Šeši įprasti jutikliai išmaniajame LED apšvietime – kiek jų žinote?

IoT erojeprotingasLED apšvietimasjutikliaipakeitė LED apšvietimą daug daugiau nei pagrindinis apšvietimas. Su integruotais jutikliais išmaniosios LED sistemos dabar siūlo didesnį patogumą, geresnį energijos vartojimo efektyvumą ir labiau pritaikytą apšvietimą tiek gyvenamojoje, tiek komercinėje aplinkoje. Šiame straipsnyje pristatomas vienas iš plačiausiai naudojamų jutiklių išmaniajame LED apšvietime - šviesos jutiklis -, paaiškinamas jo veikimo principas ir tipinės programos.

 

1.Šviesos jutiklis (fotosensorius) – rakto tipasSaulėsLED apšvietimo jutikliai

Šviesos jutiklis automatiškai valdo LED šviestuvus, atsižvelgdamas į aplinkos apšvietimo lygio pokyčius -, pvz., saulėtekį, saulėlydį arba perėjimą iš šviesios į tamsą. Tai vienas iš dažniausiai naudojamų išmaniųjų apšvietimo valdymo sistemų komponentų.

 

Kaip tai veikia

Pagrindinis principas pagrįstas fotoelektriniu efektu. Puslaidininkiniai įtaisai, tokie kaip fotorezistoriai ir fotodiodai, šviesos signalus paverčia elektriniais signalais. Tada šie elektriniai signalai naudojami ryškumo lygiams nustatyti ir atitinkamai valdyti apšvietimo grandinę.

 

Pagrindiniai privalumai

Šviesos jutikliai automatiškai reguliuoja apšvietimo veikimą pagal aplinkos apšvietimą:

• Dienos metu šviesos gali pritemti arba išsijungti, kad sumažėtų energijos sąnaudos.
• Naktį apšvietimas automatiškai įsijungia, kai aplinkos šviesumas nukrenta žemiau iš anksto nustatytos ribos.

Duomenys rodo, kad 200 m² būtiniausių prekių parduotuvėje LED apšvietimas su šviesos jutikliais gali sutaupyti iki 53 % energijos, palyginti su tradiciniu fluorescenciniu apšvietimu. Be to, sistemos eksploatavimo trukmė gali siekti 50 000–100 000 valandų, žymiai ilgiau nei įprastų apšvietimo produktų.

 

Kartu su RGB pritemdymo ir spalvų reguliavimo technologija šviesos jutikliai taip pat padeda sukurti dinamiškus apšvietimo efektus ir pagerinti vizualinę atmosferą.

 

Tipinės programos

Saulės gatvių šviestuvaiir sodo šviestuvai

Tai viena iš labiausiai klasikinių programų.

• Dienos metu, kai pakanka saulės šviesos, fotosensorius atjungia grandinę. Kol saulės baterija įkrauna bateriją, lemputė nedega.
• Sutemus, kai aplinkos šviesa nukrenta iki iš anksto nustatyto lygio, jutiklis automatiškai vėl prijungia grandinę ir įjungia šviesą.
• Ši funkcija ypač paplitusi integruotuose saulės gatvių šviestuvuose ir kiemo apšvietimo sistemose.

 

Išmanusis koridoriaus ir laiptų apšvietimas

Viešose vietose, kuriose yra gera natūrali dienos šviesa, apšvietimas gali būti sukonfigūruotas taip, kad jis įsijungtų tik tada, kai įvykdomos dvi sąlygos:

• Aplinkos apšvietimas silpnas ir
• Aptiktas judesys.

 

Šioje sąrankoje šviesos jutiklis veikia kaip „patikrinimo“ mechanizmas, užkertantis kelią nereikalingam įjungimui dienos metu ir išvengiant energijos švaistymo.

 

2. Infraraudonųjų spindulių jutiklis (PIR jutiklis) Smart LED apšvietimo sistemose

Infraraudonųjų spindulių jutikliai leidžia automatiškai valdyti apšvietimą, aptikdami žmogaus kūno skleidžiamą infraraudonąją spinduliuotę. Žmogaus kūnas natūraliai skleidžia infraraudonąsias bangas, kurių bangos ilgis yra apie 10 μm. Šiuos signalus sufokusuoja Frenelio objektyvas, o priima PIR (pasyvus infraraudonasis) piroelektrinis elementas.

 

Frenelio objektyvas atlieka dvi pagrindines funkcijas:

• Jis sutelkia infraraudonųjų spindulių signalus į jutiklį.
• Jis padalija aptikimo sritį į kintamas aktyvias ir neaktyvias zonas, todėl žmogaus judėjimas sukuria kintantį infraraudonųjų spindulių signalo modelį.

 

Kaip tai veikia

PIR elementas per piroelektrinį efektą infraraudonųjų spindulių pokyčius paverčia elektriniais signalais.

• Kai niekas nejuda, jutiklis nustato tik stabilią foninę temperatūrą.
• Kai žmogus patenka į aptikimo zoną, judėjimo sukeltas temperatūrų skirtumas generuoja svyruojantį infraraudonųjų spindulių signalą.
• Sistema atpažįsta šį pakeitimą ir įjungia arba išjungia šviesą.

 

 

Pagrindiniai komponentai

Infraraudonųjų spindulių jutimo sistema paprastai apima:

• Frenelio objektyvas – fokusuoja ir segmentuoja infraraudonuosius signalus
• PIR jutiklis – aptinka temperatūros pokyčius
• Mažo-triukšmo stiprintuvas – sustiprina silpnus signalus ir kompensuoja jautrumo sumažėjimą aukštos-temperatūros aplinkoje

Kartu šie komponentai užtikrina stabilų ir patikimą automatinį LED šviestuvų perjungimą.

 

Tipinės programos

Judesio{0}}jutimo lubų šviestuvai ir lemputės

Plačiai naudojamas gyvenamosiose patalpose, tokiose kaip:

• Įėjimai
• Vonios kambariai
• Balkonai

 

Kai kas nors patenka į aptikimo zoną, lemputė įsijungia automatiškai. Asmeniui išėjus, šviesa išsijungia po iš anksto nustatyto delsos -, todėl patogiau ir sumažinamas nereikalingas energijos suvartojimas.

 

Sienoje{0}}montuojamos judesio jutiklio lemputės

Paprastai įrengiamas:

• Laiptinės
• Koridoriai
• Rūsiai

 

Šie šviestuvai, montuojami ant sienų, ypač efektyviai aptinka horizontalų žmogaus judėjimą ir užtikrina reaguojantį ir energiją taupantį{0}}apšvietimą pereinamuose plotuose.

 

3. Mikrobangų judesio jutiklis – pažangus išmanusis LED apšvietimo jutiklis

Mikrobangų judesio jutiklis yra judančių{0}}objektų detektorius, sukurtas remiantis Doplerio efektu. Jis nustato, ar pasikeitė objekto padėtis naudojant ne-kontaktinį jutimą, ir tada suaktyvina atitinkamą perjungimo veiksmą.

 

Kaip tai veikia

Kai žmogus patenka į aptikimo zoną ir reikalingas apšvietimas:

• Jutiklis automatiškai įsijungia.
• Prijungta apkrova (LED šviestuvas) pradeda veikti.
• Suaktyvinamas delsos laikmatis.

Kol judesys tęsiasi jutimo zonoje, šviesa lieka įjungta.

 

Kai asmuo išeina:

• Jutiklis pradeda skaičiuoti iš anksto nustatytą delsos laiką.
• Pasibaigus delsai, jungiklis automatiškai išsijungia.
• Krovinys nustoja veikti.

 

Tai leidžia valdyti apšvietimą, kuris yra saugus, patogus, išmanus ir{0}}naudojantis energiją.

 

Taikymas: viskas-viename-saulės gatvių šviestuvai

 

Mikrobangų jutikliai gali prasiskverbti pro lempų gaubtus ir būti visiškai paslėpti šviestuvo viduje, išlaikant švarų ir estetišką dizainą.

Palyginti su infraraudonųjų spindulių jutikliais, mikrobangų jutikliai siūlo:

• Platesnė aptikimo aprėptis
• Ilgesnis jutimo atstumas
• Didesnis jautrumas

 

Jie ypač tinka pagrindiniams keliams, greitkeliams ir viešosioms aikštėms, kur saulės gatvių apšvietimo sistemoms reikalingos didesnės aptikimo zonos.

 

4. Ultragarsinis jutiklis – didelio{1}}jautrumo išmanusis LED apšvietimo jutiklis

Ultragarsiniai jutikliai taip pat plačiai naudojami judesio aptikimui ir atlieka panašias funkcijas kaip infraraudonųjų spindulių jutikliai. Jie veikia remdamiesi Doplerio efektu, skleidžia aukšto -dažnio ultragarso bangas (paprastai 25–40 kHz) ir aptinka atspindžių bangų dažnio pokyčius, kad nustatytų, ar srityje juda.

 

Kai aptinkamas judesys, sistema atitinkamai valdo LED šviestuvą.

 

Pagrindiniai privalumai

Ultragarsinių jutiklių savybės:

• Didelis aptikimo diapazonas
• Nėra vizualinių aklųjų dėmių
• Stiprus atsparumas fizinėms kliūtims
• Didelis jautrumas mažų objektų judėjimui

 

Jie pasirodė esąs vienas veiksmingiausių subtilaus judesio aptikimo metodų. Kai jie yra integruoti su LED apšvietimo sistemomis, jie užtikrina labai jautrų ir tikslų perjungimo valdymą.

Taikymas: požeminio garažo apšvietimas

Požeminiuose garažuose su:

• Žemas lubų aukštis
• Tankios parkavimo vietos
• Konstrukcinės kolonos ir kliūtys

 

Infraraudonųjų spindulių jutikliai dažnai yra užblokuoti arba apriboti jų aptikimo diapazoną.

 

Tačiau ultragarsiniai jutikliai gali veiksmingai uždengti kampus, sritis už kolonų ir kitas užblokuotas zonas. Kol transporto priemonė ar asmuo juda, viršutiniai žibintai įjungiami iki visiško ryškumo. Kai neaptinkamas joks judėjimas, šviesos lieka pritemdytos arba visiškai išsijungia.

 

Ši išmani valdymo strategija leidžia maksimaliai sutaupyti energijos, kartu išlaikant saugumą ir matomumą.

 

5. Temperatūros jutiklis (NTC) Smart LED apšvietimo sistemose

NTC (Neigiamas temperatūros koeficientas) temperatūros jutikliai jau seniai plačiai naudojami LED šviestuvų apsaugai nuo perkaitimo.

 

Didelės{0}}galios šviesos diodų šviestuvai sukuria daug šilumos ir paprastai reikalauja kelių{1}}pelečių aliuminio aušintuvų, kad išsklaidytų šilumą. Tačiau dėl kompaktiškos daugelio patalpų LED apšvietimo gaminių struktūros šilumos valdymas išlieka vienu didžiausių techninių iššūkių pramonėje.

 

Kaip tai veikia

NTC jutiklis nuolat stebi šilumos kriauklės arba pagrindinių armatūros komponentų temperatūrą.

• Kai temperatūra viršija iš anksto nustatytą saugos slenkstį, vairuotojo grandinė automatiškai sumažina išėjimo srovę (pritemdo šviesą), kad sumažintų energijos suvartojimą ir apsaugotų nuo perkaitimo.
• Jei temperatūra ir toliau kyla virš saugios ribos, sistema visiškai atjungia maitinimą.
• Kai temperatūra nukrenta iki saugaus diapazono, armatūra automatiškai atnaujina įprastą veikimą.

 

 

Šis „galios sumažinimo dėl saugumo“ mechanizmas žymiai padidina patikimumą ir pailgina gaminio tarnavimo laiką.

 

Tipinės programos

Didelio-galingumo prožektoriai ir didelės-įlankos lemputės

 

Šie šviestuvai veikia dideliu galingumu ir išskiria daug šilumos. Įtaisyti-NTC temperatūros jutikliai užtikrina šilumos stebėjimą ir apsaugą realiuoju laiku{2}}, todėl jie yra būtini:

• Pramoniniai įrenginiai
• Sandėliai
• Stadionai
• Statybos aikštelės

 

Šiluminė apsauga yra labai svarbi norint išlaikyti stabilų veikimą ir užkirsti kelią ankstyvam gedimui sudėtingoje aplinkoje.

 

6. Garso jutiklis (akustinis jutiklis) Smart LED apšvietimo sistemose

Pagrindinis garsu{0}}valdomo jutiklio komponentas yra mikrofonas, kuris išorinius garso virpesius paverčia elektriniais signalais.

 

Išmaniosiose LED apšvietimo sistemose garso jutiklis veikia kartu su:

• Garso stiprinimo grandinės
• Slenksčių palyginimo moduliai
• Vėlavimo valdymo grandinės
• Tiristorių (triac) perjungimo komponentai

Kartu jie sudaro visą garso{0}}aktyvuojamą perjungimo sistemą.

 

Kaip tai veikia

• Mikrofonas fiksuoja tokius garsus kaip žingsniai, plojimai ar kalba.
• Šie signalai sustiprinami ir lyginami su iš anksto nustatyta garso slenksčiu.
• Kai garso intensyvumas viršija slenkstį, sistema išveda paleidimo signalą.
• Tada uždelsimo grandinė suaktyvina perjungimo komponentą, automatiškai įjungdama LED lemputę.
• Pasibaigus nustatytam delsos laikui, lemputė išsijungia.

 

Veikimo principas paprastas, tiesioginis ir labai ekonomiškas{0}}.

 

 

Tipinės programos

Tradicinis koridoriaus ir laiptų apšvietimas

Tai labiausiai paplitusi programa, dažnai derinama su šviesos jutikliu (garso{0}}ir-šviesos valdymu).

Dienos metu, kai aplinkos apšvietimas yra stiprus, sistema nepaiso garso signalų.

Naktį, kai tamsu, plojimas ar žingsnelis įjungia šviesą.

Ši dviguba{0}}valdymo sistema apsaugo nuo nereikalingo aktyvinimo dienos metu.

 

Rūsių ir sandėlių apšvietimas

Vietose, kuriose eismo intensyvumas yra mažas, bet kartais reikia trumpalaikio{0}}apšvietimo, garsu-valdomas apšvietimas yra paprastas ir ekonomiškas sprendimas.

 

Išvada

Šviesos jutikliai, infraraudonųjų spindulių jutikliai, ultragarsiniai jutikliai, temperatūros jutikliai, garso jutikliai ir mikrobangų jutikliai sudaro šešias pagrindines išmaniojo LED apšvietimo jutimo technologijas.

 

Tiksliai aptikdami aplinkos sąlygas ir žmogaus veiklą, šie jutikliai leidžia:

• Automatizuotas valdymas
• Padidintas saugumas
• Reikšmingas energijos taupymas
• Daugiau žmonių{0}}centruoto apšvietimo

 

Dirbdami kartu, jie skatina apšvietimo pramonę pažangesnės, efektyvesnės ir įvairesnės ateities link.