目前在照明系統(tǒng)使用的典型傳感器主要有人員動(dòng)靜探測(cè)器、光敏傳感器、紅外傳感器和聲控傳感器。
人員動(dòng)靜探測(cè)器
人員動(dòng)靜探測(cè)器通過(guò)探測(cè)人的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生如下功能:當(dāng)有人接近家具時(shí),開(kāi)啟照明燈具:有人使用家具時(shí),保持照明系統(tǒng);當(dāng)人離開(kāi)后,關(guān)閉照明系統(tǒng)。人員動(dòng)靜探測(cè)器符合人們使用家具狀況不規(guī)律和不易預(yù)期的要求,使得節(jié)能效果顯著。
通常人員動(dòng)靜探測(cè)器主要采用以下幾種技術(shù):一種是無(wú)源紅外探測(cè)器,通常將一個(gè)或多個(gè)探頭置于特殊的紅外透鏡的后面,其最大靈敏度為波長(zhǎng)9.4wm處,即對(duì)應(yīng)人體的能量峰值處,通過(guò)探測(cè)運(yùn)動(dòng)的人發(fā)出的能量(熱量)變化而產(chǎn)生信號(hào),但該種探頭在應(yīng)用時(shí)需要保證人的動(dòng)作信號(hào)進(jìn)入探頭時(shí)不被障礙物阻擋,以免產(chǎn)生誤信號(hào);另一種是超聲波探測(cè)器(范圍為25-40kHz),當(dāng)室內(nèi)有物體移動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致反射頻率改變,由此來(lái)探測(cè)運(yùn)動(dòng)。.該種探測(cè)器不需要像無(wú)源紅外探測(cè)器那樣保證動(dòng)作信號(hào)能進(jìn)入探頭,并且它可以探測(cè)微小的運(yùn)動(dòng),但過(guò)高的敏感度有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生誤信號(hào)。另外,采用雙重技術(shù)的傳感器.大多數(shù)的該種產(chǎn)品采用無(wú)源紅外探測(cè)器和超聲波探測(cè)器技術(shù)結(jié)合,只有兩種探測(cè)器都檢測(cè)到有人接近家具時(shí),才會(huì)開(kāi)啟照明系統(tǒng);只有一種探測(cè)器探測(cè)到運(yùn)動(dòng),就會(huì)保持照明系統(tǒng);當(dāng)兩探
光敏傳感器
光敏傳感器根據(jù)環(huán)境燈光的變化,采用電子元器件將可見(jiàn)光轉(zhuǎn)化成電信號(hào),從而控制照明系統(tǒng),以保證得到的作業(yè)面的照度控制在一定范圍內(nèi)。當(dāng)作業(yè)面的照度高于預(yù)設(shè)的照度值,關(guān)閉或降低照度:反之則開(kāi)啟或調(diào)亮照明系統(tǒng)。光敏傳感器主要用于對(duì)天然采光的補(bǔ)償或利用。若能從窗戶或天空獲得充足的自然光,則可以關(guān)閉電燈或降低電力消耗,還可設(shè)計(jì)一延時(shí)裝置,避免由于暫時(shí)天然采光的變化而導(dǎo)致照明系統(tǒng)控制的頻率變化。
光控原理
光電效應(yīng)是一些金屬、金厲氧化物、半導(dǎo)體材料等在光的照射下釋放電子的現(xiàn)象,具體可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩類。
物體在光的照射下’當(dāng)入射光的能量達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí),物體內(nèi)的電子吸收足夠的能量,一部分用于克服物質(zhì)對(duì)電子的束縛做功,另一部分轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能,使電子從物體表面逸出的現(xiàn)象叫做外光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)多產(chǎn)生于金屬或金屬氧化物內(nèi)。
當(dāng)物體在光的作用下所釋放的電子不逸出物體表面,而只在物體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)并使其電特性發(fā)生變化,這種現(xiàn)象叫做內(nèi)光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)多產(chǎn)生于半導(dǎo)體材料中,當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光的照射時(shí),在入射光能量的驅(qū)動(dòng)下,半導(dǎo)體內(nèi)載流子數(shù)目增多,改變了半導(dǎo)體的電導(dǎo)率,從而使半導(dǎo)體的電阻減少,這種物理現(xiàn)象就是光電導(dǎo)效應(yīng)。絕大多數(shù)的高電阻率半導(dǎo)體都具有光電導(dǎo)效應(yīng)。基于光電導(dǎo)效應(yīng)的光電器件有光敏電阻(見(jiàn)圖6-8)。目前市場(chǎng)上多供應(yīng)玻璃和金屬兩種封裝形式的光敏電阻,其型號(hào)有幾百種。物質(zhì)(如半導(dǎo)體)在光的照射下能產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。據(jù)此原理制成的光電器件有光電池、光電二極管和光電晶體管。
當(dāng)通過(guò)光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)光相關(guān)信息的感知后,也就是說(shuō)光一電轉(zhuǎn)換完成以后,就要對(duì)微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大、整形、濾波等處理,然后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行相關(guān)操作。
光電傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器件。在檢測(cè)與控制中應(yīng)用非常廣泛,基本可分為模擬式傳感器和脈沖式傳感器兩類。光電器件受光照時(shí),有電信號(hào)輸出;反之則無(wú)電信號(hào)輸出,屬于這一類的大多是作繼電器或脈沖發(fā)生器應(yīng)用的光電傳感
器,光電式傳感器中的光源可采用白識(shí)燈、氣體放電燈、激光器、發(fā)光二極管以及能發(fā)射可見(jiàn)光譜、紫外線光譜和紅外線光譜的其它器件。
光電轉(zhuǎn)換元件常用的有光電管、光電倍增管、光敏電阻、光電池、光電二極管及光電晶體管等,其作用是檢測(cè)照射其上的光通量。此外,光電器件輸出的電信號(hào)通常還需經(jīng)過(guò)電子線路進(jìn)行放大、整形等處理。
如果在智能化家具照明系統(tǒng)中采用單個(gè)光敏傳感器設(shè)置其控制區(qū)域時(shí),應(yīng)注意控制區(qū)內(nèi)作業(yè)活動(dòng)的內(nèi)容、照度要求,需要根據(jù)不同的活動(dòng)性質(zhì)和要求來(lái)設(shè)計(jì)照度。列舉幾種主要家具照明照度要求:
①床類家具的主燈最好可以調(diào)光,用明暗感營(yíng)造空間明快和溫馨的氣氛,重點(diǎn)的照明局部,應(yīng)有4001x左右的光線,供休閑看書(shū)等用;
@裝飾柜、酒柜等家具,如工藝品的區(qū)域應(yīng)有6001x左右的照度;
③讀書(shū)、學(xué)習(xí)、辦公等用的桌類家具應(yīng)有500k左右照度。特別需要注意的是,在兒童使用的書(shū)桌上照度不宜太高。因?yàn)楹⒆訉?duì)光線比成人敏感,太高的照度容易引起視覺(jué)疲勞和視力下降;
④在從事精細(xì)工作的家具作業(yè)面上,需要1500k左右的照度;
⑤化妝臺(tái)燈亮?xí)r應(yīng)具有4001x左右的照度,應(yīng)選用顯色性能好的光源,并注意照明光線的均勻分布:
⑥餐桌除了重點(diǎn)照明外還應(yīng)使房間具有一定的環(huán)境照度,以方便餐桌之外的行動(dòng),重點(diǎn)照明的照度為400k左右,環(huán)境照明的照度為lOOlx左右。
光敏傳感器可以安裝于家具內(nèi),還可以安裝在燈具內(nèi)成為燈具的一部分,測(cè)量天然采光,但需要保證探頭不被作並設(shè)備損傷。
紅外遙控傳感器
利用紅外遙控也可以產(chǎn)生照明控制信號(hào),紅外遙控傳感器通常由紅外遙控器和紅外信號(hào)的接收器一紅外探頭組成。通過(guò)操作遙控器,產(chǎn)生的紅外信號(hào)被紅外探頭接收后^就向照明控制系統(tǒng)傳遞信號(hào)。
紅外遙控傳感器通常具有如下功能:
①發(fā)送信號(hào)改變燈光場(chǎng)景;
②通過(guò)改變整個(gè)場(chǎng)景的明暗對(duì)場(chǎng)景燈光作調(diào)整,并具有相應(yīng)的記憶功能;
③控制照明回路;
④接收器往往具有信號(hào)接收的LED指示燈,接受到信號(hào)時(shí)會(huì)閃爍。
由于紅外遙控傳感器是通過(guò)一定的紅外頻率來(lái)工作的,因此一般不允許其周?chē)鷧^(qū)域有近似頻率工作的電子儀器,以免引起誤動(dòng)作,紅外遙控傳感器通常用于需要便捷地改變燈.光場(chǎng)景的地方,如私人辦公室、會(huì)議室等。在當(dāng)今世界,人們需要對(duì)生活的光環(huán)境進(jìn)行自我控制,該類產(chǎn)品有著更多的應(yīng)用空間。
在智能化家具的照明控制系統(tǒng)中,可使用一類將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)的元件,當(dāng)音量超過(guò)一定值時(shí),就會(huì)開(kāi)啟燈光回路,并隨聲信號(hào)的消失加一定延時(shí)后關(guān)閉,這種元件比較簡(jiǎn)單,一般只有開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài),以此來(lái)滿足人們短時(shí)間照明需要。