Датчик движения как работает

Назначение датчика движения

На сенсорный элемент возложена функция определения факта движения любого объекта в зоне досягаемости и управления освещением. Собственно лампа не имеет никакого отношения к реагированию на определенные обстоятельства, но после поступления сигнала от датчика она включается или отключается.

Как только в районе охвата замечено какое-то действие, активируется предварительно заложенная функция на реле. Может быть подана не только команда «включить», но и сигнал на изменение такого параметра, как мощность. Для лампочки с датчиком движения и диммером возможна настройка показателей освещенности по времени суток.

От ранее запрограммированных настроек системы зависит взаимодействие датчика, регулятора освещения и лампы, а также временная задержка на включение. Последнее действие это срабатывание команды на активацию лампы через установленный промежуток времени, в результате которого появляется возможность экономить электроэнергию.

Лампы, дополненные встроенным датчиком движения, чаще всего устанавливают в жилых помещениях, офисах, подъездах. Используют их и для устройства умного наружного освещения.

Человек по свойственной ему невнимательности может оставить свет включенным, а это оборачивается дополнительными расходами. Светильник, включающийся после того, как комната становится пустой, просто решает эту проблему.

Виды ламп с детектором движения

В зависимости от того, как используется энергоноситель, лампы могут быть:

1. Стационарные. Они функционируют только при условии подключения к сети. Установить их можно не в любом месте.
2. Переносные. Это автономные устройства, работающие на сменных батарейках. Плюсом является отсутствие связи с проводами, но существует ограничение по мощности.

В качестве поставщика энергии может быть использована не только традиционная электросеть. Есть лампы, укомплектованные солнечными батарейками с аккумулятором. Работать с таким питанием могут лишь светодиодные светильники, т.к. им необходимо минимум электричества.

По способу соединения существует два варианта: в первом из них датчик движения соединяют с лампой при помощи провода и называется он выносным.

Во втором — сенсорный элемент и светильник являются единой конструкцией, датчик в этом случае называют встроенным. Считывающий элемент может быть как инфракрасным, так и ультразвуковым, основанным на микроволновом излучении.

Лампа с инфракрасным детектором

Наиболее популярными являются устройства, дополненные инфракрасными детекторами. Активизируются они при изменении тепловых характеристик в зоне контроля. Относят такие ИК датчики к пассивным. У этих приборов большой угол захвата, настройки высокой точности, безопасное излучение.

Предназначены светильники с пассивными ИК детекторами только для внутреннего использования. Применение их для освещения дворов и улиц невозможно из-за плохой сопротивляемости температурным перепадам. Они выводят их со строя.

Ультразвуковые и микроволновые варианты

Такого типа датчики движения относятся по принципу действия к активным. У них общий принцип работы — излучение и принятие волн конкретной длины. Светильники с датчиками, отзывающимися на ультразвуковые частоты, являются универсальными. Для них не страшны атмосферные воздействия, поэтому подходят они как для установки в доме, так и извне.

Но недостатки у ультразвуковых сенсоров есть, и главный из них — негативное влияние на животных, способных улавливать излучение. К этому можно приплюсовать ограниченную зону действия, небольшую точность.

Датчики на базе микроволнового излучения работают за счет распространения магнитоэлектрических волн на частоте более 5 ГГц. Оборудуют ими светильники, устанавливаемые в хозяйственных, производственных помещениях. Здесь их действие рассчитано на прохождение перегородок и стен.

Дорогие модели ламп с датчиками, реагирующими на движение, укомплектовывают пультами управления. Их конструкция включает несколько считывающих устройств, контролирующих и в какой-то степени перекрывающих зоны влияния друг друга.

Светильники с датчиками рассчитаны на питание от источника, вырабатывающего переменный ток, напряжением 220 В. Предельная мощность — до 2 кВт, хотя встречаются приборы, работающие от 12 В.

Особенности конструкции лампы

Разница между лампочкой с датчиком движения и самой обычной заключается в наличии реагирующего элемента. Оболочку выполняют в виде фонаря, торшера, люстры или плафона. В паре с детектором движения применяют разные варианты ламп: светодиодные, люминесцентные, галогенные.

Самым удачным является тандем с LED лампой. Эти функциональные устройства отличаются компактностью, удобны в монтаже. Светодиодные модели иногда дополнительно укомплектовывают независимым реле управления, контроллером. Благодаря наличию этих опций можно управлять как яркостью, так и параметрами свечения.

В отдельных случаях в цепь включают защитные системы, предохраняющие от КЗ, температурных перегрузок, больших напряжений. Независимо от внутренней комплектации, принцип работы таких ламп неизменный: у осветительного прибора обязательно есть считывающий элемент — датчик.

Преимущества и минусы ламп с детекторами движения

Лампа с электронным глазом имеет массу преимуществ. Эти устройства очень удобные — при переходе системы в автоматический режим, отпадает потребность в ручном управлении.

Преимуществом является и универсальность светильников. Их можно укомплектовать любым типом светоэлемента, начиная от простой лампы накаливания и заканчивая самой современной и экономичной лампочкой.

Производители выпускают эти устройства в большом размерном диапазоне. Так как они работают только периодически, срок службы у них большой. Лампы могут быть очень декоративными, поэтому часто используются в ландшафтном оформлении.

К светильнику с датчиком движения можно подключить систему сигнализации. Такой союз поможет защитить двор от грабителей. Удачное решение — лампа с лучом, настроенным по всем правилам и размещенная над входной дверью или в темном гараже. Но главным достоинством считается экономичность этих осветительных устройств. Они экономят от 50 до 70% электроэнергии.

К недостаткам можно причислить две особенности таких ламп. Первая — датчик не способен замечать движение, имеющее перпендикулярную направленность по отношению к нему. Вторая — для комнаты, где длительно находятся люди, такой прибор малопригоден.

Особенности установки ламп

Для подключения лампы, дополненной датчиком, подходят все схемы, используемые для простого детектора движения. Существует три вида таких схем.

Первый — это параллельное соединение прибора с выключателем. При таком раскладе освещение включается как по причине обнаружения движущегося объекта в подконтрольной зоне, так и посредством выключателя.

Второй — последовательное подключение датчика и выключателя. Функционировать лампа при таком виде соединения сможет только после замыкания цепи путем включения выключателя.

Третий — комбинированное подключение. После обнаружения движения на контролируемой площади активизируется дополнительное освещение при помощи датчика.

Положение выключателя на это никак не влияет. Главный источник освещения включается выключателем.

Монтаж осветительного прибора с датчиком движения

Рассмотрим процесс на примере светильника, предназначенного для внутренней установки. По своему конструктивному исполнению он подходит как для монтажа на потолок, так и на стену. В корпус заключена обычная лампа, ультразвуковой ВЧ датчик движения, датчик освещенности. Технология монтажа несложная и состоит из шести шагов:

1. На первом этапе прибор подготавливают к монтажу. В комплект обычно входят резиновые уплотнители. Их вставляют в специальные отверстия, предназначенные для ввода кабелей.
2. Обесточивают место установки, путем отключения автоматического выключателя на щите.
3. Питающий кабель протягивают через уплотнитель в корпус светильника. При наличии избыточной длины, укорачивают.
4. Закрепляют корпус на стене или потолке через отверстия, предназначенные для крепежа.
5. Снимают оплетку с питающего кабеля. Если материал корпус является диэлектриком, заземление не понадобится. Задействуют только провода «ноль» и «фаза», предварительно сняв с их концов изоляцию — около 7 мм.
6. Подсоединяют к соответствующим клеммам провода и закрепляют с использованием отвертки. Фазный провод вставляют в клемму L, а нулевой — в клемму N.

Незадействованной останется заглушенная клемма, обозначенная символом L со штрихом. Она управляющая и может быть использована для подсоединения других ламп, вентиляционного или другого оборудования.

Ограничением является только мощность, потребляемая этими приборами. Она не должна превышать, указанную в паспорте, добавочную подключаемую нагрузку.

Чтобы определить, какой из проводов является фазным, нулевым и заземляющим, нужно владеть умением читать цветовую маркировку. И у нас, и в Европе стандарт один — IEC 60446 2004. Согласно этому документу, цвет синий, а иногда сине-белый указывает на рабочий ноль. Заземляющий провод имеет желто-зеленый окрас. Для маркировки фазы применяют оставшиеся цвета — коричневый, черный, красный, белый, другие.

При наличии старой проводки цвета могут не соответствовать стандарту. Здесь для определения их принадлежности к конкретному виду придется пользоваться цифровым мультиметром, индикаторной отверткой или контрольной лампочкой.

Подключение лампы с выносным датчиком

Монтаж лампочки с выносным датчиком движения имеет свои особенности. Вначале устанавливают детектор:

1. Определяют место установки, обеспечивающее наилучший угол обзора.
2. К стене крепят подставку, предварительно снятую с прибора, на высоте минимум 240 см.
3. Зачищают концы проводов напряжения, подсоединяемых к датчику, сняв с них около 1 см изоляции.
4. Вскрывают крышку клеммной коробки датчика. Внутри нее находятся разноцветные провода.
5. Подают 220 В на датчик путем подсоединения нулевого и фазного проводов к напряжению.

В конце изолируют места соединения. Далее приступают к соединению лампочки и датчика. К одному концу лампы подсоединяют фазу, изолируют. Другой конец соединяют с нулевым проводом.

Если фазировка в процессе подключения оказалась случайно перепутанной, устройство работать не будет, но останется в рабочем состоянии. Нужно элементарно поменять местами провода. По этому же алгоритму к детектору возможно подключение провода с вилкой.

Собственно датчик очень прост в управлении. На его корпусе имеется три регулятора, позволяющие изменить заводские настройки:

1. SENS — сенсор. С его помощью устанавливают чувствительность датчика. Опытным путем подбирают такие параметры, чтобы прибор не реагировал на мелких животных.
2. TIME — настройка времени свечения лампы.
3. LUX — регулировка «день-ночь». Настраивают таким образом, чтобы лампа включалась с наступлением сумерек.

По времени срабатывания настройка возможна в диапазоне 0,05 – 15 мин. Наиболее эффективно датчик работает при угле захвата от 120 до 360 градусов, на площади около 20 м.

При определении высоты и угла наклона следует принимать во внимание тот момент, что отдельные инфракрасные датчики могут иметь мертвую зону. Если у прибора неподвижный корпус, а корректирование позиционирования отсутствует, размещать его нужно в соответствиями с техническим паспортом.

Рекомендации специалистов по поводу установки

Специалисты не рекомендуют устанавливать лампы с датчиками, реагирующими на движение, в углах. Причина — уменьшение зоны обзора. Сбои в работе и ложные срабатывания могут наблюдаться и в случае установки такого осветительного прибора возле кондиционеров, радиаторов, тепловых вентиляторов. Иногда светильник может включиться даже при вращении лопастей комнатного вентилятора, от раскачивающихся за окном веток.

При монтаже ламп с датчиками в пределах квартиры специалисты советуют размещать их по центру потолка. Это оптимальное решение вопроса обнаружения объекта в необходимое время и на установленном расстоянии.

Установка светильников с датчиками снаружи предусматривает учет отдельных моментов. Это открытость панорамы, угол обнаружения, проходимость, допустимая нагрузка, дистанция до ограждающих конструкций. По причине недостаточной проходимости иногда монтируют несколько датчиков.

Топ лучших производителей ламп с датчиками

Одним из первых в этом сегменте светотехнического рынка появился производитель из Китая Feron. Известны такие модели этой торговой марки, как AL-559 и FN1200. Их основное достоинство — мощный световой поток.

Качественные светодиодные светильники, оснащенные датчиками движения, производит немецкая фирма Steinel. Это надежные модифицированные модели ламп с инфракрасными датчиками движения RS 16L, RS LED D1.

Популярны светодиодные лампы с таким датчиком, выпущенные польским производителем Kanlux.

Компания из Германии Euroelectric выпускает отличные светильники с сенсорами. У нас известна линейка ламп ST от этого производителя. Так, модель ST-69-2 — хороший вариант для монтажа на стену дома. Она работает в широком температурном диапазоне — от -20С до +40.

Компания Hardt (Польша) поставляет на рынок специальные лампы с датчиками для ЖКХ во влаго- и пылезащитном исполнении. Настенный осветительный прибор Led-Hardt, укомплектован светодиодной лампой, отличается высокой ударопрочностью.

Отличные светильники для освещения домовых территорий, парковок, рекламных щитов выпускает производитель Delux. Здесь производят светодиодные лампы-прожекторы с датчикам движения как узконаправленные, так и заливающего света со степенью защиты IP65.

Примером хорошей универсальной мини-лампы, работающей от батареек, является модель Mighty Light, выпущенная в Китае. Она имеет фотодатчик и встроенный датчик движения. Оснащена водостойким корпусом. Способ установки светильника — беспроводный.

Выводы и полезное видео по теме

Основательный обзор ночной лампы Xiaomi MiJIA, оснащенной датчиком движения:

О монтаже по всем правилам датчиков движения. Приборы с такими датчиками устанавливают по идентичной схеме:

И производители, и специалисты, говоря о преимуществах ламп с датчиком движения, делают основной акцент на их экономичность. Чтобы они действительно были такими, нужна грамотная их установка и настройка. Условия использования и класс защиты светильника также имеют важное значение.

Источник: sovet-ingenera.com

Принцип работы датчика движения и его виды

Устройство слежения контролирует местность, охваченную сектором обзора. Территория ограничена не только углом действия прибора, но и дальностью действия сенсора.

Обратите внимание! Для эффективной работы сенсор располагают в месте, обеспечивающем максимальный обзор.

Как работает сенсор

Прибор осуществляет фиксацию уровня инфракрасного излучения. Если в поле его ответственности появляется объект, имеющий температуру живого существа, устройство получает несколько импульсов, которые воздействуют на цепь и включают освещение. Как только импульсы перестают поступать, происходит разрыв цепи и отключение электричества.

Ниже приведен образец схемы датчика движения для освещения.

Преимущества и недостатки использования датчиков

Благодаря комнатному или уличному датчику освещенности для включения света пропадает нужда в лихорадочном поиске выключателя в кромешной темноте или ключей в сумке.

Виды устройств для отслеживания движения

Сенсоры движения можно разделить по двум категориям:

Наружные датчики контролируют заданный периметр и предназначаются в основном для больших придомовых пространств и хозпостроек. Их радиус реагирования достигает пятисот метров.

Статья по теме:

Фотореле для уличного освещения. Установка данного устройства позволит автоматизировать освещение в зависимости от времени суток. Как устроен такой прибор и как работает? Подробнее в специальной публикации.

Полезная информация! Благодаря уличным датчикам движения для охраны периметра не потребуется никаких особых сигнализаторов. Они сработают, как только посторонний приблизится к охраняемой территории. Злоумышленник не рискнет вторгаться на освещенный участок.

Внутренние сенсоры предназначены для работы в помещении. Они неустойчивы к резкому перепаду температуры и активному воздействию ультрафиолетового облучения.

Ультразвуковые устройства

Принцип работы такого изделия основан на отражении ультразвуковых волн от поверхностей предметов. Этот несложный процесс, получивший имя австрийского физика Доплера, позволяет легко вычислять движущиеся объекты по изменению частоты импульсов. В подобном сенсоре работает устройство, генерирующее ультразвук, неразличимый для человеческого уха.

Если в радиусе действия прибора происходит какое-либо движение, ультразвуковые волны меняют свою частоту, что и фиксируется датчиком.

Полезная информация! Кроме систем освещения, подобные приборы широко используются в автоматических устройствах «парктроник».

Преимущества и недостатки ультразвуковых датчиков движения для включения света.

Инфракрасные приборы

Их работа основана на измерении температуры окружающей среды. Когда в периметр действия сенсора попадают высокотемпературные предметы, он реагирует включением света.

Инфракрасное излучение человеческого тела через комплекс линз и специальных зеркал влияет на сенсор, приводящий в рабочее состояние систему освещения.

Полезная информация! Чувствительность прибора зависит от количества линз, их бывает до тридцати пар в одном приборе.

Преимущества и недостатки подобных приборов.

Микроволновые датчики

Микроволновые приборы действуют, как радиолокаторы. Устройство посылает сигнал и принимает его отражение.

Микроволновое устройство излучает высокочастотную волну. Малейшие отклонения в возвращенном сигнале вызывают цепную реакцию, включающую свет.

Преимущества и недостатки микроволновых датчиков.

Комбинированные приборы

Комбинированные датчики движения для включения света объединяют в себе сразу две или три разновидности сенсоров. Слежение ведется параллельно и очень точно обнаруживает объект в зоне действия. В таких устройствах нет других недостатков, кроме их стоимости. В продаже чаще всего встречаются сенсоры, комбинирующие инфракрасное и ультразвуковое устройство.

Производители и цены

В приборах движения цена напрямую связана с качеством и производительностью прибора. Чем дороже устройство – тем большую зону оно способно охватить. Среди популярных марок стоит отметить приборы фирм:

Стоимость сенсоров начинается от 400 рублей и доходит до нескольких тысяч. Самые рейтинговые среди бюджетных моделей по версии Яндекс.маркета.

Изображение	Модель	Угол обзора, градусов	Дальность действия, метров	Средняя цена, рубли
	Camelion LX-39/Wh	180	12	558
	Rev 3	180	12	590
	Feron SEN30 (датчик движения руки)	30	5-8	759
	PIR16A	180	12	505
	IEK LDD12-029-600-001	120	9	508
	Elektrostandard SNS M 02	180-360	6	512
	ТДМ SQ0324-0014	120	12	519

Советы профессионалов: как подключить для освещения датчик движения

Смонтировать и настроить изделие можно самостоятельно. При покупке необходимо проверить наличие инструктивного материала и руководствоваться его советами.

Обратите внимание! Прибор слежения нужно монтировать в таком месте, где он не сможет срабатывать на посторонние сигналы.

Рекомендации: как установить для включения света датчик движения

Датчики движения для включения света: схемы установки

Монтаж устройства можно осуществить в нескольких вариантах:

Проверка, настройка и регулировка

Для проверки правильности подключения используется временная схема, подключить ее нужно, следуя инструкции в техническом паспорте изделия. Если прибор не срабатывает, значит, допущены ошибки при монтаже.

Сложные устройства можно проверить следующим образом:

Если светодиодный индикатор загорается при движении объекта, прибор работает. Вместо индикатора может быть установлено реле, которое начнет щелкать при обнаружении движения.

После установки датчика необходимо выполнить его регулировку. Время срабатывания таймера можно установить от нескольких секунд до четверти часа. Регулировка чувствительности сенсора – сложный процесс, главная задача в котором – исключить срабатывание прибора на появление домашних животных.

Итоги

Домашние сенсорные датчики позволят значительно сэкономить на освещении. Устройство включит свет в коридоре, кухне, ванной комнате, на пороге дома при появлении человека и отключит его при отсутствии движения.

Стоимость простейших датчиков начинается от 400 рублей. Установить такие сенсоры можно своими руками. Установку более сложных и дорогих устройств лучше доверить профессионалам.

Источник: aquatic-home.ru

Типы датчиков движения

На основе современной элементной базы можно разработать устройство, которое будет соответствующим образом реагировать на любой параметр материального объекта.

Например, приборы, реагирующие на металл или радиоактивность, широко применяются в аэропортах, а датчики фиксирующие увеличение концентрации бытового газа могут быть использованы в домашних и промышленных системах.

Охранные системы предназначены, чтобы защитить объект или территорию  от проникновения посторонних лиц, поэтому датчики движения фиксируют перемещение и массу объекта. В системах сигнализации используются следующие типы датчиков движения:

• Тепловые (инфракрасные) детекторы
• Ультразвуковые активные датчики
• Радиоволновые датчики
• Комбинированные устройства

Инфракрасный датчик

Принцип работы теплового датчика движения основан на определении температуры объекта, которая отличается от температуры окружающей среды. Инфракрасное или тепловое излучение фокусируется специальной оптической системой и направляется на чувствительный полупроводниковый элемент, который называется PIR-сенсор.

Для того чтобы датчик не реагировал на нагретые, но неподвижные объекты типа радиаторов отопления, линзы разбивают зону чувствительности датчика на несколько отдельных лучей. В горизонтальной плоскости, диаграмма чувствительности инфракрасного датчика больше всего напоминает развёрнутый веер. Датчик сработает в том случае, если объект последовательно пересечёт несколько лучей. За подсчёт числа импульсов отвечает микроконтроллер устройства.

Тепловое излучение объекта вызывает изменение электрического потенциала PIR-сенсора. Схема сравнения или компаратор фиксирует разницу между температурой окружающей среды и температурой объекта. Эта разница обрабатывается по определённому алгоритму и в конечном итоге вызывает срабатывание реле, включающего сигнал тревоги.

Таким образом, для срабатывания инфракрасного детектора движения необходимо соблюдение двух условий:

• Объект должен испускать тепловое излучение
• Объект должен перемещаться

Одним из важных параметров, влияющих на работу тепловых датчиков, является скорость движения физического тела. Передвижение с очень малой скоростью может не зафиксироваться, как нарушение контролируемой зоны.

Обычно инфракрасные датчики уверенно реагируют на скорость перемещения объекта от 0,3 до 3,0 м/сек.

Тепловые охранные устройства имеют две основные модификации:

• Объёмный датчик
• Поверхностный датчик.

Модификация определяется конфигурацией зоны обнаружения. Эта зона у объёмного датчика по вертикали и горизонтали имеет форму лепестка, который расширяется на протяжении 10-15 метров от датчика. Поверхностный датчик (штора) образует узкую по горизонтали и широкую по вертикали зону захвата. Датчики, использующие регистрацию теплового излучения от объекта, называются пассивными датчиками.

Примером объёмного датчика может служить охранный извещатель «Фотон-9» (ИО409-8) с углом обзора 90 градусов и длиной зоны 10 метров, а датчик «Астра-531» работает по принципу «штора».

Активные датчики состоят из источника инфракрасного излучения и приёмного устройства, между которыми находится блокируемая зона. Пересечение нарушителем невидимого луча фиксируется приёмником. Такие устройства применяются для охраны периметра. Обычно излучающая система выдаёт несколько параллельных лучей, которые невозможно пересечь незаметно.

Ультразвуковой датчик движения

Схема работы ультразвукового датчика движения основана на принципе звуковой локации. Основу такого датчика составляет звуковой генератор, вырабатывающий колебания с частотой порядка 25-40 КГц. Эти колебания не слышны человеческим ухом, но, как любые звуковые волны, отражаются от препятствия и возвращаются обратно к источнику. Датчик движения имеет излучатель колебаний и микрофон, который воспринимает отражённый сигнал. В соответствии с эффектом Доплера любое движущееся тело пересекающее поток излучения изменяет интерференционную картину. Поэтому частота отражённого сигнала будет немного отличаться от излучаемой частоты.

Если в тепловом датчике происходит сравнение разности напряжений, то в ультразвуковом сравнивается разность частот. В результате, после обработки сигнала, включается реле тревоги. В качестве излучателя и приёмника используются элементы из пьезокерамики. Для повышения помехоустойчивости в схеме устройства применяются активные полосовые фильтры. Ультразвуковой датчик «Астра-642» образует объёмную зону обнаружения всего помещения протяжённостью 10 метров.

Радиоволновый датчик движения

Этот тип охранного извещателя, как и ультразвуковой датчик работает на эффекте Доплера и в компараторе происходит сравнение двух частот – излучаемой и отражённой. Вместо звуковой частоты микрочип охранного датчика генерирует СВЧ излучение с частотой 5,0-12 ГГц. Генератор реализован на диоде Ганна, а передающая и приёмная антенны представляют собой микрополосковые линии. Радиоволновый датчик движения работает как локатор и при необходимости может определять не только появление движущегося объекта, но и расстояние до него.

Датчики движения, работающие на микроволновом излучении, эффективно применяются для сканирования больших площадей и в условиях акустических и тепловых помех, то есть в тех условиях, когда применение инфракрасных и ультразвуковых устройств затруднено или невозможно.

Ограничение на использование СВЧ датчиков движения накладывает негативное воздействие микроволнового излучения на живые организмы, поэтому мощность передатчика выбирается минимальной. Радиоволновый датчик «Аргус-2» (ИО407-5/4) обеспечивает зону обнаружения 16 Х 8 метров или 90 м² при использовании четырёх частотных диапазонов (литер).

Комбинированные датчики движения

Одним из существенных недостатков микроволновых датчиков является то, что СВЧ излучение свободно проникает через лёгкие строительные конструкции. Срабатывание устройства может произойти от помехи, находящейся в соседнем помещении. Чтобы этого избежать в охранных системах применяются комбинированные извещатели. Такая конструкция представляет собой два датчика, работающих на общий контроллер, то есть они включаются по схеме «И».

Обычно в одно устройство объединяются инфракрасный и радиоволновый датчик. Эта схема отличается высокой помехоустойчивостью, надёжностью и отсутствием ложных срабатываний. Комбинированный датчик движения «Сокол-3» (ИО414-3) совмещает в себе инфракрасный и радиоволновый датчики движения. Он устанавливается на потолке и формирует зону обнаружения типа «Шатёр» диаметром до 10 метров.

Источник: videokontroldoma.ru

Инфракрасный датчик движения – это электронное устройство, способное реагировать на изменение интенсивности фонового теплового излучения в зоне его действия. Тепловым излучением обладают абсолютно любые объекты, а не только человек.

Если объект достаточного размера перемещается с достаточной скоростью, пересекая рабочую зону такого датчика, то происходит срабатывание, и датчик подает сигнал на электронную схему управления для выполнения того или иного действия тем или иным устройством. Таким устройством может быть как выключатель или регулятор освещенности помещения, так и охранная сигнализация, либо что-нибудь еще.

Очевидно, что такой инфракрасный датчик может быть применен для различных целей автоматизации, как в домашних условиях, так и на производственных и прочих предприятиях и объектах. Принципиально нет ограничений на области применения инфракрасных датчиков.

В основе конструкции инфракрасного датчика – пироприемники, служащие для распознавания инфракрасного излучения, и мультилинза, состоящая из множества мелких линз. Мультилинза внешне похожа на матовый цилиндр с мелким узором, нанесенным на его поверхность. Пироприемники расположены внутри корпуса датчика за мультилинзой.

Каждая маленькая линза (каждый сегмент мультилинзы) фокусирует инфракрасный свет на один из этих приемных элементов, благодаря чему создается конфигурация сфокусированных лучей, затем, когда объект (источник инфракрасного излучения) перемещается, инфракрасный свет падает уже на другую микролинзу, фокусируясь на другом пироприемнике.

Получается, что на пироприемник то подается сфокусированный инфракрасный свет, то – исчезает. Так обеспечивается условие для срабатывания электронной схемы датчика, подается электрический сигнал на блок обработки, и выполняется то или иное действие тем или иным устройством.

Ясно, что чем больше сегментов содержит мультилинза, тем чувствительней будет работать датчик, поскольку каждая микролинза работает со своим сегментом, охватывая собственную часть объема рабочего пространства, и при перемещении объекта внутри этого сегмента срабатывания не произойдет.

В конструкции инфракрасного датчика зачастую применяются сдвоенные или даже счетверенные пироэлементы, это делается для более точного срабатывания устройства, исключая незначительные световые помехи, вызываемые сменой температуры фона. Счетверенные пироэлементы (два сдвоенных), применяемые в самых последних моделях инфракрасных датчиков, полностью исключают ложные срабатывания.

При установке инфракрасного датчика движения следует соблюсти некоторые важные условия. Во-первых, на датчик не должен падать прямой свет от лампы, он будет мешать правильной работе. Во-вторых, в зоне действия датчика не должно быть никаких посторонних предметов, как то: подвесные светильники, люстры, колонны, высокие элементы мебели, и другие объекты, ограничивающие обзор датчика.

Стеклянные перегородки в зоне действия датчика также будут мешать, поскольку инфракрасный свет не проходит через стекло. Если мешающий предмет все же попадет в зону действия датчика, то это чревато возникновением так называемой «мертвой зоны», в которой перемещение фиксироваться не сможет просто в силу того, что инфракрасный свет не попадет на линзу датчика.

Главной характеристикой инфракрасного датчика движения является радиус обнаружения идущего человека. Радиус перемещения должен обязательно дотягиваться до углов помещения, а в случае, если этого не выходит, в помещении придется установить два или три таких датчика.

Каждый датчик обладает собственной круговой диаграммой обнаружения, и если одной такой диаграммы не достаточно для перекрытия всего пространства, например комнаты, придется установить несколько датчиков, чтобы их диаграммы обнаружения перехлестывались между собой, это обеспечит качество монтируемой системы автоматизации в целом.

Инфракрасные датчики движения бывают разными. Самые обычные модели реагируют на перемещение, но есть и более функциональные модели, расширяющие возможности для автоматизации.

Например, есть модели, могущие вести мониторинг освещенности, если движущийся человек присутствует в рабочей зоне. Когда света из окон достаточно, такой датчик может отключить искусственный свет, и включить его, когда начнет темнеть.

В таких датчиках есть возможность настройки такой чувствительности именно к свету. Особенно актуально это для подъездов домов, когда важно оптимизировать энергопотребление, включая свет только в темное время суток, или только тогда, когда по подъезду идет человек. Материальные расходы, благодаря такой автоматизированной системе могут быть существенно снижены.

Смотрите также по этой теме: Автоматические включатели освещения с инфракрасными и акустическими датчиками

Андрей Повный

Источник: electrik.info

Принцип действия

Каждый объект, излучающий тепло, вырабатывает инфракрасное излучение. В фиксировании этого процесса заключается принцип работы датчика движения. Он сравнивает уровень излучения на конкретном участке с фоновым и при достижении определённой разницы между ними подаёт сигнал соединённой с ним аппаратуре, будь то выключатель лампы или сигнализация.

Важной деталью в этом процессе является правильный диапазон чувствительности устройства. Если он слишком высокий, то датчик может срабатывать ложно — например, на тёплый воздух. Если же показатель ниже, чем нужно, то прибор не среагирует даже тогда, когда в поле его действия появится человек.

Устройство прибора

Простейший ИК-датчик состоит из двух небольших линз Френеля — сложных составных конструкций из множества призматических фасеток, образующих выпуклую чашу. Они собирают информацию о тепловых волнах с конкретного участка и передают её подсоединённым к ним чувствительным сенсорам. Обычно полученные обеими линзами данные примерно одинаковы — это значит, что движения нет. Если же между ними появляется существенная разница, то в «поле зрения» детектора появился человек или другой объект, излучающий большое количество тепла.

На деле устройство с двумя линзами будет непрактичным из-за слишком низкой чувствительности. В современных моделях датчиков их установлено по несколько десятков — от 20 до 60.

Точные схемы детекторов движения отличаются у разных производителей, но их примерное устройство похоже. Прибор состоит из следующих элементов:

• Оптическая система. Включает в себя множество линз, которые в зависимости от модели устройства могут быть разных форм и размеров, необходимых для покрытия нужного участка пространства. Отделена от прочих элементов системы герметической камерой, чтобы избежать воздействия вырабатываемого ими тепла. Может контролировать одну или несколько плоскостей пространства, а также делать это вкруговую или по лучу.
• Сенсор. Чаще всего им является пироэлектрический элемент, но иногда встречаются модели с термопарами, микроболометрами и полупроводниками. Регистрирует показания, полученные от оптической системы, и при возникновении в них неоднородности подаёт сигнал необходимому прибору.
• Блок обработки сигнала. Анализирует длину, амплитуду и форму помех в инфракрасном излучения, чтобы предотвратить ложные срабатывания. Их могут вызвать такие факторы, как солнечный свет, вибрация, электромагнитные волны, движения животных, тепло бытовых приборов или электроники и даже перемещение потоков воздуха. Более простые блоки обработки всего лишь «отсеивают» слишком слабые сигналы, в то время как сложные версии устройств анализируют длительность и частоту неоднородностей и на их основании определяют, помехи это или нет.

Стоит отметить, что всё, в чём заключается принцип действия датчика движения — это получение информации о наличии в его зоне действия человека. Поэтому он почти никогда не используется без подключения к другим устройствам, которые эту информацию используют. Ими могут быть такие приборы:

• сигнализация, включающая тревогу;
• охранные системы, отправляющие уведомление владельцу датчика и службе безопасности;
• лампы, подсветка бассейна и прочие осветительные приборы, которые включаются или выключаются в зависимости от наличия в их зоне действия людей;
• климатическая техника, изменяющая свои параметры по такому же принципу.

Чаще всего продаются ИК датчики тоже не самостоятельно, а в комплекте с охранными системами или другой техникой.

Но бывают и исключения — тогда подключать и настраивать устройства придётся самостоятельно. Пользователю для этого будет предоставлен доступ к личному кабинету на сайте и в мобильном приложении, откуда он сможет задать параметры взаимодействия приборов.

Плюсы и минусы

Детекторы движения, которые реагируют на инфракрасное излучение, конкурируют с ультразвуковыми, микроволновыми и комбинированными датчиками. У каждого из них имеются свои плюсы и минусы, позволяющие каждому типу оставаться на рынке. Среди преимуществ ИК датчиков можно выделить такие их особенности:

• Абсолютная безопасность для здоровья. Устройство не генерирует никаких волн, а только принимает их от окружающих объектов и анализирует. Это выгодно выделяет его на фоне приборов, которые подвергают помещение пусть и небольшому, но постоянному воздействию ультразвука (он безопасен для человека, но может вызвать дискомфорт или даже серьёзные проблемы со здоровьем у домашних животных) или СВЧ-излучения.
• Возможность точной настройки расстояния и угла, под которым должен находиться движущийся объект для подачи сигнала.
• Возможность работы на улице. Датчик реагирует только на объекты, создающие разницу температур.

Есть у него и существенные недостатки. К ним можно отнести такие свойства:

• Высокая вероятность ложных срабатываний от безобидных воздействий.
• Зависимость от окружающей среды. Датчик не может эффективно работать при слишком высокой или низкой температуре — выше +50 °C или ниже -35 °C.
• Возможность обмануть детектор. Если перед ним двигаться очень медленно, то прибор может посчитать возникшие от этого колебания в инфракрасном излучении помехами. Кроме того, датчик не видит объекты, покрытые не пропускающими ИК-излучения материалами или обладающие отличной теплоизоляцией и сливающиеся с температурным фоном.

При всех этих плюсах и минусах он относится к средней ценовой категории — дешевле, чем СВЧ-детекторы, но дороже ультразвуковых.

Иногда ИК датчик совмещается с ними в комбинированные устройства, чтобы разные типы улавливателей излучения могли покрыть недостатки и слабые места друг друга.

Сферы использования

Среди всех этих видов датчиков именно инфракрасные наиболее распространены — и судя по аналитике, их рынок будет только расти. Устройства довольно часто встречаются в повседневной жизни и используются в следующих сферах деятельности:

• производство электроники, в том числе сенсорных телефонов и планшетов, игровых консолей и умных часов;
• установка систем автоматического открывания дверей в домах и общественных зданиях;
• автомобилестроение — датчики входят в конструкции подушек безопасности, систем для облегчения маневрирования при парковке и автомобилей с системами автоматического управления;
• здравоохранение;
• оборонное производство;
• строительство самолётов.

Но наибольшая их доля приходится на системы безопасности различного рода и контроль за системами умного дома.

Охрана помещений

Установка ИК детектора движения — очень распространённый способ узнать о проникновении нарушителей в жилой дом или на любую другую территорию. Для этого его подключают к охранным системам, которые помогут предотвратить дальнейший ущерб и оповестить о нарушении границ собственности не только её владельца, но и правоохранительные органы, охрану и службы безопасности.

В зависимости от настроек охранная система может послать владельцу СМС, электронное письмо, уведомление или даже позвонить при получении сигнала от прибора. Кроме того, ею могут быть активированы дополнительные защитные механизмы: включение сигнализации или оповещателя, закрытие автодверей и блокировка замков, выключение света или полное обесточивание помещения.

Эффективность такой охраны во многом зависит от правильности размещения инфракрасного сенсора на охраняемом периметре. Помимо покрытия всей территории, он должен располагаться на определённой высоте и под правильным углом, чтобы минимизировать шансы злоумышленника слиться с тепловым фоном. При установке также учитывается наличие козырьков, оконных и дверных рам, украшений — всё это может оказать воздействие на сенсор при его неправильном монтаже.

Кроме того, для охранных датчиков очень важно наличие антисаботажной системы, которая активирует сигнал и оповещает владельца, если кто-то попытался сломать устройство или оказать воздействие на его радиус обзора.

Системы «умного дома»

Помимо использования в охранной сфере, инфракрасные датчики движения широко применяются для автоматизации освещения и регуляции температуры в жилых домах, офисах и прочих помещениях, где часто бывают люди. Они получают информацию об изменении внешней среды — например, о появлении в зоне действия датчика излучения, вызванного теплом человеческого тела — и передают её другим устройствам, которыми могут быть лампы, кондиционеры, системы для открытия дверей и прочие полезные в быту устройства. Они реагируют на сигнал и изменяют свои параметры соответствующим образом.

По подсчётам зарубежной компании исследования рынка Markets and Markets, которые были проведены в 2015 году, автоматизация техники с помощью датчиков снижает траты на освещение на 60—70%, а общий расход электроэнергии — на 40%.

В зависимости от типа отслеживающего устройства, его возможности фиксировать длительное присутствие и реагировать на движения, оно может как просто контролировать включение-выключение света, так и регулировать его яркость, цвет, мощность и прочие параметры. Инфракрасный датчик движения в таких системах часто совмещают с другими типами отслеживающих устройств, например, с детектором света. Такая комбинация позволяет поддерживать в определённом помещении один и тот же уровень освещённости в любое время суток, когда там кто-то находится.

Регуляция температуры работает похожим образом. ИК датчик улавливает присутствие или отсутствие людей в помещении и передаёт технике соответствующие сигналы: включиться, выключиться или изменить настройки. Например, он может дать обогревателю или тёплому полу команду повысить мощность или включить кондиционер, если кто-то вошёл в слишком холодное или тёплое помещение.

В комплексах для автоматической регуляции климата, помимо детекторов ИК излучения, почти всегда присутствуют датчики температуры и другие механизмы, дополняющие друг друга для достижения лучших результатов.

Критерии выбора

Чтобы правильно выбрать инфракрасный датчик движения, необходимо сначала определить цель, для которой он будет использоваться. Для дома можно выбрать прибор с меньшим диапазоном рабочих температур, но с большим углом обзора. Для улицы устройство должно обладать определённым классом защиты — 55 или 65 — и быть защищённым от воздействия ветра, дождя и прочих факторов окружающей среды. Кроме того, стоит обратить внимание на следующие параметры:

• угол и дальность обнаружения неоднородностей в тепловом фоне;
• точность и удобство настройки параметров включения и выключения, например, промежуток времени срабатывания и порог чувствительности;
• потребление электричества, наличие энергосберегающей функции;
• сфера деятельности, под которую приспособлен датчик;
• эффективность как охранного устройства.

Немаловажную роль в выборе датчика движения играет и его финансовая доступность для покупателя. Однако стоит отметить, что в случае с этим прибором самый дорогой вариант всегда является лучшим: например, оснащённый зеркальной оптикой детектор с огромным радиусом действия будет не нужен при установке умного освещения в небольшой ванной, а сверхчувствительный датчик будет лишним на улице, где животные и машины будут провоцировать ложные срабатывания.

Источник: 220v.guru

Другие статьи по теме:

Светодиодная лампа стала тускло светить Лучшие светодиодные лампы Что делать если разбилась люминесцентная лампа Рассчитать освещенность помещения светодиодными лампами Точечные светильники для натяжных Регулятор освещения для светодиодных ламп