Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Датчик освещенности ARDUINO

Датчик освещенности ARDUINO

В этой статье мы расскажем о датчике освещенности ARDUINO, где разберем его виды, методы подключения и программирования. Но начать все-таки стоит с того, для чего он может пригодиться. В первую очередь, эти комплектующие используются в сигнализации. Такой тип сенсоров чувствует изменения внешнего фона на основе различных физических эффектов. Сразу сообщим, что их можно разделить на два вида: датчик присутствия и датчик движения. Первый вариант очень чувствительный и способен различать даже мелкие перемещения в своей рабочей зоне (движения пальцев, взмах головы и т.д.). Второй же более грубый, реагирует на более серьезные изменения в пространстве. Данные различия очень полезны, когда требуется решить разные задачи, например, при создании умного дома или smart device. Подобные устройства довольно сильно распространены (хоть и дороговаты) и входят в комплект любой домашней сигнализационной системы, но в их основе лежит именно то, о чем мы будем говорить далее.

Рассматриваемую электронику можно разбить на 2 подвида по способу ее реализации, а именно на ИК сенсор и фоторезистор. Во втором случае используется светочувствительный элемент, который меняет свое сопротивление при изменении интенсивности светового фона.

Первый — основан на тепловом излучении объектов, что подразумевает функционирование даже в темноте. Это делает их крайне востребованными. Принцип работы ИК датчика освещенности основан на пирочувствительном элементе. Не будем подробно расписывать этот физический принцип, скажем лишь то, что при попадании на него инфракрасного излучения создается разность потенциалов, которую можно использовать в качестве информации.

Методика подключения датчиков освещенности к ARDUINO одинакова для всех типов. Они производятся с 4 ножками: GND, 5V — питание, А0 — аналоговый выход, D0 — цифровой. По двум последним как раз и передается нужная для нас информация. A0 дает возможность оценить интенсивность света в пределах от 0 до 1000, а D0 — 0 или 1, то есть может показать только наличие светового фона. Естественно, мы покажем, как работать именно с 1 вариантом, так как он более информативен.

Заметим, что аналогичное приспособление с фоторезистором тоже имеет 4 пина и механизм сборки электрической цепи и программирование будет таким же. Бывает, что у обоих видов сенсоров только 3 контакта — это означает отсутствие одного из A0 или D0, поэтому будьте внимательны при заказе.

За образец возьмем ИК Light Sensor TCRT5000 и подключим его к плате управления.

Отметим, что мы взяли активный прибор: оно имеет излучатель и приемник. Сначала изучим простую задачку, где научимся управлять сенсором и извлекать из него данные. Сборка скетча в RobotON Studio:

Здесь мы присваиваем переменной показания с устройства и выводим их на экран каждую секунду. Приведем код, который составила наша графическая среда (здесь подключены лишние библиотеки, не обращайте внимания):

Читайте так же:
Розетки с ночной подсветкой

Датчик освещения

Сумеречный выключатель, датчики освещения (освещенности) – это устройство для автоматического управления источниками искусственного (электрического) света. В зависимости от степени освещения окружающего пространства, датчик способен подавать сигнал для включения/выключения ламп, прожекторов, фонарей и других осветительных приборов. Правильно установленное и запрограммированное оборудование работает без участия человека. Иными словами, датчик света (сумеречное реле) представляет собой автоматический выключатель, который отслеживает и контролирует яркость освещения определенной территории или помещения. При возникновении сумерек он включит свет, а после восхода солнца – выключит. При использовании данного оборудования можно получить экономию электроэнергии до 10-15%.

Устройство, установка и принцип работы датчика освещения

Основная область применения датчиков освещенности – автоматическое управление светом. Их используют для автоматизации освещения в гаражах, подъездах жилых домов, на автодорогах, приусадебных территориях частных коттеджей и в других местах, где днем пространство освещается естественным светом, а при наступлении сумерек – электрическим.

Принцип работы датчиков освещенности заключается в отслеживании уровня светового излучения, попадающего в поле «видимости» прибора. Лучи света фокусируются с помощью фотоэлемента (светового реле) и направляются к детектору. Когда достигается определенный порог яркости (минимальный или максимальный), детектор создает напряжение, которое используется прибором в качестве сигнала для замыкания цепи и блокировки электрических устройств. Именно этот сигнал, получаемый в результате создаваемого напряжения, включает светильник при возникновении сумерек, а с наступлением рассвета – выключает его. С целью экономии в ночные часы возможно отключение датчика на определенное время.

Таким образом, любой датчик освещения (уличный, домашний) является фотодатчиком – первичным преобразователем, элементом регулирующего, сигнального, измерительного или управляющего устройства системы. Он преобразует отслеживаемую и контролируемую величину в сигнал, удобный для использования.

Требуемая освещенность, при которой срабатывает датчик света, составляет 5 – 50 люкс. Она может регулироваться в зависимости от места и условий установки.

Классификация оборудования

Датчики для автоматического включения освещение различаются по нескольким показателям:

  • по размерам – бывают малогабаритными (встраиваются в осветительные приборы) и стандартными (устанавливаются самостоятельно);
  • по способу управления – делятся на программируемые, автоматические, с функцией ночного энергосбережения, с возможностью принудительного отключения;
  • по мощности нагрузки – до 1000, до 2000, 3000 Вт;
  • по типу нагрузки – энергосберегающие, светодиодные, люминесцентные или лампы галогеновые 220В, накаливания 220В, галогеновые 12В с электронным трансформатором (либо с обмоточным трансформатором);
  • по варианту исполнения – накладные (настенные), внутренней (встраиваются в электрощит на DIN-рейку) или наружной установки;

Датчики освещения могут быть влагостойкими, а также с выносным фотоэлементом.

В некоторых случаях для управления лампами также используется подключение датчика движения для освещения, который реагирует на присутствие человека.

В настоящее время распространены датчики освещенности таких марок, как CAREL, HAGER, ELTAKO, GIRA THERMOKON и других. Цена на датчик освещения зависит от типа, функций оборудования и производителя.

Читайте так же:
Подключение вытяжки от света с отдельным выключателем

23.12.2014, 7497 просмотров

Остались вопросы? Задайте их сейчас, позвонив по телефону
8 (800) 302-5771 или через форму обратной связи

#28. Подключение модуля освещенности к Arduino.

.#28. Подключение модуля освещенности к Arduino.

В данном Arduino уроке подключим модуль освещённости к Arduino, и научимся настраивать датчик для работы при различной освещённости. В основе датчика лежит светочувствительный полупроводниковый прибор – фоторезистор. Что такое фоторезистор, и как его можно подключить к Arduino, рассматривали в предыдущем уроке: «Подключение фоторезистора к Arduino». В чем преимущество модуля освещённости, и как его использовать в Arduino проектах, рассмотрим в данном уроке.

Два вида моделей освещённости.

При покупке модуля освещённости, нужно определиться с вашей задачей. Что вы планируете собрать, и как должен работать модуль освещённости. Это связано с тем, что модули освещённости бывают разные. На фото ниже приведены 2 модуля освещённости.

Два вида моделей освещённости.

Аналоговый модуль освещённости KY-018.

Arduino модуль освещённости KY-018 черного цвета. Этот модуль состоит из фоторезистора и линейного резистора 10 кОм. Сопротивление фоторезистора будет уменьшаться при наличии света, и увеличиваться при его отсутствии. Выход аналоговый, и он определяет интенсивность света.

Аналоговый модуль освещённости KY-018.

Схема подключения модуля освещённости KY-018 к Arduino.

Схема подключения модуля освещённости KY-018 к Arduino.

На модуль подается питание 5 Вольт, а в зависимости от освещенности в помещении, на выходе модуля (S) меняется напряжение от 0 до 5 Вольт. При подаче этого сигнала на аналоговый вход микроконтроллера, Arduino преобразует сигнал, при помощи АЦП, в диапазоне значений от 0 до 1023.

Скетч для модуля освещённости KY-018.

Скетч для модуля освещённости KY-018.

Так как у датчика выход аналоговый, как и у фоторезистора, код можно взять из предыдущего урока без изменения. Например, скетч Светильника с автоматическим включением.

Цифровой датчик освещённости на LM393.

Модуль синего цвета устроен по-другому, и подключается уже к цифровому пину Arduino, и на выходе формирует логическую единицу, либо логический ноль. Давайте рассмотрим данный модуль и поговорим подробнее.

Цифровой датчик освещённости на LM393.

Модуль освещенности на LM393.

Модуль освещенности на LM393 используется для измерения интенсивности света в различных устройствах, таких как: автоматизация света (включение света ночью), в роботах (определение дня или ночи) и приборах, контролирующих уровень освещенности. Измерение осуществляется с помощью светочувствительного элемента (фоторезистора), который меняет сопротивление в зависимости от освещенности.

Технические параметры

  • Напряжение питания: 3.3 В. — 5.5 В.
  • Потребляемый ток: 10 мА.
  • Цифровой выход: TTL (лог 1 или лог 0)
  • Аналоговый выход: 0 В. … Vcc
  • Диаметр монтажного отверстия: 2.5 мм.
  • Выходной ток: 15 мА.
  • Габариты: 42мм. х 15мм. х 8мм.
Общие сведения датчик освещённости на LM393.

Существуют два модуля на базе LM393, их визуальное отличие только в количестве выводов (3 pin и 4 pin), дополнительный вывод добавлен для снятия прямых показаний с фоторезистора (аналоговый выход), по аналогии работы модуля KY-018. Рассмотрим четырех контактный вариант модуля. У этих двух модулей измерение осуществляется с помощью фоторезистора, который изменяет напряжение в цепи, в зависимости от количества света, попадающего на него. Чтобы представить, как свет будет влиять на фоторезистор, приведу краткую таблицу.

Читайте так же:
Lkp pl065 уменьшить ток подсветки

Общие сведения датчик освещённости на LM393.

Модуль освещенности с четырьмя выводами содержит два выходных контакта, аналоговый и цифровой, и два контакта для подключения питания. Для считывания аналогово сигнала предусмотрен отдельный вывод «AO», с которого можно считать показания напряжения с 0 В … 3.3 В или 5 В, в зависимости от используемого источника питания. Цифровой вывод DO, устанавливается в лог «0» или лог «1», в зависимости от яркости, чувствительность выхода можно регулировать с помощью поворотного потенциометра. Выходной ток цифрового выхода способен выдать более 15 мА, что очень упрощает использование модуля, и дает возможность использовать его, минуя контроллер Arduino, и подключая его напрямую к входу одноканального реле, или одному из входов двухканального реле. Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 3 pin и 4 pin, показана ниже.

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 4 pin.

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 4 pin

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 3 pin.

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 3 pin

Теперь, как же работает схема. Фоторезистор показан Foto (IN). Основная микросхема модуля — это компаратор LM393 (U1), который производит сравнение уровней напряжения на входах INA- и INA+. Чувствительность порога срабатывания задается с помощью потенциометра R2, и, в результате сравнений, на выходе D0, микросхемы U1, формируется лог «0», или лог «2», который поступает на контакт D0 разъема J1.

Цифровой датчик освещённости на LM393.

Назначение J1 (в исполнении 4 pin)

  • VCC — «+» питание модуля
  • GND — «-» питание модуля
  • D0 — цифровой выход
  • A0 -аналоговый выход

Назначение J1 (в исполнении 3 pin)

  • VCC — «+» питание модуля
  • GND — «-» питание модуля
  • D0 — цифровой выход

Подключение модуля освещенности к Arduino UNO.

Подключение модуля освещенности к Arduino UNO.

Подключение модуля освещенности к Arduino NANO

Подключение модуля освещенности к Arduino UNO

  • Arduino UNO или Arduino NANO
  • Модуль освещенности, LM393
  • Провод DuPont, 2,54 мм.
  • Кабель USB 2.0

Подключение:

В данном примере буду использовать модуль освещенности LM393, 3 pin, и Arduino UNO, все данные будут передаваться в «Мониторинг порта». Схема не сложная, необходимо всего три провода, сначала подключаем D0 к 2 цифровому пину Arduino, осталось подключить питание GND к GND и VCC к 5V (можно запитать и от 3.3В), схема собрана, теперь надо подготовить программную часть.

Запускаем среду разработки и загружаем данный скетч, затем открываем мониторинг порта.

В мониторе порта можно увидеть, когда модуль освещенности срабатывает и отключается. При регулировке потенциометра на модуле можно настроить порог чувствительности срабатывания датчика.

В мониторе порта можно увидеть, когда модуль освещенности срабатывает и отключается

Как видим, датчиков освещенности для Arduino проектов существует несколько. Возможно, это еще не все модификации. Поэтому, как и говорил в начале урока, необходимо определиться с вашей задачей, а уже после выбирать модуль освещенности.

Как видим, датчиков освещенности для Arduino проектов существует несколько.

В этом уроке мы рассмотрели, как подключить модуля освещенности к Arduino , в предыдущем уроке мы подключили фоторезистор к Arduino.

Читайте так же:
Электро выключатели света для дома кнопочные

Появились вопросы или предложения, не стесняйся, пиши в комментарии!

Не забывайте подписываться на канал Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Автоматизация — Управление выключателем по датчику движения в Home Assistant

Одной из самых распространенных автоматизаций является управление освещением по датчику движения, очень удобно войти в помещение и включение света происходит автоматически, через какое-то время свет отключается сам. Рассмотрим примеры ее реализации.

Пример 1

  • Датчик движения — ID устройства: 0x001
  • Управляемый выключатель физически замыкающий/размыкающий электрическую линию — ID устройства: 0x002
  • Включение освещение по датчику движения
  • Отключение освещения через 3 минуты после окончания обнаружения движения датчиком
  • Отключение освещения через 3 минуты после включения выключателя (на случай если свет был включен с выключателя, но в помещении не было обнаружено движение)

Правим файл automations.yaml или пользуемся редактором автоматизаций Configuration -> Automations -> + .

Действие 1. При переходе сенсора движения в состояние on проверяется текущее состояние выключателя, если выключатель находится в состоянии off , то освещение включается.

Действие 2. При переходе сенсора движения в состояние off через 3 минуты проверяется текущее состояние выключателя, если выключатель находится в состоянии on , то освещение выключается.

Действие 3. При включении освещения через 3 минуты проверяется состояние датчика на присутствие движения, если оно не обнаружено, то освещение выключается. Иначе, свет должен отключиться, когда сенсор движения перейдет в состояние off — действие 2.

Пример 2

Автоматическое включение и отключение освещения — это отлично, но бывают ситуации, когда это не нужно и надо иметь возможность выбора отключения данной функции. Можно отключить автоматизации в настройках, но будет удобнее создать переключатель, который будет отвечать за автоматическое включение и отключение освещения.

Создаем выключатель автоматики тип Toggle с наименованием auto_light_on_off в меню Configuration -> Helpers -> + или в файл configuration.yaml добавляем следующую запись:

Кнопку удобно вывести на панель lovelace для быстрого доступа.

automation auto light on off

  • Выключатель автоматического включения/отключения освещения — ID: input_boolean.auto_light_on_off
  • Датчик движения — ID устройства: 0x001
  • Управляемый выключатель физически замыкающий/размыкающий электрическую линию — ID устройства: 0x002
  • Включение освещения по датчику движения
  • Отключение освещения через 3 минуты после окончания обнаружения движения датчиком
  • Отключение освещения через 3 минуты после включения выключателя (на случай если свет был включен с выключателя, но в помещении не было обнаружено движение)
  • Отключение освещения через 3 минуты после включения выключателя автоматики

Действие 1. При переходе сенсора движения в состояние on проверяется текущее состояние выключателя автоматики и выключателя освещения, если первый находится в состоянии on , а второй выключатель находится в состоянии off то освещение включается.

Действие 2. При переходе сенсора движения в состояние off через 3 минуты проверяется текущее состояние выключателя автоматики и выключателя освещения, если первый находится в состоянии on и второй выключатель находится в состоянии on , то освещение выключается.

Читайте так же:
Установка выключателя света с индикатор

Действие 3. При включении освещения через 3 минуты проверяется состояние выключателя автоматики и датчика на присутствие движения, если автоматика включена и движение не обнаружено, то освещение отключается. Иначе, свет должен отключиться, когда сенсор движения перейдет в состояние off — действие 2.

Действие 4. При включении автоматического включения освещения через 3 минуты проверяется текущее состояние выключателя автоматики (может быть выключено в период ожидания), датчика движения и выключателя освещения. Если автоматика on , движение off и свет включен, то освещение отключается.

Пример 3

В примере 2 есть недостаток в действии 4, при окончании обнаружения движения до окончания таймера отключение освещения произойдет раньше, чем ожидается, т.к. состояния устройств будут соответствовать условиям. Решить проблему перекрестных таймеров можно создав свой таймер, по которому будет происходить отключение освещения. В файле configuration.yaml описываем таймер, время отключения 180 секунд:

  • Выключатель автоматического включения/отключения освещения — ID: input_boolean.auto_light_on_off
  • Таймер автоматического отключения освещения — ID: timer.light_turn_off
  • Датчик движения — ID устройства: 0x001
  • Управляемый выключатель физически замыкающий/размыкающий электрическую линию — ID устройства: 0x002
  • Включение автоматического освещения
  • Выключение автоматического освещения
  • Включение освещения с выключателя
  • Выключение освещения с выключателя
  • Включение освещения по датчику движения
  • Отмена таймера при обнаружении движения
  • Датчик движения прекратил обнаружение действия
  • Таймер завершил отсчет

Действие 1. При включении выключателя автоматики происходит перезапуск таймера отключения освещения, если датчик движения в состоянии off и освещение включено.

Действие 2. При отключении выключателя автоматики если был запущен таймер отключения, то он отменяется.

Действие 3. При включении освещения с выключателя происходит перезапуск таймера отключения, если выключатель автоматики on и датчик движения off .

Действие 4. При отключении освещения с выключателя если был запущен таймер отключения, то он отменяется.

Действие 5. При обнаружении движения включается освещение, если выключатель автоматики on и освещение на данный момент выключено.

Действие 6. При обнаружении движения происходит отмена таймера отключения при его активном текущем состоянии.

Действие 7. При окончании обнаружения движения датчиком, включенном выключателе автоматики и включенном свете происходит запуск таймера на отключения освещения.

Действие 8. При окончании отсчета таймера происходит отключение освещения, если выключатель автоматики on , датчик движения off и освещение включено.

Пакеты

Для удобства управления наборы вспомогательных компонентов и автоматизаций, объединенных общим сценарием можно записать в отдельный файл с расширением yaml . Для подключения данных из этого файла его необходимо положить в папку .homeassistant/packages/ и в configuration.yaml прописать:

Для примера выше создадим файл .homeassistant/packages/room_auto_light.yaml с сценарием управления света в помещении с содержанием:

После перезагрузки Home Assistant дополнительные компоненты и автоматизации будут доступны в системе.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector