Ви коли-небудь замислювалися, як зовнішні ліхтарі комерційних приміщень чи поворот на темній вулиці одночасно? Найімовірніше, вони були автоматизовані за допомогою фотоелементів.
Фотоелемент або фотокерування можуть спростити ваше життя, якщо їх інтегрувати з розумним освітленням. Тоді вам взагалі не доведеться турбуватися про додаткове споживання енергії! Ці фотоелементи автоматично вмикатимуть або вимикатимуть світло залежно від наявного навколишнього освітлення. Крім того, цей аксесуар можна використовувати в освітлення настрою, сигналізація та автоматичні двері для максимального комфорту.
Тож продовжуйте читати та дізнайтеся про найкращі варіанти перетворення, щоб знайти правильний фотоелемент для вашої установки.
Що таке фотоелемент?
Фотоелемент — це невеликий, малопотужний та простий у використанні світлочутливий модуль. Це датчик, який змінює опір електричного кола залежно від кількості світла в навколишньому середовищі. Таким чином, він допомагає автоматично керувати розумними лампами та іншими пристроями. Крім того, він буває різних форм і розмірів для використання з різними світильниками.
З чого зроблений фотоелемент?
Напівпровідниковий матеріал
Напівпровідниковий матеріал є основним компонентом фотоелемента. Механізм фотоелемента залежить від типу напівпровідникового матеріалу, який змінює електричний опір у відповідь на інтенсивність світла.
Сульфід кадмію (CdS) найчастіше використовується у фотоелементах. Власне, фотоелементи іноді називають CdS-елементами. Він чутливий до видимого світла та коштує відносно менше. Крім того, для спеціалізованих застосувань використовуються селенід кадмію (CdSe), кремній (Si), германій (Ge) та цезій (Cs).
Інкапсуляція
Корпус або кожух використовується для захисту чутливого напівпровідникового матеріалу від агресивних факторів навколишнього середовища. Таке покриття збільшує термін служби та продуктивність фотоелемента.
електроди
Два електроди з'єднані з напівпровідником, який сприяє протіканню струму під впливом світла. Один електрод виготовлений з провідних матеріалів, таких як метали, а інший — з прозорих провідників, таких як оксид індію-олова (ITO).
З'єднувальні дроти
До електродів приєднані дроти, які називаються з'єднувальними проводами. Як випливає з назви, вони створюють зв'язок між фотоелементом та системою освітлення. Через ці проводи передається електричний сигнал.
Захисне покриття
Іноді для додаткового захисту на напівпровідниковий матеріал наносять захисне покриття. Воно захищає напівпровідник від зовнішніх факторів і підвищує його довговічність.
Житло
Корпус – це міцний корпус або корпус, де знаходиться фотоелемент. Він необхідний для легкого встановлення та монтажу фотоелементу в освітлювальних приладах та системах керування.
Оптичний фільтр (додатково)
У деяких випадках у фотоелементі використовується оптичний фільтр для обмеження довжин хвиль світла, які можуть досягати напівпровідника. Він контролює реакцію фотоелемента на певні джерела світла або умови навколишнього середовища.
Як працює фотоелемент?
Фотоелемент або датчик світла імітує принцип роботи фотоелектричного ефекту, описаного Альбертом Ейнштейном у 1905 році. Тут фотоелемент використовує світлозалежний резистор (LDR), який містить напівпровідниковий матеріал. Зазвичай для цього матеріалу використовується сульфід кадмію.
Коли світло потрапляє на фотоелемент, світлова енергія збуджує електрони, що призводить до їхнього руху та створення електричного струму. Одночасно опір фотоелементу зменшується, що дозволяє більшому потоку електронів. Цей потік електронів вимикає світло. Датчик може визначити рівень інтенсивності світла. У денний час він дозволяє потоку електронів проходити, і світло вимикається.
Коли темніє, опір фотоелемента збільшується, електричний струм припиняється, і датчик вмикає світло. Цей автоматичний режим роботи забезпечує енергоефективне керування освітленням без будь-якого ручного втручання.
Типи фотоелементів
На основі галузевого стандарту та застосування
1. Фотоелементи NEMA
Фотоелементи NEMA розшифровуються як фотоелементи Національної асоціації виробників електротехніки, які постачаються з дротовим фотоконтролем та системами керування світлом з поворотним замком. Найчастіше вони використовуються для базового вмикання та вимикання світла. 3-контактні, 5-контактні та 7-контактні розетки NEMA зазвичай використовуються для вуличних ліхтарів або прожекториОднак, він має обмежену функціональність з точки зору сумісності з Спритні освітлення.
2. Фотоелементи Жага
Фотоелементи Zhaga складаються з розетки Zhaga та датчика. Також вони використовуються для сучасних та інтелектуальних світлодіодних систем освітлення. Вони гнучкі та дозволяють виконувати різні функції, такі як дімування, інтеграція датчиків, розширене керування тощо. Крім того, під час встановлення цього фотоелемента не потрібна проводка.
На основі принципу роботи
1. Фотопровідні елементи
Цей електричний пристрій працює як світлочутливий резистор. Він також відомий як світлозалежний резистор (LDR) або фоторезистор. Цей напівпровідниковий пристрій змінює електричний опір відповідно до змін інтенсивності світла. Чим більше світла потрапляє на елемент, тим менший опір зменшується, і протікає більший струм. Навпаки, опір збільшується за слабкого освітлення та меншого струму.
2. Фотоелектричні елементи
Фотоелектричні елементи перетворюють сонячну енергію на електричну. Для більш детального опису, напівпровідниковий матеріал елементів поглинає фотони сонячного світла та генерує потік електронів. В результаті створюється електричний струм, який відомий як сонячна електрика.
3. Фотоемісійні комірки
Фотоемісійні елементи відомі як фототрубки, які працюють за механізмом фотоелектричного ефекту. Крім того, матеріал цього елемента випромінює електрони, коли до нього подається енергія. Спочатку електрони всередині матеріалу збуджуються та переходять на вищі орбіти. Після цього вони вивільняють енергію та повертаються на початкові орбіти.
4. Клітини Голея
Комірки Голея функціонують, сприймаючи інфрачервоне випромінювання. Наприклад, циліндр з чорної металевої пластини заповнюється ксеноном з одного кінця. Після цього інфрачервона енергія падає на чорну пластину та нагріває газ. Нагрітий газ згинає гнучку діафрагму на іншому кінці циліндра. Цей рух потім регулює рівень вихідної енергії.
5. Прилади із зарядовим зв'язком (ПЗЗ)
Прилади із зарядовим зв'язком мають максимальну точність порівняно з іншими фотоелементами. Коли об'єкт відбиває фотони, цей пристрій фіксує їх і розбиває зображення на пікселі.
6. Фотопомножувач
Це дуже чутливий тип детектора. Цей фотопомножувач може помножити нечітке світло в 100 мільйонів разів.
На основі типу виводу
1. Аналогові фотоелементи
Аналогові фотоелементи генерують безперервну напругу або струм, який змінюється пропорційно кількості виявленого світла. Ці фотоелементи забезпечують точне вимірювання інтенсивності світла. Тому вони використовуються в камерах і наукових приладах для контролю часу експозиції та рівня освітленості. Фоторезистор є прикладом аналогового фотоелемента.
2. Цифрові фотоелементи
Цифрові фотоелементи зазвичай генерують двійковий вихідний сигнал на основі встановленого порогу освітлення. Він використовується в завданнях комутації, які вмикають або вимикають освітлення, коли рівень освітлення падає нижче певного рівня. Також цей фотоелемент використовується в автоматизованих вуличних ліхтарях та сигналізаціях.
Застосування фотоелементів
Зовнішнє освітлення
Фотоелементи зазвичай використовуються для керування зовнішнім освітленням саду, патіо, під'їзної дороги, проходу, дверного отвору тощо. Використання фотоелементів у цих зонах автоматично підвищить видимість та безпеку відповідно до зовнішнє освітлення рівні.
Вуличне освітлення
Фотоелементи, що використовуються у вуличних ліхтарях, сприяють зменшенню споживання енергії. Наприклад, вони вмикають світло в сутінках і вимикають на світанку без будь-якого ручного керування.
Внутрішнє освітлення
Ви можете інтегрувати фотоелементи в систему внутрішнього освітлення для автоматичного регулювання рівня яскравості.
системи безпеки
Фотоелементи також використовуються в різних системах безпеки, таких як сигналізації, для спрацьовування сигналізації шляхом виявлення переривань світлового променя. Крім того, вони використовуються для контролю доступу до кімнат або будівель. Вони фіксують події входу та виходу з місця, коли світлові промені перериваються.
Автоматичні двері
Ще одне широке застосування фотоелементів — автоматизація відкриття та закриття дверей за їх допомогою. Коли промінь світла Якщо струм переривається, ланцюг розмикається, і спрацьовує реле. Ця подія забезпечує достатню потужність для автоматичного відкриття або закриття дверей. Іншими словами, фотоелементи автоматичних дверей забезпечують керування без використання рук.
Керування камерою
Фотоелементи в експонометрах використовуються з камерами для кращої фотографії. Щоб отримати гарне фото, корисно знати правильний час експозиції.
Світломіри
Фотоелементи, присутні в люксметрах, вимірюють інтенсивність світла. Тут фотоелементи працюють як датчики, що перетворюють інтенсивність світла на електричні сигнали. Після цього цей сигнал допомагає автоматично керувати системами освітлення.
Таймери
За допомогою фотоелементів у таймерах розраховується час і швидкість гонщиків під час перегонів.
Як можна обійти фотоелемент?
Якщо ви хочете, щоб ваше світло було постійно увімкненим або керувати ним за допомогою існуючого вимикача чи таймера, обійдіть фотоелемент, скориставшись наступними методами.
Спосіб 1: Використання коротких фіксаторів
Якщо фотоелементи встановлені зовні за допомогою поворотних гнізд або адаптерів, замініть фотоелемент на замикаючий ковпачок. Тоді ви зможете встановити світло в режим постійного увімкнення, залишаючи ланцюг світлодіодного світильника замкненим. Також ви зможете керувати освітленням зовні за допомогою центрального фотоелемента або системи вимикачів.
Спосіб 2: Використання DIP-перемикача або повзункового перемикача
Ви знайдете DIP-перемикач або повзунковий перемикач у ліхтарях навісу та ліхтарях для корівника, що працюють від заходу до світанку. За допомогою них ви зможете вмикати або вимикати датчик фотоелементів відповідно до ваших потреб. Фактично, у цьому методі не потрібна перепідключення чи заміна будь-якого компонента.
Спосіб 3: Відключення проводки
Фотоелементи, що знаходяться в настінних розетках, легко обійти, від’єднавши проводку. Тож від’єднайте фотоелемент від мережі та керуйте освітленням так, як вам потрібно.
Спосіб 4: Тимчасове покриття датчика
Замість постійного обходу, ви можете тимчасово обійти фотоелемент, закривши датчик. Спочатку знайдіть маленький круглий або квадратний чорний датчик на світильнику. Потім закрийте його чорною ізоляційною стрічкою або товстою тканиною. Таким чином, датчик вважатиме, що настала ніч, і світло ввімкнеться.
Як вибрати правильний фотоелемент?
Типи кріплення
Вибираючи фотоелемент, потрібно враховувати, як він буде монтуватися. Наприклад, тип фотоелементу відрізнятиметься залежно від місця його монтажу на стовпі, стіні або всередині світильника. Тому вибирайте сумісний фотоелемент на основі місця монтажу.
Тип освітлення
Конструкція фотоелемента змінюється залежно від типи лампОтже, перш ніж вибирати фотоелемент, подумайте, з яким типом світла ви працюєте, наприклад, світлодіодним, лампою розжарювання чи іншим.
Спектральний діапазон
Кожен фотоелемент має специфічний матеріал фотопровідника зі своєю унікальною спектральною характеристикою. Саме тому спектральну характеристику необхідно враховувати під час вибору фотоелемента для конкретного застосування.
Сумісність та вимоги до напруги
Перш ніж купувати фотоелементи, переконайтеся, що вони сумісні з вашою існуючою системою освітлення. Наприклад, переконайтеся, що ваш фотоелемент відповідає вимогам до напруги вашої системи, щоб уникнути пошкодження або несправності.
Екологічні рейтинги
Існують показники стійкості до ультрафіолетового (УФ) випромінювання та Рейтинг захисту від проникнення (IP). у категорії екологічних рейтингів для фотоелементів. По-перше, рейтинг IP вказує на ступінь захисту фотоелемента від пилу та води. Він складається з двох цифр, де перша цифра визначає захист від твердих речовин, таких як пил, сміття тощо. Крім того, друга цифра позначає захист від рідин, таких як вода. Чим вищий рейтинг, тим вищий рівень захисту. Наприклад, рейтинг IP65 означає, що фотоелемент захищений від пилу та струменів води низького тиску з будь-якого напрямку. Крім того, рейтинг IP67 означає, що він захищений від пилу та занурення у воду на термін до 30 хвилин.
По-друге, показники стійкості до ультрафіолетового випромінювання означають, чи можуть фотоелементи витримувати ультрафіолетове світло вплив сонячного світла на відкритому повітрі. Фотоелементи з достатньою стійкістю до ультрафіолетового випромінювання можуть витримувати тривалий вплив сонячного світла без погіршення характеристик.
Аналіз цін та витрат і вигод
Вам слід врахувати початкову ціну покупки та інші довгострокові витрати, пов'язані з фотоелементами, включаючи витрати на технічне обслуговування, потенційні витрати на заміну тощо. Потім визначте, чи варта ця сума витрат за цінність та переваги, які вона надає.
Пакування
У пакуванні фотоелементів використовуються різні типи покриттів, такі як скляні, металеві або пластикові. Врахуйте переваги та недоліки всіх типів пакування та виберіть той, який підходить саме вам. Наприклад, оберіть металеве покриття для максимального захисту. Або ж, якщо у вас обмежений бюджет і вам потрібні фотоелементи для вуличного освітлення, оберіть пластикове покриття.
Діапазон температур
Фотопровідні матеріали краще працюють у діапазоні температур від –40°C до 75°C. Тому враховуйте температуру приміщення перед покупкою фотоелементів.
Як встановити фотоелемент?
Ось професійний посібник про те, як легко та безпечно встановити фотоелемент:
Крок 01: Вибір місця встановлення фотоелемента
Фотоелементи встановлюються в різних місцях для різних цілей. Наприклад, настінні фотоелементи встановлюються для зовнішнього освітлення, стельові фотоелементи – для внутрішніх приміщень, а фотоелементи на стовпах – для вуличних ліхтарів. Тому першочерговим завданням є вибір місця для встановлення фотоелементів. Також переконайтеся, що це місце не піддається впливу екстремальних температур, вологи або прямих сонячних променів.
Крок 02: Вибір висоти та кута для встановлення
Виберіть відповідну висоту та кут для встановлення фотоелемента. Зазвичай рекомендується монтувати фотоелемент на висоті 6-8 футів. Крім того, кут фотоелемента повинен збігатися з ділянкою, яку потрібно освітити.
Крок 03: Вимкнення автоматичного вимикача
Тепер вимкніть автоматичний вимикач, щоб вимкнути джерело живлення вашої системи освітлення.
Крок 04: Розбирання корпусу з ліхтарями
У цей момент розберіть компоненти корпусу, на яких кріпляться світильники. Також від’єднайте чорний дріт, що з’єднує будинок та світильник.
Крок 05: Підключення фотоелемента
На фотоелементах є два чорні дроти. Тепер підключіть один із цих проводів до чорних проводів, що йдуть від будівлі. Скрутіть оголений мідний дріт, щоб забезпечити щільне з'єднання. Після цього підключіть другий провід фотоелементу до чорного дроту світильника.
Крок 06: Покриття нових з'єднань
Тепер використовуйте електричні ковпачки, щоб закрити нові з'єднання. Для безпеки переконайтеся, що немає оголеного мідного дроту. Потім перевірте фотоелемент, знову увімкнувши живлення на автоматичному вимикачі. Закрийте фотоелемент руками. Якщо світло вмикається, значить, він працює правильно. Нарешті, завершіть роботу, зібравши світильник назад.
Поради щодо обслуговування фотоелементів
Регулярне прибирання
Поверхню фотоелемента потрібно очистити м’якою сухою тканиною, щоб видалити поверхневий бруд. Не використовуйте агресивні хімікати, які можуть пошкодити датчик.
Усунення перешкод
Перевірте, чи немає фізичних предметів, що заважають фотоелементу. Видаліть їх, щоб забезпечити повну функціональність фотоелементу для виявлення світла.
Перевірка електричних з’єднань
Перевірте, чи всі електричні з'єднання надійно закріплені та не мають корозії. Негайно усуньте нещільні з'єднання, щоб запобігти подальшому пошкодженню.
Забезпечення правильного вирівнювання
Якщо ваша система освітлення має окремі передавач і приймач, правильно їх вирівняйте для кращої роботи фотоелемента.
Поширені проблеми та поради щодо усунення несправностей
Не хвилюйтеся, якщо у вас виникнуть проблеми з фотоелементом. Просто скористайтеся порадами щодо усунення несправностей нижче та отримайте миттєве рішення!
Проблема 01: Світло не вмикається або не вимикається
Рішення: Спочатку перевірте, чи щось не загороджує фотоелементу огляд джерела світла. Усуньте перешкоду та перевірте ще раз. Крім того, за допомогою мультиметра переконайтеся в надійності з'єднань проводів. Крім того, перевірте наявність тріщин або пошкоджень водою. У разі серйозних пошкоджень може знадобитися заміна.
Проблема 02: мерехтливі вогні
Рішення: Перевірте наявність ослабленого або неправильного підключення проводки та відповідно виправте її. Крім того, переконайтеся, що фотоелемент не реагує на світло від інших джерел. Також для зон з коливаючимся освітленням використовуйте фотоелемент із вбудованою затримкою.
Проблема 03: Фотоелементи не реагують на зміни освітлення
Рішення: Налаштуйте чутливість фотоелементів відповідно до навколишнього середовища. Також уникайте наведення їх безпосередньо на світло, яке вони контролюють, під час встановлення.
Проблема 04. Надмірний клацаючий шум
Рішення: Якщо ваш фотоелемент видає надмірний клацаючий звук, перевірте, чи немає внутрішньої несправності, та усуньте її відповідно. Крім того, цю проблему може вирішити забезпечення безпеки джерела живлення та підключеного навантаження.
Проблема 05: Світло вмикається не вчасно
Рішення: Уникайте прямого штучного світла під час встановлення фотоелемента. Він повинен потрапляти лише у відбите світло. Тому оберіть місце, захищене від прямих джерел світла.
Поширені запитання
Bottom Line
Фотоелементи є важливим доповненням до автоматизованої системи освітлення приміщення. Вони також підходять для використання як у приміщенні, так і на вулиці. Тепер, коли ви дізналися про переваги використання фотоелементів у розумних світлодіодних світильниках, оберіть варіанти світлодіодного освітлення, починаючи з сучасні лінійні бруски, Світлодіодні стрічки, Щоб LED Neon Flex від Освітлення LEDYi.
Крім того, ви отримаєте бажані продукти відповідно до ваших потреб, а також різні варіанти налаштування. Більше того, ми пропонуємо вам гарантію на наші світильники від 3 до 5 років. Отже, Зв'яжіться з нами Швидше розмістіть замовлення!
