Světlo na čidlo – jak si správně vybrat

Vracíte se za šera domů, stojíte před vchodem, potmě hledáte klíče a poslepu se snažíte trefit do zámku. Vstupujete do tmavé chodby s plnýma rukama a potřebujete rozsvítit. Podobně nepříjemných momentů se můžete vyvarovat jednou provždy. Nechte si na příslušná místa nainstalovat čidla, která rozsvítí za vás.

Existují svítidla, která v sobě mají čidlo už rovnou zabudované. Nabízí se ale ještě jiné řešení. Proč kupovat hned novou lampu? Stačí využít stávající svítidlo a k němu si pořídit automatický spínač s čidlem.

Jde o vaše pohodlí a také o úspornost. Jakmile vás čidlo zaregistruje, připojené svítidlo se automaticky zapne. Automatický spínač za vás potom i zhasne. Už se nestane, že by světlo zůstalo zapnuté, kdy už v místnosti dávno nikdo není, natož celou noc. Navíc si můžete nastavit, jestli se má svítidlo zapínat pouze za šera, nebo i za denního světla.

Tím čidlem, pomocí kterého dosáhnete kýženého efektu, může být buď senzor pohybu, nebo senzor přítomnosti. Pojďme se v nich trochu zorientovat a ukázat si, k jakému účelu se hodí a na co se soustředit při výběru, abyste zbytečně nevyhazovali peníze.

Důležitá je správná volba

Automatických spínačů s pohybovým čidlem nebo detektorem přítomnosti existuje celá řada. Snímací jednotky se liší nejen designovým provedením a barvou, ale také snímacími vlastnostmi a možnostmi nastavení.

Jaké vlastnosti a parametry jsou při výběru čidla důležité?

• Dosah: Vzdálenost, na kterou čidlo vidí. Může být od jednotek metrů u interiérových čidel až po desítky metrů u čidel pro průmyslové haly a venkovní použití.
• Jaký tvar má tzv. oblast zachycení: Jde o oblast, ve které je snímač schopen pohyb nebo přítomnost registrovat.
• Citlivost: Neboli rozlišení. Jinými slovy počet bodů, jejichž změnu detektor rozpozná. Zatímco u běžných snímačů pohybu se tento údaj většinou neuvádí, u snímačů přítomnosti to bývají tisíce až desetitisíce snímaných bodů. Čím větší oblast má daný detektor pokrýt, tím vyšší rozlišení by měl mít. Z toho pak vyplývají i možnosti použití čidla.
• Spínací jednotka neboli výstupní spínací prvek: Určuje, jakou velikost a druh zátěže (žárovky, zářivky, LED) můžete pomocí daného čidla spínat.

Je vhodné výběr a nákup nejprve zkonzultovat s elektrikářem, který bude čidlo montovat.

Kam senzor pohybu nebo přítomnosti umístit?

Na výběru vhodného umístění záleží. Dosah snímače pohybu je totiž závislý na směru pohybu vůči němu.

Největšího dosahu docílíte, když budete procházet kolem snímače. Když se ke snímači přibližujete přímo, jeho dosah je o hodně menší. Proto je dobré si rozmyslet, odkud kam se v daném prostoru budou osoby pohybovat nejčastěji.

Dosah i rozlišovací schopnost snímače jsou závislé také na montážní výšce a zvoleném místě. Výrobcem uváděné parametry přístroje se vždy vztahují k nějaké konkrétní montážní výšce.

Snímání pohybu může probíhat prostorově, nebo v rovině. V čem je rozdíl?

Čidlo s prostorovým snímáním

Obsáhne část prostoru od místa montáže ve tvaru kužele. Můžete ho namontovat na strop i na zeď (způsob montáže určuje výrobce zařízení).

Čidlo s rovinným snímáním

Montuje se na zeď ve výšce obvyklé pro vypínače. Zjišťuje pohyb v rovině, která je v podstatě rovnoběžná s podlahou. Zachyceno bude vše, co tato pomyslná rovina protíná. Když tedy místností proběhne například pes, světlo se nerozsvítí. S rovinnou charakteristikou pracují pouze snímače pohybu – přítomnostní čidla využívají téměř vždy charakteristiku prostorovou.

V této kategorii existují i snímače, které mají zároveň ještě jednu rovinu – skloněnou šikmo dolů. Ty zaznamenávají pohyb prostorověji.

Všechny přístroje (prostorové i rovinné, pohybové i přítomnostní) mají nejméně dva nastavovací prvky, pomocí kterých můžete upravovat zpoždění vypnutí a prahovou úroveň osvětlení (tj. dokud je v okolí snímače dostatek světla, je spínání přístroje blokované). U některých přístrojů můžete navíc regulovat i dosah a rozlišení.

Dále čidla rozdělujeme podle technologie, která se používá pro detekci pohybu / přítomnosti. Způsob snímání okolí může být založený na aktivním nebo pasivním principu.

PIR čidla

Nejčastěji používaným typem snímačů pro spínání osvětlení jsou PIR čidla (Passive InfraRed). Jedná se o pasivní způsob detekce pohybu / přítomnosti, kdy čidlo nic nevysílá do svého okolí, pouze vyhodnocuje změny tepelného záření ve sledované oblasti. Dojde-li k nějaké změně nebo pohybu, čidlo sepne.

Pestrou nabídku PIR detektorů najdete v ABB brožuře o elektroinstalačních vychytávkách pro komfort a úspory (od str. 18).

Obr. Snímač automatického spínače s rovinným snímáním

Velkou předností PIR senzorů je, že můžete omezit jejich zorné pole. Záběr snímače (120°, 180°, 270°, 360°) lze korigovat pomocí clonek, u „vyspělejších“ přístrojů pak v aplikaci na mobilním zařízení. Čidlo tak nebude zasahovat do míst, kam nechcete, jako je třeba chodník nebo veřejná cesta před vaším domem apod.

Naopak nevýhodou je, že dosah PIR čidla je proměnlivý a závisí na mnoha faktorech, které ovlivňují velikost snímané plochy. PIR senzory mají různou citlivost, která závisí na:

• směru pohybu vůči čidlu – při pohybu kolmo k čidlu reaguje hůře než při pohybu tečném ke snímací křivce,
• množství tepla, které snímaná osoba vyzařuje – v zimě chodí lidé dobře oblečení a teplo vyzařují pouze omezené části těla (ruce, obličej),
• okolní teplotě – v létě může být teplota okolí podobná teplotě lidského těla a citlivost čidla klesá,
• rozměrech snímaného objektu – dítě nebo zvíře vyzařují infračervené záření menší plochou než dospělý člověk.

Vlivy výše uvedených faktorů je potřeba vzít v potaz. Pokud by takové drobné výkyvy byly pro účely použití vašeho čidla nepřijatelné, vyberte čidlo s jinou technologií snímání než PIR.

Ultrazvuková čidla

US (Ultra Sonic) čidla fungují na podobném principu jako sonar u netopýrů a velryb. Pro lidské ucho neslyšitelný ultrazvukový signál (v pásmu 44 kHz) je vysílaný do sledovaného prostoru a v případě pohybu je snímač schopen detekovat změny v odraženém signálu.

Na rozdíl od čidel typu PIR jsou ultrazvuková čidla velmi citlivá i při kolmém pohybu směrem k čidlu. Ultrazvuková čidla jsou vhodná např. pro otevírání dveří v bankách a obchodních centrech. U tohoto typu senzorů nemůžete provádět korekce zorného pole pomocí clonek. To znamená, že pro daný účel musíte vždy vybrat to správné čidlo s vyhovujícím zorným polem.

Mikrovlnná čidla pohybu

Technologie mikrovlnných čidel je založena na stejném principu jako radar pro sledování leteckého provozu nebo měření rychlosti. Snímač vysílá radiofrekvenční signál o vysoké frekvenci (pásmo 5,8 GHz) a je schopen rozpoznat a reagovat na změny homogenity elektromagnetického pole, které pohybující se objekt (osoba) způsobí při průchodu snímanou oblastí.

Mikrovlnná čidla se nenechají ovlivnit počasím a je možné je lépe schovat pod kryt (např. stínidlo nebo difuzor lampy). Protože mikrovlnný signál projde i některými typy materiálů, jako např. sádrokarton nebo dřevo, může u těchto čidel docházet častěji k nežádoucímu sepnutí, když senzor zaregistruje pohyb osoby za dveřmi nebo za slabou zdí. Většinou se to dá eliminovat nastavením maximálního dosahu snímače. Pomocí této vlastnosti můžete např. nastavit, jestli se má světlo rozsvítit ještě dříve, než otevřete dveře, nebo až po otevření dveří.

Jaký je rozdíl mezi snímačem pohybu a přítomnosti?

Pohybové čidlo

Snímač / senzor / detektor pohybu je zařízení, které snímá prostor ve svém zorném poli a pokud rozpozná pohyb, sepne světlo. Pro jeho aktivaci je třeba většího pohybu (chůze, mávnutí, atd.). Pokud váš pohyb ustane (sednete si ke stolu), snímač pohybu vás přestane vnímat, i když setrváte dál v jeho zorném poli. Po uplynutí nastavené doby zhasne světla.

Snímače pohybu se většinou používají tam, kde k pohybu opravdu dochází. Nejčastěji u vchodu do domu, na chodbách, v předsíních a všude tam, kde se příchozí osoba zdržuje pouze po omezenou dobu, která by měla přibližně odpovídat nastavené prodlevě vypnutí světla.

Snímače pohybu nebývají úplně šťastným řešením na toaletách nebo v šatnách. Není zrovna příjemné muset každé dvě minuty mávat z kabinky ke stropu nebo směrem k vypínači, aby se světlo znovu rozsvítilo. Do takových míst by se spíš hodil detektor přítomnosti.

Přítomnostní čidlo

Detektor přítomnosti se od pohybového čidla liší především vyšší citlivostí (rozlišovací schopností), aby mohl monitorovat i nepatrný pohyb přítomné osoby (sedící např. u stolu nebo v kabince).

Obr. Detektor přítomnosti s kuželovým snímáním (montáž do stropu)

Kromě vyšší citlivosti umožňuje většina detektorů přítomnosti i funkci světelného managementu, tj. řízení vnitřního osvětlení v závislosti na intenzitě okolního denního světla. Jinými slovy, jakmile stoupne intenzita denního světla na dostatečnou úroveň, senzor vypne osvětlení.

Pokud má senzor zároveň i funkci stmívání, může osvětlení pouze ztlumit na požadovanou úroveň tak, aby celková intenzita světla zůstávala pořád stejná. To se používá např. v kancelářích, kde ranní a večerní či pozdně odpolední přítmí může způsobovat větší únavu lidského organismu. Tím, že denní světlo využijete na maximum, snížíte spotřebu elektřiny.

Některé snímače přítomnosti umí dokonce nejen měnit intenzitu vnitřního osvětlení na základě intenzity osvětlení zvenku, ale také měnit teplotu chromatičnosti (barvu světla) v závislosti na denní době tak, aby v interiéru simulovaly přirozené sluneční světlo. Tohle se většinou používá v kancelářích nebo výrobních prostorách bez oken, protože změna barvy světla na přirozenou působí pozitivně na lidský organismus.

Snímače přítomnosti se hodí všude tam, kde chceme světlo nejen rozsvítit při příchodu, ale když nesmí zhasnout, dokud v daném prostoru někdo je. Používají se hlavně v administrativních prostorách, ale své místo mají i v domácích pracovnách nebo třeba obývacích pokojích.

Stejně jako u pohybového čidla můžete i u senzoru přítomnosti nastavovat prahové osvětlení, časovou prodlevu před vypnutím a citlivost přístroje. Tato nastavení můžete dělat manuálně pomocí nastavovacích prvků přímo na přístroji, dálkovým ovládáním (IR technologie). U senzorů, které umožňují připojení přes Bluetooth, můžete totéž provádět v aplikaci na mobilu.

Kromě změny základních parametrů nabízejí některá čidla přítomnosti i možnost pokročilejšího nastavení, kdy v aplikaci na mobilu můžete:

• nastavit práh jasu, kdy má přístroj spínat,
• měnit požadovanou úroveň osvětlení,
• pro jednotlivé části zorného pole přístroje nastavit různou citlivost podle toho, kam snímač „vidí“,
• hlídat spotřebu spínaných svítidel (respektive dobu sepnutí),
• nastavit simulaci přítomnosti, kdy v definovaném času dojde k sepnutí výstupu.

Simulace přítomnosti je velmi užitečná funkce, když nejste doma. Světla se rozsvítí v daný čas tak, aby náhodný kolemjdoucí nepojal podezření, že je váš dům či byt prázdný. Na rozdíl od časového spínače je simulace u přítomnostního čidla závislá ještě na úrovni okolního světla, což navenek působí mnohem věrohodněji, než prosté rozsvícení vždy ve stejný čas pomocí časového spínače.

Jaká lze spínat světla pomocí detektorů pohybu a přítomnosti

Kromě tvaru snímací charakteristiky (oblasti zachycení) a způsobu montáže (na zeď / strop) je potřeba při výběru vhodného čidla uvažovat i nad typem zátěže, tj. jaký druh svítidla / světelného zdroje chcete spínat. Části čidla, která fyzicky pustí proud do připojeného svítidla, se odborně říká „výstup“. Pro snímače pohybu i přítomnosti se nabízí několik typů výstupů a existují různá čidla pro různé druhy zátěže.

Nejběžnějším a nejuniverzálnějším spínacím prvkem je relé

Relátkové spínací jednotky mohou být použity pro všechny typy zátěží (odporová – běžné žárovky, induktivní – některé typy LED žárovek, kapacitní – zářivky a některé LED žárovky). Maximální zatížení reléového vstupu je dáno právě charakterem zátěže a bývá nejčastěji 2300 W (10 A) pro běžné žárovky (odporová zátěž) a 100-400 W (dle doporučení výrobce) pro LED žárovky a zářivky (kapacitní a induktivní zátěže).

Tento typ výstupu nemá omezení na minimální zatížení přístroje (umožňuje spínání od nulové zátěže) a není zde žádný problém s paralelním spojováním více přístrojů (více snímačů pohybu spíná jeden světelný okruh). Na druhou stranu se jedná o mechanický prvek, který má omezenou životnost (většinou min. 10 000 sepnutí) a umožňuje pouze spínání. Jinak řečeno: Relé neumí tlumit světlo.

Polovodičové spínací jednotky

Typicky triak nebo MOS-FET. Nemají žádné mechanické pohyblivé části. Na rozdíl od spínacích jednotek s relé není potřeba k nim připojovat nulový vodič N (čidlo je možné osadit místo běžného vypínače, kde hlavně u starších instalací není nulový vodič k dispozici).

Tato absence třetího vodiče je ovšem velmi často vykoupena tzv. minimální zátěží (typicky 3-30 W dle výrobce), kterou je třeba čidlem spínat, aby jím protékal dostatečně velký proud pro „uživení sebe sama“. Právě kvůli minimální zátěži nejsou některé spínací jednotky s polovodičem (ty s vyšší minimální zátěží) vhodné pro LED a další spořivá svítidla. To je častým důvodem, že světlo se senzorem pohybu, které dlouho spolehlivě fungovalo, najednou fungovat přestane po výměně klasických žárovek za spořivé nebo LED.

Mezi speciální typy výstupů patří například jednotky se dvěma relé, tj. dvěma výstupy. Tato konfigurace se často používá na toaletách, kde druhý výstup slouží pro připojení ventilátoru a jeho vypnutí je časově opožděné oproti výstupu prvnímu a po opuštění toalety a zhasnutí světla větrák ještě chvíli běží. V případě, že je okolní jas vyšší než nastavená hodnota, je spínání světla blokované a sepne se pouze druhý výstup pro ventilátor.

Samostatnou kapitolu pak tvoří přístroje s možností stmívání. Stmívání může být řešeno polovodičem (princip fázové regulace), nebo speciálním výstupem pro svítidla s předřadníkem (0/1 – 10V, případně DALI).

Shrnutí

Pohybové čidlo umí sepnout svůj výstup, když někdo přijde. Pokud je ale další pohyb osoby ve sledované zóně minimální, čidlo na něj nereaguje a dojde z rozepnutí výstupu. Detektor přítomnosti zvládne totéž. Kromě toho je ovšem schopný vyhodnocovat i minimální pohyby ve sledované zóně a nikdy by u něj nemělo dojít k vypnutí výstupu, pokud ve sledovaném prostoru někdo prostě jenom je.

Kromě spínání na základě přítomnosti osob může detektor pohybu umět přítomnost osob nasimulovat. Simulaci přítomnosti můžete pořídit i za pomoci jiných zařízení – např. jednoduchých časových spínačů nebo v rámci komplexní systémové instalace chytré domácnosti. Na rozdíl od obyčejných časových spínačů však detektor přítomnosti dovede působit přirozeněji a věrohodněji. V porovnání se systémovou chytrou domácností ho pořídíte mnohem levněji.

Při výběru se zaměřte na:

• účel použití,
• dosah a oblast zachycení,
• způsob montáže (na zeď / na strop),
• citlivost,
• jaký druh svítidla /zátěže má čidlo spínat.

Správně vybraný detektor pohybu nebo přítomnosti přináší pohodlí a kromě toho šetří energii, protože světla svítí, jen když je to potřeba. Ani obyčejná, klasická elektroinstalace nemusí být úplně „hloupá“. Když do ní na těch správných místech zakomponujete jen o málo sofistikovanější zařízení, rázem tím komfort vašeho bydlení posouváte na jinou úroveň. Pokud si nejste při výběru správného čidla jistí, nechte si poradit od prodejce nebo elektrikáře.

Zajímá vás, jak se čidlo pohybu ke světlu zapojí? Podívejte se na video.

Pozn.: V článku se záměrně nevěnujeme přístrojům určeným pro speciální aplikace jako např. EZS (elektronická zabezpečovací signalizace), na které jsou kladeny jiné požadavky než na přístroje určené pro běžné elektroinstalace.