導(dǎo)讀:物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,小小的燈泡也在發(fā)生大大的變化,經(jīng)過各種傳感器的加持,智能照明讓生活有了更便捷和多彩的方式,各種傳感器的創(chuàng)新也在不斷激發(fā)消費(fèi)新需求和新體驗(yàn)。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,小小的燈泡也在發(fā)生大大的變化,經(jīng)過各種傳感器的加持,智能照明讓生活有了更便捷和多彩的方式,各種傳感器的創(chuàng)新也在不斷激發(fā)消費(fèi)新需求和新體驗(yàn)。
傳感器作為信號采集和機(jī)電轉(zhuǎn)換的器件,其機(jī)電技術(shù)已相當(dāng)成熟,近幾年來,傳感器技術(shù)向小型化、智能化、多功能化、低成本化大踏步邁進(jìn)。
光敏傳感器、紅外傳感器等各種類型的傳感器都可與LED照明燈具組成一個(gè)智能控制系統(tǒng),傳感器將采集來的各種物理量信號轉(zhuǎn)換成電信號,可以經(jīng)由集成電路化的AD(模數(shù))轉(zhuǎn)換器、MCU(微控制器)、DA(數(shù)模)轉(zhuǎn)換器對所采集的信號進(jìn)行智能化處理,從而控制LED照明燈具開啟和關(guān)閉。并可以籍此在MCU上設(shè)定各種控制要求,控制LED燈的開關(guān)時(shí)間、亮度、顯色、多彩變幻,從而達(dá)到智能照明控制的目標(biāo)。
1、光敏傳感器
光敏傳感器是比較理想的因天亮、天暗(日出、日落)時(shí)照度變化而能控制電路自動(dòng)開關(guān)的電子傳感器。
光敏傳感器可根據(jù)天氣、時(shí)間段和地區(qū)自動(dòng)控制LED照明燈具開閉。在明亮的白天通過減少其輸出功率來降低耗電量,與使用熒光燈時(shí)相比,面積為200平米的便利店最大可降低53%的耗電量,壽命也長達(dá)約5~10萬小時(shí)。一般情況下,LED照明燈具的壽命為4萬小時(shí)左右;發(fā)光的顏色也可采用RGB多彩變幻的方式,使燈光更多彩,氣氛更活躍。
2、紅外傳感器
紅外傳感器是靠探測人體發(fā)射的紅外線而工作的。主要原理是:人體發(fā)射的10μm左右的紅外線通過菲涅爾濾光透鏡增強(qiáng)后聚集到熱釋電元件PIR(被動(dòng)式紅外)探測器上,當(dāng)人活動(dòng)時(shí),紅外輻射的發(fā)射位置就會(huì)發(fā)生變化,該元件就會(huì)失去電荷平衡,發(fā)生熱釋電效應(yīng)向外釋放電荷,紅外傳感器將透過菲涅爾濾光透鏡的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號,即熱電轉(zhuǎn)換。
在被動(dòng)紅外探測器的探測區(qū)內(nèi)無人體移動(dòng)時(shí),紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度,當(dāng)人體進(jìn)人探測區(qū),通過菲涅爾透鏡,熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異,信號被采集后與系統(tǒng)中已存在的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以判斷是否真的有人等紅外線源進(jìn)入探測區(qū)域。
被動(dòng)式紅外傳感器有三個(gè)關(guān)鍵性的元件:菲涅爾濾光透鏡,熱釋電紅外傳感器和匹配低噪放大器。菲涅爾透鏡有兩個(gè)作用:一是聚焦作用,即將熱釋紅外信號折射在PIR上:二是將探測區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入探測區(qū)的移動(dòng)物體/人能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號。一般還會(huì)匹配低噪放大器,當(dāng)探測器上的環(huán)境溫度上升,尤其是接近人體正常體溫(37℃)時(shí),傳感器的靈敏度下降,經(jīng)由它對增益進(jìn)行補(bǔ)償,增加其靈敏度。輸出信號可用來驅(qū)動(dòng)電子開關(guān),實(shí)現(xiàn)LED照明電路的開關(guān)控制。
3、超聲波傳感器
與紅外傳感器應(yīng)用相仿的超聲波傳感器近年在自動(dòng)探測移動(dòng)物體中得到更多的應(yīng)用。超聲波傳感器主要利用多普勒原理,通過晶振向外發(fā)射超過人體能感知的高頻超聲波,一般典型的選用25~40kHz波,然后控制模塊檢測反射回來波的頻率,如果區(qū)域內(nèi)有物體運(yùn)動(dòng),反射波頻率就會(huì)有輕微的波動(dòng),即多普勒效應(yīng),以此來判斷照明區(qū)域的物體移動(dòng),從而達(dá)到控制開關(guān)的目的。
超聲波的縱向振蕩特性,可以在氣體、液體及固體中傳播,且其傳播速度不同;它還有折射和反射現(xiàn)象,在空氣中傳播頻率較低、衰減較快,而在固體、液體中則衰減較小、傳播較遠(yuǎn)。超聲波傳感器正是利用超聲波的這些特性。超聲波傳感器有敏感范圍大,無視覺盲區(qū),不受障礙物干擾等特點(diǎn),已經(jīng)被證明是檢測小物體運(yùn)動(dòng)最有效的方法。因此與LED燈具組成系統(tǒng)可靈敏控制開關(guān)。由于超聲波傳感器靈敏度高,空氣振動(dòng)、通風(fēng)采暖制冷系統(tǒng)及周圍鄰近空間的運(yùn)動(dòng)都會(huì)引起超聲波傳感器產(chǎn)生誤觸發(fā),所以超聲波傳感器需要及時(shí)校準(zhǔn)。
4、溫度傳感器
溫度傳感器NTC(負(fù)溫度系數(shù))做LED燈具的過溫保護(hù)被比較早的廣泛應(yīng)用。LED燈具如采用大功率LED光源,就必須采用多翼的鋁散熱器,由于室內(nèi)照明用的LED燈具本身空間很小,散熱問題到目前還是最大的技術(shù)瓶頸之一。
5、聲控傳感器
由聲音控制傳感器、音頻放大器、選擇頻道電路、延時(shí)開啟電路及可控硅控制電路等組成的聲控傳感器。
以聲音對比結(jié)果來判斷是否要啟動(dòng)控制電路,用調(diào)節(jié)器給定聲控傳感器的原始值設(shè)定,聲控傳感器不斷地將外界聲音強(qiáng)度與原始值做比較,當(dāng)超過原始值時(shí)向控制中心傳達(dá)“有音”信號,聲控傳感器在樓道及公共照明場所得到廣泛的應(yīng)用。
6、微波感應(yīng)傳感器