Автоматичното осветление

Удобство и необходимост

В началото на 21 век сме заобиколени от всевъзможни уреди и апарати, улесняващи напрегнатото ни ежедневие. Автоматичното регулиране на осветлението е не само удобство, но и все по-голяма необходимост, що се отнася до ефективното енергийно потребление.

Чрез автоматично управление на осветлението в жилищните, административните или промишлените сгради се постига значителен икономически ефект, който се отразява както в реализирането на икономия на електрическа енергия (до 50% от разходите за осветление), така и в значително удължаване живота на електрическите лампи и устройства. В големите административни и промишлени сгради това е от особено голямо значение, тъй като е необходимо осветяване на големи работни площи, в които присъствието на хора е различно през отделните части на денонощието. Освен това се намалява количеството необходима електроенергия, използвана по време на определени пикови периоди от деня. Това може да се постигне чрез автоматично регулиране на осветлението (димиране) или пълното му изключване, когато то не е необходимо.

Налице са и други причини за използване на средства за автоматично управление на осветлението. Например, чрез димиране може успешно да се постигне гъвкавост при светлинното регулиране, изисквано особено в помещения с разнообразно предназначение. Това се постига с инсталиране на датчици за отчитане на присъствие (датчици за движение), които включват осветлението при регистриране на определен вид активност в помещението (включително и с охранителна цел), например присъствие на човек.

Видове управление
Управлението на осветлението може да е ръчно, автоматично или дистанционно. Ръчното управление е с помощта на традиционните електрически ключове и релета. Те могат да се използват за включване на самостоятелни електрически тела или групи. Ключовете могат да се комбинират и с ръчно управляеми димери или таймери за изключване, след изтичане на определен период от време.

Несъмнено по-интересно е автоматичното осветление. Тук се използват датчици за движение, които могат да са PIR (пасивен инфрачервен датчик), ултразвукови или комбинирани с двойна технология. Можем също да посочим, че за отчитане на присъствие могат да се използват и самостоятелни акустични датчици, които да включват осветлението в помещението при наличие на звуци с различен произход. Освен това, сензорите могат да са с вградена фотоклетка и да са свързани с автоматични димери за регулиране нивото на осветеност в помещението.

А сега, нека направим преглед на различните устройства, свързани с управление и регулиране на светлината.

Датчици за отчитане на присъствие
Много е важно да се отбележи, че монтирането на датчиците за отчитане на присъствие (независимо за какъв тип инсталация става дума – осветителна, охранителна, сигнализираща и т.н.), трябва да е според вида и разположението на конкретното помещение. Местата за монтаж трябва да се подберат внимателно и да се прецени къде какъв вид датчик е най-подходящо да се използва.

Първа стъпка към автоматизирането на осветлението в жилището или офиса, е монтирането на подходящи датчици за движение. Те могат да са PIR, ултразвукови и комбинация между тях. Изпълняват три основни функции:
1. Автоматично включват осветлението при отчитане на движение.
2. Поддържат светлината без прекъсване, докато отчитат движение в помещението, като могат да я намаляват или увеличават в зависимост от постъпващата в помещението дневна светлина, с помощта на фотоклетка и автоматичен димер.
3. Изключват осветлението след предварително настроен период от време, при липса на присъствие в помещението.

Принцип на работа на PIR-сензорите
На практика тези сензори за отчитане на движение работят на принципа на пасивната инфрачервена технология. Те реагират единствено на изменение на инфрачервена топлина в зоната им на обхват, без да излъчват или предават сами по себе си такава. Ето защо се наричат пасивни. PIR-сензорите са оборудвани с високочувствителни инфрачервени детектори, които реагират и на най-незначителното изменение на температурата на околната среда. Изменението на топлината се изразява в промяна на изходното напрежение на датчика. Това изменение се отчита по електронен път и се използва за управление на осветителни или други електрически уреди.

Съществуват модели на PIR-сензори с френелна леща, позволяваща сегментиране и същевременно максимално разширяване на работната зона. Обхватът им може да се настрои и на определена височина от пода, така че да не се задейства от появата, например, на домашни животни в помещението. Подходящи са за управление на осветлението вън и вътре в сградата.

PIR-сензорите трябва да се монтират на места с пряка видимост, към наблюдаваната зона. Наличието на преградни стени, мебелировка или други обекти, биха затруднили работата на датчика.

Ултразвукови датчици за движение
Ултразвуковите датчици за движение излъчват високочестотни звукови вълни (25-40 кHz), неуловими за човешкия слух. Ултразвуковите вълни се излъчват в работната зона на датчика. Те се отразяват от неподвижните обекти или повърхности в помещението и се връщат в източника (датчика). Случайно движение в работната зона променя честотата на отразените вълни (ефект на Доплер); приемникът отчита настъпилата промяна на честотата и включва осветлението или охранителната инсталация.

За разлика от PIR-датчика, ултразвуковият сензор е чувствителен към всякакъв вид движения, например движение на въздух от климатичната и вентилационната система, въздушни завеси и др. Предимство тук е, че не е необходима пряка видимост към наблюдаваната зона и този датчик може да се инсталира в помещения с различни препятствия, без това да се отразява на ефективната му работа.

Акустичен датчик
Тези сензори също можем да ги използваме за управление на осветлението. Те не реагират на движение, а на звуци с различен произход – човешки говор, работа на електрически уреди, писане на машина и т.н. За избягване на грешки (фалшиво включване на осветлението) се игнорират постоянни ниски шумове – работа на котелната инсталация, трафик на коли (ако стаята граничи с булевард с интензивно движение) и т.н. Монтирането на подобни датчици е подходящо за помещения или офиси с високи преградни стени, които е възможно да пречат на безпроблемната работа на PIR или ултразвуковите сензори.

Датчици с двойна технология (хибридни)
Едва ли можем да проследим всички датчици с двойна технология, присъстващи в момента на пазара. Комбинациите могат да са разнообразни, в зависимост от предназначението на сградата. Тук ще споменем най-разпространените видове, които в никакъв случай не са единствени.

При хибридните датчици се използва комбинация от различни технологии, с цел повишаване качеството на работа и избягване фалшиво задействане на системата.
- PIR/ултразвуков датчик
Това е по-разпространеният вид датчици с двойна технология. Те включват осветлението, само ако и двата датчика са отчели дейност (наличие на присъствие). Датчикът поддържа осветлението включено, независимо кой от двата (дори и само единият от тях) сензора продължава да отчита присъствие (движение). Тъй като и двата датчика трябва да отчетат движение преди да включат осветлението, устройствата с двойна технология намаляват вероятността от фалшиво сработване, съответно ненужно включване на осветлението. Поради факта, че само единият от сензорите е необходимо да отчита движение, за да се поддържа осветлението включено, при тези продукти е намалена вероятността от изключване на осветлението, докато помещението все още се обитава.
- PIR датчик/микрофон
Комбинацията от PIR-датчик и микрофон е устройство с двойна технология, реагиращо както на движение, така и на звуци. Предимството тук е, че този датчик включва осветлението при отчитане на движение (т.е. сработва само PIR-датчика), но ще го изключи след определено време, само ако няма наличие нито на движение, нито на звук. Например, в канцелария, където няма движение, но се чува писане на машина и човешка реч, датчикът ще продължава да държи осветлението включено. Чувствителността на микрофона може да се настройва за различно ниво на шум. Тази двойна технология е по-евтина, отколкото комбинацията PIR/ултразвуков датчик и за разлика от самостоятелния PIR-сензор, може да е ефективен дори в помещения с високи преградни стени или други обекти, намиращи се на пътя на пряка видимост към датчика.

Накрая на прегледа на датчиците за движение трябва да отбележим, че те не са подходящи за управление на осветлението при инсталации с газоразрядни (HID) лампи с високо налягане, защото при тях е необходимо по-дълго време за стартиране и не е възможно моментално включване на осветлението при регистриране на присъствие в помещението.

Дистанционно управление
Подобен вид управление се постига с помощта на радиочестотни сензори. Те могат да се монтират на тавана или стената и се включват с дистанционно управление. Монтажът е бърз и лесен и не е необходимо прокарването на дълги проводници, тъй като се захранват с батерии. Подходящи са за изграждане на външно осветление или могат да са незаменим помощник при изключване на цялостното осветление в сградата след работно време.

Устройства за регулиране
Както споменахме по-горе, датчиците за движение могат да се комбинират с устройства за регулиране силата на светлината, или напълно да изключват осветлението при наличие на силна дневна светлина в помещението. Посредством тези устройства се реализират значителни енергийни икономии и удължаване живота на електрическите лампи.

Димери
Това са устройства за регулиране на силата на светлината. Съвременните димери могат безпроблемно да управляват всички видове лампи с нажежаема жичка. При луминесцентните лампи, обаче, съществуват известни ограничения. Ако ви се налага да регулирате осветлението на вече изградена инсталация с луминесцентни лампи, то по-добре се консултирайте със специалист, който да ви помогне за конкретната ситуация.

Димерите могат да бъдат пренастройвани, което позволява на потребителя да избира различно ниво на осветяване на помещението.

Таймери
Представляват устройства за изключване на осветлението след изтичане на предварително зададен период от време. Особено полезни са за изключване на външно осветление, задействано с фотоклетка. Разбира се, таймерите имат разнообразно приложение не само за изключване на осветлението, а могат също да се вграждат за управление на различни електрически уреди.

Фотоклетка
Това са устройства за автоматично регулиране силата на светлината, в зависимост от осветеността на околната среда. Те могат да се включат като самостоятелни устройства към датчиците за движение или да са комбинирани с тях в самостоятелен корпус, особено при приложения за външно осветление.

Чрез фотоклетка и димер се регулира осветлението, така че да се постигне максимална енергийна ефективност. Тези устройства позволяват пълно автоматизиране на осветителната инсталация и постигане на икономично, ефективно и качествено осветление.

И така, на пазара в момента могат да се намерят разнообразни датчици за отчитане на присъствие. Изборът на конкретен датчик не трябва да се базира единствено на принципа му на действие и дизайна, а преди всичко от вида и предназначението на конкретното помещение. Датчиците могат да изпълняват не само функции по управление на осветлението, но и охранителна дейност, като задействат и светлинна и звукова сигнализация.