Как работает датчик движения - АВТОМОБИЛЬНЫЙ ПОРТАЛ

Как работает датчик движения

Основные принципы работы датчиков движения

При упоминании прибора под названием «датчик движения», в первую очередь возникают ассоциации с охраной банков, музеев и секретных объектов. Воображение рисует картинку пересекающихся лазерных лучей, через которые виртуозно пробирается шпион или грабитель.

Отчасти, это верно, поскольку некоторые виды датчиков обнаружения движения используются в охранных комплексах. Однако по мере удешевления технологии, эти устройства стали доступными для широких масс. Тем более что принцип работы датчика движения никогда не являлся секретом, и от использования его в домашних условиях удерживала только высокая стоимость.

Для чего нужен датчик движения

В шпионских боевиках он показан, как грозный страж, включающий пулеметы при проникновении на важный объект. Может быть, такая система и существует, проверять не будем. На самом деле, датчики движения регистрируют любые виды перемещения объектов, и сообщают информацию в некую электронную систему.

Что происходит дальше

В зависимости от того, как устроен алгоритм работы, после срабатывания сенсора может произойти следующее:

  • включение (отключение) освещения;
  • запуск вентиляции;
  • начало (прекращение) работы некоего механизма;
  • включение отопительной системы;
  • срабатывание охранной тревоги;
  • старт видеозаписи;
  • передача информации на центральный пульт управления объектом либо механизмом.

Список можно продолжить, но из него уже понятно назначение прибора: любые его разновидности предназначены для подключения некоего алгоритма при появлении в секторе обзора предмета или живого организма.

Принцип действия датчика движения

За исключением механических приспособлений, вроде натянутой проволоки или веревки (такие типы датчиков движения существовали до изобретения электричества), сенсоры представляют собой электронное устройство. Для того чтобы обнаружить перемещение объекта, необходимо работа по принципу радара. Собственно, радары и эхолокаторы — это разновидности вышеупомянутых датчиков, только покрупнее масштабом. Принцип работы бытового (гражданского) датчика движения также основан на пересечении любого вида излучения. По принципу работы с сигналом, сенсоры бывают трех видов:

  • Прерывающие (линейные): в основе излучатель линейного сигнала (как правило, лазерный луч), и приемник. Пока фотодатчик фиксирует излучение — прибор в состоянии покоя. При пересечении луча движущимся объектом — устройство подает сигнал.Преимущество такой технологии в простоте реализации. Недостаток — одиночный луч легко обойти. Кроме того, такой сенсор состоит из двух частей, что не всегда удобно.
  • Отражающие (объемные): в основе лежит принцип работы радара. Излучатель посылает рассеянный или концентрированный сигнал (по выбору заказчика). Если на его пути нет препятствия, датчик в состоянии покоя. Любой попавший в сектор действия предмет, отразит часть излучения.Отраженные волны улавливаются приемником, установленным в том же корпусе, и сенсор переводится в состояние тревоги. Преимущества: широкий сектор обзора, удобно монтировать (электроника в одном корпусе), возможность настройки. Недостаток: нужно отсекать ложные срабатывания, иначе прибор будет функционировать невпопад.
  • Пассивные: сами ничего не излучают. Как же работают такие датчики движения? Их чувствительные сенсоры улавливают волны, испускаемые другими предметами. Преимущество — простота и дешевизна, отсутствие ненужного волнового фона. Недостаток: улавливают только одушевленные предметы (люди, животные). Большинство сенсоров этого типа настроены на тепловой фон живых существ.

Какой прибор выбрать? Зависит от задач. Для защиты или фиксации появления объекта в коридоре или некоем портале (дверь, проем, окно), подойдет прерывающий комплект сенсоров. Если необходимо зафиксировать перемещение в замкнутом пространстве или на территории — лучше выбрать отражающий или объемный датчик.

Именно по этому принципу работают популярные датчики движения для включения (выключения) света. Только при попадании объекта в сектор действия, не срабатывает сигнал тревоги, а включается освещение.

Информация: Экономистами подсчитано, сколько электроэнергии сохраняет использование датчиков движения для автоматического включения света. Деньги, затраченные на приобретение этого оборудования, окупаются в течение 1–2 лет.

Правда, есть несколько оговорок:

  • использование сенсора для освещения разумно только на территориях (в помещениях), где редко находятся люди;
  • при многократном подключении (отключении), люминесцентные и спиральные лампы быстро выходят из строя: лучше использовать LED или галогеновые светильники.

Устройство и технологии датчика движения

  • Начнем с прерывающих. Как мы уже знаем, прибор состоит из излучателя и приемника. Простейшая реализация — фото пара с линзой, формирующей направленный луч. Однако подобные устройств не применяются уже несколько десятков лет. Какой датчик можно считать современным? Тот, который использует когерентный или поляризованный луч. То есть, лазер.

Для справки: Лазерный луч может быть видимым или невидимым. Это расширяет возможности прибора при использовании в охранных системах.

Вариантов исполнения два: в одном корпусе или с разделенным приемником и передатчиком. В первом случае необходимо электрическое объединение двух узлов в единую электрическую систему. Второй вариант использует отражающую поверхность, и луч возвращается в приемный сенсор, расположенный рядом с излучателем.

Для улицы такое исполнение не подойдет, слишком много потенциальных предметов для срабатывания (птицы, животные). Поэтому необходимо дублировать лучи, расположенные на расстоянии (чтобы не было ложных срабатывания на малые объекты).

  • Отражающие также являются излучателями, со своим приемником в корпусе. По использованию волн, делятся на три группы:
    • Как работает микроволновый датчик движения? Он излучает СВЧ волны, которые формируют вокруг него некий фон из волн высокой частоты. Они отражаются от предметов, и «мозг» датчика запоминает объемную картинку в виде уровня излучения в разных плоскостях. При появлении внутри этого фона постороннего предмета, уровень отраженного излучения меняется. Это фиксируется приемником, и включается сигнал оповещения. После исчезновения объекта, датчик возвращается в состояние покоя.
    • Еще один похожий вариант — электромагнитный сенсор. Регистрирует изменение магнитного поля при попадании в сектор объемных предметов. Чувствительность ниже, высокая зависимость от помех.
    • Ультразвук. Практическое его применение мы знаем по прибору УЗИ, который применяется в медицине. Бывают и другие варианты использования: датчики движения. Генератор ультразвука постоянно испускает УЗ волны в заданном секторе. Проверить (засечь) работу прибора сложно, поэтому эти виды сенсоров популярны в охранных системах. При возникновении препятствия, звуковые волны возвращаются и регистрируются приемником. Происходит срабатывание датчика.

    Несмотря на высокое качество и скрытность, эти виды сенсоров применяются и в системах автоматического включения освещения.

    Информация: Единственное ограничение — нежелательно применение на объектах с домашними животными. Некоторые особи негативно реагируют на ультразвук.

    Такие датчики отлично работают в помещении и на улице. Выглядят они по-разному, но обязательно с цилиндрическим окошком в корпусе.

  • Пассивные инфракрасные системы редко применяются в охранной сигнализации, зато активно работают с источниками освещения. Задайтесь вопросом: как выбрать датчик движения для включения света? Он не должен регистрировать неодушевленные предметы (например, автомобили) и птиц с животными. При этом прибор обязан фиксировать появление в зоне действия человека. Получаем единственно верное решение: приемник инфракрасного излучения. Сенсор настраивается на тепло человеческого организма и соответствующий размер источника излучения. Для этого чувствительный инфракрасный сенсор располагается за специальной линзой Френеля, концентрирующей тепло в одной точке. Далее сигнал поступает в электронный блок управления, оснащенный вспомогательными модулями:07
    • реле времени задерживает момент включения от случайных кратковременных срабатываний;
    • сумеречный выключатель отключает прибор в светлое время суток;
    • блок ступеней переключения настраивается под определенный размер «объекта», чтобы кошки и птицы не включали свет.
  • Комбинированные приборы сочетают в себе сенсоры разных типов, и применяются для решения особо ответственных задач, где не допускаются ошибки в срабатывании.
  • Можно ли изготовить такой прибор самому, и как его отключить

    Любой домашний умелец задается вопросом: как сделать датчик движения своими руками? Саму электросхему управления собрать несложно. Проблема в источнике и приемнике излучения. Проще использовать готовый излучатель волн, просто интегрируя его в свой проект. Наиболее удачными являются датчики для систем на базе Arduino.

    Еще одна популярная самоделка — лазерная указка с фотоприемником, размещенным на линии пересечения. Но это не более чем развлечение: для серьезных задач такой прибор не подходит.

    Еще одна мысль, которая приходит в некоторые беспокойные головы: как отключить датчик движения.

    Важное предупреждение: Информация не предназначена для криминального применения!

    Если отключение связано с режимом использования — нет проблем. Просто отсоедините сенсор от блока питания, и он перестанет включать свет. Например, когда объект закрыт. В остальных случаях поступайте так (не для злого умысла):

    • инфракрасные сенсоры заклеиваются металлическим скотчем;
    • микроволновый прибор перестает принимать сигналы, если покрыть окошко прозрачным лаком из аэрозольного баллончика;
    • УЗ датчик экранируется только металлом или металлизированным скотчем в 2–3 слоя.

    В любом случае, информация о том, что на объекте не работает датчик движения, будет зарегистрирована владельцем. Кроме того, прежде чем вам удастся отключить сенсор, ваше появление будет зафиксировано.

    Какой датчик выбрать

    О производителе мы не говорим, это личное предпочтение каждого. Исходя из информации в данной статье, вы можете выбрать тип сенсора по виду излучения, подходящий для ваших целей.

    Совет: Не пытайтесь получить высокие показатели качества от прибора в нижнем ценовом сегменте.

    Равно как и нет смысла искать универсальный датчик: тип определяется условиями применения.

    Видео по теме

    Обзор принципа работы, устройства, видов и областей применения датчиков движения

    Датчик движения -бесконтактное устройство, реагирующее на перемещение объекта в зоне отслеживания. Широко используется в системах охраны и автоматизации различных процессов, в том числе, освещения и кондиционирования. Понять, как работает датчик движения, могут не только специалисты. Это устройство современное, но не настолько сложное.

    Сферы использования сенсоров

    Область применения датчиков движения (ДД) чрезвычайно широка. Они необходимы для обнаружения посторонних на охраняемых объектах, присутствуют в каждой системе сигнализации. Но могут регистрировать не только несанкционированное проникновение: способны обнаруживать утечку газа, жидкостей, процесс открывания окон и дверей.

    Датчики движения инициируют процесс записи в автомобильных видеорегистраторах и комплексных системах отслеживания. Современные энергосберегающие светильники также оснащены этими устройствами и обеспечивают освещение территории в момент присутствия на ней человека или группы людей. Аналогичным образом функционируют «умные» системы кондиционирования.

    ДД регистрирует изменение тепловых или волновых характеристик в зоне обслуживания, но при стабилизации этого фона воспринимает его как норму. Так, если человек будет находиться на отслеживаемой территории какое-то время в неподвижном состоянии, освещение отключится.

    Высокочувствительные датчики присутствия будут регистрировать малейшие изменения характеристик зоны обслуживания и неподвижность объекта не является для них поводом для возврата в исходное состояние. Таким образом, они выполняют ту же задачу, но более точно и тщательно. В связи с этим, датчики присутствия — более дорогие устройства, и стоимость техники, на которой они установлены, выше.

    Как работает: устройство и принцип действия датчика движения?

    Существует несколько видов ДД, отличающихся способом регистрации изменений в зоне наблюдения. Любой из них может быть встроен в прибор или являться самостоятельным выносным устройством в отдельном блоке.

    Инфракрасный

    Инфракрасные детекторы движения — наиболее распространенные пассивные приборы отслеживания. Большинство из них состоят из двух блоков:

    • монтажного;
    • аппаратного.


    Эти элементы соединены между собой подвижным сочленением, обеспечивающим поворот корпуса и настройку угла обзора обслуживаемой территории. В аппаратном блоке находятся плата управления и сенсоры:

    • пироэлектрический инфракрасный, функция которого заключается в распознавании движения;
    • светочувствительный, представляющий собой фоторезистор, фиксирующий и оценивающий степень освещенности;
    • полевой транзистор, выполняющий роль усилителя;
    • в устройствах, работающих в системах тревожной сигнализации, установлены дополнительные детекторы.

    Монтажный блок предназначен для фиксации прибора и соединения его с источником питания и другой аппаратурой. Например, прожектором освещения или блоком сигнализации. Также на нем находятся регуляторы для выполнения настройки работы ДД.

    Принцип работы инфракрасного датчика движения основан на обнаружении и регистрации теплового излучения, исходящего от объекта, находящегося в зоне обслуживания. Пироэлектрический инфракрасный сенсор состоит из прозрачной кварцевой пластины и слоя керамики. У современных бытовых моделей максимальная дальность обнаружения движения — 12 м.

    Микроволновый

    Как и инфракрасный, микроволновый датчик движения (ДДМ) непрерывно сканирует зону отслеживания. Но принцип работы у него иной. Микроволновый реагирует на изменение радиочастотного (иначе называемого СВЧ или микроволнового) фона.

    ДДМ непрестанно излучает электромагнитные волны, которые, в случае проникновения на обслуживаемую территорию, отражаются от объекта (нарушителя) и возвращаются к сенсору с измененными волновыми характеристиками.

    Датчик регистрирует их и передает сигнал управляющей аппаратуре, выполняющей свои задачи: включение освещения, кондиционирования, тревожной сигнализации.

    А инфракрасный — только те, которые способны излучать тепло. ДДМ работает по принципу радиолокации и способен вычислять и фиксировать скорость перемещения обнаруженного объекта.

    Ультразвуковой

    Из наименования устройства становится понятным, что работает оно с применением ультразвуковых волн. Такой датчик представляет собой прибор, состоящий из нескольких деталей. Одна из них — генератор ультразвука. Он работает в непрерывном режиме, испуская звуковые волны с частотой в диапазоне 20-60 кГц. Они проникают сквозь зону отслеживания, и при наличии в ней препятствий, отражаются назад, к датчику.

    Далее срабатывает автоматика, выполняющая заданную функцию. Ею может быть подача электропитания на осветительный прибор.

    Многие домашние животные способны воспринимать ультразвук и реагировать на него, часто негативно. Поэтому датчики, работающие по принципу генерирования УЗ волн, не рекомендованы для установки на территориях с присутствием животных.

    Комбинированный

    Комбинированные датчики движения созданы с целью использования лучших характеристик уже имеющихся: инфракрасных, микроволновых и ультразвуковых. И минимизировать присущие каждому из них недостатки.

    С целью исключения этой ситуации, в одном приборе объединяют сразу два детектора: микроволновый и инфракрасный. Если второй не обнаруживает изменения температурного фона в зоне отслеживания, зарегистрированные первым помехи не принимаются к сведению.

    Комбинированные датчики движения — наиболее мощные и точные приборы. Чаще всего они устанавливаются на потолке и способны обнаруживать присутствие объектов на расстоянии 10-12 м.

    Схема датчика движения на примере стандартного HC-SR501

    Датчик движения HC-SR501 — один из самых распространенных, работает по принципу регистрации инфракрасных волн. Прибор устроен просто, но для понимания принципы его работы необходимы специальные знания в области радиоэлектроники. Пользователю достаточно ознакомиться с упрощенной принципиальной схемой работы.

    Конструкция прибора включает несколько элементов:

    • пироэлектрический датчик 500ВР, состоящий из двух модулей;
    • линза Френеля;
    • микросхема BISS0001, управляющая работой устройства;
    • комплекс резисторов и транзисторов.
    • инфракрасные волны, излучаемые объектом в зоне наблюдения, последовательно попадают на первый и второй элементы пироэлектрического датчика;
    • поочередное поступление сигналов фиксируется электронным модулем управления;
    • формируется логический сигнал;
    • реализуется заданная функция: подается питание на осветительный прибор, включается вентиляция, срабатывает сигнализация и др.

    Помимо самого датчика движения, в конструкцию прибора входят исполнительное устройство и безтрансформаторный блок питания. В схеме ДД предусмотрена установка температурного и фотоэлемента, что расширяет спектр возможностей стандартного устройства.

    Варианты крепления


    Датчик движения HC-SR501 — компактный прибор, оснащенный тремя выходами:

    • GND — земля;
    • VCC — питание;
    • OUT — цифровой, для передачи логического сигнала.


    Выбор режима работы осуществляется с помощью модуля с тремя контактами и джампером (перемычкой).

    • Н — при неоднократном срабатывании детектора остается высокий логический уровень;
    • L — импульс формируется при каждом срабатывании сенсора.

    На корпусе прибора имеется выступ с отверстием под крепежи: шурупы, саморезы. Датчик можно устанавливать на любые горизонтальные и вертикальные поверхности из дерева, пластика, гипсокартона, укрепив соответствующим образом. Как правило, высверливания отверстий для фиксации столь легких предметов, не требуется.

    Не все производители поставляют ДД в корпусе. У некоторых он идет как открытая плата с линзой Френеля. Для использования прибора на улице необходимо самостоятельно установить ДД в подходящий пластиковый корпус, вырезав в нем отверстие под линзу.

    Подключение и установка устройства

    Датчик движения HC-SR501 чаще всего необходим для подключения к приборам освещения в целях экономии электроэнергии. Для реализации этой задвчи потребуются:

    • выпрямитель на 4-20 В;
    • реле (оптимально — SRD-05VDC-SL-C);
    • светильник с лампочкой, работающий от сети напряжением 220 В.

    Датчики движения одинаково хорошо работают в помещении и на улице. Но для монтажа с внешней стороны зданий необходимо выбирать приборы с герметичным, влагонепроницаемым корпусом. Учитывают и диапазон рабочих температур устройства.

    Датчики движения | Основные виды и их особенности, области применения

    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:

    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:

    Полезная информация о различных характеристиках датчиков движения, которые нужно учитывать при выборе и приобретении.

    А теперь давайте рассмотрим подробнее каждый из типов датчиков движения, принцип их действия, особенности эксплуатации, варианты использования и области применения.

    Инфракрасные (ИК) датчики движения

    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 :

    Подробная пошаговая фото-инструкция — Подключение датчика движения

    Ультразвуковые (УЗ) датчики движения

    Принцип действия ультразвукового датчика движения

    Принцип работы ультразвукового датчика движения заключается в исследовании окружающего пространства с помощью звуковых волн, частотой находящейся за пределами слышимости человеческим ухом – ультразвуком. При обнаружении изменения частоты отраженного сигнала, в следствии движения объектов, датчик запускает заложенную в нее функцию.

    Как работает ультразвуковой датчик движения?

    Внутри ультразвукового датчика движения расположен генератор звуковых волн (в зависимости от производителя и модели обычно генерируется частота звуковой волны 20-60 кГц), которые излучаются в зоне действия датчика и отражаясь от окружающих объектов поступают обратно в приемник.

    Когда в зоне обнаружения ультразвукового датчика движения появляется движущийся объект, частота отраженной от объекта волны изменяется (эффект Доплера), что регистрируется приемником датчика и от него поступает сигнал на выполнение заложенной в ультразвуковой датчик движения функции, это может быть включение освещения или разрыв сигнальной сети охранной системы.

    Особо широкое применение ультразвуковые датчики движения получили в автомобильной промышленности: в системах автоматической парковки, в так называемых «парктрониках», а также системах контроля за «слепыми» зонами. В доме хорошо проявляют себя в обнаружении движений в достаточно длинных коридорах, на лестницах и т.п.

    Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

    — Многие домашние животные слышат ультразвуковые частоты, на которых работает датчик движения, что зачастую вызывает у них сильный дискомфорт

    — Относительно невысокая дальность действия

    — Срабатывает только на достаточно резкие перемещения, если двигаться совсем плавно – возможно обмануть ультразвуковой датчик движения

    Преимущества ультразвуковых датчиков движения:

    — Относительно невысокая стоимость

    — Не подвергаются влиянию окружающей среды

    — Определяют движение вне зависимости от материала объекта

    — Имеют высокую работоспособность в условиях высокой влажности или запылённости

    — Не зависят от влияния температуры окружающей среды или объектов

    Микроволновые (СВЧ) датчики движения

    Принцип действия микроволнового датчика движения

    Микроволновый датчик движения излучает высокочастотные электромагнитные волны (частота волн может быть различной в зависимости от производителя, обычно она составляет 5,8ГГц), которые отражаясь от окружающих объектов регистрируются сенсором и в случае обнаружения малейших изменений отраженных электромагнитных волн, микропроцессор устройства приводит в действие заложенную в него функцию.

    Читайте также  Какой аккумулятор лучше для автомобиля ваз 2114

    Как работает микроволновой датчик движения?

    Работа ультразвукового датчика движения во многом схожа с описанным выше ультразвуковым датчиком движения и основана на взаимодействии микроволновых волн с материалом и использовании эффекта Доплера — изменение частоты волны, отраженной от движущихся объектов. Само название «микроволновый» говорит о том, что он работает в диапазоне сверхвысоких частот, его длина волны в приблизительном диапазоне от одного миллиметра до одного метра.

    Когда в зоне обнаружение микроволнового датчика движения появляется перемещающийся токопроводящий объект, это регистрируется им и сразу поступает сигнал на выполнение встроенной в него функции.

    Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

    — Имеет более высокую стоимость относительно датчиков других типов с аналогичными показателями

    — Возможность ложных срабатываний, из-за движений вне необходимой зоны наблюдения, за окном и т.п.

    — СВЧ излучение небезопасно для здоровья человека, необходимо выбирать микроволновые датчики движения с малой мощностью излучения. Согласно заключениям организаций, изучающих влияния СВЧ излучения на организм человека (Всемирная Организация Здравоохранения, Международная Комиссия по Защите от Неионизирующего Излучения и некоторых других), безопасным для человека является непрерывное излучение с плотностью мощности до 1 мВт/см2.

    Преимущества микроволновых датчиков движения:

    — Датчик способен обнаруживать объекты за разнообразными диэлектрическими или слабо проводящими ток препятствиями: тонкими стенами, дверьми, стеклами и т.п.

    — Работоспособность датчика не зависит от температуры окружающей среды или объектов

    — Микроволновый датчик движения способен реагировать на самые незначительные движения объекта

    — Датчик обладает более компактными размерами

    — Может иметь несколько независимых зон обнаружения

    Комбинированные датчики движения

    Принцип действия комбинированных датчиков движения

    Комбинированные датчики движения совмещают в себе сразу несколько технологий обнаружения движений, например, инфракрасный датчик и микроволновой. Это наиболее удачное решение если требуется наиболее точное определение перемещений в зоне действия датчика. Несколько параллельно работающих каналов обнаружения движений, делают работу такого датчика максимально продуктивной, ведь они дополняют друг друга, замещая недостатки одних технологий – достоинствами других.

    Как работают датчики движения для включения света

    Время на чтение:

    Сначала датчики движения использовались как охранные системы и устанавливались исключительно на важных стратегических объектах. Сегодня установки слежения гораздо функциональнее и чаще применяются для включения света. С помощью них можно сэкономить примерно 85% электроэнергии, поэтому стоит разобраться в принципе работы, видах и тонкостях монтажа этих устройств.

    Принцип действия

    Датчики движения работают как охрана, контролирующая определенную местность, которая охвачена сектором обзора. Притом эта область ограничивается не только углом действия устройства, но и определенным расстоянием. Именно поэтому прибор устанавливается на участке, который обеспечивает максимальный обзор, в таком случае дальность действия будет выше, а работа эффективнее.

    Принцип работы датчика движения на свет заключается в фиксировании инфракрасных излучений. Как только в определенной местности, находящейся под его защитой, появляется объект с температурой живого существа, в прибор поступают специальные импульсы. Они воздействует на цепь, и вследствие этого включается освещение. Как только объект покидают зону, импульсы прекращают поступать, происходит разрыв цепи и свет просто отключается.

    Стоит сразу обратить внимание на достоинства и недостатки использования подобных устройств. К плюсам можно отнести следующие факторы:

    • датчики работают в автоматическом режиме, что существенно снижает расходы за электроэнергию;
    • современные приборы очень функциональны, наличие сенсора позволяет включать и отключать не только уличные осветительные приборы, но и бытовую технику, например, телевизор, музыкальный центр или кофеварку.

    Существуют у приборов и минусы, одним из которых является высокая стоимость, поэтому установить подобную систему на своем участке сможет не каждый желающий. Кроме этого, монтаж требует определенных знаний и выполнения строгих требований. А значит, произвести установку самостоятельно смогут не все, так как допущение даже незначительной ошибки может вывести прибор из строя.

    Разновидности сенсоров

    Датчики движения для включения света на улице и в квартире могут различаться. Выделяют несколько видов, а именно:

    • по месту расположения — сенсорные устройства могут быть наружного типа и внутреннего;
    • по типу сигнализатора — это может быть ультразвуковой, инфракрасный, микроволновой или комбинированный прибор.

    Уличные световые датчики движения занимаются контролем заданного периметра. В основном они устанавливаются на большой территории, так как их радиус реагирования может достигать более 500 метров. Такие дистанционным приборам не требуются сигнализаторы, так как любое проникновение на участок не останется без внимания, они среагируют моментально.

    Внутреннее оборудование предназначается для обустройства квартир и других помещений. Для улицы они не подходят, так как неустойчивы к резким температурным перепадам, а также к воздействию ультрафиолетового облучения.

    Ультразвуковые приборы

    Прежде чем выбрать устройство, необходимо определиться, с какой именно целью его планируется использовать. Принцип работы этих беспроводных сенсоров основывается на отражении ультразвуковых волн, которые исходят от различных предметов.

    Если происходит какое-то движение, частота импульсов начинает изменяться. Датчик оснащен специальным механизмом, который генерирует ультразвук, неслышный человеческому уху. Кроме своей основной функции — включения света, подобные устройства часто используют в автоматическом оборудовании «парктроник».

    Многие потребители выделяют несколько преимуществ таких прибор:

    • невысокая стоимость;
    • обладают высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям;
    • имеют способность определять живой организм от неживого объекта, поэтому включаются только на активные действия, не реагируют на движение веток или другие явления, вызванные ветром.

    К сожалению, имеются у этих сенсоров и ряд недостатков. Во-первых, стоит отметить, что такие устройства обладают небольшим радиусом действия, поэтому контролируется достаточно маленький периметр. Кроме этого, многие люди отмечают, что некоторые домашние питомцы с повышенной чувствительностью к ультразвуку становятся неспокойными, а в некоторых случаях даже агрессивными.

    Инфракрасное устройство

    Эти детекторы срабатывают от изменения температуры окружающей среды. Когда на территорию действия прибора проникают высокотемпературные объекты, устройство срабатывает и включает осветительные приборы. Действует это следующим образом: инфракрасное излучение, исходящее от человеческого тела, проходя через специальные линзы и зеркала, воздействует на встроенный сенсор и приводит в работу систему освещения.

    Прежде чем выбрать необходимое устройство, стоит обратить внимание на показатель чувствительности. Дело в том, что чем больше линз, тем эффективнее работает детектор движения, их бывает до 30 пар.

    К плюсам этих систем можно отнести:

    • датчик легко регулируется на дальность или угол обзора;
    • реагирует исключительно на объекты, источающие тепло, поэтому существует возможность устанавливать их на улице;
    • высокий показатель безопасности: они не наносят вреда окружающим людям и домашним животным.

    Недостатки также имеются. Подобные механизмы имеют очень маленький диапазон регулирования, к тому же у них часто наблюдаются сбои в работе. При любом неблагоприятном атмосферном явлении в виде ветра и дождя сенсор фиксирует нарушение и включает освещение. Кроме этого, стоит отметить, что если объект проникает на территорию в одежде, которая не пропускает инфракрасное излучение, то он пройдет незамеченным: прибор его просто не увидит.

    Микроволновые детекторы

    Эти датчики функционируют по принципу радиолокаторов, то есть от прибора исходит сигнал, а возвращается уже его отражение. Микроволновой детектор работает на высокочастотных волнах, поэтому даже незначительные отклонения в возвращенных сигналах способны вызывать цепную реакцию в виде включения света.

    Плюсы этого сенсорного устройства:

    • способны обнаруживать движение даже через стенку, стекло;
    • функционируют при любом температурном режиме;
    • включают освещение даже при малейшем передвижении;
    • одновременно обслуживают сразу несколько областей;
    • современные модели имеют встроенный таймер.

    К недостаткам можно отнести высокую стоимость, так как установка такого оборудования обойдется гораздо дороже, нежели аналогичных устройств. Кроме этого, микроволновые датчики слишком чувствительны, поэтому часто срабатывают ложно, так как реагируют даже на движение, которое происходит вне действия его зоны. А все это приводит к лишней трате электроэнергии. Еще один существенный минус — это излучение, которое может нанести вред здоровью.

    Комбинированный вариант

    Встраиваемые датчики комбинированного типа используются в жилом доме или квартире не так часто. В основном детекторы устанавливают для охраны производственных помещений или для обеспечения освещения в больших цехах.

    В этих устройствах совмещено сразу несколько функций, что позволяет им быстро обнаружить движущийся объект и определить его происхождение. У подобных установок практически отсутствуют недостатки, единственное, что можно отметить: слишком высокая цена, которую многие потребители считают неоправданной.

    Рекомендации по подключению

    Произвести монтаж и настройку можно только в том случае, если имеется опыт работы с подобными устройствами. Главное, чтобы в комплект с сенсорным оборудованием входил инструктивный материал по установке.

    Необходимо заранее определиться с месторасположением, лучше всего подобрать зону, где отсутствуют посторонние предметы, на которые он может срабатывать. А также не стоит слишком часто перемещать прибор, так как от этого сбиваются настройки.

    Рекомендации по монтажу датчиков движения:

    • в помещение, где устанавливается детектор, требуется разместить обычный выключатель, притом они должны располагаться строго параллельно друг другу, чтобы в случае непредвиденных обстоятельствах можно было выключить свет самостоятельно;
    • чтобы обезопасить устройство от случайных повреждений, его рекомендуют устанавливать в нишах или смонтировать для него специальное углубление в стене;
    • очень важно подобрать место, где на него не будут падать солнечные лучи, так как они нарушают нормальное функционирование прибора и вызывают ложные срабатывания.

    Собственно это основные советы по установке. Если строго соблюдать эти рекомендации, прибор будет работать исправно, качественно и длительное время.

    Настройка и регулировка

    Чтобы проверить, правильно ли произведено подключение, понадобится временная схема. Если устройство не срабатывает, то в процессе были допущены какие-то ошибки.

    Более сложное оборудование проверяется по следующей схеме:

    • вначале собирается временная схема подключения;
    • затем необходимо вывести регулятор на максимальный показатель мощности;
    • настроить таймер на несколько секунд.

    В случае если светодиодный индикатор срабатывает на движение, значит, все собрано правильно. Стоит отметить, что часто вместо индикатора устанавливают специальное реле. Узнать о его рабочем состоянии можно по характерным щелчкам, которые он начинает производить, если обнаруживает движение.

    После того как прибор установлен, переходят к его регулировке. Что касается таймера срабатывания, то можно выставить любое удобное время, от нескольких секунд до получаса. А вот отрегулировать чувствительность достаточно сложно. Если в доме имеются домашние питомцы, необходимо исключить срабатывание на их появление, иначе свет будет включаться постоянно.

    Установка домашних сенсорных датчиков помогает экономить на освещение. Приборы автоматически обеспечивают свет при входе в комнату и также отключают его при выходе.

    Устройство и принцип работы датчиков движения

    Датчиком (сенсором, детектором) движения называется устройство, бесконтактно определяющее наличие движущихся предметов в зоне детектирования. Эти сенсоры в большинстве своем реагируют не на движение, а на появление новых объектов. Но название устоялось и широко применяется.

    Области применения

    Детекторы движения применяются в различных сферах автоматизации. В каждой области предпочтительны свои разновидности датчиков.

    Системы охраны

    Наиболее логичное применение детекторов движения – в системах охраны объектов. Датчик может обнаружить проникновение на охраняемую территорию или в помещение и подать сигнал тревоги или включить дополнительные устройства.

    Включение дежурного освещения

    В местах с нерегулярным пребыванием людей с помощью подобных сенсоров можно получить значительную экономию электроэнергии. К таким местам относятся подъезды жилых домов и производственных зданий, складские помещения и другие территории. Свет в них требуется включать лишь на время нахождения жильцов или персонала. Обнаружив движение, датчик генерирует сигнал на активацию осветительных приборов.

    Системы «Умный дом»

    В системах «Умный дом» для детекторов можно найти гораздо более широкую область применения, чем простое управление освещением. По сигналу от сенсора можно управлять системами отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и другими инженерными системами. Режим работы изменяется в зависимости от наличия людей на контролируемой территории.

    Датчик движения и открывания двери с Алиэкспресс (система Умный дом).

    Разновидности сенсоров и технологии их работы

    Сенсоры движения построены по разным принципам. Каждый вид датчиков движения имеет собственные плюсы и минусы, определяющие сферу применения приборов.

    Инфракрасные датчики

    Наиболее распространены датчики, улавливающие излучение ИК-диапазона. Относятся к пассивным сенсорам – контролируемое пространство не «подсвечивается» соответствующим сигналом. В простейшем случае состоит из двух линз, фокусирующих световое излучение (инфракрасное излучение имеет свойства света, хотя и невидимо невооруженным глазом) от двух зон контролируемого помещения. Направлены линзы так, что зоны не пересекаются между собой. В обычном режиме они получают излучение одинаковой интенсивности. Если в одной из зон появляется человек или другое теплокровное существо, уровень излучения возрастает, что «видит» один из датчиков – в чьей зоне находится объект. Схема сравнения видит разность интенсивности. При достижении определенного уровня генерируется сигнал тревоги.

    На практике двух зон недостаточно для уверенной помехоустойчивой работы, и сектор обзора разбивается на большое число подсекторов с помощью нескольких линз. Фактически этот сенсор представляет собой датчик присутствия – он будет фиксировать нахождение человека, даже если он неподвижен. Недостатками такого прибора считают склонность к ложным срабатываниям из-за тепловых помех (струи нагретого воздуха, локальный нагрев вследствие изменения освещенности и т.п.).

    Ультразвуковые детекторы

    Принцип работы этого датчика движения основан на явлении эхолокации. Передатчик генерирует звуковые волны, неслышимые человеком. После серии посылок детектор переходит в режим приема. Если в секторе обзора нет движущихся объектов, то отраженный и вернувшийся к датчику ультразвуковой сигнал будет иметь ту же частоту, что и излученный. Если же сигнал отразится от движущегося предмета, то частота возвращенного ультразвука будет отличаться (эффект Доплера). Схема анализирует параметры и, при обнаружении движения, генерирует сигнал тревоги. Такой датчик более помехоустойчив за счет того, что он реагирует только на движущиеся предметы независимо от их природы и температуры. Но он неспособен обнаруживать медленно перемещающиеся предметы – они не будут сдвигать частоту в необходимых пределах.

    Радиочастотные сенсоры

    Эта разновидность датчиков также действует по принципу локатора, только работает на радиочастотах. Излучаемый сигнал должен иметь достаточно высокую частоту, чтобы обнаруживать предметы небольших габаритов. Эффект Доплера в таких условиях не используется – чтобы получить достаточный сдвиг, объекты должны перемещаться со скоростью, сравнимой со скоростью света. Поэтому сенсоры фиксируют только изменение интенсивности и также по факту являются датчиками присутствия. Такой детектор сработает при появлении (или исчезновении) в зоне объектов, отражающих сигнал независимо от того, движутся они или нет.

    Плюсом является способность сигнала проникать через радиопрозрачные (деревянные, кирпичные и т.п.) стены и перегородки, поэтому их можно использовать для контроля больших помещений с несколькими комнатами. Минусом служит высокая стоимость устройства, а также невозможность детектирования предметов, не отражающих радиоволны. Еще одним ограничением к применению служит воздействие радиоизлучения на живые организмы. Уровень сигнала должен быть минимизирован.

    Комбинированные системы

    Для надежности можно объединять в одном сенсоре два или несколько принципов обнаружения нештатной ситуации. В охранных системах часто инфракрасный датчик комбинируют с детектором разбития стекла или акустическим реле. Это позволяет надежно зафиксировать несанкционированное проникновение в квартиру и избежать ложного срабатывания.

    Другой вариант – комбинация сенсора движения и фотореле. Такая система при обнаружении человека включает свет в подъезде, но только ночью. Днем фотореле отключает детектор, чтобы не расходовать попусту электроэнергию в светлое время суток.

    Популярностью пользуются камеры наружного наблюдения с датчиком обнаружения движения. Система включается лишь при попадании объекта в поле зрения комплекса. Этим достигается два преимущества:

    • запись ведется только в нужные моменты, чем экономится место на устройстве хранения информации;
    • облегчается просмотр и анализ записи из-за отсутствия необходимости просматривать длительные участки без событий.

    Существуют и другие варианты комбинирования датчиков. Такой подход позволяет улучшить функционирование систем обнаружения объектов.

    Параметры для выбора датчиков

    Часть характеристик сенсора движения относится к любым приборам с питанием от электричества. Это степень защиты, напряжение питания, габариты, тип крепления и т.д. Но есть и специфические параметры, которые есть только у данной категории детекторов. Наиболее важно дать описание именно этих характеристик.

    Угол обзора

    Угол обзора зависит от конструкции сенсора. Потолочные датчики имеют диаграмму в 360 градусов и «видят» всю комнату.

    Диаграмма настенных датчиков в силу конструкции имеет меньший угол раскрытия – от 120 до 180 градусов.

    Непосредственно под датчиком находится зона невидимости. Злоумышленник может подкрасться к сенсору и повредить его, сделав систему обнаружения неработоспособной. Чтобы этого избежать, надо выбирать датчик с дополнительным сектором обзора – антиподкрадыванием или антивандалом.

    Дальность обнаружения

    Дальность действия зависит от конструкции сенсора. Но надо помнить, что расстояние, на котором сенсор может обнаружить движущийся объект, зависит от направления перемещения. Наибольшей чувствительностью большинство сенсоров обладают, если движение направлено по касательной к окружности, в центре которой стоит датчик (перпендикулярное расстояние). Наименьшей – если объект перемещается в направлении детектора (фронтальное или радиальное расстояние). В первом случае дальность будет больше. Для ультразвуковых приборов дело обстоит с точностью до наоборот. Это связано с различной степенью проявления эффекта Доплера при разном направлении движения. Производители не всегда указывают в характеристиках эту разницу, особенно для недорогих устройств. В спецификации можно найти одну цифру – и она на совести изготовителя.

    В таблице приведено рабочее расстояние некоторых популярных сенсоров движения.
    Тип устройстваПринцип работыЗаявленная дальность, м
    ДД-024-WИнфракрасный6
    Steinel US 360 COM2Ультразвуковой10 в радиальном направлении
    MW32S BlackМикроволновый6
    MW03Микроволновый8
    IEK ДД 008Инфракрасный12

    Место использования

    Место, где можно использовать оборудование, определяется, в основном, степенью защиты. В помещениях IP может быть минимально. На улице детекторы надо защищать от проникновения пыли и воды. Также на выбор места применения можно повлиять способ крепления.

    Видео-обзор: Внутреннее устройство и назначение датчика движения Finder.

    Дополнительные функции

    Для улучшения работы системы, повышения ее эффективности и исключения ложных срабатываний датчики могут иметь дополнительные функции. Уже упоминалось о фотореле, позволяющем выводить систему из работы в светлое время суток, а также о дополнительном сенсоре зоны подкрадывания. Но этим списком вспомогательные опции не исчерпываются.

    Задержка отключения света

    У датчиков, оборудованных реле освещенности, может иметься полезная функция. При исчезновении из поля зрения движущегося объекта освещение отключается не сразу, а с задержкой в несколько десятков секунд. Мизерный перерасход электроэнергии окупается удобством – человек может покинуть зону действия детектора, но не окончательно покинуть контролируемую зону. С помощью этой функции он сделает это не в темноте.

    Защита от животных

    Нередко несанкционированное срабатывание датчиков вызывают мелкие животные. При их появлении включение освещения излишне, как и реакция охраны. Поэтому в некоторые сенсоры изначально заложена нечувствительность к появлению небольших движущихся объектов. В инфракрасных датчиках эта функция выполнена в виде ограничения на минимальный размер теплового пятна.

    Важно! Если мелкое животное будет двигаться в непосредственной близости сенсора, угловой размер теплового пятна может оказаться достаточным для ложного срабатывания. Поэтому следует ограничить доступ в зону, прилегающую к месту установки датчика.

    Автономность

    Если есть проблемы с организацией питания датчиков от бытовой электросети, хорошим выбором могут стать автономные устройства. Энергонезависимость обеспечивается за счет обычных батареек. Многие приборы от одного гальванического элемента работают по нескольку месяцев. В этом случае есть смысл выбирать сенсоры с беспроводной передачей сигнала – чтобы совсем избавиться от кабелей.

    Детекторы движения являются универсальными приборами. На них можно строить различные системы охраны, предупреждения и регулирования. Возможно и нестандартное применение устройств – все ограничено только фантазией и инженерной смекалкой.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

    Adblock
    detector