Схема датчика освещения своими руками. Адаптивная система освещения для автомобилей

Все знакомы с садовыми светильниками, которые заряжаются от солнечной батарейки в течение дня, а вечером автоматически включаются. В них установлен специальный сенсор, который высчитывает освещение на улице и как только наступает вечер, он включает светодиод. В этом обзоре предлагаем инструкцию по изготовлению аналогичного сенсора своими руками .

Для изготовления сенсора, нам понадобится:
- 2 резистора на 470 Ом;
- 2 резистора на 10 кОм;
- фоторезистор;
- потенциометр на 470 Ом;
- светодиодная лампочка;
- операционный усилитель LM741;
- восьмиконтактная DIP панель;
- монтажная плата.

Когда сборка закончена, можно вставить LM741, на котором, кстати, есть обозначающая точка, которой нужно вставить в сторону плюса.

Наш сенсор готов. Фоторезистор измеряет освещаемость. Как только оно падает ниже определенного уровня, загорается светодиодная лампочка. Уровень освещения можно регулировать при помощи потенциометра. Если же нужно включать что-то помощнее, то вместо светодиода можно поставить какой-нибудь транзистор.

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

Всевозможные сенсоры позволяют автоматизировать множество процессов в быту.

Некоторые из них можно изготовить самостоятельно.

Сегодня научимся делать своими руками.

По принципу действия датчики движения заводского изготовления делятся на три типа:

1. ультразвуковые;
2. радиочастотные;
3. инфракрасные.

Ультразвуковые (УЗ)

Рабочая область сенсора состоит из двух частей:

1. излучатель ультразвука;
2. анализатор отраженного сигнала (приемник).

При появлении в поле зрения датчика движущегося объекта, в отраженном сигнале появятся изменения. Анализатор зарегистрирует их и подаст сигнал на полупроводниковый переключатель или реле, вызывающий замыкание цепи.

Достоинства УЗ-сенсора:

• дешево стоит;
• атмосферные факторы не влияют на работу;
• «видит» объекты из любого материала.

Недостатки:

• дальнодействие ограничено;
• не реагирует на плавное движение;
• вызывает дискомфорт у животных (они чувствительны к УЗ).

Радиочастотные (РЧ)

Принцип тот же, только вместо УЗ излучаются радиоволны.

Достоинства:

• компактность;
• значительная дальность действия;
• способность фиксировать движущиеся объекты, расположенные за стеклом или тонкой непрозрачной перегородкой;
• высокая точность.

Недостатки:

• стоят дорого;
• сверхчувствительны, потому иногда случаются ложные срабатывания;
• при значительной мощности оказывают негативное воздействие на людей и животных, находящихся в поле зрения сенсора длительное время.

Инфракрасные (ИК)

Ничего не источают, а только улавливают инфракрасное излучение, определяя таким образом температуру объектов. При появлении в поле зрения объекта с заданной температурой (обычно настраивается на 36,6 градусов) срабатывают, замыкая цепь светильника.

Достоинства:

• не оказывают вредного воздействия на людей и животных;
• легко поддаются настройке;
• имеют доступную стоимость.

Недостатки:

• диапазон рабочих температур ограничен;
• не «видят» сквозь материалы, не пропускающие ИК-излучение;
• реагируют на нагревательные приборы.

Датчики УЗ и РЧ называют активными, ИК - пассивными. Последние еще называют пиромодулями - от англ. PIR, означающей Passive Infra-Red (пассивный инфракрасный).

Классификация по назначению

По назначению сенсоры движения делятся на:

1. внутренние (комнатные);
2. наружные (уличные).

Вторые отличаются устойчивостью к экстремальным температурам и значительным радиусом действия - 500 м и более.

Разновидности самодельных датчиков

Самодельные датчики движения работают на иных принципах:

• герконовый . Геркон - сокращенное словосочетание «герметичный контакт». Это капсула с двумя контактами из ферромагнитной стали, чувствительные к магнитному полю. При поднесении к геркону магнита контакты в нем замыкаются, при удалении - размыкаются. Такие датчики движения устанавливают на дверях и окнах: геркон крепится к косяку, магнит - к створке. При открывании створки магнит отводится от геркона, контакты в нем размыкаются и подается питание на светильник или какое-то сигнальное устройство. Конечно, данный прибор не является датчиком движения в полном смысле этого слова. Это, скорее, датчик открывания двери;
• световой . Датчик состоит из двух частей: источника света и фотоэлемента- . При пересечении движущимся объектом линии, между ними свет перестает поступать на фотоэлемент-транзистор, что приводит к замыканию цепи ;
• микроволновый . Когда человек приближается к работающему радиоприемнику, тот реагирует – в воспроизведении появляются помехи. На этом явлении основано действие данного сенсора. Он состоит из двух основных частей антенны и генератора микроволн.

Необходимые инструменты и материалы

Для изготовления понадобится всего два инструмента:

Элементы и материалы нужны такие:

• фототранзистор (на схеме обозначен VT1);
• (С1);
• операционный усилитель с обратной связью (DA1);
• резистор с обратной связью на операционный усилитель (R2);
• обычный (R1);
• реле РЭС 55А;
• лазерная указка (при небольшом расстоянии между источником света и фотоприемником вместо лазера можно использовать фотодиод);
• прокладка водопроводная;
• шуруп.

Фототранзистор можно изготовить самостоятельно из транзистора П417А или любого другого, имеющего вид шляпы с полями на 3-х ножках. Крышку корпуса демонтируют, открывая полупроводниковую начинку либо в ней формируют отверстие, срезая верхнюю часть. При освещении открытого кристалла прибор будет действовать, как фототранзистор, только с меньшей чувствительностью.

Номинал R2 выбирают с учетом того, что с его увеличением возрастает коэффициент усиления, а это приводит к снижению устойчивости усилителя. Оптимальное сопротивление - 100 кОм.

Этапы сборки прибора

Датчик движения собирается в несколько приемов:

1. от блока питания отрезается разъем. Далее мультиметром определяется жила с плюсовым зарядом;
2. из перечисленных выше компонентов делают фотоприемник, соединяя их в схему.

Схема фотоприемника

Затем подключают лазерную указку к блоку питания:

• припаивают к блоку два дополнительных провода;
• протыкают шурупом водопроводную прокладку и помещают данную конструкцию в лазерную указку шляпкой вперед, так чтобы та уперлась в пружинный контакт.

Один из дополнительных проводов подсоединяют к шурупу, второй - помещают в щель между прокладкой и корпусом указки.

Как подключить датчик движения: схема

Самодельный световой датчик движения желательно устанавливать в дверном проеме - тогда входящий в комнату человек гарантированно пересечет линию между источником света и фотоприемником.

Изделие будет смотреться изящнее, если схему фотоприемника поместить в пластмассовую коробку с отверстием напротив фототранзистора.

Примерная установка датчика движения на улице

Чтобы исключить влияние других источников света, фотодатчик затемняют и закрывают темным светопропускающим материалом.

Высота установки - 1 м от пола. При таком размещении сенсор не замечает домашних животных и при этом полностью исключается попадание лазера в глаза человеку (оказывает негативное воздействие на сетчатку). Для подачи питания на светильник, к датчику подключается реле РЭС 55А.

Схема подключения следующая:

1. обмотка соединяется со входом;
2. на один контакт подается ;
3. второй контакт подключается к ;
4. третий подводится к светильнику.

Работает устройство следующим образом:

• под воздействием света в фоторезисторе формируется рабочее напряжение, вызывающее его открытие;
• на конденсатор С1 подается питание, вследствие чего он заряжается;
• при появлении светонепроницаемой преграды между источником света и фотоприемником (в комнату вошел человек), фототранзистор закрывается и конденсатор С1 разряжается;
• это приводит к снижению напряжения в точке А и, соответственно, на выходе до нулевого значения. Этому способствует операционный усилитель DA1;
• при падении напряжения, источник питания посредством реле замыкается на светильнике.

Датчик можно сделать незаметным, применив вместо источника видимого света инфракрасный диод.

Изготовление микроволнового датчика

Этот сенсор собирается по схеме ниже. Здесь транзистор VT1 попутно играет роль высокочастотного генератора радиоприемника. Напряжение, задаваемое смещением на базе транзистора VT2, выпрямляется детекторным диодом.

Обмотки Т1 настроены на разные частоты. В нормальном состоянии (отсутствуют движущиеся объекты) амплитуды сигналов компенсируют друг друга и на детекторе VD1 напряжение не подается.

Схема принципиальная микроволнового датчика движения

При появлении движущихся объектов, затеняющих антенну и искажающих идущие к ней радиоволны, амплитуды сигналов суммируются и детектируются на диоде. Это вызывает открытие VT2.

Настройка

В предложенной схеме 1 на резистор R1 возлагаются функции коллектора и нагрузки. Настройка рабочей точки осуществляется с его помощью. Оптимальное сопротивление определяют методом подбора.

Для точной настройки значений включения и отключения микроволнового датчика (схема 2) требуется компаратор. Его роль играет тиристор VS1. Он находится под управлением силового реле напряжением 12 В.

Видео по теме

Как сделать светильник с датчиком движения своими руками:

Процесс изготовления самодельного датчика движения для управления освещением не отличается сложностью. Справиться с этим может и начинающий, следует только внимательно изучить представленные в статье схемы и рекомендации.

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

В настоящее время в современную квартиру или дом просто необходима установка датчиков движения. Они предназначены для автоматизации системы внутреннего и наружного освещения, это «умное» приспособление, которое включается в цепь освещения при появлении каких-либо движений в районе своего действия, а отключение цепи освещения происходит тогда, когда движущейся объект покинул область действия прибора.

Таким образом включение света происходит лишь тогда, когда это необходимо, и позволяет ощутить комфорт, вам не нужно будет идти, и в темной комнате нащупывать выключатель, все будет происходить автоматически. Такое устройство за счет автоматического включения и выключения освещения, поможет вам сократить затраты электроэнергии до 70 процентов, и мы без особых усилий сможем собрать его своими руками.

Классификация и виды

Устройство датчиков движения и их принцип работы не сложный, и основывается на том что, при появлении перемещающегося объекта в области действия, реле замыкается и подается сигнал на включение источника света.

Они подразделяют по возможности подключения на:

• Потолочные, подразумевают собой приборы, устанавливающееся на потолке, плитах перекрытия, и детектирующий круговую зону.
• Угловые и настенные, подразумевается их установка на стенке, и имеют угол обзора 180 градусов и ниже.

Датчики так же подразделяют по возможности установки:

1. Внешние, для установки вне помещения
2. Внутренние, для установки внутри помещения

По способу питания их подразделяют на:

• Проводные – подключаемые к электрической сети;
• Автономные – с собственным блоком питания.

Современные датчики кроме фотоэлемента оснащают прибором инфракрасного излучения и индикатором освещенности. Принцип работы прибора инфракрасного излучения основан на том что он реагируют на изменяющеюся тепловую среду, а если тепловая среда не изменяется в течении некоторого времени, то тот подает сигнал на отключение света.

Но следует понимать, что такие датчики не нужно ставить вблизи источников тепла, так как изменяющейся тепловой фон поспособствует его ложному срабатыванию. А индикатор освещенности анализирует освещенность помещения и поможет нам избежать включения освещения в светлое время суток, когда нам это не нужно.

Монтаж и подключение

После сборки, необходимо перейти к его монтажу, выбору схемы и электрическому
подключению. Датчики движения должны подключатся через автоматические выключатели либо через предохранители, т.е. цепи питания должны иметь постоянную защиту.

Теперь вам необходимо выбрать схему монтажа датчика, для этого рассмотрим возможные схемы подключения датчика:

1. Стандартная схема: L - входная фаза, А - выходная фаза с датчика движения на источник света, N - ноль;
2. Следующая схема подключения применима в тех случаях, когда выходная нагрузка превышает предельное значение. Необходимо добавить в схему контактор с напряжением катушки 220 вольт, или использовать два датчика на одну нагрузку.
3. Можно использовать схему, включив в ней клавишный выключатель, это позволит нам включать свет вне зависимости от датчика движения, принцип работы этой схемы заключается в том, что мы помимо датчика даем нагрузку на светильник.

После выбора схемы и электрического подключения датчика нам необходимо его проверить и отрегулировать чувствительность, для этого нам следует: Поворотом винта регулировочного сопротивления производится регулировка чувствительности датчика, по часовой стрелке – увеличивается, против часовой стрелки – чувствительность уменьшается, после регулировки необходимо проверить его работу.

Подведем итог всего вышесказанного

Преимущества использования датчиков движения:

• Экономия электроэнергии;
• Увеличение ресурса источника освещения;
• Удобство;
• Высокая надежность;

Можно применить для обеспечения системы безопасности частной территории, принцип работы заключается в том, что при проникновении в зону действия датчика, включится свет, и что может поспособствовать к испугу нарушителя, и так же привлечет ваше внимание.

Монтаж необходимо производить на высоте приблизительно 2,4 метра, что позволит нам более эффективно использовать светильник.

Выбор места для монтажа необходимо выбирать там, где в зону его видимости не будут попадать ветки деревьев, автомобильные дороги, так как они будут включать свет в моменты, когда вам это не нужно. Монтаж устройства необходимо производить строго в той зоне, где выявление движение должно послужить сигналом на включение света.

Периодически прочищайте сенсор прибора, так как осевшая пыль или другая грязь может негативно сказаться на его работе. При изготовлении датчика своими руками, в качестве излучателя лучше всего поставить лазерную указку.