Расчет и установка светодиодных прожекторов со встроенным датчиком движения

Расчет и установка светодиодных прожекторов со встроенным датчиком движения

В данной статье рассматривается назначение уличного освещения, определение требований к проекту. Описывается возможность использования светодиодных прожекторов со встроенным датчиком движения для освещения парковочной зоны и его самостоятельная настройка.

На этапе подготовки проекта необходимо определиться с функциями, которые будет выполнять уличное освещение. После чего подобрать необходимое количество светильников, их тип, рассчитать линии связи, блоки защит и управления.

Уличное освещение может использоваться для решения таких задач, как:

1. Обеспечение минимального освещения территории (охранные функции).
2. Рабочее освещение парковочных зон и дорожек, необходимое для безопасного перемещения человека в ночное время.
3. Декоративная подсветка ночного сада, фасада здания, фонтанов и других объектов.

Устройство и принцип действия

В осветительных приборах используются галогенные лампы, что и следует из их названия. Ее конструкция подразумевает применение баллона, в который под давлением закачивается буферный газ. В первых лампах применяли атомы йода, но из-за получившегося зеленоватого оттенка, что связано с разъеданием металлической поверхности, было принято решение перейти на атомы брома, фтора и хлора.

Современные галогенные лампы закачиваются атомами бромистого метила/метилена. Более дорогостоящие (что и будет их единственным недостатком) изделия содержат чистый бром, существенно увеличивающий период эксплуатации. Их мощность начинается от 150 и превышает 500 Вт.

Как и в любых обычных лампах, внутри галогенки установлена вольфрамовая спираль. При подаче питания электрический ток проходит через спираль и постепенно ее нагревает. Это происходит очень быстро, но все же иногда можно заметить постепенное накаливание. Запускается процесс светоизлучения: свет падает на расположенную в лампочке линзу, которая делает его направленным, равномерным и более мощным.

Допустимое напряжение светодиодной ленты

Я провёл эксперимент: подключил 24-вольтовую ленту к источнику напряжения и стал понижать напряжение. Фотографиями не передать изменение яркости свечения, надо вживую смотреть и сравнивать. Вывод такой: при 22 вольтах лента горит тусклее, но только немного тусклее. Скажем так, допустимо. При 21 вольте лента горит ещё тусклее. При 20 вольтах ещё немного тусклее.

Можем считать так: уменьшение напряжения питания ленты на 10% чуть (до 21,6 вольта) снижает яркость свечения, но ещё допустимо. Больше — нежелательно. Лучше принимать за допустимое падение напряжения 6-8%.

Далее считаем по формулам, представленным выше.

Лента бывает разной мощности и разного напряжения. Полагаю, не надо пояснять, что нам всегда выгоднее использовать ленту бОльшего напряжения. Больше напряжения — меньше ток. Меньше ток — меньше нежелательное падение напряжения. Сама распространённая лента имеет напряжение 24 вольта. 12 вольт или ниже не смотрим, кроме случаев совсем короткого кабеля до ленты и наличия свободного 12-вольтового блока питания.

Представим, что у нас лента имеет мощность 9,6 ватта на метр (самый частый вариант), длина 10 метров. Напряжение 24 вольта. Расстояние до ленты от блока питания 20 метров. Какого сечения брать кабель?

Сначала считаем ток. Это 4 ампера (мощность на метр * длина / напряжение). Я сделал табличку в Excel, в которую забил все формулы для простого расчёта падения напряжения в процентах.

Вот эта табличка для всех желающих: home-matic.ru/voltagedrop.xlsx

У меня получилось, что при сечении 1,5 мм2 падение напряжения составит 1,92 вольта или 8%. При длине кабеля 25 метров — 10%. При сечении кабеля 0,75 длина может быть не больше 10 метров. Это максимальные значения, если вы хотите, чтобы лента горела не «немного тусклее обычного», а достаточно ярко, то надо увеличивать сечение. С учётом того, что кабели зачастую продаются меньшего сечения, чем заявлено, стоит взять сечение на шаг больше.

Другой способ — повышать напряжение источника питания. На некоторых блоках питания есть регулировочный винтик (обычно с маркировкой ADJ, «подстройка»), который позволяет повысить напряжение до 27 вольт. При кручении винтика желательно измерять напряжение на ленте, чтобы оно стало ровно 24 вольта, не больше. Не стоит увлекаться этим способом, чрезмерный нагрев кабеля нежелателен.

Ещё существует лента на 36 вольт и 48 вольт. Она не очень распространена, но её использование поможет уменьшить падение напряжения в абсолютном значении и в процентах относительно номинала.

Кабель можно использовать 2-жильный, но если лента будет в алюминиевом профиле или на подложке, то нужна ещё жила заземления.

Для подключения светодиодного прожектора понадобится крестовая отвертка, острый нож для зачистки проводов, бокорезы и трехжильный кабель круглого сечения диаметром 7 мм. Отверните четыре винта на задней крышке прибора, где расположена клеммная колодка. Открутите гермоввод (гайка ввода с резиновым сальником для вывода проводов) и вытащите сальник. Зачищенные провода протяните через через гермоотвод в клеммную колодку. Немного открутите плоской отверткой расположенные внутри клеммы, затем вставьте в них провода: коричневый к заземлению (E), красный к фазе (L), синий к нейтраль (N). Затяните клеммы.

Важно помнить о герметичности светодиодного прожектора. По всему периметру крышки клеммной колодки протянута специальная резинка для защиты, при подключении светодиодного прожектора важно осматривать ее на отсутствие повреждений. Резиновый сальник должен плотно облегать подключенный кабель. Соберите клеммную коробку и затяните ее крышку винтами.

Установка прожектора

Место установки прожектора может быть на столбе, полотке, стенах, даже на полу, главное – ровная поверхность. Вам потребуется кронштейн с тремя отверстиями, который закрепляется на опоре при помощи крепежных элементов.

Для ослабления угла освещения нужно немного ослабить боковые винты прожектора, развернуть прожектор и затянуть винты. При установке следует соблюдать минимальное расстояние в 25 см до окружающих предметов.

Прожектор с датчиком движения

В условиях всеобщей экономии электроэнергии прожекторы с датчиком движения набирают популярность среди покупателей. Они включаются при наличии движения в секторе обзора, помогая сократить затраты на электричество.

Главный вопрос, возникающий при монтаже таких прожекторов – выбор участка, который будет освещен, его площадь зависит от высоты установки. При стандартной высоте 2,5 м это около 12 метров. Подключение прожектора с датчиком движения требует составления специальной схемы, в ней обозначены требующие освещения места, точки монтажа опорных кронштейнов, оптимальные способы подхода к сети. Выбирается ровная поверхность, на которую происходит монтаж.

Эксплуатация

Светодиодные прожекторы нельзя разбирать. Основной уход за этими приборами сводится к очистке корпуса и внешнему осмотру на наличие повреждений. Если прожектор начала мигать, отключите его от сети и замените на новый. Ремонтировать их нельзя.

Эксплуатируйте светодиодные прожекторы вдали от сильных тепловых излучений, избегайте места установки с сильной вибрацией. Для очистки не следует пользоваться агрессивными химическими средствами. Абразивные порошки и пасты могут повредить корпус или стекло прибора, следует использовать жидкие моющие средства.

Как правильно подключить светодиодный прожектор

Подключение LED прожектора отличается в зависимости от типа используемых элементов цепи, таких как например датчик движения или фотореле. Сам же процесс установки и подключения светодиодного прожектора особой сложности не имеет.

Конструкция светодиодных прожекторов

В конструкцию светодиодного прожектора входит блок управления, светодиодные лампы, кронштейн, контроллер и аккумуляторная батарея или плата, которая применяется в стационарных моделях.

Контроллер светодиодного прожектора обеспечивает его надёжную работу, за счёт регулирования посредством реле времени и автоматических выключателей, выполняющих функцию защиты.

Управлять светодиодными прожекторами можно либо вручную с помощью коммутационных аппаратов, либо автоматически с использованием блока управления, который реагирует на движение объектов поблизости или на изменение степени освещённости.

В основу работы же LED прожектора положен процесс рекомбинации электронов и дырок.

Схема подключения прожектора

Для того, чтобы завести питающий провод в клеммную коробку, нужно открыть коробку и убрать крепёжное соединение. Герметичность соединений обеспечивается с помощью специальных сальников.

Подключение прожектора к сети происходит по следующей схеме:

Если Вам нужно подключить блок автоматического управления, то можно воспользоваться данный способ подключения:

Иногда для увеличения уровня безопасности некоторые подключают сирену для создания звукового сигнала. Для установки сирены используется следующая схема:

Более подробно о настройке датчика движения в прожекторе вы можете прочесть в нашей прошлой статье Как правильно настроить датчик движения. Также вы можете прочесть о подключении фотореле к прожектору в нашей статье Подключение фотореле ФР-601 и ФР-602 к прожектору или светильнику.

Монтажные работы

Перед выполнением монтажных работ нужно выбрать место расположения прожектора и выполнить все необходимые подключения, и только потом можно приступать к установке прожектора на кронштейн. Порядок действий при монтаже прожектора следующий:

Сперва нужно демонтировать крепления клеммной коробки;

Питающий провод заводят через сальник к клеммнику;

Закрываем крышку короба;

Закрепляем прожектор на кронштейне;

В конце монтажа нужно установить всю конструкцию на тот участок, где предполагается дальнейшая эксплуатация прожектора.

Также стоит отметить, что кронштейн можно устанавливать под различными углами за счёт ослабления боковых винтов крепления.

Подключение к сети

Для подключения светодиодного прожектора к сети нужно обеспечить безопасные условия работы. Это значит, что на подключаемом кабеле должна отсутствовать фаза. Вся конструкция должна быть полностью герметично закрыта, после окончания всех соединений элементов схемы. При подключении трёхжильного провода нужно знать его цветную маркировку: «земля» – обычно желто-зелёный цвет, «ноль» – голубой или чёрный цвет и «фаза» – коричневый либо красный цвет провода.

После проведенного монтажа кабеля корпус источника света плотно закрывается. При установке прожектора на улице обратите на степень защиты IP прожектора, она должна быть достаточно высокой, чтобы выдержать различные погодные условия (обычно для улицы берут IP 54 и выше).

О выборе светодиодных прожекторов можна прочесть в нашей прошлой статье Как выбрать светодиодный прожектор.

Также вы можете купить светодиодные прожекторы от лучших производителей прямо у нас на сайте по ссылке /svetodiodnyy_led/

Главные характеристики светодиодных прожекторов

1. Входное рабочее напряжение. Прожектора могут быть расчитаны на работу в разных диапазонах напряжения. Желательно выбирать более широкие. Например от 85 до 285 В. Избегайте узких диапазонов, например 110-220 В.

2. Мощность прожектора. Тут все понятно. Чем больше потребляемая мощность, тем ярче светит прожектор. Самые распространенные величины мощностей такие: 10, 20, 30, 40, 50, 70, 100 и 150 Вт. Прожектора малой мощности от 10 до 20 Вт обычно используют для декоративной подсветки. Прожектора мощностью от 30 до 70 Вт уже подойдут для освещения территории в 50 — 100 кв.метров.

3. Степень защиты от влаги и пыли. У всех свтодиодных прожекторов уличной установки минимальная степень защиты ip 65. Их можно устанавливать на улицу без дополнительной защиты (козырьков).

4. Диапазон рабочих температур. Могут быть такие: -40 до + 35; -40 до + 55; -30 до + 50 градусов. Советую выбирать самый широкий.

5. Световой поток. Мощность и световой поток связаны между собой прямопропорционально.

Приведем значения световых потоков для различных мощностей прожекторов:

• 10 Вт — 860-960 Лм
• 20 Вт — 1650 Лм
• 30 Вт — 2400-2700 Лм
• 50 Вт — 4000-4150 Лм
• 70 Вт — 5600 Лм
• 100 Вт — 8000 Лм
• 150 Вт — 10230 Лм

Для сравнения световой поток лампы накаливания в 100 Вт составляет 1000-1200 Лм. Но стоит иметь ввиду, что такое сравнение весьма условно. У прожеторов в отличие от лампы, есть отражатели и рассеиватели. Благодаря этому освещенность у прожекторов будет выше, чем у ламп.

6. Срок службы. Стандартный срок заявляемый большинством производителей составляет 30000 — 50000 часов непрерывной работы. На практике эти цифры оказываются несколько меньше.

7. Цветовая температура. Стандартные цветовые температуры — 2700К (желтые), 4000K (дневной белый), 6500К (холодный белый).

7. Источник света. Стоит обратить внимание на источник света. В качестве его могут выступать SMD-светодиоды (угол луча 100 градусов), дискретные светодиоды (угол 60) и COB-светодиод (угол 120).

SMD — прожектор имеет массив светодиодов. Выглядит он вот так:

COB — прожектор имеет один излучающий светодиод и дает равномерный белый свет, без эффекта теней. Выглядит он вот так:

Себе я приобрел несколько прожекторов на 50 Вт. Площадь в 30 кв.метров освещается вполне достаточно.

Насколько ярко

Для приблизительной оценки освещенности прожекторов я воспользовался обычным смартфоном и установленным на нем специальным приложением Lightmeter. Измерения делал на расстоянии 5 метров на уровне человеческого роста. Пожектора висели на высоте 2.5 м от пола. Вот что получилось:

• 50 Вт — 110-120 Люкс
• 70 Вт — 170-180 Люкс
• 100 Вт — 190 — 200 Люкс
• 150 Вт — 400 — 410 Люкс

Для сравнения бытовая светодиодная лампа 11 Вт (4000К) на расстоянии 1 м дает 150 Люкс. Это норма освещенности для жилых комнат и кухонь. Для наглядности можете проверить сами. У меня получилось вот такое фото:

Примерно такую видимость будут давать прожектора 50-60 Вт на расстоянии 5 метров от них.

Какую площадь можно осветить?

Прожектор освещает сектором. Для SMD-прожекторов угол рассеяния составляет 120 градусов.

Зная угол и радиус сектора, можно вычислить его площадь. Формула такая:

Для радиуса в 5 метров получается площадь в 26.17 кв.м. То есть приемлимый уровень освещения в пределах такой площади дадут прожектора 50-60 Вт.

Для прожекторов большей мощности дальность на которой будет приемлимая видимость увеличится. Соответственно вырастет и площадь освещения.

Люмены и Люксы связаны между собой следующим образом: 1 Лк = 1 Лм/м². В технических характеристиках на упаковке прожектора всегда указаны Люмены. Поэтому можно легко посчитать для требуемого уровня освещенности какова будет площадь освещения. Для этого просто делим указанные Люмены на требуемые Люксы.

Так для 150 Люкс (норма для жилых помещений), указанную выше табличку можно дополнить:

• 10 Вт — 860-960 Лм — 5.7-6.4 м² —- 2.4м
• 20 Вт — 1650 Лм — 11 м² —- 3.2м
• 30 Вт — 2400-2700 Лм — 16-18 м² —- 4м
• 50 Вт — 4000-4150 Лм — 26-28 м² —- 4.9-5.2м
• 70 Вт — 5600 Лм — 37 м² —- 6м
• 100 Вт — 8000 Лм — 53 м² —- 7м
• 150 Вт — 10230 Лм — 68 м² —- 8м

Таже здесь указаны расстояния на которых будет освещенность в 150 Люкс. Например, 100 ватный прожектор выдаст 150 Люкс на расстоянии 7 метров от него и осветит при этом 53 квадрата.

Освещенность регламентируется санитарными нормамии и правилами. В них указаны уровни освещенности для разных типов помещений, в том числе производственных и складских.

Подбор характеристик освещения

Выбор устройства определяется целью, для которой его планируют использовать. Для ночного времени достаточно силы освещения, которая не превышает 15 люкс/метр. Для технических работ потребуется 75, а для точных — не менее 100 люкс/метр.

Нужно обратить внимание на спектр создаваемого света. Значение 2000-2500 соответствует ярко-жёлтому. При цветовой температуре 3700-4300 он имеет тёплый белый оттенок. Если речь идёт о 4500-5000 он становится нейтральным, а для 6000 или больше — освещение будет холодным. При создании оригинальных видов подсветки может помочь одновременное использование нескольких вариантов с различной цветовой температурой.

Для определения оттенка света нужно ознакомиться с коэффициентом цветопередачи. Он рассказывает об естественности освещения. При этом можно ориентироваться на следующие значения:

• 1B говорит о том, что такое освещение можно использовать в учебных заведениях;
• 2A подходит для жилья;
• A1 может быть использован как для больших торговых залов, так и для обычных магазинов;
• коэффициент равный 3 подойдёт для зданий промышленного назначения;
• если у прожектора эта характеристика равна 4, то его допускается применять только для уличного освещения и нельзя внутри дома.

При выборе светодиодного прожектора важно обратить внимание на срок эффективной эксплуатации. С течением времени световые характеристики прожектора постепенно уменьшаются. Когда он вырабатывает ресурс полностью, потребуется провести замену. Допустимые пределы падения силы освещения в процентах указывают с помощью обозначения «LM». Например, если написано «LM70», это означает, что к концу срока эксплуатации у прожектора будет только 70% первоначальной яркости.

Прожектор может включать в себя различное количество светодиодов. Иногда используется целая матрица, в других случаях один, но очень мощный. Нужно учитывать, что в первом случае нагрев будет более сильным, чем во втором. Если необходимо, чтобы была высокая яркость освещения, предпочтительнее использовать устройства с одним кристаллом. При применении светодиодной матрицы выход из строя даже одного элемента приведёт к неработоспособности устройства.

Прожектора небольшой мощности используют для подсветки. Более мощные применяются для освещения улицы. Светодиоды бывают разнообразных типов. В зависимости от этого они обеспечивают различные углы освещения:

• У SMD диодов этот угол достигает 100 градусов.
• Для дискретных диодов он меньше — всего 60.
• У COB светодиода угол освещения наибольший среди них — 120 градусов.

Освещение должно соответствовать требованиям нормативных документов.