Spis treści:
Ręczne załączanie i wyłączanie zewnętrznego oświetlenia jest uciążliwe, a w niektórych sytuacjach wręcz niemożliwe. Oświetlenie uliczne, aby mogło poprawnie spełniać swoją rolę w zakresie bezpieczeństwa i ergonomii, powinno być sterowane w zależności od rzeczywistego poziomu oświetlenia (silnie podatnego na zachmurzenie i porę roku), nie zaś według wskazań zegara.
To samo dotyczy zresztą np. oświetlenia ogrodu, wjazdu do garażu, czy też parkingu – wszędzie tam, gdzie światło powinno być włączone nieprzerwanie od zmierzchu do świtu, idealnym rozwiązaniem będzie czujnik zmierzchu, zwany także automatem zmierzchowym.
Czujnik zmierzchu – budowa i zasada działania
Budowa automatu zmierzchowego opiera się na trzech podstawowych podzespołach – właściwym czujniku natężenia światła, elemencie wykonawczym, służącym do załączania oświetlenia oraz układzie kontrolnym, którego zadaniem jest „podjęcie decyzji” o załączaniu i wyłączaniu wyjścia sterującego w zależności od poziomu jasności otoczenia.
Rolę sensora pełni niemal zawsze fotorezystor – jego bardzo proste podłączenie (zwykle w postaci dzielnika napięcia, w którym fotoelement jest szeregowo połączony z rezystorem stałym o odpowiednio dobranej wartości), duża czułość i niewielki koszt sprawiają, że obecnie przeważająca część aplikacji fotorezystorów to właśnie automaty zmierzchowe.
Układ sterujący może być zbudowany na szereg różnych sposobów – od prostych, analogowych komparatorów (opartych na tranzystorach dyskretnych lub scalonym komparatorze jako takim), aż po bardziej rozbudowane układy z mikrokontrolerem i przetwornikiem analogowo-cyfrowym.
W roli elementu wykonawczego pracuje zwykle przekaźnik elektromagnetyczny – niska cena, prosta zasada działania i zdolność sterowania nawet sporymi obciążeniami sprawia, że w zdecydowanej większości urządzeń przekaźniki nadal znajdują swoje miejsce. Można jednak spotkać także urządzenia z tranzystorem średniej lub dużej mocy, załączającym wyjście zasilające zestaw oświetlenia – takie rozwiązanie sprawdza się jednak wyłącznie w przypadku układów stałoprądowych, w tym przede wszystkim w aplikacjach oświetlenia LED.
Histereza i regulacja progu zadziałania
Niezwykle ważnym aspektem w każdym czujniku zmierzchowym jest kwestia progu zadziałania – czyli natężenia, przy którym następuje włączenie lub wyłączenie wyjścia sterującego lampą (lub lampami). Co ważne, z uwagi na bardzo powolne zmiany jasności otoczenia spowodowane zachodem i wschodem słońca, układ z pojedynczym progiem powyżej którego światło jest wyłączane (a poniżej – włączane) nie sprawdziłby się – zauważalne byłoby charakterystyczne, losowe migotanie oświetlenia, spowodowane „niepewnym” zachowaniem układu komparatora. Dlatego też w każdym automacie zmierzchowym konieczne jest zastosowanie histerezy, czyli pewnego odstępu pomiędzy progiem włączania, a progiem wyłączania wyjścia – dzięki tej niewielkiej różnicy komparator jest odporny na powolne zmiany natężenia światła i „jednoznacznie” podejmuje decyzję o stanie wyjścia.
Rzecz jasna, każdy egzemplarz fotorezystora ma nieco inną czułość, inne są także potrzeby w przypadku każdej instalacji – dlatego też elementem absolutnie koniecznym w przypadku automatu zmierzchowego jest układ regulacji progów zadziałania (zwykle mówimy o jednym progu, choć w rzeczywistości przesuwane są obydwa, tj. progi załączania i wyłączania wyjścia, jednak bez zmiany tzw. szerokości pętli histerezy). Najczęściej regulacja jest realizowana w postaci potencjometru montażowego, pozwalającego na płynne ustalenie progu po zainstalowaniu czujnika w miejscu docelowym – tylko w takiej sytuacji wiadomo bowiem, jak ustawić czujnik zmierzchu, by mógł dobrze pełnić swoją rolę.
Jak podłączyć czujnik zmierzchu?
Osobnego omówienia wymaga kwestia podłączenia czujnika zmierzchu do instalacji elektrycznej. W większości przypadków mamy do czynienia z automatami przeznaczonymi do sterowania oświetleniem o zasilaniu sieciowym, tj. 230 V AC. W takich przypadkach spotykane są najczęściej rozwiązania z trzema zaciskami – jeden z nich (oznaczony L) należy podłączyć do przewodu fazowego sieci, drugi (N) – do przewodu zerowego, zaś trzeci służy do podłączenia jednego z przewodów, biegnących od żarówki.
Co ważne, w znakomitej większości, jeśli nie we wszystkich automatach zmierzchowych, sterowanie zasilaniem żarówki odbywa się od strony fazy, dlatego też drugi przewód żarówki należy połączyć (np. za pomocą kostki zaciskowej) do przewodu zerowego. Czasem można też spotkać rozwiązania czterozaciskowe, w których osobne pary styków są przeznaczone do podłączenia żarówki oraz zasilania sieciowego. Ostatnim elementem, jaki należy wpiąć do wyłącznika zmierzchowego, jest sam fotoelement. Warto wiedzieć, że – o ile producent nie wskazał innych zaleceń w instrukcji użytkownika – kolejność (polaryzacja) przewodów nie ma znaczenia, gdyż fotorezystor jest elementem niebiegunowym.
