зоны, условно связанные с этими каналами. Таким образом, в каждом случае задействуется та или иная группа оптических приборов машины.

Зоны охвата

Базовое разделение предполагает обработку сигналов от двух зон охвата. В первую очередь, это глобальная зона. Она относится к пространству непосредственно у автомобиля. Вторая зона - передняя. Она распространяется на участок дороги перед машиной. Современные модели датчиков способны различать эти зоны, посылая на реле соответствующие сигналы. Казалось бы, если в текущих условиях наблюдается пониженный уровень освещения, то активизироваться должны оптические устройства, соответствующие условиям движения. Но разница как раз заключается в особенностях работы ближних и дальних фар, за которые отвечает датчик света в автомобиле. Что это разделение значит на практике? В условиях отсутствия видимости активизироваться должны дальние фары, а днем - ходовые огни с ближним светом. Однако пограничные состояния между этими условиями освещенности не всегда доступны для фиксации электроникой. Поэтому желательно, чтобы в датчике предусматривалась и возможность отслеживания промежуточных характеристик освещенности.

Настройки датчика

Отчасти задачу разделения пограничных показаний освещенности можно решить с помощью базовых настроек. Как правило, предусматривается два режима эксплуатации устройства:

• В сумерках. Свет активизируется при наступлении сумерек, когда ночь еще не наступила, но уже наглядно темнеет.
• Ночью. Датчик включает фары при наступлении полной темноты.

В некоторых конфигурациях предусматривается и конкретное назначение фар, которые при тех или иных условиях включает датчик света в автомобиле. Что это такое с точки зрения обработки сигнала электроникой? Это программные параметры, которые логически обрабатываются в тех или иных условиях. Например, в первом режиме все еще будет работать ближний свет, а во втором - происходит активизация дальних фар.

Специальные версии датчика

Существуют модели датчиков, которые также отвечают за регуляцию света в салоне. В частности, они не просто включают, но и управляют параметрами яркости приборной панели. Собственно, вторая функция и является первостепенной, так как во время движения панель в любом случае работает. Но в таких системах при сильной нагрузке сигналами на реле возможны проблемы. Так, по словам пользователей, датчик света в автомобиле «Киа Рио» грешит некорректным управлением подсветкой той же приборной панели. Например, ночью система вполне оправдано активизирует работу дальнего света, но в салоне подсветка может включаться с максимальной яркостью, что доставляет водителю дискомфорт. Чаще всего подобные проблемы возникают из-за нарушений соединения проводки или ее повреждения - падает сопротивление, в результате чего и сигналы поступают неточные.

Монтаж своими руками

В первую очередь определяются места установки. Их может быть два - или за зеркалом заднего вида в зоне лобового стекла, или же на передней панели - тоже возле лобового стекла. В обоих случаях важно организовать свободное не прикрытое пространство, в котором будет работать датчик света в автомобиле. Своими руками выполнить монтаж несложно - в работе участвуют комплектные крепежные приспособления. В некоторых случаях достаточно выполнить клеевое крепление, а в других - реализовать механическую фиксацию метизами.

Отдельного внимания заслуживает проводка. Кабель желательно как можно короче делать на видимом месте и по возможности сразу от датчика заводить за приборную панель. Селектор станет конечным пунктом, к которому напрямую подсоединяется датчик света в автомобиле. Что это такое в схеме соединения детектора с реле управления? Селектор - это переходное звено, которое выполняет своего рода предобработку сигнала. Он может корректировать его параметры, определять те же каналы групп оптики и устранять помехи.

Заключение

Присутствие автоматического регулятора света вовсе не стоит воспринимать как гарантию безопасности - хоть и в одном аспекте управления. Есть и опасности, которые может нести собой датчик света в автомобиле. Что это значит для автомобилиста? Электроника в виде автоматических ассистентов дает ощущение стороннего контроля, но это впечатление обманчиво. Действительно, в большинстве случаев такие датчики оказываются полезными, но есть также и риск выхода электроники из строя. И тогда несвоевременное включение фар может обернуться трагедией. Стоит ли из-за этого риска отказываться от датчика света? Пожалуй, нет, но полагаться только на его функцию в управлении оптикой уж точно не следует.

Датчик движения для включения света повышает комфортабельность жилища. Он позволяет снизить расход электроэнергии. Такие датчики применяются также для создания охранной зоны. В зависимости от принципа работа подобные конструкции делятся на несколько типов, каждый из которых имеет свои особенности.

Общая информация

Датчик движения – это специальное устройство, которое посредством чувствительных элементов фиксирует присутствует человека или животного и автоматически включает свет. Он устанавливается, в основном, в коридорах и на придомовых территориях. То есть, в местах с относительно высоким потоком людей.

Прежде чем отвечать на вопрос, как сделать датчик движения, необходимо определиться с существующими типами таких устройств. Это оборудование классифицируется по месту установки. Датчики бывают:

• наружные;
• внутренние.

Первый тип устройств предъявляется более высокие требования к качеству и виду материала, из которого изготавливается его корпус. Наружные датчики отличаются между собой максимальной зоной охвата. Под последним термином понимается определенный участок территории, движение по которому способен «засечь» сенсор.

Самодельный датчик движения не предъявляет требований к типу осветительного прибора. Однако некоторые специализированные модели необходимо подключать к строго определенным прожекторам.

По механизму работы датчик движения для включения света бывает:

1. Инфракрасным. Такие устройства реагируют на температуру объекта, попадающего в зону действия сенсора. Инфракрасные датчики в основном используются внутри помещений, так как они отличаются повышенной чувствительностью к изменениям окружающей среды.
2. Микроволновым. Сенсор регистрирует изменения радиочастот. Он настраивается на определенный диапазон сигналов. В случае появления объекта в зоне «видимости» сенсор регистрирует его присутствие и передает информацию на сигнализатор. Тот включает свет.
3. Ультразвуковым. Считается наиболее простым устройством для освещения. Эти датчики отличаются надежной конструкцией.

В домашних условиях проще сделать датчик движения своими руками с ультразвуковым или инфракрасным сенсором. К недостатку такого устройства следует отнести то, что оно реагирует на животных.

Условия для установки

Прежде чем создавать собственный датчик движения, необходимо определиться с рядом важных условий. Последние влияют на параметры будущего устройства. К числу таких условий относится:

1. Выбор места установки. От этого параметра зависит конструкция датчика. В частности, если он используется на улице, то необходимо сделать для него влагостойкий корпус. Место установки также определяет уровень мощности, которым должен обладать сенсор.
2. Наличие преград. Люстры, деревья и другие объекты мешают прохождению сигнала.

Важно отметить, что инфракрасные сенсоры не срабатывают, если в зоне их «видимости» располагается стекло.

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.

Заключение

В собранном виде наши приёмник и передатчик будут выглядеть следующим образом:

Остаётся только сделать, чтобы реле приёмника осуществляло коммутацию лампочки, светодиодной ленты или звуковой сигнализации (на ваше усмотрение).

Иногда возникают такие ситуации, когда нужно каждый день с рассветом включать свет в помещении и выключать с закатом, т.е. имитировать световой день внутри какого-либо закрытого помещения. Потребоваться это может, например, при выращивании растений или содержании животных, где необходимо точное соблюдение режима день/ночь. В зависимости от времени года время заката и восхода постоянно меняется, а значит, применение суточных таймеров на включение освещения не справится с задачей должным образом. На помощь приходит датчик освещённости, или, проще говоря, фотореле. Это устройство регистрирует интенсивность попадающего на него солнечного света. Когда света будет много, т.е. взойдёт солнце, на выходе установится лог. 1. Когда день подойдёт к концу, солнце уйдёт за горизонт, на выходе будет лог. 0, лампы освещения выключатся до следующего утра. Вообще, область применения датчика освещённости весьма широка и ограничивается лишь фантазией собравшего его человека. Нередко такие датчики используются для подсветки шкафа при открытии дверцы.

Схема датчика освещённости

Сборка датчика освещённости

(cкачиваний: 247)

Настройка датчика

При вождении автомобиля в темное время суток возникает необходимость хорошего освещения дороги на достаточно длинную дистанцию. Но если по встречной полосе едет автомобиль с включенными фарами, то он ослепляет водителя встречного направления.

Этот эффект ослепления является одной из главных проблем езды в темное время. Для того чтобы избежать ослепления лампочки фар имеют две нити накала, причем вторая расположена так, чтобы свет распространялся вниз и в сторону от уровня глаз водителя встречного автомобиля. На практике, обычно водитель вручную переключает дальний и ближний свет механическим переключателем. Однако это очень неудобно для водителя, особенно в часы пик.

Наш проект “Адаптивная система освещения для автомобилей”(АСО) это умное решение для безопасного и удобного ночного вождения без интенсивного ослепляющего эффекта.

Адаптивная система не требует ручного переключения “ближний/дальний” при приближении встречного автомобиля. Система сама определяет есть ли свет от встречного автомобиля и переключает на ближний свет, а затем, после прохождения мимо, снова на дальний. Пользователь может настроить чувствительность системы.

Отличительные особенности системы

• Питание от 12 В аккумуляторной батареи автомобиля, с пренебрежительно малым потреблением в ждущем режиме.
• Надежный и защищенный от атмосферных явлений модуль оптического датчика (фотоэлемент CDS).
• Независимый регулируемый контроль, для установки параметра“чувствительность определения света”, чтобы избежать ложных срабатываний, вызванных влиянием других источников света, таких как уличные фонари.
• Дополнительный селекторный выключатель для “ режима автоматической сигнализации”(ASM). В этом режиме фары переходят в пульсирующий режим, т.е. ритмично переключают ближний свет на дальний и наоборот (аналогично тому как водители сигналят светом друг другу).
• “Режим энергосбережения”- Если схема находится в активном режиме, по умолчанию, фары автоматически выключаются при въезде на хорошо освещенную территорию.

Эффект Трокслера

Исследования д-ра Алана Льюиса, который работает в колледже оптометрии при государственном университете в Биг Рапидс, штат Мичиган, обнаружил, что во время ночного вождения, свет от фар транспортных средств, может стать причиной ослепления.

Даже после окончания воздействия яркого света на сетчатке глаза остается его изображение, что создает слепое пятно. Это явление, известное как эффекта Трокслера, увеличивает время реакции водителя до 1,4 секунды.

Это означает, что, при скорости 60 миль в час (примерно 96.5км/час), водитель проедет 123 фута (37.5 м), прежде чем среагирует на опасность. В обычной ситуации время реакции на изменения в условиях вождения равно 0,5 сек, а расстояние, пройденное до торможения, составляет 41 фут (12.5 м), при той же скорости движения!

Функциональная блок-схема

Схема электрических соединений до переделки

Схема электрических соединений при подключении АСО

Принципиальная электрическая схема

Перечень компонентов

• Микросхема: NE555 – 1
• 8-ми контактная панелька для МС – 1
• Транзистор: BC547 – 1
• Диод: 1N4007 – 2
• Резисторы: 100кОм подстроечный – 1; 47кОм 0.25 Вт – 1; 22кОм 0.25 Вт – 1; 10кОм 0.25Вт– 1; 1кОм 0.25 Вт – 2
• Конденсаторы: 10мкФ/25В – 1; 100мкФ/25В – 1
• Светодиоды: 5мм красный и зеленый – 2
• LDR: фотоэлемент 20мм капсульного типа – 1
• Реле: 12В постоянного тока – 1
• Выключатель: переключатель со средней точкой (SPST)– 2

Работа схемы

Схема построена на популярной микросхеме NE555 (IC1). Здесь IC1 включена по схеме автоколебательного мультивибратора запускаемого по триггерному входу (вывод2). Мультивибратор работает на частоте примерно 1.5 Гц (рабочий цикл 75%), которая определяется величиной компонентов R1,R 3и C1. Схема питается от 12В аккумулятора автомобиля.

• В положении ВКЛ. переключателя S1 напряжение 12В поступает на схему через диод защиты от переполюсовки 1N4007 (D1). Конденсатор C3 (100мкФ/25В) буферный, для повышения стабильности схемы. При отсутствии света, датчик освещенности, состоящий из фотоэлемента (LDR), подстроечного резистора (Р1) и транзистора (Т1) запрещает работу мультивибратора (вывод 4 “сброс”). При этом на выходе IC1 (вывод3) “низкий” уровень сигнала и 12В реле (RL1) не срабатывает. Это состояние идицируется первым светодиодом (LED1). Поскольку нить накала дальнего света фар подключена к “+” через нормально замкнутые контакты реле, то в этом режиме они включены на дальний свет.

• Когда на датчик освещенности попадает яркий свет, мультивибратор запускается и “высокий” уровень сигнала втягивает реле. Контакты реле переключают фары на ближний свет, до тех пор пока не изменится состояние датчика освещенности. Это состояние идицируется вторым светодиодом (LED2). Переключателем S2 задается режим автоматической сигнализации (ASM). В положении ВКЛ выводы 2 и 6 IC1 соединяются с “землей” и, следовательно, автоколебательный режим мультивибратора отключен. При S2 в положении ВЫКЛ функция ASM включается и начинается быстрое переключение ближний/дальний, пока на датчик освещенности попадает яркий свет от встречного автомобиля.

Примечание

• Контакты реле RL1 можно соединить параллельно штатным контактам селекторного переключателя ближний/дальний. Также возможна подача +12В на нити накала ближнего и дальнего света через контакты реле.
• Рекомендуется использовать один 20мм датчик, закрепленный в соответствующей позиции в передней части автомобиля.

Топовые комплектации ныне продаваемых автомобилей имеют в своем арсенале большой выбор всевозможных электронных опций. Все они направлены на то, чтобы обезопасить вождение и сделать его более комфортным. Не скажем о том, что большинство их них не заменимы, но иногда они все же могут облегчить наши каждодневные водительские будни. Так всевозможные датчики дождя и света способны включать в автоматическом режиме дворники или головной свет на машине. Датчик света, о котором мы хотим рассказать более подробно, может помочь водителю при проезде тоннелей или когда смеркается и свет пора бы уже включить. По принципу действия такой датчик срабатывает тогда, когда наступают условия недостаточной освещенности. Если у вас есть желание внедрить подобную функцию и в вашу машину, то мы расскажем о том, как это сделать.

Схема датчика света на машину

Само собой управляющим элементом в схеме является фоторезистор, то есть радиодеталь, которая изменяет свое сопротивление в зависимости от освещенности. Также в схему входит счетчик NE555, который в данном случае используется немного не по классическому применению. А вот силовой блок схемы реализован на транзисторе и реле, что в конечном счете и коммутирует питание на включение фар. А теперь об этом всем более подробно. Итак, взглянем на схему…

По сути NE555 генерирует логический ноль или единицу на своем выходе, ножке 3. Это зависит от того, что подается на вход микросхемы, ножку 4. Как только напряжение достигает определенного уровня на входе, то на выходе появляется логическая единица. Вы спросите почему нельзя было применить вместо микросхемы транзистор и подавать сигнал на его базу? Здесь все просто! Цифровая логика, а вернее выход с микросхемы меняется сразу и на всю величину, то есть это не аналоговый элемент. А в итоге срабатывание всей схемы будет четким. Сработало или не сработало, без возможных нарастаний сигнала и неустойчивой работы. Именно эти преимущества все же заставляют применять здесь микросхему. Далее с выхода микросхемы (ножка 3), сигнал поступает уже на транзистор. По сути в купе с реле, это силовая часть схемы. Как только транзистор открывается от потенциала на базе, через эмиттер -коллектор начинает протекать ток. Именно он и заставляет срабатывать реле. Само собой реле и включает фары. Если говорить об особенностях схемы, то внимание стоит обратить на фоторезистор, ведь именно от него будет зависеть сопротивление, а значит и порог срабатывания всей схемы. В нашем случае это фоторезистор 5516 с минимальным сопротивлением порядка 1500 Ом. Последовательно фоторезистору можно поставить подстрочный резистор, скажем на 1 кОм. Однако схема срабатывает в комфортном диапазоне освещенности для глаз, как нам кажется. Также для экономичности стоит установить максимально возможную величину сопротивления для резистора от ножки 3 до базы транзистора. Если у вас будет время, то проиграйтесь с этим резистором, дабы защитить микросхему от высоких токов проходящих через нее и уменьшить энергопотребление всей схемы.
Что касается светодиода и сопротивления, то фактически это визуальный индикатор того, что фары включились от вашего датчика света. Кроме того, светодиод помогает сгладить индукционный ток на реле, тем самым спасая от него как катушку реле, так и транзистор.

Как подключать датчик света на машине

Теперь пару слов о подключении. Фоторезистор необходимо установить на панель приборов под основание лобового стекла. То есть туда, где прямые солнечные лучи смогут попадать на него. Саму схему лучше подключить параллельно выключателю, который включает фары или противотуманные фары. То есть контакты реле должны коммутировать включение света параллельно подрулевому выключателю. Если вы захотите отключить работу датчика света, то можно поставить еще один тумблер на питание этой схемы. Тогда в любой момент и легко вы можете просто отключить такой датчик света.

Подводя итог…

Как видите, схема довольно простая и понятная. Надежность ее тоже очень высока. Если все смонтировать правильно и без ошибок, то настройка совсем будет не нужна или будет минимальна. Ну а на счет функциональности мы уже говорили. Это вполне жизненный вариант, как машине можно добавить опцию «датчик света».

Видео о датчике света своими руками