На что реагирует 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:

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:

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:

Устройство и технологии датчика движения

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.

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.

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):

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

Источник

Датчики движения для включения света

Содержание:

Как сэкономить электроэнергию? Сегодня этот вопрос волнует всех – от владельцев квартир и частных домов до коммунальщиков и предпринимателей.

Допустим, перед входом висит фонарь с лампочкой, которая потребляет 80 Вт. Если ежедневно включать освещение на 2 часа утром и 4 часа вечером, получится, что лампочка будет потреблять электроэнергию по 6 часов в день, а это составит 480 Вт в сутки. Тариф на электроэнергию составляет 2,81 рубля за кВт*ч (в Москве по данным на начало 2014 года для домов, оборудованных электроплитами). Подсчитав энергопотребление этой лампочки за месяц (30 дней х 480 Вт), получим 14 400 Вт или 14,4 кВт. В денежном выражении это составит 40,46 рублей в месяц. Согласитесь, для одной лампочки, которая создает освещение в месте, где человек не присутствует постоянно, это довольно много.

А теперь вспомните, есть ли у вас такие осветительные приборы, которые горят продолжительное время, но большую его часть впустую. Например, в пятиэтажном доме – это пять лампочек в подъезде (по одной на этаж) и одна у входа. В частном доме – это прожектор у калитки и фонарь на крыльце (а то и несколько). Наверняка, вы уже задумывались о том, чтобы снизить неоправданное потребление электроэнергии осветительными приборами. Наряду с заменой обычных ламп накаливания на энергосберегающие, одним из наиболее эффективных способов является установка датчиков движения. Они срабатывают при появлении движущихся объектов и автоматически включают свет. Эти современные устройства включают освещение только тогда, когда это действительно необходимо, то есть когда на крыльце, например, или лестничной площадке находится человек. И при этом ему не надо в темноте искать выключатель и вручную включать свет. Как это происходит? Расскажем по порядку.

Как работает датчик движения?

Датчики устанавливают в местах, где ходят люди: у входа в здания, на лестничных площадках, в коридорах, у ворот. Устройство реагирует на появление движущегося объекта, который находится на определенном расстоянии от датчика, например, 6 – 8 метров, а также на степень освещенности зоны действия. Если освещение недостаточно (по сравнению с уровнем, который запрограммирован), то за несколько секунд сигнал об этом передается осветительному прибору, соединенному с датчиком, происходит замыкание электроцепи – загорается лампочка. Как только человек покидает зону действия устройства, происходит обратная реакция – цепь размыкается, и свет автоматически выключается. В светлое время суток датчики движения не срабатывают.

Вы спросите: как быть с домашними животными, которым свойственно постоянно ходить туда-сюда? Не станут ли они причиной частых срабатываний датчика? Нет, не станут. Устройства разработаны таким образом, что в угол их обзора попадают объекты выше 1 метра, а значит, свет будет загораться только при появлении людей. Сразу заметим, что угол обзора по периметру помещения может быть от 110 до 360° у разных моделей. В узких коридорах обычно устанавливают устройства с небольшим углом срабатывания, на входе в здание или в просторном холле, куда человек может подойти с любой стороны, наиболее оптимальным решением будет выбор датчика с углом охвата в 360°.

Полезно знать! Многие датчики движения имеют важную функцию настройки – задержка выключения от нескольких секунд до нескольких минут. Это практично, например, в длинных коридорах и больших по площади помещениях с несколькими датчиками, когда человек успевает из зоны действия одного приемника дойти до зоны действия другого и свет при этом не выключается.

Если вы приняли решение установить дома или на предприятии приборы для автоматического включения света, знайте, что они различаются по принципу действия и способу установки. Сегодня на рынке электротехнических товаров представлен большой ассортимент датчиков движения – расскажем об этом подробнее.

Основные виды устройств

В первую очередь, датчики различаются по типу срабатывания. Это зависит от того, какое у них строение и что лежит в основе их работы. Различают несколько видов.

Инфракрасные

Реагируют на инфракрасное излучение объекта, то есть на тепло человеческого тела. Излучение проходит через линзы датчика внутрь устройства и попадает на чувствительный сенсор. У разных моделей бывает от 20 до 60 линз – чем их больше, тем чувствительнее датчик. К преимуществам относятся возможность настройки дальности и угла срабатывания, безопасность для людей и домашних животных, так как приемник не испускает вредных излучений. Недостатками являются: вероятность ложных срабатываний из-за реагирования на тепло от обогревателей, кондиционеров, тепловые завесы; снижение точности при работе на улице из-за осадков и воздействия солнечного света; небольшой рабочий температурный диапазон.

Ультразвуковые

Реагируют на изменение ультразвуковых волн в радиусе действия. В корпусе датчика движения установлен излучатель волн определенной частоты – от 20 до 60 кГц. Волны распространяются по помещению, отражаются от неподвижных объектов и возвращаются в приемник. Как только в зону распространения ультразвукового излучения попадает движущийся объект, частота волны меняется, и эта информация подается на датчик. У таких моделей масса преимуществ: доступная стоимость, низкая чувствительность к факторам окружающей среды, срабатывание только на движение, независимо от температуры объекта. К недостаткам можно отнести ряд факторов: дальность действия таких излучателей невелика, многие домашние животные испытывают дискомфорт от ультразвуковых волн, также датчики срабатывают на достаточно резкие движения, а если перемещаться плавно, то сенсор можно «обмануть».

Микроволновые

Работают по тому же принципу, что и ультразвуковые датчики движения, только генерируют микроволновое излучение. Это дает устройствам массу преимуществ: обнаружение человека, находящегося за дверью или тонкой перегородкой, независимость от температуры и погодных факторов, реагирование даже на самые незначительные движения, возможность настройки нескольких зон срабатывания. К недостаткам можно отнести сравнительно высокую стоимость, в отличие от ультразвуковых моделей, вероятность ложных срабатываний на движения вне помещения, например, за окном или стеклянной дверью, опасность микроволнового излучения для человека – подбирать датчик надо с мощностью излучения не более 1 мВт/кв. см.

Комбинированные

Совмещают в себе несколько способов обнаружения объекта, например, с помощью ультразвукового и микроволнового излучения. Подобный синтез двух технологий объединяет их преимущества и избавляет от недостатков каждой из них. В результате датчик становится более точным, и исключаются ложные срабатывания.

По типу установки бывают настенные и потолочные модели. Последние, как правило, имеют больший угол обзора – до 360°. Также есть датчики для установки в помещении, не защищенные от пыли и влаги, и на улице, имеющие высокий класс электрозащиты – IP44 (защита оболочки от твердых частиц размером более 1 мм и брызг воды с любых направлений).

5 причин установить датчики включения света

Сегодня устройства для автоматического включения осветительных приборов устанавливаются в уличных фонарях, в подъездах, длинных коридорах промышленных объектов и административных зданий, подвалах домов и местах общего пользования, на территории отелей, парков, частных домов и т.д. Кстати, датчики движения по достоинству оценили родители маленьких детей, которые не способны дотянуться до выключателя. Чтобы не ходить за ребенком по дому, включая ему свет то в прихожей, то на кухне, они устанавливают датчики движения. Дети подрастают – устройства остаются. Ведь это удобно для всех – к чему постоянно щелкать выключателем, когда включение света происходит автоматически.

Убедитесь и вы в том, что установка датчиков для автоматического включения света – это:

Источник

Разновидности датчиков движения и области их применения

Датчик перемещения — устройство, сигнализирующее о передвижении объектов в поле его действия. Оно обеспечивает контроль за наблюдаемой площадью и запуск тех или иных автоматических сценариев при срабатывании — например, датчик движения для включения света. Такие сенсоры весьма распространены в сфере охраны, домашней и бизнес-автоматизации, их применение растет с каждым годом. Они встречаются как функционирующие в независимом режиме, так и в составе программно-аппаратных комплексов.

Виды датчиков

Любой сенсор движения функционирует за счет анализа поступивших на него извне определенных волн (радио, звуковых, тепловых и прочих). По принципам действия устройства делятся на:

Гаджеты могут либо просто воспринимать поступающие волны, либо генерировать их сами и анализировать отраженные. По этому принципу они делятся на активные устройства, пассивные и комбинированные. Комбинированный датчик движения обычно имеет совмещенную конструкцию с вынесенными отдельно излучающими и принимающими модулями.

Самые распространенные разновидности:

Производители предпочитают комбинировать в одной модели разные типы сенсоров. Это связано с неизбежными для такого класса приборов погрешностями и ложными срабатываниями. Для увеличения точности и снижения шансов на «ложную тревогу» разработчики объединяют в едином корпусе несколько технологий (например, ИК и ультразвуковую). Это уменьшает процент фейковых реакций, но взамен иногда снижает характеристики чувствительности. Такое загрубление способно приводить к несрабатыванию на реальное движение, которое следовало бы зарегистрировать.

По месту крепления датчики бывают:

Уровни защиты

По месту установки приборы делятся на внешние, с наружным монтажом, и внутренние — для работы в помещениях.

Пригодность к тем или иным условиям определяется категорией защиты IP. Для верного выбора важно понимать, что такое IP степень защищенности.

Значения данной характеристики кодируются двумя цифрами: первая указывает на степень защищенности от пыли и попадания прочих твердых предметов, вторая — на защиту от влаги. Например, маркировка IP20 говорит о пригодности для монтажа в жилых помещениях и офисах. Защита от влаги отсутствует, а корпус предохраняет компоненты от предметов размером выше 12.5 мм. В ванной комнате такой прибор ставить нельзя.

IP44 — защита более серьезная:

Такой вариант лучше подойдет для ванных комнат, кухонь, гаражей и прочих влажных и загрязненных мест. Максимальная степень IP в этом классе оборудования — 65. Это уличный вариант, такие приборы способны работать вне помещений в любое время года, не боятся кратковременных воздействий прямых струй воды, защищены от пыли и температурных перепадов. Они часто используются как уличные датчики движения для освещения.

Датчик движения: как это работает

Любой прибор рассматриваемого семейства реагирует на движение. Рассмотрим, как работают разные виды датчиков движения.

Инфракрасный

Его принцип действия — анализ поступающего на рабочую поверхность тепла. PIR-разновидности не генерируют его сами, а лишь регистрируют входящее.

Инфракрасный прибор конструктивно содержит два теплочувствительных элемента. Для правильной фокусировки лучей перед каждым модулем размещена линза Френеля. Принцип работы типичного PIR-прибора таков:

Разумеется, схема применением двух линз весьма проста и груба, хотя и пригодна, к примеру, для включения освещения по сенсору в простых случаях. Поэтому в действительности каждый прибор оснащается несколькими десятками линз. Внешне такой модуль выглядит как фасеточный глаз стрекозы и выведен на корпус в виде ячеистого окошка, скрывающего теплочувствительные компоненты.

В качестве последних в основном используют пироэлектрические элементы. Менее распространены полупроводниковые варианты и микроболометры с термопарами.

Ультразвуковые датчики

Эти приборы анализируют не воспринимаемый слухом человека ультразвуковой спектр. Принцип действия датчика движения таков:

Если картина отраженного ультразвукового «эха» не изменяется, в зоне покрытия движения нет. Когда оно появляется, допплеровский эффект искажает эхо и работающий прибор понимает, что обстановка поменялась. Если зарегистрированное изменение превысит установленный настройками порог, сенсор сработает.

Генерирующим УЗ блоком обычно служит кварцевый или керамический пьезоэлемент, встречаются образцы с вибрирующей в электростатическом поле мембраной.

Радиоволновые

Принцип работы датчика движения данного типа похож на работу ультразвуковых, но измеряется не отраженный звук, а радиосигнал.

Преимущества радиодатчиков — в способности работать с площадями вне прямой видимости. Радиоволны в состоянии преодолевать неметаллические препятствия наподобие стен, и такие приборы можно использовать для контролирования скрытых за преградами помещений и объектов. Но реагирующее на радиоизлучение устройство стоит дорого, поэтому эти приборы (как и микроволновые) редко используются в домашних комплексах автоматизации, хотя нашли применение в системах наблюдения за крупными коммерческими площадями — цехами, складами и так далее.

Фотоэлектрические

Как видно из названия, они реагируют на свет. Их принцип работы — прерывание пучка падающего светового потока. Если прибор затеняется, он срабатывает.

Техническое устройство датчика движения рассматриваемого типа просто, такие приборы конструктивно составлены из двух частей:

Последняя содержит модуль генерирования тока под действием излучения. Если поток перекрыт, прибор сработает.

Самый простой пример применения фотосенсоров — в метрополитене: благодаря им работают турникеты метро. Если пассажир пытается пересечь турникет не заплатив, датчик реагирует и закрывает проход.

Датчики присутствия

К ним относятся более чувствительные к движению разновидности детектирующих приборов. Технически это тот же датчик движения: принцип работы одинаков, разница в чувствительности. Так, если ИК-сенсор движения десятки пар фокусирующих линз, то фиксирующий присутствие вариант имеет их несколько сотен. Каждая отдельная пара следит за собственным малым участком, благодаря чему прибор обнаруживает даже небольшие перемещения (например, пальцев в ходе набора текста на клавиатуре).

Особенности

Датчик движения почти никогда не используется «сам по себе». В автономном режиме он просто фиксирует возникновение изменений в подконтрольной области, поэтому должен передавать информацию об этом связанным устройствам или программному обеспечению. А они, в свою очередь, будут выполнять заданные пользователем действия:

Например, охранные датчики движения практически всегда включают в комплексные пультовые системы охраны. Специалисты в ходе установки настраивают подключение компонентов, а взаимодействуют последние через предоставляемый и конфигурируемый поставщиком услуг (частной или вневедомственной охраной) контроллер. А датчик для включения света, например, через центральный блок управляет освещением.

Если же пользователь занимается самостоятельной установкой и приобретает компоненты системы по отдельности, он также должен купить, установить и настроить соответствующий центральный контроллер. Как правило, вместе с таковым его поставщик предоставляет клиентам доступ ко специальному облачному сервису, где настраиваются связи между компонентами и сценарии их взаимодействия. Такого подхода придерживается, например, компания Xiaomi в своей экосистеме «умного дома».

Диаграмма направленности

Для максимальной эффективности прибора критически важно правильно его установить и сориентировать. Выше было указано, что существует потолочный и настенный вариант установки; само по себе это деление не означает, что потолочный сенсор нельзя поставить на стену, или наоборот, но эффективность и точность при этом может снижаться.

Кроме того, перед выбором конкретной модели следует оценить геометрию пространства, где будет эксплуатироваться гаджет, и четко определить запланированную зону обзору. Если этим пренебречь, устройство после установки может «не видеть» движение на нужном владельцу участке.

Для определения следует замерить желаемый угол обзора и дистанцию, на которой будет требоваться четкая детекция перемещения. Многие датчики снабжаются диаграммой направленности, которая помогает правильной ориентации устройства:

Где используется

Как уже говорилось, основная сфера применения датчиков движения — домашняя автоматизация, создание систем контроля и наблюдения в зданиях, и охрана. С помощью таких сенсоров можно организовать:

Подобные приборы помогают экономить. Так, их включение в комплекс автоматического управления светом и кондиционированием снижает расходы компании или домовладельца на свет на 70%, а энергопотребление — до 40%.

Сенсоры перемещения применяются в:

Применение в охране

Если такой датчик включен в комплекс пультовой охраны, он при обнаружении движения включит сирену, а также отправит сигнал тревоги на пульт диспетчера. Получив его, охранная организация сможет выслать на место отряд быстрого реагирования.

Если устройство функционирует в составе домашней охраны, «умного дома» и подобных систем, оно сможет отправить владельцу уведомление по SMS, электронной почте или иными способами. Некоторые решения умеют даже выполнять звонки по одному или нескольким «доверенным» телефонным номерам.

Рекомендуем прочитать: система СКУД — что это такое, как она помогает повысить безопасность объекта при доступе к нему множества лиц.

Среди прочих возможных функций датчика:

Автоматизация освещения

Датчик может предназначаться для системы уличного или внутреннего освещения. В зависимости от местоположения он способен давать команды на выключение света и его включение, а также изменение уровня и цвета освещенности (с задержкой и без).

В общем случае сенсор отправляет сигнал на контроллер освещения, который выполняет дальнейшие действия согласно заложенным в него сценариям и программам, активирует выключатели и так далее. Но существуют и переключатели с уже встроенными чувствительными компонентами. Часто их применяют в качестве уличных датчиков движения для включения света. А если добавить в систему ещё и световой датчик включения света, то можно дополнительно сэкономить электроэнергию, так как свет не будет включаться днем, когда и так светло.

Распространены решения для управления «умными лампами» и светодиодными RGB лентами.

Климатические системы

Соответствующим образом настроенный климат-контроль по сигналу сенсора изменяет мощность, температуру и прочие параметры. Для этого:

Например, если в холодное время от комнатного датчика придет сигнал, контроллер прикажет терморегуляторам отопления прибавить тепла, чтобы быстро создать комфортные условия. А при отсутствии перемещений в зоне действия летом прибор заставит кондиционер уменьшить мощность.

Заключение

Датчики движения находят применение в различных сферах — от простых схем автономной сигнализации или управления светом в квартире до сложных охранных систем и автоматизированных комплексов управления оборудованием. Самые простые среди них — PIR-датчики, но разработчики часто комбинируют несколько видов сенсоров для достижения максимальной точности и функциональности.

Решая, какой датчик выбрать, следует учитывать и понимать:

От этих нюансов зависит выбор типа сенсора (ИК, радио или другой), его уровня защищенности и тонкостей настройки. Если прибор подбирается под «умный дом», следует учитывать совместимость с нужной системой.

Где купить датчики

Приобрести датчики движения можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых светильников есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»

Видео по теме

Источник