Seši izplatītākie sensori viedajā LED apgaismojumā — cik daudz jūs zināt?

IoT laikmetāgudrsLED apgaismojumssensoriir pārveidojuši LED apgaismojumu daudz tālāk par pamata apgaismojumu. Ar integrētiem sensoriem viedās LED sistēmas tagad piedāvā lielākas ērtības, uzlabotu energoefektivitāti un personalizētāku apgaismojuma pieredzi gan dzīvojamajā, gan komerciālajā vidē. Šajā rakstā ir aprakstīts viens no viedajā LED apgaismojumā visplašāk izmantotajiem sensoriem - gaismas sensors -, izskaidrojot tā darbības principu un tipiskos lietojumus.

 

1.Gaismas sensors (fotosensors) – galvenais veidsSaulesLED apgaismojuma sensori

Gaismas sensors automātiski kontrolē LED ķermeņus, pamatojoties uz izmaiņām apkārtējā apgaismojuma līmeņos -, piemēram, saullēktu, saulrietu vai pāreju starp gaišo un tumšo. Tā ir viena no visbiežāk izmantotajām viedajām apgaismojuma vadības sistēmām.

 

Kā tas darbojas

Pamatprincips ir balstīts uz fotoelektrisko efektu. Pusvadītāju ierīces, piemēram, fotorezistori un fotodiodes, pārveido gaismas signālus elektriskos signālos. Šos elektriskos signālus pēc tam izmanto, lai noteiktu spilgtuma līmeņus un attiecīgi kontrolētu apgaismojuma ķēdi.

 

Galvenās priekšrocības

Gaismas sensori automātiski pielāgo apgaismojuma darbību, pamatojoties uz apkārtējo apgaismojumu:

• Dienas laikā apgaismojums var aptumšoties vai izslēgties, lai samazinātu enerģijas patēriņu.
• Naktīs apgaismojums automātiski ieslēdzas, kad apkārtējais spilgtums nokrītas zem iepriekš iestatītā sliekšņa.

Dati liecina, ka 200 m² lielveikalā LED apgaismojums, kas aprīkots ar gaismas sensoriem, var ietaupīt līdz pat 53% enerģijas, salīdzinot ar tradicionālo dienasgaismas apgaismojumu. Turklāt sistēmas kalpošanas laiks var sasniegt 50 000–100 000 stundas, kas ir ievērojami ilgāks nekā parastajiem apgaismojuma produktiem.

 

Apvienojot to ar RGB aptumšošanas un krāsu regulēšanas tehnoloģiju, gaismas sensori arī palīdz radīt dinamiskus apgaismojuma efektus un uzlabotu vizuālo atmosfēru.

 

Tipiski pielietojumi

Saules ielu apgaismojums& Dārza gaismas

Šī ir viena no klasiskākajām lietojumprogrammām.

• Dienas laikā, kad saules gaismas pietiek, fotosensors atvieno ķēdi. Gaisma paliek izslēgta, kamēr saules panelis uzlādē akumulatoru.
• Iestājoties krēslai, kad apkārtējā gaisma nokrītas līdz iepriekš iestatītam līmenim, sensors automātiski atjauno ķēdi un ieslēdz gaismu.
• Šī funkcija ir īpaši izplatīta integrētajos saules ielu apgaismojumos un pagalma apgaismojuma sistēmās.

 

Viedais koridora un kāpņu telpas apgaismojums

Publiskās vietās ar labu dabisko dienasgaismu apgaismojumu var konfigurēt tā, lai tas tiktu aktivizēts tikai tad, ja ir izpildīti divi nosacījumi:

• Apkārtējais apgaismojums ir zems un
• Kustība ir noteikta.

 

Šajā iestatījumā gaismas sensors darbojas kā "pārbaudes" mehānisms, novēršot nevajadzīgu aktivizēšanu dienas laikā un izvairoties no enerģijas izšķērdēšanas.

 

2. Infrasarkanais sensors (PIR sensors) viedajās LED apgaismojuma sistēmās

Infrasarkanie sensori nodrošina automātisku apgaismojuma vadību, nosakot cilvēka ķermeņa izstaroto infrasarkano starojumu. Cilvēka ķermenis dabiski izstaro infrasarkanos viļņus aptuveni 10 μm viļņa garumā. Šos signālus fokusē Fresnel objektīvs, un tos uztver PIR (pasīvā infrasarkanā) piroelektriskais elements.

 

Fresnel objektīvam ir divas galvenās funkcijas:

• Tas koncentrē infrasarkanos signālus uz sensoru.
• Tas sadala noteikšanas zonu mainīgās aktīvajās un neaktīvās zonās, lai cilvēka kustība radītu mainīgu infrasarkanā signāla modeli.

 

Kā tas darbojas

PIR elements pārvērš infrasarkanā starojuma izmaiņas elektriskos signālos, izmantojot piroelektrisko efektu.

• Kad neviens nekustas, sensors nosaka tikai stabilu fona temperatūru.
• Kad cilvēks nonāk uztveršanas zonā, kustības radītā temperatūras starpība rada svārstīgu infrasarkano signālu.
• Sistēma atpazīst šīs izmaiņas un iedarbina gaismu, lai ieslēgtu vai izslēgtu.

 

 

Galvenās sastāvdaļas

Infrasarkanā sensora sistēma parasti ietver:

• Freneļa objektīvs – fokusē un segmentē infrasarkanos signālus
• PIR sensors – nosaka temperatūras izmaiņas
• Zema-trokšņa pastiprinātājs — uzlabo vājus signālus un kompensē jutības samazināšanos augstas-temperatūras vidēs

Kopā šie komponenti nodrošina stabilu un uzticamu LED gaismekļu automātisku pārslēgšanos.

 

Tipiski pielietojumi

Kustības{0}}sensējošās griestu gaismas un spuldzes

Plaši izmanto dzīvojamās telpās, piemēram:

• Ieejas
• Vannas istabas
• Balkoni

 

Kad kāds ieiet uztveršanas zonā, gaisma ieslēdzas automātiski. Pēc personas aiziešanas gaisma izslēdzas pēc iepriekš iestatītas aizkaves -, uzlabojot ērtības un samazinot nevajadzīgu enerģijas patēriņu.

 

Sienā{0}}montētas kustības sensora gaismas

Parasti tiek uzstādīts:

• Kāpņu telpas
• Koridori
• Pagrabi

 

Uzstādot uz sienām, šie ķermeņi ir īpaši efektīvi, lai noteiktu horizontālu cilvēka kustību, nodrošinot atsaucīgu un energoefektīvu{0}} apgaismojumu pārejas telpās.

 

3. Mikroviļņu kustības sensors — uzlabots viedais LED apgaismojuma sensors

Mikroviļņu kustības sensors ir kustīgu{0}}objektu detektors, kas izstrādāts, pamatojoties uz Doplera efektu. Tas nosaka, vai objekta pozīcija ir mainījusies, izmantojot bezkontakta noteikšanu, un pēc tam aktivizē atbilstošo pārslēgšanas darbību.

 

Kā tas darbojas

Kad cilvēks nonāk atklāšanas zonā un ir nepieciešams apgaismojums:

• Sensors automātiski ieslēdzas.
• Savienotā slodze (LED armatūra) sāk darboties.
• Tiek aktivizēts aizkaves taimeris.

Kamēr kustība turpinās sensora zonā, gaisma paliek ieslēgta.

 

Kad persona aiziet:

• Sensors sāk skaitīt atpakaļ iepriekš iestatīto aizkaves laiku.
• Pēc aizkaves beigām slēdzis automātiski izslēdzas.
• Slodze pārstāj darboties.

 

Tas nodrošina apgaismojuma vadību, kas ir droša, ērta, inteliģenta un{0}}energoefektīva.

 

Pielietojums: viss{0}}vienā-solārais ielu apgaismojums

 

Mikroviļņu sensori var iekļūt lampu vākos un pilnībā paslēpties armatūras iekšpusē, saglabājot tīru un estētiski pievilcīgu dizainu.

Salīdzinot ar infrasarkanajiem sensoriem, mikroviļņu sensori piedāvā:

• Plašāks noteikšanas pārklājums
• Garāks uztveršanas attālums
• Augstāka jutība

 

Tie ir īpaši piemēroti galvenajiem ceļiem, lielceļiem un publiskajiem laukumiem, kur saules ielu apgaismojuma sistēmām ir nepieciešamas lielākas uztveršanas zonas.

 

4. Ultraskaņas sensors — augstas-jutības viedais LED apgaismojuma sensors

Ultraskaņas sensori tiek plaši izmantoti arī kustības noteikšanai, un tie veic līdzīgas funkcijas infrasarkanajiem sensoriem. Tie darbojas, pamatojoties uz Doplera efektu, izstaro augstas-frekvences ultraskaņas viļņus (parasti 25–40 kHz) un nosaka frekvences izmaiņas atstarotajos viļņos, lai noteiktu, vai apgabalā ir kustība.

 

Kad kustība ir noteikta, sistēma attiecīgi kontrolē LED armatūru.

 

Galvenās priekšrocības

Ultraskaņas sensoru īpašības:

• Liels noteikšanas diapazons
• Nav vizuālu aklo zonu
• Spēcīga izturība pret fiziskiem šķēršļiem
• Augsta jutība pret mazu objektu kustību

 

Tie ir izrādījušies viena no efektīvākajām metodēm smalku kustību noteikšanai. Integrējot ar LED apgaismojuma sistēmām, tie nodrošina ļoti atsaucīgu un precīzu pārslēgšanas vadību.

Pielietojums: pazemes autostāvvietas garāžas apgaismojums

Pazemes autostāvvietās ar:

• Zems griestu augstums
• Blīvas stāvvietas
• Strukturālās kolonnas un šķēršļi

 

Infrasarkanie sensori bieži tiek bloķēti vai ierobežoti to noteikšanas diapazonā.

 

Tomēr ultraskaņas sensori var efektīvi aptvert stūrus, zonas aiz kolonnām un citas aizsprostotas zonas. Kamēr transportlīdzeklis vai cilvēks pārvietojas, virsgaismas gaismas tiek ieslēgtas līdz pilnam spilgtumam. Ja kustība netiek konstatēta, gaismas paliek aptumšotas vai pilnībā izslēdzas.

 

Šī viedā vadības stratēģija nodrošina maksimālu enerģijas ietaupījumu, vienlaikus saglabājot drošību un redzamību.

 

5. Temperatūras sensors (NTC) Smart LED apgaismojuma sistēmās

NTC (Negatīvā temperatūras koeficienta) temperatūras sensori jau sen ir plaši izmantoti aizsardzībai pret pārkaršanu LED gaismekļos.

 

Lieljaudas-LED ķermeņi rada ievērojamu siltumu, un parasti tiem ir nepieciešamas vairāku-spuru alumīnija dzesētājas siltuma izkliedēšanai. Tomēr daudzu iekštelpu LED apgaismojuma produktu kompaktās struktūras dēļ siltuma pārvaldība joprojām ir viens no lielākajiem tehniskajiem izaicinājumiem nozarē.

 

Kā tas darbojas

NTC sensors nepārtraukti uzrauga siltuma izlietnes vai galveno komponentu temperatūru armatūras iekšpusē.

• Kad temperatūra pārsniedz iepriekš iestatīto drošības slieksni, vadītāja ķēde automātiski samazina izejas strāvu (aptumšo gaismu), lai samazinātu enerģijas patēriņu un novērstu pārkaršanu.
• Ja temperatūra turpina paaugstināties virs drošās robežas, sistēma pilnībā atslēdz strāvas padevi.
• Kad temperatūra atkal nokrītas līdz drošam diapazonam, armatūra automātiski atsāk normālu darbību.

 

 

Šis "jaudas samazināšanas mehānisms drošībai" ievērojami uzlabo uzticamību un pagarina izstrādājuma kalpošanas laiku.

 

Tipiski pielietojumi

Augstas-jaudas prožektori un augstas-bezgaismiņas

 

Šie ķermeņi darbojas ar lielu jaudu un rada ievērojamu siltumu. Iebūvētie-NTC temperatūras sensori nodrošina reāllaika-termisko uzraudzību un aizsardzību, padarot tos par būtiskiem:

• Rūpnieciskās iekārtas
• Noliktavas
• Stadioni
• Būvlaukumi

 

Termiskā aizsardzība ir ļoti svarīga, lai uzturētu stabilu veiktspēju un novērstu priekšlaicīgu atteici prasīgās vidēs.

 

6. Skaņas sensors (akustiskais sensors) viedajās LED apgaismojuma sistēmās

Skaņas{0}}vadāmā sensora galvenā sastāvdaļa ir mikrofons, kas ārējās skaņas vibrācijas pārvērš elektriskos signālos.

 

Viedajās LED apgaismojuma sistēmās skaņas sensors darbojas kopā ar:

• Audio pastiprināšanas shēmas
• Sliekšņu salīdzināšanas moduļi
• Aizkaves vadības ķēdes
• Tiristoru (triac) komutācijas sastāvdaļas

Kopā tie veido pilnīgu skaņu{0}}aktivizētu komutācijas sistēmu.

 

Kā tas darbojas

• Mikrofons uztver skaņas, piemēram, soļus, aplaudēšanu vai runu.
• Šie signāli tiek pastiprināti un salīdzināti ar iepriekš iestatītu skaņas slieksni.
• Kad skaņas intensitāte pārsniedz slieksni, sistēma izdod sprūda signālu.
• Pēc tam aizkaves ķēde aktivizē pārslēgšanas komponentu, automātiski ieslēdzot LED gaismu.
• Pēc iepriekš iestatītā aizkaves laika gaisma izslēdzas.

 

Darbības princips ir vienkāršs, tiešs un ļoti izdevīgs{0}}.

 

 

Tipiski pielietojumi

Tradicionāls koridoru un kāpņu telpu apgaismojums

Šī ir visizplatītākā lietojumprogramma, kas bieži tiek apvienota ar gaismas sensoru (skaņas{0}}un-gaismas vadība).

Dienas laikā, kad apkārtējais apgaismojums ir spēcīgs, sistēma ignorē skaņas signālus.

Naktīs, kad ir tumšs, klauvēšana vai soļi aktivizē gaismu.

Šī dubultā{0}}vadības sistēma novērš nevajadzīgu aktivizēšanu dienas laikā.

 

Pagrabu un noliktavu apgaismojums

Vietās, kur satiksme ir maza, bet neregulāri ir nepieciešams īstermiņa-apgaismojums, skaņu-vadāms apgaismojums nodrošina vienkāršu un ekonomisku risinājumu.

 

Secinājums

Gaismas sensori, infrasarkanie sensori, ultraskaņas sensori, temperatūras sensori, skaņas sensori un mikroviļņu sensori veido sešas galvenās sensoru tehnoloģijas aiz viedā LED apgaismojuma.

 

Precīzi nosakot vides apstākļus un cilvēka darbību, šie sensori nodrošina:

• Automatizēta vadība
• Uzlabota drošība
• Ievērojams enerģijas ietaupījums
• Vairāk cilvēku{0}}centrēta apgaismojuma pieredze

 

Strādājot kopā, viņi virza apgaismojuma nozari uz viedāku, efektīvāku un daudzveidīgāku nākotni.