光電セルとは何ですか?どのように機能しますか?

どのように 屋外ライト 商業施設や暗い通りの照明が一斉に点灯するのでしょうか?おそらく、光電セルで自動化されていたのでしょう。

フォトセルやフォトコントロールは、スマートライトと組み合わせることで、生活をより便利にする可能性があります。余分なエネルギー消費を心配する必要は全くありません!これらのフォトセルは、周囲の明るさに応じて自動的にライトを点灯または消灯します。さらに、このアクセサリは ムード照明侵入警報装置や自動ドアなどを備え、最大限の利便性を提供します。 

したがって、読み続けて、いくつかの主要な変換オプションを調べ、自分のセットアップに適したフォトセルを見つけてください。

光電池とは何ですか? 

フォトセルは、小型で低消費電力、そして使いやすい光感知モジュールです。周囲の光量に応じて電気回路の抵抗値を変化させるセンサーです。そのため、スマートライトなどの機器の自動制御に役立ちます。また、様々な照明器具に合わせて、様々な形状とサイズで提供されています。

光電池とは何か

光電池は何でできていますか?

半導体材料

光電池の主要構成要素は半導体材料です。光電池の仕組みは、光の強度に応じて電気抵抗が変化する半導体材料の種類によって異なります。

光電池には硫化カドミウム(CdS)が最も一般的に使用されています。実際、光電池はCdSセルと呼ばれることもあります。CdSは可視光に感度があり、比較的安価です。その他、セレン化カドミウム(CdSe)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、セシウム(Cs)なども特殊な用途に使用されます。 

カプセル化

ハウジングまたはケースは、敏感な半導体材料を過酷な環境要因から保護するために使用されます。このカプセル化により、光電セルの寿命と性能が向上します。

電極

光に当たると電流が流れる半導体には、2つの電極が接続されています。一方の電極は金属などの導電性材料で作られ、もう一方の電極はインジウムスズ酸化物(ITO)などの透明導電体で作られています。

接続リード

電極には接続リードと呼ばれる配線が接続されています。その名の通り、光電セルと照明システムを接続し、電気信号がこれらのリード線を通して伝送されます。

保護被膜

半導体材料の上に保護コーティングを施すことで、さらなる保護効果が得られる場合があります。これにより、半導体は外部要因から保護され、耐久性が向上します。

住まい

ハウジングは、光電セルを収納する頑丈なケースまたは筐体です。照明器具や制御システムに光電セルを容易に設置・実装するために必要です。

光学フィルター(オプション)

場合によっては、光電セルに光学フィルタが使用され、半導体に到達する光の波長が制限されます。これにより、特定の光源や周囲条件に対する光電セルの応答が制御されます。

光電池はどのように動作するのでしょうか? 

光電セルまたは光センサーは、1905年にアルバート・アインシュタインが説明した光電効果の動作原理を模倣したものです。この光電セルは、半導体材料を含む光依存抵抗器(LDR)を使用します。この材料として、通常、硫化カドミウムが用いられます。

光が光電セルに当たると、光エネルギーが電子を励起し、移動させて電流を発生させます。同時に光電セルの抵抗が減少し、より多くの電子が流れます。この電子の流れによって光は消灯します。センサーは光の強さを検知します。日中は電子が流れ、光は消灯します。

周囲が暗くなると、光電セルの抵抗が増加し、電流が停止し、センサーが点灯します。この自動制御により、手動操作を必要とせず、省エネな照明制御を実現します。

光電池の種類

業界標準とアプリケーションに基づく

1. NEMA光電池

NEMAフォトセルは、米国電気工業会(NEMA)規格の光電セルの略称で、ワイヤーイン式フォトコントロールおよびツイストロック式調光システムを備えています。主に照明の基本的なオンオフスイッチとして使用されます。3ピン、5ピン、7ピンのNEMAソケットは、街灯や照明器具によく使用されます。 投光器ただし、互換性の点では機能が制限されています。 スマートライト.

2. Zhaga光電池

Zhagaフォトセルは、Zhagaソケットとセンサーで構成されています。また、最新のスマートLED照明システムにも使用されています。柔軟性が高く、調光、センサー統合、高度な制御など、さまざまな機能を実現できます。さらに、このフォトセルの設置には配線は不要です。 

動作原理に基づいて

1. 光伝導セル

この電気デバイスは光感度抵抗器として機能します。光依存抵抗器(LDR)またはフォトレジスタとも呼ばれます。この半導体デバイスは、光強度の変化に応じて電気抵抗を変化させます。セルに当たる光量が増えると抵抗が減少し、流れる電流が増加します。一方、光量が少ないと抵抗が増加し、流れる電流が減少します。

2. 太陽電池

太陽光発電セルは太陽エネルギーを電気エネルギーに変換します。具体的には、セルを構成する半導体材料が太陽光の光子を吸収し、電子の流れを発生させます。その結果、電流が生成され、これが太陽光発電と呼ばれます。

3. 光電子放出セル

光電子放出セルは光電効果のメカニズムに従う光電管として知られています。さらに、このセルの材料はエネルギーが供給されると電子を放出します。まず、材料内の電子は励起され、より高い軌道へと飛び移ります。その後、エネルギーを放出して元の軌道に戻ります。

4. ゴレイ細胞

ゴレイセルは赤外線を感知することで機能します。例えば、黒く塗られた金属板の円筒の一端にキセノンガスを充填します。すると、赤外線エネルギーが黒く塗られた板に当たり、ガスを加熱します。加熱されたガスは円筒のもう一端にある柔軟なダイヤフラムを曲げます。この動きによって出力エネルギーレベルが調整されます。

5. 電荷結合素子(CCD)

電荷結合素子(CCD)は、他の光電セルと比較して最高の精度を誇ります。物体が光子を反射すると、この素子はそれを捕捉し、画像をピクセルに分解します。

6. 光電子増倍管 

これは非常に感度の高い検出器です。この光電子増倍管は、不鮮明な光を100億倍に増幅することができます。 

出力タイプに基づく

1. アナログ光電セル

アナログ光電セルは、検出された光量に比例して変化する連続的な電圧または電流を生成します。これらの光電セルは光の強度を正確に測定できるため、カメラや科学機器において、露光時間と光量を制御するために使用されます。フォトレジスタはアナログ光電セルの一例です。

2. デジタルフォトセル

デジタル光電セルは通常、設定された光閾値に基づいて2値出力を生成します。光レベルが特定のレベルを下回ったときに照明を点灯または消灯するスイッチングタスクに使用されます。また、自動街灯や警報装置にもこの光電セルが使用されています。 

光電池の用途

屋外照明

光電セルは、庭、パティオ、私道、通路、玄関などの屋外照明を制御するためによく使用されます。これらのエリアに光電セルを使用すると、状況に応じて視認性とセキュリティが自動的に向上します。 アンビエント照明 レベル。 

街路照明

街灯に使用されている光電池は、消費電力の削減に貢献しています。例えば、夕暮れ時に点灯し、夜明けに消灯するため、手動操作は必要ありません。 

室内照明

フォトセルを屋内照明システムに統合して、明るさのレベルを自動的に調整できます。 

セキュリティシステム

光電セルは、防犯アラームなどの様々なセキュリティシステムにも応用されており、光線の遮断を検知して警報を発します。また、部屋や建物へのアクセスを監視するためにも使用されます。光線が遮断された際に、その場所への入退出を記録します。 

自動ドア

光電セルのもう一つの幅広い用途は、ドアの開閉を自動化することです。 光線 遮断されると回路が開き、リレーが作動します。この動作によって、ドアを自動で開閉するのに十分な電力が供給されます。つまり、自動ドアの光電セルはハンズフリー操作を可能にしています。 

カメラ制御

露出計の光電セルは、より良い写真を撮るためにカメラで使用されます。良い写真を撮るには、適切な露出時間を知ることが役立ちます。

ライトメーター 

照度計に搭載されている光電セルは、光の強度を測定します。光電セルは、光の強度を電気信号に変換するセンサーとして機能します。この信号は、照明システムの自動制御に役立ちます。 

タイマ

タイマー内の光電池を使用して、レース中のレーサーのタイミングと速度が計算されます。 

フォトセルをバイパスするにはどうすればよいでしょうか? 

ライトを常時点灯させたい場合や、既存のスイッチまたはタイマーでライトを制御したい場合は、次の方法でフォトセルをバイパスします。 

方法1:ショートキャップの使用

光電セルがツイストロックソケットまたはアダプタを介して外部に取り付けられている場合は、光電セルをショートキャップに交換してください。これにより、LED照明器具の回路を閉じた状態で、照明を常時点灯モードに設定できます。また、中央の光電セルまたはスイッチシステムを使用して、照明を外部から制御することもできます。

方法2:DIPスイッチまたはスライドスイッチを利用する

キャノピーライトや夜明けから夕暮れまで点灯するバーンライトには、DIPスイッチまたはスライドスイッチが付いています。これらを使って、必要に応じて光電セルセンサーのオン/オフを切り替えます。実際、この方法では配線の変更や部品の交換は一切不要です。

方法3:配線を外す

壁面照明パックに搭載されている光電セルは、配線を外すことで簡単にバイパスできます。光電セルのプラグを抜いて、お好みの照明を操作してください。

方法4:センサーを一時的に覆う

恒久的なバイパスの代わりに、センサーを覆うことで一時的に光電セルをバイパスすることができます。まず、照明器具にある小さな丸型または四角型の黒いセンサーを見つけます。次に、黒い絶縁テープか厚手の布で覆います。こうすることで、センサーは夜だと認識し、照明が点灯します。

適切なフォトセルを選択するにはどうすればよいでしょうか? 

取り付けタイプ

光電セルを選ぶ際には、取り付け方法を考慮する必要があります。例えば、ポール、壁、器具内など、取り付け位置によって光電セルの種類が異なります。そのため、取り付け場所に合わせて適切な光電セルをお選びください。

照明タイプ

光電セルの設計は、 電球の種類したがって、フォトセルを選択する前に、LED、白熱灯など、使用するライトの種類を考慮してください。

スペクトル応答

各光電セルには、それぞれ固有の分光応答特性を持つ特定の光伝導体材料が使用されています。そのため、特定の用途に適した光電セルを選択する際には、分光応答特性を考慮する必要があります。

互換性と電圧要件 

光電セルを購入する前に、既存の照明システムと互換性があることを確認する必要があります。例えば、損傷や故障を防ぐため、光電セルがシステムの電圧要件を満たしていることを確認してください。

環境評価

紫外線(UV)耐性評価があり、 侵入保護 (IP) 評価 光電セルの環境保護等級に分類されます。まず、IP等級は光電セルがどの程度の防塵・防水性を備えているかを示します。IP等級は65桁の数字で構成され、最初の数字は埃や塵などの固体に対する保護を示します。さらに、67番目の数字は水などの液体に対する保護を示します。等級の数字が大きいほど、保護レベルが高くなります。例えば、IP30等級は、光電セルがあらゆる方向からの埃や低圧の噴流水から保護されていることを意味します。さらに、IPXNUMX等級は、埃や最大XNUMX分間の浸水から保護されていることを意味します。 

第二に、紫外線耐性評価は光電セルが耐えられるかどうかを意味します。 紫外線 屋外での露出。十分な紫外線耐性を持つ光電池は、性能を低下させることなく、長時間日光にさらされても耐えることができます。 

価格と費用便益分析

初期購入価格と、メンテナンス費用、潜在的な交換費用など、光電セルに関連するその他の長期コストを考慮する必要があります。次に、このコストが光電セルによってもたらされる価値と利点に見合っているかどうかを判断します。 

パッケージング

光電池のパッケージには、ガラス、金属、プラスチックなど、様々なコーティングが使用されています。それぞれのパッケージの長所と短所を考慮し、最適なものを選択してください。例えば、最大限の保護効果を得るには金属コーティングを選びましょう。一方、予算が限られていて街路灯用の光電池が必要な場合は、プラスチックコーティングがおすすめです。 

温度範囲

光導電性材料は、-40℃~75℃の温度範囲でより効果的に動作します。そのため、光電セルを購入する前に、設置場所の温度を考慮してください。

フォトセルの取り付け方法は? 

フォトセルを簡単かつ安全に設置する方法に関する専門家向けガイドを以下に示します。 

ステップ01:フォトセルの設置場所の選択 

光電セルは、用途に応じて設置場所が異なります。例えば、壁掛け型光電セルは屋外照明用、天井設置型光電セルは屋内照明用、ポール設置型光電セルは街灯用などです。そのため、まず光電セルの設置場所を決めることが重要です。また、設置場所が極端な温度、湿気、直射日光にさらされないことを確認してください。

ステップ02:設置の高さと角度の選択

光電セルの設置には適切な高さと角度を選択してください。一般的に、光電セルの設置には6~8フィート(約XNUMX~XNUMXメートル)が推奨されます。また、光電セルの角度は、照明が必要なエリアと一致するようにしてください。

ステップ03:ブレーカーをオフにする 

次に、回路ブレーカーをオフにして、照明システムの電源をシャットダウンします。 

ステップ04:ライトを収納するハウジングの分解

この時点で、照明器具を固定しているハウジングの部品を分解します。また、ハウジングと照明器具を繋いでいる黒いワイヤーも外します。

ステップ05:フォトセルの接続 

光電セルには黒い線が2本あります。そのうちの1本を建物から出ている黒い線に接続します。露出した銅線をねじってしっかりと接続します。その後、光電セルの2本目の線を照明器具の黒い線に接続します。 

ステップ06:新しい接続をカバーする

新しい接続部分を電気キャップで覆います。安全のため、銅線が露出していないことを確認してください。次に、ブレーカーから電源を入れ、光電セルの動作をテストします。手で光電セルを覆います。ライトが点灯すれば、正常に動作しています。最後に、照明器具を元に戻して作業を終了します。

光電セルのメンテナンスのヒント

定期清掃

光電セルの表面を柔らかく乾いた布で拭き、表面の汚れを取り除いてください。センサーを損傷する可能性のある強力な化学薬品は使用しないでください。 

障害物の除去

光電セルを遮る物体がないか確認してください。光電セルが光を完全に検知できるよう、遮るものを取り除いてください。 

電気接続の確認

すべての電気接続がしっかりと固定され、腐食がないことを確認してください。さらなる損傷を防ぐため、緩んだ接続は直ちに修理してください。

適切な位置合わせを確保する

照明システムに個別の送信ユニットと受信ユニットがある場合は、光電セルのパフォーマンスを向上させるために、それらを適切に調整してください。

よくある問題とトラブルシューティングのヒント

フォトセルに問題があってもご心配なく。以下のトラブルシューティングのヒントを参考にすれば、すぐに解決策が見つかります。 

問題01:ライトが点灯しない、または消えない

解決策: まず、光電セルから光源を遮るものがないか確認してください。遮るものがあれば取​​り除き、再度確認してください。さらに、マルチメーターを使用して配線が確実に接続されていることを確認してください。さらに、ひび割れや水による損傷がないか確認してください。深刻な損傷がある場合は、交換が必要になる場合があります。

問題02:ちらつく光

解決策: 配線の緩みや誤りがないか点検し、必要に応じて修正してください。また、光電セルが他の光源からの光を感知していないことを確認してください。また、光量が変動する場所では、遅延回路を内蔵した光電セルを使用してください。

問題03:光の変化に光電セルが反応しない

解決策: 環境に応じて光電セルの感度設定を調整してください。また、設置中は、制御対象の光に直接向けないようにしてください。 

問題04. クリック音が大きすぎる

解決策: 光電セルから異常なクリック音が聞こえる場合は、内部に故障がないか確認し、必要に応じて修理してください。また、電源と接続された負荷を固定することでも、この問題を解決できる場合があります。

問題05:照明が間違った時間に点灯する

解決策: 光電セルを設置する際は、直射日光を避けてください。光電セルは反射光のみに当たるように設計されているため、直射日光が当たらない場所を選んでください。

よくあるご質問

はい、複数の照明器具を同じ電気系統に接続すれば、1つの光電セルで制御できます。この場合、光電セルは複数の照明器具のスイッチとして機能します。さらに、照明器具がグループ化されているエリアでは、経済的で制御しやすい方法です。

マルチメーターを使った抵抗テストは、光電セルを点検する最も簡単な方法です。まず、抵抗測定モードのマルチメーターを光電セルの2本の端子に接続します。次に、センサーを手で覆ったり、照明を消したりしながら、抵抗の変化を観察します。

さらに、電圧テストは基本回路を用いて行うことができます。そのためには、光電セルを電源と抵抗器に直列に接続する必要があります。その後、光電セルの両端または回路内の固定点における電圧を測定します。光強度の変化に応じて電圧出力に顕著な変化が見られれば、光電セルは正常に動作しています。

光電セルは、日陰や異物によって遮られる場所に設置しないでください。また、直射日光が当たる場所や極端な温度の場所に光電セルを設置することはできません。

光電セルは、北半球では北、南半球では南に向ける必要があります。直射日光への露出が減り、光電セルの正確な動作につながります。 

通常、光電池の寿命は5~10年です。ただし、その寿命は、構成材料、環境条件、電圧サージ、使用パターンなど、さまざまな要因によって異なります。

はい、光電セルは極端な温度に敏感です。一定の温度範囲内で動作しますが、極端な高温や低温は内部回路に損傷を与える可能性があります。その結果、故障、寿命の短縮、性能低下につながります。

はい、光電セルは屋内でも使用できます。廊下、浴室、ガレージなどで照明を自動制御するために使用されています。また、調光器と組み合わせてムード照明としても使用できます。

光電セルの種類によって動作電圧範囲は異なります。通常、一般的な光電セルは3~30V AC/DCの電圧範囲で動作します。

光電セルとは、光を電気信号に変換する様々なデバイスを指す一般的な用語であり、フォトレジスタも含まれます。一方、フォトレジスタは、光の強度に応じて動作する特定の種類の光電セルです。

光電セルの応答時間は、光のレベル、履歴、周囲温度などの要因によって異なります。ただし、1 fc (フットカンデラ) の照度では、光電セルの応答時間は 5 ミリ秒から 100 ミリ秒の間です。

いいえ、光電池は汚染を引き起こしません。主に自然界に豊富に存在する太陽光を利用して電気エネルギーを得るため、環境に優しい選択肢です。 

ボトムライン

光電セルは、場所の自動照明システムに不可欠な追加機能です。屋内と屋外の両方で使用できます。スマートLED照明に光電セルを使用するメリットがわかったので、LED照明のオプションをお選びください。 モダンなリニアバー, LEDストリップLEDネオンフレックス from LEDYi照明

さらに、お客様のニーズに合わせた製品と、様々なカスタマイズオプションをご用意しております。さらに、当社の照明器具には3~5年の保証期間を設けております。 お問い合わせ ご注文はお早めに!

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