Датчик света как работает

Как работает датчик света на автомобиле (датчик освещенности)

Автоматическое включение света является одной из систем активной безопасности автомобиля. Подобная функция встречается не только в авто представительского класса, но и на бюджетных моделях. Рассмотрим, как работает датчик света фар.

Принцип работы

Работа датчика света основана на способности некоторых элементов изменять свое сопротивление при воздействии света. Светочувствительные элементы, используемые в качестве датчиков освещения, можно разделить на 2 вида:

фотодиоды. При попадании световых лучей на чувствительную область на выводах фотодиода изменяется сопротивление, что позволяет определять уровень освещенности;
фототранзистор – оптоэлектронный полупроводник, предназначение которого не отличается от обычного транзистора. Напомним, что транзистор, как и реле, используется в качестве электронного ключа со слаботочным управлением силовыми выводами. В транзисторе ток между коллектором и эмиттером протекает лишь при подаче тока на вывод базы. В фототранзисторе вывод базы доступен световому излучению. Попадание лучей на чувствительный элемент генерирует ток на выводе базы, что позволяет использовать фототранзистор в качестве исполнительного устройства для автоматического включения потребителей.

Особенности применение в автомобиле

Датчик света в автомобиле используется не только для удобства водителя, но и для повышения уровня безопасности дорожного движения. В дневное время суток водителю больше нет необходимости отвлекаться на включение фар при въезде в туннели либо затемненные участки дороги. Фоточувствительный транзистор управляет освещением в автоматическом режиме. При этом функция ручного включения и выключения сохраняется.

Если в дневное время с работой датчика все понятно, то как быть ночью при движении встречных авто и проезде фонарей дорожного освещения? Ведь датчик, среагировав на появление света, не должен выключить фары автомобиля. Именно поэтому узкого диапазона реакции на свет недостаточно. Вектор чувствительности к световым лучам расположен в двух направлениях: фронтальном и вертикальном. Это позволяет точно оценивать уровень освещения. В некоторых автомобилях чувствительный элемент направлен в салон, что также позволяет нивелировать влияние переменных факторов.

Датчик освещения в автомобиле часто совмещен с датчиком дождя и располагается вверху лобового стекла. Также может быть установлен перед ветровым стеклом по центру торпеду.

Дополнительные функции

Даже в простейшем датчике света можно настроить чувствительность с помощью подстроечного резистора. Водитель на свое усмотрение может настроить уровень чувствительности, при котором автоматически будут включаться фары на границе дневного и сумеречного времени суток.

При этом использование умного датчика света позволяет реализовать не только автоматическое включение/выключение ближнего света, но и адаптацию осветительных приборов под изменяющиеся условия. Ярким примером таких возможностей является управление дальним светом. Для предотвращения ослепления водителей, при регистрации свечения фар встречного авто датчик автоматически выключит дальний свет. В некоторых типах систем можно настроить включение габаритных огней и ближнего света фар в зависимости от степени освещенности. Габариты будут автоматически включаться даже в дневное время, но в пасмурную погоду.

Недостатки

Причислить минусы автоматизированного управления светом фар к недостаткам самой системы было бы неправильно. Все они связаны с особенностью работы человеческого сознания. После привыкания к работе датчика света водители, пересаживаясь на автомобили без электронного помощника, могут забыть вовремя включить фары. Опасность в таком случае не столько в получении штрафа, сколько в повышении риска возникновения ДТП. Подобная ситуация может случиться, если вовремя не заметить поломку датчика. Проверить работоспособность светочувствительного элемента можно даже в дневное время. Для этого достаточно перевести включатель света в положение Auto, а затем накрыть место датчика ветошью, сымитировав тем самым наступление сумерек.

AutoLirika.ru

Датчик света в автомобиле: что это? Как работает датчик света в машине?

Автоматические помощники в электронной начинке автомобиля сегодня охватывают практически все функции его управления. Это в большей мере относится к системам обеспечения безопасности, но с появлением сенсорных чувствительных элементов охват интеллектуальных ассистентов значительно расширился. Так, все популярнее становится датчик света в автомобиле. Что это за устройство? Это своего рода детектор, который фиксирует пороговые значения освещения, при которых оптика может автоматически включаться или отключаться. В более развитых системах датчик также способен отслеживать условия освещенности в промежуточных состояниях, точнее настраивая автомобильное оборудование.

Что представляет собой датчик света?

Устройство датчика можно разделить на две части – это типовая электротехническая инфраструктура, благодаря которой устройство подключается к реле управления оптикой, и чувствительный компонент. Подключение к реле дает возможность датчику оперативно взаимодействовать с автомобильными огнями, своевременно активизируя их функцию. Главный же элемент прибора – это непосредственно детектор в виде фотоэлемента, реагирующего на параметры освещения. Наиболее распространен автономный датчик света в машине. Как работает эта модификация? Ее особенность заключается в независимости от основной электросети. То есть сигнал на реле поступает даже в случае сбоев на магистральной проводке. Разумеется, о гарантии работоспособности данной схемы можно говорить только при условии стабильного функционирования самой оптики и управляющего контроллера.

Принцип работы устройства

В процессе движения автомобиля датчик постоянно контролирует вверенную ему зону, оценивая параметры освещенности. Обычно это элементарная яркость света, на которую и реагируют фотоэлементы. При достижении предельных значений датчик посылает сигнал на вышеупомянутое реле. В свою очередь, контроллер дает команду оптике включиться или, наоборот, отключиться. Важно подчеркнуть, что система действует не только на включение. Такие системы относятся к средствам активной безопасности, поэтому активизация света в темном переулке, к примеру, является ключевой задачей устройства. Но также при фиксации пороговых значений яркости прибор отключает оптику. Стоит отметить и особенности обработки сигнала, который посылает датчик света в автомобиле. Как работает в этой схеме управляющий блок? Изначально микросхема программируется на работу по нескольким каналам, связанным с определенной оптикой – огнями, фарами, «противотуманками» и т. д. Также и датчики отвечают за конкретные зоны, условно связанные с этими каналами. Таким образом, в каждом случае задействуется та или иная группа оптических приборов машины.

Зоны охвата

Базовое разделение предполагает обработку сигналов от двух зон охвата. В первую очередь, это глобальная зона. Она относится к пространству непосредственно у автомобиля. Вторая зона – передняя. Она распространяется на участок дороги перед машиной. Современные модели датчиков способны различать эти зоны, посылая на реле соответствующие сигналы. Казалось бы, если в текущих условиях наблюдается пониженный уровень освещения, то активизироваться должны оптические устройства, соответствующие условиям движения. Но разница как раз заключается в особенностях работы ближних и дальних фар, за которые отвечает датчик света в автомобиле. Что это разделение значит на практике? В условиях отсутствия видимости активизироваться должны дальние фары, а днем – ходовые огни с ближним светом. Однако пограничные состояния между этими условиями освещенности не всегда доступны для фиксации электроникой. Поэтому желательно, чтобы в датчике предусматривалась и возможность отслеживания промежуточных характеристик освещенности.

Настройки датчика

Отчасти задачу разделения пограничных показаний освещенности можно решить с помощью базовых настроек. Как правило, предусматривается два режима эксплуатации устройства:

В сумерках. Свет активизируется при наступлении сумерек, когда ночь еще не наступила, но уже наглядно темнеет.
Ночью. Датчик включает фары при наступлении полной темноты.

В некоторых конфигурациях предусматривается и конкретное назначение фар, которые при тех или иных условиях включает датчик света в автомобиле. Что это такое с точки зрения обработки сигнала электроникой? Это программные параметры, которые логически обрабатываются в тех или иных условиях. Например, в первом режиме все еще будет работать ближний свет, а во втором – происходит активизация дальних фар.

Специальные версии датчика

Существуют модели датчиков, которые также отвечают за регуляцию света в салоне. В частности, они не просто включают, но и управляют параметрами яркости приборной панели. Собственно, вторая функция и является первостепенной, так как во время движения панель в любом случае работает. Но в таких системах при сильной нагрузке сигналами на реле возможны проблемы. Так, по словам пользователей, датчик света в автомобиле «Киа Рио» грешит некорректным управлением подсветкой той же приборной панели. Например, ночью система вполне оправдано активизирует работу дальнего света, но в салоне подсветка может включаться с максимальной яркостью, что доставляет водителю дискомфорт. Чаще всего подобные проблемы возникают из-за нарушений соединения проводки или ее повреждения – падает сопротивление, в результате чего и сигналы поступают неточные.

Монтаж своими руками

В первую очередь определяются места установки. Их может быть два – или за зеркалом заднего вида в зоне лобового стекла, или же на передней панели – тоже возле лобового стекла. В обоих случаях важно организовать свободное не прикрытое пространство, в котором будет работать датчик света в автомобиле. Своими руками выполнить монтаж несложно – в работе участвуют комплектные крепежные приспособления. В некоторых случаях достаточно выполнить клеевое крепление, а в других – реализовать механическую фиксацию метизами.

Отдельного внимания заслуживает проводка. Кабель желательно как можно короче делать на видимом месте и по возможности сразу от датчика заводить за приборную панель. Селектор станет конечным пунктом, к которому напрямую подсоединяется датчик света в автомобиле. Что это такое в схеме соединения детектора с реле управления? Селектор – это переходное звено, которое выполняет своего рода предобработку сигнала. Он может корректировать его параметры, определять те же каналы групп оптики и устранять помехи.

Заключение

Присутствие автоматического регулятора света вовсе не стоит воспринимать как гарантию безопасности – хоть и в одном аспекте управления. Есть и опасности, которые может нести собой датчик света в автомобиле. Что это значит для автомобилиста? Электроника в виде автоматических ассистентов дает ощущение стороннего контроля, но это впечатление обманчиво. Действительно, в большинстве случаев такие датчики оказываются полезными, но есть также и риск выхода электроники из строя. И тогда несвоевременное включение фар может обернуться трагедией. Стоит ли из-за этого риска отказываться от датчика света? Пожалуй, нет, но полагаться только на его функцию в управлении оптикой уж точно не следует.

fb.ru

Как работает и подключается датчик света с фотореле для сумеречного выключателя

С наступлением осени начинает сокращаться световой день.

Людям приходиться раньше включать электрическое освещение, расходовать на него больше электроэнергии.

Сейчас любой домашний мастер может экономить денежные средства за оплату электричества, обеспечив его оптимальное потребление для осветительных приборов, расположенных в помещениях или на открытом воздухе.

Сделать это можно за счет их включения только с наступлением сумерек и отключения при рассвете. Причем работать они могут полностью в автоматическом режиме.

Для этих целей служит датчик света, который используется в фотореле, управляющим работой освещения.

Такую общую конструкцию, заключенную в единый корпус, принято называть сумеречным выключателем.

Принцип работы фотореле

Для автоматического управления светильниками по величине освещенности рабочего места и фактору «День-ночь» используется специальный светочувствительный датчик. Он меняет свои электрические характеристики в зависимости от интенсивности падающего на него света.

Для корректировки уровня срабатывания имеется регулятор. После него сигнал от чувствительного элемента усиливается до необходимой величины и подается на обмотку реле электромеханической или статической конструкции.

Таким способом, в зависимости от дневного или ночного освещения, датчик света управляет подачей напряжения на обмотку реле. А последнее — подключает или отключает через свой контакт фазу питания сети на светильник.

Как работает чувствительный элемент фотодатчика

Для контроля величины светового потока используются различные электронные компоненты, входящие в состав:

фоторезисторов;
фотодиодов;
фототранзисторов;
фототиристоов;
фотосимисторов.

Как работает датчик света на фоторезисторе

Полупроводниковый слой, облучаемый электромагнитными волнами оптического спектра, изменяет свое электрическое сопротивление.

К нему прикладывается источник стабилизированного напряжения, под действием которого в замкнутой цепи начинает протекать ток, вычисляемый по закону Ома. Его величина зависит от характера изменения сопротивления полупроводникового слоя датчика света.

При увеличении светового потока электрический ток возрастает, а при уменьшении — снижается. Остается только определить граничные состояния, при которых необходимо включать источник освещения в рабочее состояние или отключать его.

Как работает датчик света на фотодиоде

Светочувствительный элемент этого типа преобразует энергию электромагнитных колебаний видимого спектра в электрический ток.

Его величина тоже зависит от силы облучения, что позволяет устанавливать границы срабатывания фотореле.

Датчики света на фотодиодах могут подключаться для работы в схемах с:

питанием от внешнего, дополнительного источника напряжения;
или обходиться без его использования.

Как работает датчик света на фототранзисторе

Принципы работы, используемые для двух предыдущих случаев, здесь тоже соблюдаются. Фототранзисторы, работают так же, как и их биполярные или полевые аналоги. На их характеристики влияет интенсивность облучения световым потоком.

Определив эту закономерность, выставляют границы рабочих уставок для конечной схемы фотореле. Таким же образом создаются датчики света на фототиристорах и фотосимисторах.

Как работает электрическая схема датчика света на фотореле

В качестве примера рассмотрим самое простейшее устройство со светочувствительным элементом на основе фоторезистора PR1, обладающего сопротивлением в несколько мегаом при полной темноте.

Под действием потока света оно снизится до нескольких килоом. Этой величины достаточно для открытия первого транзистора VT1, когда через него станет протекать коллекторный ток, открывающий второй каскад на транзисторе VT2.

В это плечо включена обмотка обыкновенного электромагнитного реле К1. Она перекинет собственный якорь во второе положение и переключит свой контакт К1.1, который управляет работой светильника.

При отключении реле от схемы его обмотка формирует ЭДС самоиндукции. Для его ограничения установлен диод VD1. Подстрочный резистор R1 используется в качестве регулятора уставки срабатывания датчика света. В некоторых случаях от него вообще можно отказаться.

За счет использования двух последовательно работающих транзисторов чувствительность такой схемы достигается очень большой величины, когда слабый сигнал света, падающий на поверхность фоторезистора, осуществляет переключение выходного реле и управление светильником в автоматическом режиме.

Такая схема является довольно универсальной. Она позволяет применять различные марки транзисторов, электромагнитных реле и устанавливать для них различное напряжение. Чем его величина будет больше, тем высшей чувствительностью обладает датчик света.

Заводские модули фотореле для сумеречных выключателей имеют более сложную структуру схемы, более мощный выходной контакт, но в основе своей работы они повторяют эти же принципы.

В самодельных конструкциях для автоматического управления светом хорошо зарекомендовала себя схема, описанная в статье здесь. Ее несложно повторить своими руками тем, кто умеет и любит работать с паяльником.

Как подключить датчик света с фотореле к светильнику и выполнить монтаж

Использование цветовой разметки проводов

Электрическая схема подключения сумеречного выключателя собирается на основе распределительной коробки, в которую приходят кабелем три провода от электрощитка:

фазы;
нуля;
заземляющего проводника.

На самом фотореле выполнен вывод тоже трех проводов. Обычно они имеют расцветку:

коричневый, подключаемый на фазу питания сети;
красный, подающий через встроенный контакт фазный потенциал на светильник при его включении с наступлением сумерек;
синий, соединяемый с рабочим нулем схемы.

На фотографии сумеречного выключателя показаны эти провода и регулятор освещенности. При вращении его рукоятки устанавливается порог срабатывания датчика света.

Особенности монтажа

Обычная длина проводов, выступающих из корпуса фотореле, не превышает двадцати сантиметров. Поэтому его приято монтировать в непосредственной близости около распределительной коробки, а сам светильник:

выносят на некоторое расстояние;
или размещают рядом, как показано на фотографии.

При втором способе монтажа схемы необходимо учитывать, чтобы свет от включенной лампы источника не попадал на поле обзора датчика света. Иначе будет происходить ложное срабатывание. Для его исключения дополнительно применяют таймер и датчики движения.

Их контакты включают в последовательную цепочку между красным проводом, выходящим из фотореле и цоколем лампы светильника. Работа датчика движения и таймера подчиняется запрограммированным алгоритмам логической схемы сумеречного выключателя.

Подключение нескольких светильников к одному фотореле

Выходные контакты конечного датчика света обладают определенной коммутационной способностью. Их величина указывается в технической документации и на корпусе сумеречного выключателя в амперах. При необходимости управлять светом от нескольких источников необходимо внимательно посчитать нагрузку, создаваемую ими всеми в комплексе.

Если мощность контактов позволяет, то светильники подключает параллельной цепочкой, как показано на фотографии ниже.

Иногда может возникнуть ситуация, когда нагрузка схемы превышает допустимую мощность контактов сумеречного выключателя.

В этом случае допустимо использовать то же самое фотореле, но к его контактам подключить промежуточный элемент — обмотку магнитного пускателя, обладающей меньшей нагрузкой.

Мощные контакты этого коммутационного аппарата будут надежно переключать цепочку из многих светильников или один мощный прожектор, как показано на схеме ниже.

Подбирать магнитный пускатель придется по типу катушки управления и мощности контактной группы.

Важные технические характеристики датчика света

Фотореле выбирают по:

чувствительности фотодатчика;
типу и величине напряжения питания;
мощности коммутируемых контактов;
рабочей среде сумеречного выключателя.

Чувствительность фотодатчика

Под этим термином понимают отношение вырабатываемого внутри фотоэлемента тока в микроамперах к величине падающего на него потока света в люменах. Для более точного анализа приборов чувствительность классифицируют по:

частоте, связанной с определенным видом колебаний — спектральный метод;
диапазону падающих световых волн — интегральная чувствительность.

Напряжение питания сумеречного выключателя

На форму и величину сигнала обращают особое внимание при работе с моделями датчиков света, выпущенных за рубежом, где стандарты электроснабжения могут отличаться от тех, которые используются у нас.

Рабочая среда

Для управления светом уличных светильников создаются сумеречные выключатели с фотореле герметичной конструкции, способной противостоять действию атмосферных осадков и пыли. Их отличает повышенный класс защиты корпуса по IP.

Они же обладают увеличенным диапазоном рабочих температур. Когда наступает низкая морозная погода, то может возникнуть необходимость обогрева их контактов или временного отключения.

Для работы сумеречного выключателя внутри обогреваемых помещений этого делать не требуется.

Изложенный в статье материал позволяет лучше понять видеоролик владельца Инженерные сети «Подключение фотореле».

Если у вас остались вопросы, то можете задать их в комментариях. Сейчас наступил удобный момент для того, чтобы поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

HouseDiz.ru

Что такое датчик света или освещенности в автомобиле, и каковы преимущества этого регулятора?

Чтобы повысить комфорт при управлении автомобилем, производители транспортных средств оснащают свои машины множеством различных устройств. Еще двадцать лет назад нельзя было подумать, что дворники могут включаться автоматически с наступлением дождя, а свет фар — при наступлении темноты. Датчик света в автомобиле что это — основная информация касательно таких устройств приведена ниже.

Итак, что такое датчик света, для чего он используется в автомобиле и в чем заключается его принцип работы? Для начала рассмотрим описание устройства.

Предназначение, местонахождение и принцип работы

Световые контроллеры предназначены для автоматической активации света оптики при наступлении темноты или движении по неосвещенным участкам дороги. Когда на улице становится темно, контроллер сам активирует габаритные они, а также ближнее освещение. То же самое касается и поездок в тоннеле — при въезде датчик включит фонари, а при выезде из тоннеля — отключит их.

Контроллер света с проводкой для подключения

Как работает датчик? В соответствии со схемой, принцип функционирования девайса довольно простой. В устройстве используется специальный фотоэлемент, предназначенный для измерения освещения вокруг транспортного средства.

Для обработки сигналов фотоэлемента используется управляющий модуль, а непосредственно функцию активации и отключения освещения выполняет реле. Фотоэлемент производит измерение света в двух зонах — вокруг транспортного средства, а также конкретно перед ним. Такой принцип позволяет исключить возможные ложные срабатывания.

При необходимости автовладелец в любой момент сможет произвести регулировку устройства, чтобы девайс активировал оптику при определенном снижении степени света. Иными словами, водитель может выставить определенный порог срабатывания. Сам по себе контроллер срабатывает вольно быстро — когда освещенность улицы снижается до указанного порога, для активации оптики потребуется не более двух секунд. Что касается отключения, то для этого требуется не меньше шести секунд.

Управляющий модуль, осуществляющий функцию обработки импульсов, при уменьшении освещенности на дороге передает соответствующий сигнал на реле. На модуле имеется специальный болт, использующийся для регулировки чувствительности контроллера. Само реле напрямую подключено к проводке управления оптикой. Что касается места расположения, то оно может отличаться в зависимости от авто. Как правило, устройства устанавливаются в салоне авто, под лобовым стеклом. Также его монтаж возможен на центральной консоли либо на зеркале заднего вида.

Фотогалерея «Место расположения контроллера»

1. Место монтажа под лобовым стеклом 2. Фоточувствительный элемент на центральной консоли 3. Датчик света на зеркале заднего вида

Разновидности

В настоящее время производители выпускают множество моделей машины, которые изначально комплектуются контроллерами такого типа. Устройство может функционировать не всегда, так как при необходимости автовладелец может его отключить.

По разновидностям эти устройства можно разделить на два вида:

Универсальные контроллеры. Их монтаж возможен в соответствии со схемой на любую модель транспортного средства в силу универсальности устройства и способе его подключения.
Модели для определенных транспортных средств. То есть предназначенные для конкретной модели авто (автор видео — Евгений офф).

Что касается отличий, то их практически нет. Единственно различие заключается в том, что универсальные девайсы не комплектуются селектором с положением «Auto», который можно установить на подрулевой переключатель.

Однако следует отметить, что существуют и типы контроллеров:

Для ближнего освещения, используются только для выполнения этой функции.
Для активации габаритных огней, как правило, такие девайсы применяются для подсветки грузовиков. Они не будут функционировать в светлое время суток, а также при активации оптики. Но когда на улице станет темно, автомобиль сам начнет светиться.
Устройства салонного типа. С помощью таких девайсов можно произвести регулировку уровня освещенности в салоне машины.

Характерные неисправности и способы их устранения

Какие неполадки могут произойти в работе датчиков:

Выход из строя фоточувствительного элемента. Такая ошибка приведет к неработоспособности девайса, а заменить сам чувствительный компонент может быть проблематично. Как правило, при таких неисправностях устройство просто меняется на новое.
Выход из строя управляющего модуля. Также неприятная проблема, поскольку она чревата полной заменой блока управления, если его не удастся отремонтировать.
Поломка реле. Наименее затратный вариант. Поскольку само реле не может работать вечно, рано ли поздно оно в любом случае выйдет из строя, для решения проблемы этот элемент нужно просто поменять.
Повреждения проводки. При такой проблеме нужно прозванивать электроцепь и икать обрыв или пробой провода, поврежденные участки подлежат замене (автор видео — канал KingSyze911).

Инструкция по установке контроллера освещенности своими руками

Как установить датчик света своими руками (на пример Фольксваген Поло):

В первую очередь, подбирается место для монтажа. Установка контроллера может быть произведена на лобовое стекло либо на центральной консоли, но учитывайте, что устройство не должно прикрываться.
После установки девайса производится укладка проводки. Улаживать провода необходимо таким образом, чтобы они не висели и не мешали обзору водителя. Поэтому все кабеля укладываются под облицовкой салона. Конец провода при этом следует завести в саму консоль к месту монтажа селектора.
Далее, извлекается селектор, от него следует отключить разъем с проводкой. К новому рычагу необходимо подключить управляющий модуль, а также разъем с проводами. Переключатель ставится на место, после чего можно проверить работоспособность контроллера.

Загрузка ...

Видео «Проверка работоспособности снятого датчика»

Процесс диагностики работоспособности датчика света в демонтированном виде приведен в ролике ниже (автор — канал Interceptor).

AvtoZam.com

АвтоПриват