У меня уже много статей про датчик движения, давно планировал опубликовать информацию по датчику освещенности.
Его ещё называют датчиком освещения, светоконтролирующим выключателем или сумеречным выключателем.
Датчик освещения LXP-02
Я в статье буду называть и так, и этак — выбирайте, кому что больше нравится.
В статье рассмотрю общие вопросы — устройство, применение, параметры, а также приведу фото реальных датчиков освещенности, их внутренности, принципиальные электрические схемы. В общем, читайте, если что упустил — дополняйте и спрашивайте в комментариях.
Почему я датчик движения ставлю в один ряд с датчиком освещенности?
У них много схожего:
- применяются для экономии энергии,
- устройство домашней автоматики,
- одинаковая схема подключения,
- у каждого три вывода: фаза, ноль, выход, включают в качестве нагрузки (как правило) лампу освещения
Вечером иногда, проходя мимо, можно не отличить работу одного от другого.
Как работает датчик освещенности
Принцип работы прост, проще чем у датчика движения. В датчике освещения имеется светочувствительный элемент. Как правило, это фоторезистор или фотодиод. Эти элементы имеют свойство изменять своё сопротивление в зависимости от уровня освещения.
Далее через схему регулировки (калибровки) сигнал со светочувствительного элемента попадает на вход ключевого элемента (транзистора). Ключевой транзистор имеет в своей нагрузочной цепи реле, которое своими контактами коммутирует «нагрузку пользователя» — лампу, уличный прожектор, и т.п. Подробнее принцип работы будет рассмотрен в этой статье в описаниях принципиальных схем датчиков освещения.
Можно сказать, что датчик освещенности и движения с точки зрения нагрузки работают точно так же, как и обычный, «человеческий» выключатель. Только тут этот выключатель автоматический.
Подключение датчика освещения
Как я уже говорил выше, схема подключения датчика освещенности полностью совпадает со схемой подключения датчика движения. Отличается только «начинка» датчиков.
Схема подключения датчика движения и датчика освещения
Схема взята из статьи про датчик движения, ссылка выше.
Итак, с подключением разобрались, теперь
Монтаж датчика освещения
Казалось бы, чего тут премудрого? Прикрутил, подключил, настроил и всё! Но бывает, место установки выбрано неудачно, и начинаются проблемы.
У нас на улице одно время уличные светильники вечером включались замысловато. Включатся, потухнут, опять включатся, и так с периодом около 1 минуты. Потом, с наступлением полной темноты, включались окончательно.
Почему так? Просто датчик освещения ошибочно был установлен в зону освещения включаемого фонаря. Получается: стало темно — датчик сработал — фонарь загорелся — стало светло — датчик выключился — стало темно… И так далее, замкнутый круг.
Настройка и калибровка
При настройке датчика освещенности важно использовать черный пакетик, который идёт в комплекте с датчиком. Этот пакетик служит для имитации ночи. Из органов настройки в датчике освещенности — только регулятор уровня освещения (LUX). Он устанавливает уровень, про котором срабатывает внутреннее реле датчика.
Подробнее настройка уровня описывается в описании принципиальной схемы, ниже.
Есть простейшие датчики освещения (например, LXP-01), в котором вообще нет никаких регулировок. Есть продвинутые, где ещё есть регулятор времени задержки включения/выключения.
Устройство, внешний вид
Ниже на фото приведен внешний вид датчиков освещения LXP-02, LXP-03, описание по ходу.
Датчик освещения LXP-02 — самый популярный. 1 внешний вид сбоку
Тот же датчик, фото со стороны выводов:
Датчик освещения LXP-02. 2 внешний вид внизу
Описание выходов датчика:
- Коричневый (может быть черным) провод — фаза (питание датчика).
- Синий (зеленый) — ноль.
- Красный — подключение нагрузки (выходная фаза).
Снимаем белый колпак, видим печатную плату, на которой собрана схема датчика:
Датчик освещения LXP-02. 4 схема на печатной плате
В датчике используется реле DE3F-N-A на 24 VDC с током контактов 10А. Этот ток определяет максимальную мощность нагрузки, которую может коммутировать этот датчик: 10х220 = 2,2кВт. Как и написано в инструкции к датчику. Но я бы не рискнул подключать такую нагрузку к этому датчику. По моему мнению, максимум, на что способно это реле — 1 кВт (4 Ампера). Всё, что мощнее, нужно подключать через промежуточный пускатель достаточной мощности.
Другой ракурс, фото платы:
Датчик освещения LXP-02. 5 схема на печатной плате
LXP-02. 6 схема на печатной плате, вид со стороны пайки
Видите дорожки, на которые нанесен слой припоя? Именно они чаще всего горят из-за перегруза, КЗ, неправильного подключения в системе освещения. Вместе с ремонтом этих дорожек, как правило, приходится менять и реле.
Теперь переходим к фотографиям датчика освещения LXP-03.
Датчик освещения LXP-03. 1
Согласно инструкции, этот датчик способен коммутировать токи 25А (220-240VAC). Смотрим на реле на плате. Ток реле 30А. То есть, производитель перестраховался. Я перестраховываюсь ещё больше, как и в случае с LXP-02. И ограничиваю ток через датчик на уровне 16А. В большинстве случаев для включения освещения хватает с головой.
Датчик освещения LXP-03. 2. другой ракурс
Ну, а теперь самое интересное.
Схемы датчиков освещения
Схема срисована именно с той платы, которая показана в начале статьи. Стоит отметить, что производитель постоянно работает над улучшением своего устройства (цена/качество), поэтому схема может меняться.
Датчик освещения LXP-02. Схема электрическая
Но принцип остается тот же:
Напряжение питания 220 Вольт поступает через клеммы L (фаза) и N (ноль).
Фазу и ноль можно «перепутать», как в принципе можно (но не рекомендуется) выключать ноль, а не фазу в обычных выключателях. Страдает только безопасность и здравый смысл.
Напряжение выпрямляется диодным мостом (4 диода типа 1N4007), фильтруется (сглаживается) электролитическим конденсатором, и стабилизируется на уровне +22…24 Вольта стабилитроном типа 1N4748.
Далее постоянное напряжение питает остальную схему, которая работает так. На выходе резистивного делителя 68к — VR — Фоторезистор формируется напряжение, обратно пропорциональное освещённости. Подстроечный резистор VR с сопротивлением 1 МОм — это та самая «крутилка», с помощью которой устанавливается желаемый уровень срабатывания.
Не факт, что в таких схемах ставят фоторезистор, может стоять и фотодиод, но принцип тот же.
Хотите экономить электроэнергию — ставьте максимальное сопротивление, крутите его по часовой (LUX-), и он будет срабатывать тогда, когда будет уже совсем темно.
А хотите, чтобы освещение на улице включалось от малейшей тучки — крутите регулятор в другую сторону (LUX+).
При наступлении темноты освещенность падает, сопротивление фоторезистора растёт, напряжение на базе транзистора растёт. И достигает такого уровня, что транзистор открывается, через коллектор протекает ток, достаточный для включения реле К1. Реле своими контактами включает нагрузку, которая подключается через вывод LOAD.
При этом загорается светодиод, а конденсатор 47 мкФ в цепи базы сглаживает все процессы, чтобы реле слишком быстро не щёлкало, например, если его перекрывает ветка дерева, колеблющаяся от ветра.
В заключение — схема более мощной модели, LXP-03:
Датчик освещения LXP-03. Схема электрическая
Тут схема та же, отличия перечислю:
- Схема питания ограничивает напряжение в фазной цепи.
- Диодный мост с фильтром — такой же как и в предыдущей схеме, я неудачно ее изобразил.
- Вместо одного стабилитрона — два последовательно, но напряжение питания схемы — то же, +24В.
- Используется составная схема на двух комплиментарных транзисторах, поскольку реле более мощное, ток его катушки больше.
Зная принцип работы схемы, её легко отремонтировать. А если хотите подробнее разобраться в ремонте, то в статье про ремонт датчика движения пошагово расписана методика и философия ремонта подобных устройств.
Источник: Александр/СамЭлектрик.ру
