Kuusi yleistä anturia älykkäässä LED-valaistuksessa – kuinka monta tiedät?

IoT:n aikakaudellaälykäsLED valaistusanturitovat muuttaneet LED-valaistuksen paljon perusvalaistusta pidemmälle. Integroitujen antureiden ansiosta älykkäät LED-järjestelmät tarjoavat nyt enemmän käyttömukavuutta, parempaa energiatehokkuutta ja yksilöllisempiä valaistuskokemuksia sekä asuin- että liikeympäristöissä. Tässä artikkelissa esitellään yksi älykkäässä LED-valaistuksessa eniten käytetyistä sensoreista - valoanturin - toimintaperiaate ja tyypilliset sovellukset.

 

1.Valotunnistin (valosensori) – avaintyyppiAurinkoLED-valaistusanturit

Valotunnistin ohjaa automaattisesti LED-valaisimia ympäristön valotason muutosten - mukaan, kuten auringonnousun, auringonlaskun tai kirkkaiden ja pimeiden olosuhteiden välillä. Se on yksi älykkäiden valaistuksen ohjausjärjestelmien yleisimmin käytetyistä komponenteista.

 

Miten se toimii

Perusperiaate perustuu valosähköiseen efektiin. Puolijohdelaitteet, kuten valovastukset ja valodiodit, muuttavat valosignaalit sähköisiksi signaaleiksi. Näitä sähköisiä signaaleja käytetään sitten havaitsemaan kirkkaustasot ja ohjaamaan valaistuspiiriä vastaavasti.

 

Tärkeimmät edut

Valoanturit säätävät automaattisesti valaistuksen toimintaa ympäröivän valaistuksen mukaan:

• Päivällä valot voivat himmentää tai sammua energiankulutuksen vähentämiseksi.
• Yöllä valot syttyvät automaattisesti, kun ympäristön kirkkaus laskee esiasetetun kynnyksen alle.

Tiedot osoittavat, että 200 m²:n lähikaupassa valoantureilla varustetulla LED-valaistuksella voidaan saavuttaa jopa 53 % energiansäästö verrattuna perinteiseen loistelamppuvalaistukseen. Lisäksi järjestelmän käyttöikä voi olla 50 000–100 000 tuntia, mikä on huomattavasti pidempi kuin perinteiset valaistustuotteet.

 

Yhdistettynä RGB-himmennykseen ja värinsäätötekniikkaan valoanturit auttavat myös luomaan dynaamisia valaistustehosteita ja parannettua visuaalista tunnelmaa.

 

Tyypilliset sovellukset

Solar Street Lights& Puutarhavalot

Tämä on yksi klassisimmista sovelluksista.

• Päivän aikana, kun auringonvaloa riittää, valoanturi katkaisee piirin. Valo ei pala, kun aurinkopaneeli lataa akkua.
• Hämärässä, kun ympäristön valo laskee esiasetetulle tasolle, anturi yhdistää automaattisesti piirin uudelleen ja sytyttää valon.
• Tämä toiminto on erityisen yleinen integroiduissa aurinkokatuvalaisimissa ja sisäpihan valaistusjärjestelmissä.

 

Älykäs käytävän ja porraskäytävän valaistus

Yleisissä tiloissa, joissa on hyvä luonnonvalo, valaistus voidaan määrittää aktivoitumaan vain, kun kaksi ehtoa täyttyvät:

• Ympäristön valo on heikko ja
• Liike havaitaan.

 

Tässä asetelmassa valoanturi toimii "varmistusmekanismina", joka estää tarpeettoman aktivoinnin päiväsaikaan ja välttää energian hukkaa.

 

2. Infrapuna-anturi (PIR-anturi) älykkäissä LED-valaistusjärjestelmissä

Infrapuna-anturit mahdollistavat automaattisen valaistuksen ohjauksen tunnistamalla ihmiskehon lähettämän infrapunasäteilyn. Ihmiskeho lähettää luonnollisesti infrapuna-aaltoja noin 10 μm aallonpituudella. Nämä signaalit tarkennetaan Fresnel-linssillä ja vastaanotetaan PIR (Passive Infrared) pyrosähköisellä elementillä.

 

Fresnel-objektiivilla on kaksi avaintoimintoa:

• Se keskittää infrapunasignaalit anturiin.
• Se jakaa tunnistusalueen vuorotellen aktiivisiin ja ei-aktiivisiin vyöhykkeisiin, jolloin ihmisen liike luo muuttuvan infrapunasignaalikuvion.

 

Miten se toimii

PIR-elementti muuntaa infrapunasäteilyn muutokset sähköisiksi signaaleiksi pyrosähköisen vaikutuksen avulla.

• Kun kukaan ei liiku, anturi havaitsee vain vakaan taustalämpötilan.
• Kun ihminen tulee havaintoalueelle, liikkeen aiheuttama lämpötilaero synnyttää vaihtelevan infrapunasignaalin.
• Järjestelmä tunnistaa tämän muutoksen ja laukaisee valon syttymään tai sammumaan.

 

 

Ydinkomponentit

Infrapuna-anturijärjestelmä sisältää tyypillisesti:

• Fresnel-linssi – tarkentaa ja segmentoi infrapunasignaaleja
• PIR-anturi – havaitsee lämpötilan muutokset
• Matala-kohinavahvistin – parantaa heikkoja signaaleja ja kompensoi herkkyyden heikkenemistä korkeissa-lämpötiloissa

Yhdessä nämä komponentit varmistavat LED-valaisimien vakaan ja luotettavan automaattisen kytkennän.

 

Tyypilliset sovellukset

Liike{0}}tunnistavat kattovalot ja polttimot

Käytetään laajasti asuintiloissa, kuten:

• Sisäänkäynnit
• Kylpyhuoneet
• Parvekkeet

 

Kun joku saapuu tunnistusalueelle, valo syttyy automaattisesti. Kun henkilö poistuu, valo sammuu esiasetetun viiveen - jälkeen, mikä parantaa käyttömukavuutta ja vähentää tarpeetonta energiankulutusta.

 

Seinään{0}}asennettavat liiketunnistimen valot

Yleisesti asennettuna:

• Portaikkoja
• Käytävät
• Kellarit

 

Seinille asennetut valaisimet havaitsevat erityisen tehokkaasti ihmisen vaakasuuntaisen liikkeen ja varmistavat reagoivan ja energiatehokkaan valaistuksen siirtymätiloissa.

 

3. Mikroaaltoliiketunnistin – edistynyt älykäs LED-valaistusanturi

Mikroaaltoliiketunnistin on liikkuvan{0}}objektin tunnistin, joka on suunniteltu Doppler-ilmiön perusteella. Se havaitsee, onko kohteen sijainti muuttunut ei--kosketustunnistuksen avulla ja käynnistää sitten vastaavan kytkentätoiminnon.

 

Miten se toimii

Kun henkilö tulee havaintoalueelle ja tarvitaan valaistus:

• Anturi kytkeytyy automaattisesti päälle.
• Kytketty kuorma (LED-valaisin) alkaa toimia.
• Viiveajastin on aktivoitu.

Niin kauan kuin liike jatkuu tunnistusalueella, valo pysyy päällä.

 

Kun henkilö lähtee:

• Anturi alkaa laskea esiasetettua viiveaikaa alaspäin.
• Kun viive umpeutuu, kytkin sammuu automaattisesti.
• Kuorma lakkaa toimimasta.

 

Tämä mahdollistaa turvallisen, kätevän, älykkään ja energiatehokkaan{0}}valaistuksen ohjauksen.

 

Sovellus: All{0}}in-One Solar Street Lights

 

Mikroaaltoanturit voivat tunkeutua lampun suojusten läpi ja olla täysin piilossa valaisimen sisällä, mikä säilyttää puhtaan ja esteettisesti miellyttävän muotoilun.

Verrattuna infrapuna-antureihin, mikroaaltoanturit tarjoavat:

• Laajempi tunnistusalue
• Pidempi tunnistusetäisyys
• Korkeampi herkkyys

 

Ne soveltuvat erityisesti pääteille, moottoriteille ja julkisille aukioille, joissa aurinkokatuvalaistusjärjestelmille tarvitaan suurempia tunnistusalueita.

 

4. Ultraäänianturi – erittäin{1}}herkkä älykäs LED-valaistusanturi

Ultraääniantureita käytetään laajalti myös liikkeentunnistukseen ja ne palvelevat samanlaisia ​​toimintoja kuin infrapuna-anturit. Ne toimivat Doppler-ilmiön perusteella, lähettäen korkeataajuisia ultraääniaaltoja (yleensä 25–40 kHz) ja havaitsevat taajuusmuutoksia heijastuneissa aalloissa määrittääkseen, onko alueella liikettä.

 

Kun liike havaitaan, järjestelmä ohjaa LED-valaisinta vastaavasti.

 

Tärkeimmät edut

Ultraääniantureiden ominaisuudet:

• Suuri tunnistusalue
• Ei visuaalisia kuolleita kulmia
• Vahva vastustuskyky fyysisiä esteitä vastaan
• Suuri herkkyys pienten esineiden liikkeille

 

Ne ovat osoittautuneet yhdeksi tehokkaimmista menetelmistä hienovaraisen liikkeen havaitsemiseen. Kun ne on integroitu LED-valaistusjärjestelmiin, ne mahdollistavat erittäin herkän ja tarkan kytkentäohjauksen.

Sovellus: maanalainen pysäköintihallin valaistus

Maanalaisissa parkkihallissa:

• Matalat kattokorkeudet
• Tiheät parkkipaikat
• Rakenteelliset pylväät ja esteet

 

Infrapuna-anturit ovat usein tukossa tai rajoitettu tunnistusalueella.

 

Ultraäänianturit voivat kuitenkin peittää tehokkaasti kulmat, pylväiden takana olevat alueet ja muut estetyt alueet. Niin kauan kuin ajoneuvo tai henkilö liikkuu, valot syttyvät täydellä kirkkaudella. Kun liikettä ei havaita, valot pysyvät himmeinä tai sammuvat kokonaan.

 

Tämä älykäs ohjausstrategia tarjoaa maksimaalisen energiansäästön säilyttäen samalla turvallisuuden ja näkyvyyden.

 

5. Lämpötila-anturi (NTC) älykkäissä LED-valaistusjärjestelmissä

NTC (Negative Temperature Coefficient) -lämpötila-antureita on pitkään käytetty laajalti LED-valaisimien ylikuumenemissuojaukseen.

 

Tehokkaat-LED-valaisimet tuottavat huomattavaa lämpöä ja vaativat tyypillisesti moni-lamellin jäähdytyslevyt lämmönpoistoon. Monien sisätilojen LED-valaistustuotteiden kompaktin rakenteen vuoksi lämmönhallinta on kuitenkin edelleen yksi alan suurimmista teknisistä haasteista.

 

Miten se toimii

NTC-anturi tarkkailee jatkuvasti jäähdytyselementin tai valaisimen sisällä olevien avainkomponenttien lämpötilaa.

• Kun lämpötila ylittää esiasetetun turvakynnyksen, ohjainpiiri vähentää automaattisesti lähtövirtaa (himmentää valoa) vähentääkseen virrankulutusta ja estääkseen ylikuumenemisen.
• Jos lämpötila jatkaa nousuaan yli turvallisen rajan, järjestelmä katkaisee virran kokonaan.
• Kun lämpötila laskee takaisin turvalliselle alueelle, valaisin jatkaa automaattisesti normaalia toimintaa.

 

 

Tämä "tehon vähennys turvallisuuden vuoksi" -mekanismi parantaa merkittävästi luotettavuutta ja pidentää tuotteen käyttöikää.

 

Tyypilliset sovellukset

Tehokkaat-valonheittimet ja korkean{1}}lahden valot

 

Nämä valaisimet toimivat suurilla tehoilla ja tuottavat huomattavaa lämpöä. Sisäänrakennetut-NTC-lämpötila-anturit varmistavat reaaliaikaisen-lämpötilan seurannan ja suojauksen, joten ne ovat välttämättömiä:

• Teollisuustilat
• Varastot
• Stadionit
• Rakennustyömaat

 

Lämpösuojaus on ratkaisevan tärkeää vakaan suorituskyvyn ylläpitämisessä ja ennenaikaisten vikojen estämisessä vaativissa ympäristöissä.

 

6. Älykkäiden LED-valaistusjärjestelmien äänianturi (akustinen anturi).

Ääni{0}}ohjatun anturin ydinkomponentti on mikrofoni, joka muuntaa ulkoiset äänivärähtelyt sähköisiksi signaaleiksi.

 

Älykkäissä LED-valaistusjärjestelmissä äänianturi toimii yhdessä:

• Äänenvahvistuspiirit
• Kynnysten vertailumoduulit
• Viiveen ohjauspiirit
• Tyristori (triac) kytkentäkomponentit

Yhdessä ne muodostavat täydellisen ääni{0}}aktivoidun kytkentäjärjestelmän.

 

Miten se toimii

• Mikrofoni tallentaa ääniä, kuten askeleita, taputusta tai puhetta.
• Näitä signaaleja vahvistetaan ja niitä verrataan esiasetettuun äänikynnykseen.
• Kun äänenvoimakkuus ylittää kynnyksen, järjestelmä antaa laukaisusignaalin.
• Viivepiiri aktivoi sitten kytkentäkomponentin ja sytyttää LED-valon automaattisesti.
• Esiasetetun viiveajan jälkeen valo sammuu.

 

Toimintaperiaate on yksinkertainen, suora ja erittäin kustannus{0}}tehokas.

 

 

Tyypilliset sovellukset

Perinteinen käytävä- ja portaikkovalaistus

Tämä on yleisin sovellus, usein yhdistettynä valotunnistimeen (äänen{0}}ja-valon ohjaus).

Päivällä, kun ympäristön valo on voimakasta, järjestelmä jättää huomioimatta äänimerkit.

Yöllä, kun on pimeää, taputus tai askel sytyttää valon.

Tämä{0}}kaksoisohjausjärjestelmä estää tarpeettoman aktivoinnin päiväsaikaan.

 

Kellarit ja varaston valaistus

Alueilla, joilla on vähän liikennettä, mutta satunnaisia{0}}lyhyitä valaistustarpeita, ääniohjattu-valaistus on yksinkertainen ja taloudellinen ratkaisu.

 

Johtopäätös

Valo-, infrapuna-, ultraäänianturi-, lämpötila-, ääni- ja mikroaaltouunianturit muodostavat kuusi ydinteknologiaa älykkään LED-valaistuksen takana.

 

Tunnistamalla tarkasti ympäristöolosuhteet ja ihmisen toiminnan nämä anturit mahdollistavat:

• Automaattinen ohjaus
• Parannettu turvallisuus
• Merkittäviä energiansäästöjä
• Lisää ihmiskeskeisiä{0}}valaistuskokemuksia

 

Yhdessä työskentelemällä he ohjaavat valaistusalaa kohti älykkäämpää, tehokkaampaa ja monipuolisempaa tulevaisuutta.