¿Alguna vez te preguntaste cómo luces al aire libre ¿Se encendieron todos los locales comerciales o una calle oscura a la vez? Lo más probable es que estuvieran automatizados con fotocélulas.
Las fotocélulas o el fotocontrol pueden simplificarle la vida al integrarse con luces inteligentes. ¡Así no tendrá que preocuparse por el consumo extra de energía! Estas fotocélulas encenderán o apagarán las luces automáticamente según la luz ambiental disponible. Además, este accesorio puede usarse en iluminación ambiental, alarmas antirrobo y puertas automáticas para atenderle con la máxima comodidad.
Continúe leyendo y descubra algunas de las mejores opciones de conversión para encontrar la fotocélula adecuada para su configuración.
¿Qué es una fotocélula?
Una fotocélula es un módulo fotosensible, pequeño, de bajo consumo y fácil de usar. Es un sensor que modifica la resistencia de un circuito eléctrico en función de la cantidad de luz ambiental. Por lo tanto, ayuda a controlar automáticamente luces inteligentes y otros dispositivos. Además, está disponible en diferentes formas y tamaños para adaptarse a diversas luminarias.
¿De qué está hecha la fotocélula?
Materiales semiconductores
El material semiconductor es el componente principal de una fotocélula. El mecanismo de una fotocélula depende del tipo de material semiconductor que modifica la resistencia eléctrica en respuesta a la intensidad de la luz.
El sulfuro de cadmio (CdS) se utiliza con mayor frecuencia en fotocélulas. De hecho, a las fotocélulas a veces se les llama células CdS. Es sensible a la luz visible y su coste es relativamente bajo. Además, el seleniuro de cadmio (CdSe), el silicio (Si), el germanio (Ge) y el cesio (Cs) se utilizan para aplicaciones especializadas.
La encapsulación
Se utiliza una carcasa para encapsular el material semiconductor sensible de las inclemencias del tiempo. Esta encapsulación aumenta la vida útil y el rendimiento de la fotocélula.
Los electrodos
Dos electrodos están conectados al semiconductor que facilita el flujo de corriente al exponerse a la luz. Un electrodo está hecho de materiales conductores, como metales, y el otro de conductores transparentes, como el óxido de indio y estaño (ITO).
Cables de conexión
Hay cables llamados conductores de conexión conectados a los electrodos. Como su nombre indica, estos cables conectan la fotocélula con el sistema de iluminación. A través de estos conductores se transmite una señal eléctrica.
Capa protectora
En ocasiones, se aplica una capa protectora sobre el material semiconductor para mayor protección. Esta lo protege de factores externos y aumenta su durabilidad.
La vivienda
La carcasa es la carcasa robusta que aloja la fotocélula. Es necesaria para facilitar su instalación y montaje en luminarias y sistemas de control.
Filtro óptico (opcional)
En algunos casos, se utiliza un filtro óptico en la fotocélula para limitar las longitudes de onda de la luz que llegan al semiconductor. Este filtro controla la respuesta de la fotocélula a fuentes de luz o condiciones ambientales específicas.
¿Cómo funciona una fotocélula?
Una fotocélula o sensor de luz imita el principio de funcionamiento del efecto fotoeléctrico descrito por Albert Einstein en 1905. En este caso, la fotocélula utiliza una resistencia fotodependiente (LDR) que contiene un material semiconductor. Normalmente, se utiliza sulfuro de cadmio para este material.
Cuando la luz incide en la fotocélula, la energía luminosa excita los electrones, que se mueven y crean una corriente eléctrica. Al mismo tiempo, la resistencia de la fotocélula disminuye, lo que permite un mayor flujo de electrones. Este flujo de electrones apaga la luz. El sensor puede detectar la intensidad de la luz. Durante el día, permite el flujo de electrones y la luz se apaga.
Al oscurecer, la resistencia de la fotocélula aumenta, la corriente eléctrica se detiene y el sensor enciende la luz. Este funcionamiento automático proporciona un control de iluminación de bajo consumo sin necesidad de intervención manual.
Tipos de fotocélulas
Basado en el estándar de la industria y la aplicación
1. Fotocélulas NEMA
Las fotocélulas NEMA son las siglas de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) que incorporan sistemas de fotocontrol con cable y control de iluminación con bloqueo giratorio. Se utilizan con mayor frecuencia para el encendido y apagado básico de luces. Los conectores NEMA de 3, 5 y 7 pines se utilizan comúnmente para farolas o... reflectoresSin embargo, tiene una funcionalidad limitada en términos de compatibilidad con luces inteligentes.
2. Fotocélulas Zhaga
Las fotocélulas Zhaga constan de un zócalo Zhaga y un sensor. Se utilizan también en sistemas de iluminación LED modernos e inteligentes. Son flexibles y permiten diversas funciones, como atenuación, integración de sensores, control avanzado, etc. Además, no requieren cableado durante su instalación.
Basado en el principio de funcionamiento
1. Células fotoconductoras
Este dispositivo eléctrico funciona como una resistencia fotosensible. También se conoce como resistencia dependiente de la luz (LDR) o fotorresistencia. Este dispositivo semiconductor cambia la resistencia eléctrica según la intensidad de la luz. Con más luz en la célula, la resistencia disminuye y fluye más corriente. Por el contrario, la resistencia aumenta con poca luz y menos corriente.
2. Celdas fotovoltaicas
Las células fotovoltaicas transforman la energía solar en energía eléctrica. Para explicarlo mejor, el material semiconductor de las células absorbe los fotones de la luz solar y genera un flujo de electrones. Como resultado, se crea una corriente eléctrica, conocida como electricidad solar.
3. Células fotoemisoras
Las células fotoemisoras, conocidas como fototubos, siguen el mecanismo del efecto fotoeléctrico. Además, el material de esta célula emite electrones cuando se le suministra energía. Primero, los electrones del material se excitan y ascienden a órbitas superiores. Después, liberan energía y vuelven a sus órbitas originales.
4. Células de Golay
Las células Golay funcionan detectando la radiación infrarroja. Por ejemplo, un cilindro de placa metálica ennegrecida se llena con gas xenón en un extremo. Posteriormente, la energía infrarroja incide sobre la placa ennegrecida y calienta el gas. El gas calentado dobla el diafragma flexible en el otro extremo del cilindro. Este movimiento regula el nivel de energía de salida.
5. Dispositivos de carga acoplada (CCD)
Los dispositivos de carga acoplada ofrecen la máxima precisión en comparación con otras fotocélulas. Cuando un objeto refleja fotones, este dispositivo los captura y descompone la imagen en píxeles.
6. Fotomultiplicador
Es un detector muy sensible. Este fotomultiplicador puede multiplicar la luz borrosa hasta 100 millones de veces.
Basado en el tipo de salida
1. Fotocélulas analógicas
Las fotocélulas analógicas generan un voltaje o corriente continua que cambia proporcionalmente a la cantidad de luz detectada. Estas fotocélulas ofrecen una medición precisa de la intensidad de la luz. Por lo tanto, se utilizan en cámaras e instrumentos científicos para controlar el tiempo de exposición y los niveles de luz. Un fotorresistor es un ejemplo de fotocélula analógica.
2. Fotocélulas digitales
Las fotocélulas digitales suelen generar una salida binaria según el umbral de luz establecido. Se utilizan en tareas de conmutación que encienden o apagan las luces cuando el nivel de luz desciende por debajo de un nivel determinado. También las luces de calle automatizadas y las alarmas utilizan esta fotocélula.
Aplicaciones de las fotocélulas
Iluminación al aire libre
Las fotocélulas se utilizan comúnmente para controlar las luces exteriores del jardín, patio, entrada, pasillo, puerta, etc. El uso de fotocélulas en estas áreas aumentará la visibilidad y la seguridad automáticamente según la iluminación ambiental .
Alumbrado publico
Las fotocélulas utilizadas en el alumbrado público contribuyen a un menor consumo energético. Por ejemplo, encienden las luces al anochecer y las apagan al amanecer sin necesidad de intervención manual.
Iluminación interior
Puede integrar las fotocélulas en el sistema de iluminación interior para ajustar automáticamente el nivel de brillo.
Sistemas de Seguridad
Las fotocélulas también se utilizan en diversos sistemas de seguridad, como las alarmas antirrobo, para activar la alarma al detectar interrupciones en el haz de luz. Además, se utilizan para supervisar el acceso a habitaciones o edificios. Registran las entradas y salidas del lugar cuando se interrumpe el haz de luz.
Puertas automáticas
Otro uso generalizado de las fotocélulas es automatizar la apertura y el cierre de puertas con ellas. Cuando el Haz de luz Si se interrumpe, se abre un circuito y se activa un relé. Este evento proporciona suficiente energía para abrir o cerrar la puerta automáticamente. En otras palabras, las fotocélulas de las puertas automáticas garantizan un funcionamiento manos libres.
control de la cámara
Las fotocélulas de los exposímetros se utilizan en las cámaras para obtener mejores fotografías. Ayudan a conocer el tiempo de exposición correcto para obtener una buena foto.
Medidores de luz
Las fotocélulas presentes en los fotómetros miden la intensidad de la luz. En este caso, las fotocélulas funcionan como sensores que convierten la intensidad de la luz en señales eléctricas. Posteriormente, esta señal ayuda a controlar automáticamente los sistemas de iluminación.
Temporizadores
Mediante el uso de fotocélulas dentro de los cronómetros, se calculan el tiempo y la velocidad de los corredores en las carreras.
¿Cómo se puede anular una fotocélula?
Si desea mantener la luz encendida constantemente o controlarla a través del interruptor o temporizador existente, evite la fotocélula utilizando los siguientes métodos.
Método 1: Uso de una tapa de cortocircuito
Cuando las fotocélulas se instalan externamente mediante conectores o adaptadores con cierre giratorio, reemplácelas con una tapa de cortocircuito. Así, podrá configurar la luz en modo permanente mientras mantiene cerrado el circuito de la luminaria LED. También podrá controlar las luces externamente con una fotocélula central o un sistema de interruptores.
Método 2: Utilizando un interruptor DIP o un interruptor deslizante
Encontrará un interruptor DIP o deslizante en las luces de marquesina y las luces de granero que funcionan de anochecer a amanecer. Con estos, podrá activar o desactivar el sensor de la fotocélula según sus necesidades. De hecho, con este método no es necesario recablear ni reemplazar ningún componente.
Método 3: Desconexión del cableado
Las fotocélulas de los módulos de pared se pueden anular fácilmente desconectando el cableado. Así que, desenchufe la fotocélula y controle las luces como desee.
Método 4: Cubrir el sensor temporalmente
En lugar de anular la fotocélula permanentemente, puede anularla temporalmente cubriendo el sensor. Primero, localice el pequeño sensor negro, redondo o cuadrado, en la lámpara. Luego, cúbralo con cinta aislante negra o un paño grueso. De esta manera, el sensor percibirá que es de noche y las luces se encenderán.
¿Cómo elegir la fotocélula adecuada?
Tipos de montaje
Al elegir la fotocélula, debe considerar cómo se instalará. Por ejemplo, el tipo de fotocélula variará según su posición de montaje en un poste, una pared o una luminaria. Por lo tanto, elija la fotocélula compatible según la ubicación de montaje.
Tipo de iluminación
El diseño de la fotocélula cambia en función de la tipos de bombillas. Por lo tanto, piense en el tipo de luz con el que está trabajando, por ejemplo, LED, incandescente u otras, antes de seleccionar la fotocélula.
Respuesta Espectral
Cada fotocélula tiene un material fotoconductor específico con su respuesta espectral única. Por ello, es fundamental considerar esta respuesta al seleccionar una fotocélula para una aplicación específica.
Requisitos de compatibilidad y voltaje
Debe asegurarse de que las fotocélulas sean compatibles con su sistema de iluminación actual antes de comprarlas. Por ejemplo, asegúrese de que la fotocélula cumpla con los requisitos de voltaje de su sistema para evitar daños o mal funcionamiento.
Calificaciones ambientales
Existen clasificaciones de resistencia a los rayos ultravioleta (UV) y Clasificaciones de protección de ingreso (IP) En la categoría de clasificaciones ambientales para fotocélulas, la clasificación IP se refiere al grado de protección de una fotocélula contra el polvo y el agua. Consta de dos dígitos: el primero determina la protección contra sólidos como polvo, residuos, etc., y el segundo, contra líquidos como el agua. Cuanto mayor sea la clasificación, mayor será el nivel de protección. Por ejemplo, una clasificación IP65 significa que una fotocélula está protegida contra el polvo y chorros de agua a baja presión desde cualquier dirección. Además, una clasificación IP67 significa que está protegida contra el polvo y la inmersión en agua hasta 30 minutos.
En segundo lugar, las clasificaciones de resistencia a los rayos UV indican si las fotocélulas pueden soportar luz ultravioleta Exposición en exteriores. Las fotocélulas con resistencia UV adecuada pueden tolerar la exposición prolongada a la luz solar sin afectar su rendimiento.
Análisis de precios y costo-beneficio
Hay que tener en cuenta el precio de compra inicial y otros costes a largo plazo asociados a las fotocélulas, incluidos los costes de mantenimiento, los posibles costes de sustitución, etc. Luego, determinar si este coste vale la pena por el valor y los beneficios que ofrece.
Envases
En el embalaje de las fotocélulas se utilizan diferentes tipos de recubrimientos, como vidrio, metal o plástico. Considere las ventajas y desventajas de cada tipo de embalaje y seleccione el más adecuado. Por ejemplo, elija un recubrimiento metálico para obtener la máxima protección. Por otro lado, si tiene un presupuesto limitado y necesita fotocélulas para alumbrado público, opte por un recubrimiento plástico.
Rango de temperatura
Los materiales fotoconductores funcionan mejor en un rango de temperatura de –40 °C a 75 °C. Por lo tanto, considere la temperatura del lugar antes de comprar las fotocélulas.
¿Cómo instalar una fotocélula?
Aquí tienes la guía profesional sobre cómo puedes instalar una fotocélula de forma fácil y segura:
Paso 01: Selección de la ubicación de instalación de la fotocélula
Las fotocélulas se instalan en diferentes ubicaciones para distintos propósitos. Por ejemplo, las de pared se instalan para iluminación exterior, las de techo para interiores y las de poste para alumbrado público. Por lo tanto, decidir la ubicación de la fotocélula es su primera tarea. Además, asegúrese de que el lugar no esté expuesto a temperaturas extremas, humedad ni luz solar directa.
Paso 02: Elección de la altura y el ángulo para la instalación
Elija la altura y el ángulo adecuados para la instalación de la fotocélula. Generalmente, se recomienda una altura de 6 a 8 metros para el montaje de la fotocélula. Además, el ángulo de la fotocélula debe estar alineado con el área que necesita iluminación.
Paso 03: Apagar el disyuntor
Ahora, apague el disyuntor para apagar la fuente de energía de su sistema de iluminación.
Paso 04: Desmontaje de la carcasa que contiene las luces
En este momento, desmonte los componentes de la carcasa que sujetan las luces. Desconecte también el cable negro que conecta la casa con la lámpara.
Paso 05: Conexión de la fotocélula
Hay dos cables negros en las fotocélulas. Conecte uno de ellos a los cables negros que salen del edificio. Tuerza el cable de cobre expuesto para asegurar una conexión firme. Después, conecte el segundo cable de la fotocélula al cable negro de la lámpara.
Paso 06: Cubriendo las nuevas conexiones
Ahora use tapas eléctricas para cubrir las nuevas conexiones. Para mayor seguridad, asegúrese de que no haya ningún cable de cobre expuesto. Luego, pruebe la fotocélula reactivando la alimentación desde el disyuntor. Cubra la fotocélula con las manos. Si las luces se encienden, significa que funciona correctamente. Finalmente, termine el trabajo ensamblando la lámpara.
Consejos de mantenimiento para fotocélulas
Limpieza regular
Limpie la superficie de la fotocélula con un paño suave y seco para eliminar la suciedad superficial. No utilice productos químicos agresivos que puedan dañar el sensor.
Eliminación de obstrucciones
Compruebe si hay algún objeto que obstruya la fotocélula. Retírelo para garantizar su correcto funcionamiento y detectar la luz.
Comprobación de las conexiones eléctricas
Inspeccione que todas las conexiones eléctricas estén seguras y libres de corrosión. Repare las conexiones sueltas inmediatamente para evitar daños mayores.
Garantizar una alineación adecuada
Si su sistema de iluminación tiene unidades transmisoras y receptoras separadas, alinéelas correctamente para un mejor rendimiento de la fotocélula.
Problemas comunes y consejos para solucionar problemas
No se preocupe si tiene problemas con su fotocélula. ¡Siga los consejos de solución de problemas a continuación y obtenga una solución inmediata!
Problema 01: Las luces no se encienden ni se apagan
La Solución: Primero, verifique si algo bloquea la visión de la fotocélula hacia la fuente de luz. Retire la obstrucción y vuelva a verificar. Además, use un multímetro para asegurar que las conexiones del cableado estén bien sujetas. Además, revise si hay grietas o daños por agua. En caso de daños graves, podría ser necesario reemplazar la unidad.
Problema 02: luces parpadeantes
La Solución: Inspeccione si hay cableado suelto o incorrecto y corríjalo según corresponda. Además, asegúrese de que la fotocélula no detecte luz de otras fuentes. Asimismo, en zonas con fluctuaciones de luz, utilice una fotocélula con retardo incorporado.
Problema 03: Las fotocélulas no responden a los cambios de luz
La Solución: Ajuste la sensibilidad de las fotocélulas según el entorno. Evite también apuntarlas directamente a la luz que controlan durante la instalación.
Problema 04. Ruido de clic excesivo
La Solución: Si su fotocélula hace un ruido de clic excesivo, verifique si hay alguna falla interna y corríjala. Además, asegurar la fuente de alimentación y la carga conectada puede solucionar este problema.
Problema 05: Las luces se encienden en el momento equivocado
La Solución: Evite la luz artificial directa al instalar la fotocélula. Solo debe estar expuesta a la luz reflejada. Por lo tanto, elija un lugar protegido de la luz directa.
Preguntas Frecuentes
Lo más importante es...
Las fotocélulas son un complemento esencial para el sistema de iluminación automatizado de un espacio. Son aptas tanto para interiores como para exteriores. Ahora que conoce las ventajas de usar fotocélulas en luces LED inteligentes, elija opciones de iluminación LED, empezando por... barras lineales modernas, LED tiras, a un El neón del LED Flex desde Iluminación LEDYi.
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