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LED照明用的傳感器分類(lèi)

工程師鄧生 ? 來(lái)源:快科技 ? 作者:數(shù)智網(wǎng) ? 2020-01-01 16:11 ? 次閱讀

傳感器作為信號(hào)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(lái),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(lèi)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(lái)的各種物理量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),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(duì)所采集的信號(hào)進(jìn)行智能化處理,從而控制LED照明燈具開(kāi)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(kāi)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)。

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(kāi)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(kāi)閉。在明亮的白天通過(guò)減少其輸出功率來(lái)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(zhǎng)達(dá)約5~10萬(wàn)小時(shí)。一般情況下,LED照明燈具的壽命為4萬(wàn)小時(shí)左右;發(fā)光的顏色也可采用RGB(紅綠藍(lán))多彩變幻的方式,使燈光更多彩,氣氛更活躍。

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(kāi)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(kāi)閉。在明亮的白天通過(guò)減少其輸出功率來(lái)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(zhǎng)達(dá)約5~10萬(wàn)小時(shí)。一般情況下,LED照明燈具的壽命為4萬(wàn)小時(shí)左右;發(fā)光的顏色也可采用RGB(紅綠藍(lán))多彩變幻的方式,使燈光更多彩,氣氛更活躍。

紅外傳感器

紅外傳感器是靠探測(cè)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(guò)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(cè)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(guò)菲涅爾濾光透鏡的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào),即熱電轉(zhuǎn)換。在被動(dòng)紅外探測(cè)器的探測(cè)區(qū)內(nèi)無(wú)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(cè)區(qū),通過(guò)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(hào)被采集后與系統(tǒng)中已存在的探測(cè)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(cè)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(hào)折射在PIR上:二是將探測(cè)區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入探測(cè)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(hào)。一般還會(huì)匹配低噪放大器,當(dāng)探測(cè)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(duì)增益進(jìn)行補(bǔ)償,增加其靈敏度。輸出信號(hào)可用來(lái)驅(qū)動(dòng)電子開(kāi)關(guān),實(shí)現(xiàn)LED照明電路的開(kāi)關(guān)控制

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(cè)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(guò)晶振向外發(fā)射超過(guò)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(cè)反射回來(lái)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(lái)判斷照明區(qū)域的物體移動(dòng),從而達(dá)到控制開(kāi)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(wú)視覺(jué)盲區(qū),不受障礙物干擾等特點(diǎn),已經(jīng)被證明是檢測(cè)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(kāi)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?chē)徑臻g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)。

溫度傳感器

溫度傳感器NTC(負(fù)溫度系數(shù))做LED燈具的過(guò)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(wèn)題到目前還是最大的技術(shù)瓶頸之一。

LED燈具散熱不爽的話,會(huì)導(dǎo)致LED光源因過(guò)熱而早期光衰。LED燈具開(kāi)啟后熱量還會(huì)因熱空氣自動(dòng)上升而向燈頭富集,影響電源的壽命。因此在設(shè)計(jì)LED燈具時(shí),可以在鋁散熱器靠近LED光源方緊貼一個(gè)NTC,以便實(shí)時(shí)采集燈具的溫度,當(dāng)燈杯鋁散熱器溫度升高時(shí)可利用此電路自動(dòng)降低恒流源輸出電流,使燈具降溫;當(dāng)燈杯鋁散熱器溫度升高到限用設(shè)定值時(shí)自動(dòng)關(guān)斷LED電源,實(shí)現(xiàn)燈具過(guò)溫保護(hù),當(dāng)溫度降低后,自動(dòng)再將燈開(kāi)啟。

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(kāi)啟電路及可控硅控制電路等組成的聲控傳感器(microphone array)。以聲音對(duì)比結(jié)果來(lái)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(guò)原始值時(shí)向控制中心傳達(dá)“有音”信號(hào),聲控傳感器在樓道及公共照明場(chǎng)所得到廣泛的應(yīng)用。

微波感應(yīng)傳感器

微波感應(yīng)傳感器是利用多普勒效應(yīng)原理設(shè)計(jì)的移動(dòng)物體探測(cè)器。它以非接觸方式探測(cè)物體的位置是否發(fā)生移動(dòng),繼而產(chǎn)生相應(yīng)的開(kāi)關(guān)操作。當(dāng)有人走進(jìn)感應(yīng)區(qū)內(nèi),并且達(dá)到照明需求時(shí),感應(yīng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)開(kāi)啟,負(fù)載電器開(kāi)始工作,并啟動(dòng)延時(shí)系統(tǒng),只要人體未離開(kāi)感應(yīng)區(qū),負(fù)載電器將持續(xù)工作。當(dāng)人體離開(kāi)感應(yīng)區(qū)后,感應(yīng)器開(kāi)始計(jì)算延時(shí),延時(shí)結(jié)束,感應(yīng)器開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉,負(fù)載電器停止工作。真正做到安全、方便、智能、節(jié)能。
責(zé)任編輯:wv

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