Выбор датчика по приниципу работы
Для определения движения используются разные технологии:
Инфракрасные (ИК) волны
Эти датчики реагируют на тепло, исходящее от объекта. Подходят как для улицы, так и для дома или квартиры.
Плюсы:
|
Минусы:
|
Ультразвуковые сканеры
Реагируют на волны, отраженные движущимся объектом в пределах радиуса захвата.
Плюсы:
|
Минусы:
|
Датчики с микроволнами
Генерируют сверхвысокие волны и контролируют отражённые сигналы.
Плюсы:
|
Минусы: |
Дуальные (комбинированные) приборы
Датчики, которые работают с использованием двух технологий (например, ультразвук и инфракрасные волны). Это надёжные, но дорогие приборы.
Классификация датчиков движения для включения света
Перед приобретением прибора обнаружения перемещения следует разобраться и понять, какие функции он будет выполнять. Потому существует обширное множество разнообразных типов и видов сенсорного оборудование.
Самым первым и самым главным различием детекторов движения является, какой волновой спектр он использует:
- Инфракрасный. Такие модели устройств, предназначенные для обнаружения движения, регистрируют излучения тепла объектом. Недостаток – это ложное срабатывания на перемещения животных и потоков горячего воздуха, например, от кондиционера. Инфракрасный волновой спектр абсолютно безопасен для здоровья человека.
- Ультразвуковой. Детектор присутствия работает в пределе 20-60 кГц. Прибор генерирует звуковую волну, которая отражается от объекта, регистрируется и анализируется устройством. Недостатками таких моделей является возможность несрабатывания детектора из-за того, что объект слишком медленно движется, применение малого радиуса действия, а также не исключена возможность отпугивания ультразвуком домашних животных.
- Микроволновый. Принцип работы такого детектора заключается в использовании электромагнитной волны высокой частоты, в 1 ГГц. Прибор выпускается значительно небольших габаритных размеров, что позволяет его скрытно установить. Радиус и дальность работы таких устройств зависит от величины мощности СВЧ-передатчика и чувствительности приемного модуля детектора. Условия окружающей среды и наличие небольших преград и перегородок особого влияния на работу детектора движения не оказывают. Но такие микроволновые устройства имеют достаточно высокую стоимость.
- Комбинированный. Детекторы совмещают в себе инфракрасный и ультразвуковой волновые спектры.
Второе разделение детекторов присутствия заключается в том, где устройство будет установлено:
- Снаружи здания. Радиус работы такого оборудования находится в промежутке от 100 до 500 м. В основном их монтируют на больших площадях промышленных предприятий или просто во дворе частного, загородного дома.
- Внутри здания. Установка производится в любой комнате, помещении дома, квартиры и других. Применение такого регистратора осуществляется с использованием малого радиуса действия, величина которого зависит от площади помещения.
Третье разделение устройств обнаружения движения происходит по способам установки и монтажу оборудования:
- Настенный или угловой. Из названия понятно, что такой датчик крепится на стене или в углу стен и потолка. Такой прибор снабжен небольшим углом обзора, что также позволяет избежать ложных срабатываний сенсора.
- Потолочный. Крепится на потолок, использует угол обнаружения 360 градусов. Очень удобно применять такие регистраторы присутствия для включения световых приборов в помещениях, где несколько дверей.
И четвертое разделение сенсорного оборудования – по способу питания детектора электрической энергией:
- Проводной. Является очень надежным источником электропитания, что позволяет обеспечить бесперебойную и безотказную эксплуатацию регистратора перемещения. Минусом такого способа электроснабжения является то, что необходимо протягивать метры провода и искать свободную розетку.
- Автономный. Датчик движения питается от одного или нескольких аккумуляторов, которые, в основном, вставляются в корпус устройства. На рынке присутствуют также модели оборудования обнаружения перемещения, которые питаются от солнечных батареек. Недостатком таких моделей служит постоянный контроль за потребляемым током, который может менять свои величины и значения во времени.
И это только основные группы разделения такого типа оборудования, так как оно очень разнообразно.
Принцип работы микроволнового датчика движения.
В отличие от инфракрасного датчика, где сигналом на включение является изменение тепловой обстановки, у микроволнового датчика принцип работы совсем другой. Как следует из названия, этот датчик реагирует на изменение радиочастотного (микроволнового, СВЧ) поля, которое сам и генерирует.
Микроволновый датчик движения ДДМ-01 излучает высокочастотные электромагнитные волны с частотой 5,8 ГГц или около того. Затем датчик реагирует на изменения в отражаемых волнах, которые могут вызваться перемещением объектов в контролируемой зоне. Причем, объект может быть не только теплокровным, живым, но и вообще любым. Главное – чтобы от него отражались радиоволны. А на таких частотах они отражаются от любого предмета, хоть и немного по-разному.
Используется принцип радиолокации, или радара, при котором объект не только обнаруживается ( в данном случае в этом нет необходимости), но и вычисляется его важнейшая характеристика – скорость. А если скорость не равна нулю, то объект движется, а если движется, то датчик срабатывает! Это называется эффект Допплера.
Эффектом Допплера пользуются и в ГИБДД, и в радиолокации, и в быту)
Датчик определяет движения объекта, как на приближение, так и на удаление. Причем, как показала практика, приближение прямо к датчику даёт бОльший эффект в смысле обнаружения, чем прохождение рядом. Опять же, “виноват” эффект Допплера, я писал выше, почему так происходит. Но всё это – весьма условно, о реальной зоне обнаружения будет сказано ниже. Я изучал этот предмет почти 20 лет назад, немного подзабыл, и “путаюсь в показаниях”. Знатоки радиолокации и распространения радиоволн – прошу в комментарии.
Технические характеристики
После того, как определились с тем, какой датчик движения для включения света вы будете ставить, надо подобрать его технические характеристики.
В технических характеристиках беспроводных моделей есть еще частота, на которой они работают и тип элементов питания
Угол обзора
В зависимости от места установки и требуемой зоны обнаружения выбирают радиус обзора
Если дверь одна (подсобное помещение, например), может быть достаточно узкополосного датчика. Если в помещение входить могут с двух-трех сторон, модель должна уметь видеть, как минимум, на 180°, а лучше — во все стороны. Чем шире»охват», тем лучше, но стоимость широкоугольных моделей значительно выше, так что стоит исходить из принципа разумной достаточности.
Есть также угол обзора по вертикали. В обычных недорогих моделях он составляет 15-20°, но есть модели, которые могут охватывать до 180°. Широкоугольные детекторы движения обычно ставят в охранных системах, а не в системах освещения, так как стоимость их солидная. В связи с этим, стоит правильно подбирать высоту установки прибора: чтобы «мертвая зона», в которой детектор просто ничего не видит, была не в том месте, где движение наиболее интенсивное.
Дальность действия
Тут снова-таки, стоит выбирать с учетом того, в помещении будет устанавливаться датчик движения для включения света или на улице. Для помещений радиуса действия в 5-7 метров хватит с головой.
Дальность действия выбирайте с запасом
Для улицы желательна установка более «дальнобойных». Но тут тоже смотрите: при большом радиусе охвата ложные срабатывания могут быть очень частыми. Так что слишком большая зона покрытия может быть даже недостатком.
Мощность подключаемых светильников критична, если включаться будет группа фонарей или один мощный
Чтобы не переплачивать за повышенную пропускную способность датчика движения, да еще и сэкономить на счетах за электричество, используйте не лампы накаливания, а более экономичные — газоразрядные, люминесцентные или светодиодные.
Предлагаем ознакомиться Какой свет должен быть в курятнике
Кроме явного деления на уличные и «домашние» есть еще один тип деления по месту установки датчиков движения:
- Корпусные модели. Небольшая коробочка, которая может монтироваться на кронштейне. Кронштейн закрепляться может: на потолке;
- на стене.
Вид датчика движения по внешнему виду не определишь, можно лишь понять на потолке он устанавливается или на стене
Встраиваемые модели для скрытой установки. Миниатюрные модели, которые могут устанавливаться в специальные углубления в незаметном месте.
Если освещение включается только для повышения комфорта, выбирают корпусные модели, так как при равных характеристиках они дешевле. Встраиваемые ставят в охранных системах. Они миниатюрные, но более дорогие.
Некоторые детекторы движения имеют дополнительные возможности. Некоторые из них явное излишество, другие, в определенных ситуациях, могут быть полезны.
- Встроенный датчик освещенности. Если датчик движения для включения света установлен на улице или в помещении с окном, включать свет в светлое время суток нет необходимости — освещенность достаточная. В этом случае либо в цепь встраивают фотореле, либо используют детектор движения со встроенным фотореле (в одном корпусе).
- Защита от животных. Полезная функция, если есть коты, собаки. С такой функцией ложных срабатываний намного меньше. Если собака большого размера, даже эта опция не спасет. Зато с кошками и мелкими собаками она работает неплохо.
Для многих полезной функцией будет защита от срабатывания при появлении животных
- Задержка отключения света. Есть устройства, которые выключают свет сразу после того как объект покидает из зону действия. В большинстве случаев это неудобно: свет еще нужен. Потому удобны модели с задержкой, а еще удобнее те, которые позволяют эту задержку регулировать.
Это все функции, которые могут быть полезны
Особенно обратите внимание на защиту от животных и задержку отключения. Это действительно полезные опции
Какие бывают виды чувствительных элементов?
Основных вида существует три:
- ультразвуковой;
- микроволновый;
- инфракрасный.
Каждый из них имеет свои способы работы и срабатывания. Не вдаваясь в подробности качеств их работы, отметить необходимо главное. Ультразвуковой и микроволновый отслеживают изменение длины волны отражаемой или проходящей на вверенной им территории. Инфракрасный следит за тепловыми излучениями объектов, реагируя на повышенные температуры.
Ультразвуковой за счет своей достаточно слабой чувствительности к медленным и плавным передвижениям часто не реагирует на медленные перемещения насекомых или животных. Сквозь предметы он не проходит вовсе, поэтому срабатывания на иные источники не происходит.
Микроволновый аппарат в свою очередь способен пронзать тонкие перегородки и по этой причине реагирует на движение капель воды на окне, в трубах и не только. Реакция происходит на любое передвижение, поэтому с ним сложнее всего в настройке. Чаще всего его используют в качестве охраны периметра или для охраны пустынных складов или специализированных объектов, на которых даже перемещения животных являются под строгим запретом.
Комбинированный датчик движения
Инфракрасный аппарат не способен реагировать на перемещения воды, однако с легкостью воспринимает любых животных. Имеет множество слепых зон в виде толстых перегородок.
Как видно из описаний у каждого прибора есть свои проблемы. Часто их решениями становятся комбинации разных элементов. Так и появились комбинированные датчики в которых детекция не происходит пока один элемент не подтвердит движения зафиксированного другим. Это помогает в случаях:
- когда за окном течет вода, ультразвуковой или инфракрасный не среагируют на это. Таким образом, срабатывания не произойдет, но одновременно с этим оба чувствительных элемента одинаково уловят передвижения человека;
- когда температура радиатора превысила допустимую норму инфракрасного сенсора, или на кухне закипел чайник. Любой прибор кроме инфракрасного скажет, что это не относится к поводу для срабатывания, и оберегут инфракрасный прибор от ложного срабатывания;
- однако приборы могут работать и в команде для работы в качестве переключателя освещения. Звуковой может воспринимать и включать освещение заблаговременно благодаря шуму из слепой зоны для инфракрасного прибора.
Эти и многие другие примеры являются неоспоримыми преимуществами комбинированных сенсоров. Однако они имеют существенно более высокую цену, нежели однородные аналоги. Так есть ли возможность бороться с ложными срабатываниями при помощи однородного чувствительного элемента? В особенности с таким срабатыванием как реакция на животных, от которой незащищен ни один из существующих чувствительных приборов.
Рекомендуем купить
Основные характеристики
Разобравшись с разновидностями датчиков движения, рассмотрим их технические характеристики, чтобы правильно выбрать нужную модель устройства. ДД различаются по следующим показателям:
- дальности;
- углу обзора;
- мощности подключаемой нагрузки;
- наличию дополнительных функций.
Угол обзора и дальность действия
Датчик движения может иметь горизонтальный угол обзора в 90-360°. В том случае, если на объект можно попасть с любого направления, используют сенсорные устройства с радиусом действия 180-360°. При установке ДД на поверхность стен, достаточно будет устройства с обзором в 180°. При монтаже прибора на вышке или на столбе, нужен сенсор на 360°. В помещениях можно устанавливать датчики, мониторящие движение в небольшом секторе.
Существуют модели датчиков движения с вертикальным углом обзора. В недорогих устройствах он составляет 15-20°, в некоторых ДД угол охвата может быть до 180°. Однако подобные приборы, в основном, устанавливают в системах безопасности, а не для включения освещения.
Угол обзора – одна из важнейших характеристик датчика движения для управления освещением
Дальность действия обуславливается местом расположения устройства: снаружи зданий или в помещении. Для установки в квартире или доме достаточно прибора с радиусом обнаружения на 5-7 м. Если же сенсоры будут устанавливаться на улице, то нужен более дальнобойный прибор. Но, в этом случае, нужно быть готовым к частым ложным срабатываниям.
От дальности срабатывания зависит эффективность сенсоров
Мощность подключаемой нагрузки
Каждое устройство с сенсором рассчитано на работу с определённой нагрузкой, то есть оно рассчитано на пропуск тока конкретного номинала. По этой причине, при выборе датчика, необходимо знать суммарную мощность осветительных элементов, которые будут подключены к прибору. Чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию и не переплачивать за пропускную способность устройства, следует использовать газоразрядные, светодиодные или люминесцентные лампы.
Обязательно нужно учитывать мощность подключаемой нагрузки
Дополнительные функции
Производители оснащают некоторые свои модели дополнительными функциями. Одни действительно нужны, а без других вполне можно обойтись. Среди таких возможностей:
- встроенный датчик освещённости. В дневное время нет необходимости в освещении на улице или в помещениях с окнами. Чтобы датчик движения не срабатывал днём, некоторые модели оснащаются встроенным фотореле;
- настройка на срабатывание от животных. С подобным дополнением прибор не будет реагировать на котов и собак среднего размера. К сожалению, с крупными животными данная опция не поможет;
- задержка выключения. Большая часть устройств выключает освещение после того, как объект выходит из зоны действия прибора, что довольно неудобно. Именно потому, производители выпускают модели, в которых предусмотрена задержка отключения, а также её настройка.
ДД с фотореле
Датчики могут ложно срабатывать на домашних животных
Функцию срабатывания можно настроить по своему усмотрению
Это все полезные дополнения для ДД включения света. Особенно важны две последние опции. Всё остальное – это просто ненужные навороты, которые приводят к излишнему удорожанию устройства.
Как работает
Любой датчик движения, включая микроволновой, используется для контроля системы освещения (сама система может быть различной) посредством специального сигнала, который преобразуется в сенсорной части прибора и уже в измененном виде подается на подключенный прибор (светильник, сигнализация и т.д.).
Принцип работы СВЧ-датчика движения
СВЧ-датчик, реагирующий на движение, работает по следующей схеме:
- прибор излучает электромагнитные высокочастотные волны. Частота испускаемых датчиком волн может разниться, в зависимости от модели и производителя. Зачастую данный параметр составляет около 5,8ГГц;
- волны, попадая в контролируемую зону, начинают отражаться от находящихся в ней объектов;
- отраженные волны фиксируются сенсором устройства. При обнаружении изменения возвращенного сигнала (при наличии даже незначительных изменений), микропроцессор прибора активирует запрограммированную функцию. В нашей ситуации — включение освещения.
Принцип функционирования СВЧ-датчика, реагирующего на движения, базируется на принципе Доплера, что делает его очень схожим с ультразвуковыми моделями. Сенсор устройства занимается анализом отправленного и принятого сигнала на предмет наличия различий. При обнаружении несоответствий, датчик начинает активно работать, замыкая цепь. А при соответствии отосланных и принятых импульсов, он остается функционировать в пассивном режиме.
После активации при фиксации прибором отсутствия изменений возвращенного сигнала, происходит размыкание цепи, отключение освещения и переход датчика в спящий режим.
Сам прибор функционирует в диапазоне сверхвысоких частот. Длина испускаемой им волны может колебаться в диапазоне от 1 мм до 1 м.
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.
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.
Заключение
Из всего вышесказанного можно увидеть, что датчик микроволнового типа обладает массой достоинств, но и вместе с тем и заметными недостатками (шутить со здоровьем не следует). Поэтому такие модели чаще всего применяются для автоматизации системы уличного освещения. Только в такой ситуации вы исключите негативный эффект от микроволнового излучения, а также обеспечите себя качественной системой автоматического освещения.
Датчик движения
— это устройство для получения информации о состоянии контролируемой им системы, преобразующее данные об изменении характеристик исследуемой области в сигнал, удобный для дальнейшего использования.
Если говорить бытовым языком, датчик движения определяет наличие перемещений в видимой ему зоне и в случае обнаружения, выполняет заложенную в нем функцию, чаще всего подает напряжение на один из своих контактов или же наоборот — размыкает выходные контакты.
В повседневной жизни датчики движения чаще всего используются в:
1. Охранных системах, сигнализациях, системах контроле доступа (в том числе автомобильных)
2. Управлении освещением
3. Системах умного дома, для управления различными устройствами вентиляции, кондиционирования, автоматического открывания дверей и т.п.Под понятием «датчик движения» или «датчик присутствия», часто скрываются устройства совершенно разного принципа действия, выполняющие единую задачу, только различными способами.
В настоящее время наибольшее распространение получили следующие виды датчиков движения:
1.Инфракрасные датчики движения (ИК)
2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)
3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)
4. Комбинированные датчики движения
Каждый из этих типов датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны и используется в различных ситуациях и условиях. Основные характеристики свойственные всем датчикам движения такие как: способы установки, подключения, форм-фатор и другие, мы описывали в статье:
|
RozetkaOnline.ru |
|
|
Датчики движения для дома | Советы по выбору Полезная информация о различных характеристиках датчиков движения, которые нужно учитывать при выборе и приобретении. Раздел:Статьи |
А теперь давайте рассмотрим подробнее каждый из типов датчиков движения, принцип их действия, особенности эксплуатации, варианты использования и области применения.
Принцип Действия Инфракрасного датчика движения
Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.
Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.
Как работает инфракрасный датчик движения?
Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.
Основные недостатки инфракрасных датчиков движения:
— Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.
— Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.
— Относительно небольшой диапазон рабочих температур
— Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК — излучение материалами
Плюсы инфракрасных датчиков движения:
— Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов
— Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.
— При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая
Подробное описание установки и подключения инфракрасного датчика движения описано в нашей статье :
RozetkaOnline.ru
|
Подключение датчика движения | Фото-инструкция Подробная пошаговая фото-инструкция — Подключение датчика движения Раздел:Инструкции |
