Как работает датчик движения: принцип работы, устройство, какие бывают, как проверить, как выбрать

Подробный принцип работы датчиков движения, их класификация, технические характеристики и основне ошибки при установке.

Содержание

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.

Устройство и принцип работы

Устройство ИК датчика:

Устройство ИК датчика

Принцип работы датчика движения:

Принцип работы датчика движения

Принцип работы и само устройство ДД достаточно просты:

  1. В прибор установлен датчик, замечающий излучение тепла людей, после чего, срабатывает система, например, осветительных устройств.
  2. На подконтрольной территории ДД, при возникновении движения, которое спровоцировал человек, осуществляется замыкание силовой цепочки.
  3. Осуществление контрольных функций без перерыва, в установленном месте, за инфракрасным излучением – главный принцип срабатывания ДД.
  4. В месте наблюдения, тепловое поле изменяется, при появлении достаточного по весу, объекта в движении.
  5. В контролируемой зоне, ДД может подать сигнал, если телодвижения человека не существенные, например, он просто размахивает рукой. Это возникает из-за чередования зон общего инфракрасного поля в шахматной последовательности.
  6. Для срабатывания датчиков важно, чтобы объект двигался.
  7. С помощью ДД можно производить управление электронными аппаратами – освещением, работой кондиционеров, мероприятий охраны.

Во всех ДД возможно поменять настройки:

  1. Промежуток времени отключения. Можно задавать любое время с момента обнаружения движения.
  2. Предел освещенности. Это нужно для того, чтобы контролировать работу аппарата в разный период суток.
  3. Порог чувствительности. Чем больше чувствительность, тем быстрее прибор среагирует.

Инструкция


Английская и IMHO переведена качественнее обычного китайского английского. Специально уточнено, что при настройке чувствительности (=дистанция срабатывания) изменения происходят не сразу, нужно подождать до 3 мин.
Всё понятно, кроме, разве, белого провода «Fire control line». Могу предположить, что это линия пожарной сигнализации, при подаче сигнала на которую прибор максимально обесточивается. Но такой сигнализации у меня нет, что именно подавать я не в курсе, так что не использовал.

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 светПринцип 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.

Устройство и принцип работы

Конструктивно датчик движения содержит несколько составляющих элементов, которые будут отличаться в зависимости от типа.

Устройство датчика движенияУстройство датчика движения

Устройство датчика движения

Для примера рассмотрим устройство инфракрасного сенсора, который состоит из:

  • пироэлемента PIR, реагирующего на изменение физических параметров окружающей среды;
  • полевого транзистора T1, выступающего в роли электронного ключа;
  • шунтирующего резистора R1, подключенного параллельно к пироэлементу.

Принцип действия заключается в способности пироматериала изменять собственные характеристики в зависимости от степени теплового излучения, попадающего на него. Световой поток уменьшает сопротивление пироэлемента PIR и через него приходит сигнал на открытие полевого транзистора. В таком состоянии ток будет протекать через нагрузку, в роли которой может выступать катушка реле или другой логический элемент. В случае появления человека или другого объекта в области действия датчика, световой поток прервется и перестанет воздействовать на пироэлемент, сработает автоматика, выдающая соответствующий сигнал о возникновении движения.

Что такое датчик движения и зачем он нужен?

Датчики движения Finder – специальные волноискатели, работающие от электричества. Он улавливает движения в помещении. То есть, любой движущийся объект попадая в зону охвата датчика движения, активирует сенсорную систему, которая передает его к присоединённому механизму к ней механизму.

Прибор не навредит вашему здоровью и существенно сэкономит электроэнергию, а значит и деньги, которые вы могли за него отдать.

У данного приспособления имеются множество плюсов:

Установив датчик движения в каком-либо складском помещении, облегчит вашу жизнь. Как правило, в таких помещениях выключатели находятся достаточно далеко от входа. Это значит, если в помещении творческий беспорядок, вы легко можете получить травму, споткнувшись через какой-либо предмет.

Многофункциональность один из главных преимуществ датчиков движения. Он не только компактен и идеально подойдет для любого интерьера, а также может быть беспроводным, что удобно. Датчик движения можно использовать в различных целях, будь то открытие ворот или сигнализация.

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.Прерывающий сенсорПреимущество 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.Отражающий сенсорОтраженные 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.

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.

Технические характеристики

  • Рабочее напряжение: 3.3-20 В
  • Потребление в работе: <3 мА
  • Мощность передатчика: <2 мВ
  • Рабочие температуры: -20 ~ +80с
  • Угол обнаружения: 360 (сферический)
  • Радиус обнаружения: до 8 м
  • Время работы после обнаружения: 1-999 секунд.

По заявлениям продавца датчик питается постоянным напряжением в диапазоне от 3,3 до 20 В. Устройство тестировалось при напряжении питания 3,3 и 5 В, ток потребления при напряжении 3,3 В составляет 1,2-1,4 мА, а при напряжении 5В – 1,4-1,7 мА.

Следует отметить, что образец датчика, протестированный автором, выдавал очень много ложных срабатываний при напряжении питания 3,3 В. В случае питания от источника напряжением 5 В, ничего подобного не наблюдалось, устройство работало надежно.

Установка

Датчики также отличаются установкой. Есть внешние или накладные, а также приборы, которые встраиваются. Первые легки в монтировании, к ним нужно лишь подвести электропроводку. У второго типа главным плюсом является возможность изготовления под интерьер и общий дизайн комнаты.

Чтобы лучше понять, как он выглядит, стоит посмотреть фото таких датчиков движения. Благодаря данному преимуществу датчик можно спланировать еще на стадии разработки проекта всего дома. Оба вида отличаются друг от друга принципом работы.

Важные характеристики

Выбор устройства основывается не только на принципе действия, условиях эксплуатации и способах установки. Важным параметром является и диапазон действия устройства.

Угол обзора

Измеряется показатель в градусах. Варьируется в пределах 60-360 единиц в горизонтальной плоскости и 15-20 единиц в вертикальной. Максимальное значение имеют потолочные датчики, минимальное — настенные.

Уличные датчики рассчитаны на максимальный охват охраняемой территории. Поэтому угол обзора имеет показатели свыше 180 градусов.

Датчик движения

Дальность действия

Единицами измерения являются метры. Рассматривается дальность в трех плоскостях:

  • перпендикулярно до 40 м в диаметре (движение по касательной окружности);
  • фронтально до 20 м (в сторону прибора);
  • присутствия (под датчиком).

Способ и место установки

Монтажные работы зависят от конструктивных особенностей датчиков. Существуют устройства для внутреннего использования и наружного. Последние имеют корпус, защищенный от воздействия природных явлений. Предусмотрен и более широкий диапазон допустимых для эксплуатации температур.

Для установки датчиков исключаются следующие участки:

  • рядом с кондиционерами и увлажнителями воздуха;
  • возле естественной или принудительной вентиляции;
  • около отопительных приборов.

Датчик с описанием

Чтобы избежать ложных срабатываний, рекомендуется монтаж устройств на несущих конструкциях, где присутствие прямых лучей солнца минимально. Последнее может засветить чувствительные детекторы.По способу установки различают следующие модели:

  • Корпусные для наружного использования.
  • На потолке прибор охватывает весь периметр по окружности (с диаметром 10-20 м). Устанавливаются для освещения, охраны или включения каких-либо механизмов на высоте 2,5-3 метра от пола.
  • На стене датчики отличаются ограниченным действием относительно охватываемой территории.

Встраиваемые модели частично утапливаются в основание. То есть видимыми остаются только принимающая поверхность и декоративная рамка. Весь механизм находится в нише стены.

Дополнительные возможности

Современные устройства разрабатывают так, чтобы они имели расширенные функции. То есть, не только срабатывали на движение и сигнализировали об этом, но и дополнительно выполняли другие задачи.

Датчик освещенности

Радиус действие чаще составляет 180 градусов, но есть модели с полным охватом окружности.Во время движения происходит замыкание цепи, и свет включается.

Защита от животных

Ультразвуковые и радиоволновые датчики автоматически отпугивают животных, так как они их воспринимают и вызывают дискомфорт. На человека волны действуют также негативно, но незаметно.

ИК приборы можно настроить так, чтобы срабатывание на передвижение животных не происходило. Такая возможность имеется и в некоторых моделях комбинированных датчиков.

Есть приборы, в которых настройка ведется в соответствии с весом объектов. Так, если допустимое значение отрегулировать с превышением данных о животных, то реакции не будет.

Задержка отключения света

Существуют детекторы, в которых встроен регулятор времени отключения света (таймер). Тогда срабатывание будет происходить в необходимый для потребителя срок.

Автономность

Автономный датчик движения имеет питание от батареек или аккумуляторов. Может быть оснащен модулем GSM для работы с мобильным телефоном. Допускается совместимость с камерами видеонаблюдения.

Датчик

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).

Датчик движения ультразвуковой

Работает он достаточно просто. Волны, которые исходят от движущего предмета, считывает встроенный волноуловитель. Данный вид датчиков долго служит и он удобен в использовании. Цена на ультразвуковой датчик приемлема, а также он устойчив к окружающей среде.

Однако, у него имеются некоторые недочеты:

  • Часто не реагирует на медленно движущийся объект.
  • Негативно действует на животных поэтому, если у вас есть домашние любимцы не стоит выбирать датчик данного типа.

Основные причины поломки или нарушения работы

Распространенной причиной выхода устройства из строя является неправильное подключение. Если датчик постоянно горит, срабатывает без учета настроек, то произошел сбой в работе прибора.

Для ремонта и выявления причин рекомендуется обратиться к специалистам. При чем, лучше, если они же будут представителями изготовителя. Самостоятельно можно только проверить настройки и откорректировать их.

Ошибочным может быть и расположение датчика. Если рядом имеются факторы, влияющие на результаты, то ложные срабатывания или отсутствие реакции будут обеспечены. Например, объемный ИК датчик эффективнее работает в перпендикулярной плоскости, нежели в горизонтальной, соответственно второй вариант снизит возможность срабатывания.

Внутренний мир

Корпус легко разбирается медиатором.

Сама плата сидит в корпусе плотно, не болтается.

Выглядит гораздо симпатичнее, чем прошлый образчик. Хотя вокруг 4 точкек крепления 8 угольной платы фотодатчика можно видеть полупрозрачную субстанцию. Думаю, флюс, хотя вдруг повреждённую пайкой лаковую плёнку восстанавливали?

На коричневом плёночном конденсаторе удалось прочитать маркировку CBB22 / 564J400V На одном из электролитов Jwco 220 мкФ 16V, второй, к сожалению, не подлезть. Спрятанная под платформой микросхема BISS0001 / YDAWL4Q. Обильно гуглится. Рядом установлен 78L05 в SOT-89 корпусе.

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.

Обозначение на схеме

На схеме графически датчик движения обозначается в виде квадрата с треугольным вырезом. Направлен последний плоскостью в сторону охватываемой территории.

Подключение производится по схеме замыкания и размыкания цепи. Если подразумевается временное и постоянное освещение, то параллельно устанавливается выключатель. Если он отключен, то освещение работает от датчика.

Различают двухпроводные и трехпроводные устройства. Первые, как правило, устанавливают в стандартный подрозетник. Подключение происходит по тому же принципу, что и у выключателя с одной клавишей. Вторые подключаются немного сложнее, но технология та же. Только дополнительно предусмотрено подключение нулевой фазы.

Схема подключения датчика движения

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.

Комбинированные датчики движения

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

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

Испытания

Наученый опытом и справедливыми замечаниями камрадов, макет перед включением сфотографировал. Даже фазу с нейтралью в розетке определил (конечно, на работоспособность не влияет)

При подаче питания лампа зажигается. Это, кстати, отмечено в инструкции. Для освещения в спальне, скажем, уже не подойдёт. Прерывание питания — иллюминация. В целом работает хорошо. Если ходить около — то лампа не гаснет. Если погасла — то даже махнуть рукой — срабатывает. Но есть короткая, секунду губо, после отключения слепая зона. В этот момент на движение не реагирует. Регулировку по времени и освещённости не измерял.

Всё это хорошо, пошёл примерять в туалет. И, естественно, срабатывает, когда войдёшь в соседнюю ванную комнату. Что нам точно не надо. Берём фольгу, заворачиваем, оставляя только два торца, не смотрящих на соседнюю ванную. Чувствительность на минимум, пауза 3 мин как предписано.

Никаких изменений :) Видит меня сквозь ту фольгу ясно и чётко. Ну то есть можно теперь пытаться фольгу заземлять. Или сетку фарадея в стену сортира встраивать :) Но не стал.

Производители и модели датчиков движения

Датчики движения от бренда Legrand

Legrand – это французская фирма, которая получила известность благодаря выпуску надежных электроустановочых систем.

Legrand выпускает датчики движения для жилых, общественных и промышленных зданий. Электроприборы этой фирмы отличаются простотой установки и эксплуатации, качеством и долговечностью.

Valena 770228 – это компактный инфракрасный датчик движения, который подходит для жилых и офисных помещений. Радиус охвата составляет 8 метров. Датчик оборудован двумя реле для настройки: первое регулирует время задержки отключения, второе– восприимчивость пироэлемента к излучениям.

Mosaic 78451 – это инфракрасный датчик движения, который автоматически включает и выключает осветительные приборы. Он может управляться дистанционно с пульта. Подходит для установки в жилых и офисных помещений средней и большой вместимости.

Детектор Plexo IP55 подходит для автоматического включения и выключения светильников в жилых помещениях. Это ИК-датчик движения, реле которого позволяет максимально комфортно подобрать время задержки работы освещения, от 6 секунд до 6 минут.

Датчики движения от фирмы Uniel

Бренд Uniel один из первых стал производить датчики движения. Сегодня у этого производителя можно приобрести как ИК-извещатели, так и комбинированные детекторы, реагирующие не только на инфракрасное, но и на ультразвуковое излучение.

Модельный ряд марки имеет электрооборудование и для жилых, и для промышленных зданий.

Uniel USN-01 – это инфракрасный датчик движения со встроенным УЗ-датчиком, который по желанию можно отключить. Угол его охвата составляет 140 градусов.

Такой датчик подойдет для помещений малой и средней площади, и коридоров, где обычные ИК-детекторы могут не справиться.

Инфракрасный датчик USN-04 от бренда Uniel устанавливается на потолке в жилых и офисных помещениях и обеспечивает полный угол обзора для регистрации движения людей. Он подойдет для автоматического выключения и включения света.Площадь охвата составляет 6 – 12 метров.

Датчик Uniel USN-10 используется для наружного регистрирования передвижения и включения прожекторов. Угол обзора равен 180 градусам, а площадь охвата 121 м. кв. Детектор улавливает инфракрасное излучение.

Детекторы движения производителя ABB

ABB – это шведская компания, которая уже полтора века занимается производством электрооборудования. Датчики движения этого бренда отличаются инновационными механизмами отслеживания движения и могут применяться даже для наружного монтажа, к примеру детекторы серии Busch Watchdog.

Датчик движения Busch-Wachter 90 Professional LINE 6800-0-2321 – это ИК детектор, оборудованный микропроцессором. Имеют высокую точность реагирования и низкую степень ложных срабатываний. Может использоваться для автоматического включения освещения на открытом воздухе, так как эффективно работает даже при плохих погодных условиях.

Антрацит ABB Zenit N2241 AN – это пассивный инфракрасный датчик, который подойдет для автоматического включения и выключения освещения. Площадь его охвата равна 5 метрам. Датчик оборудован реле времени задержки освещения, с помощью которого вы сможете подобрать для себя оптимальный режим в диапазоне от 10 секунд до 10 минут.

BJE6853 AGM-204 от компании ABB подойдет как для включения осветительных приборов как на открытом воздухе, так и в помещениях. Площадь его охвата составляет 12 метров, а угол обзора равен 90 градусам. Прибор рассчитан на продолжительную задержку освещения от 1 до 5 минут.

Как правильно установить датчик движения?

Вы уже знаете, что такое датчик движения, их виды, и как они работают. Теперь давайте поговорим о том, как правильно подключить датчик движения. При размещении прибора обязательно нужно учитывать размеры помещения, где находятся окна и двери. Это все влияет на корректную работу датчика.

Учитывайте данные факторы при монтаже прибора:

  • Не должно быть грязи или пыли.
  • Какие-либо предметы перед датчиком, в особенности на улице, могут стать причиной срабатывания прибора.
  • Если вы устанавливаете сигнализатор с проводкой, ее изоляция должна быть влагостойкой.
  • Монтировать датчик рядом или напротив приборов излучающих свет или электромагнитные волны – не лучшая идея.
  • Задайте нужный угол и направление, потому что прибор будет реагировать на предметы, которые попадают в зону охвата.
  • Подбирать светильники, следует по мощности, берите с запасом в 15%.

Итак, теперь вы знаете все, что нужно о датчиках движения. Я надеюсь после прочтения данной статьи, вы решили для себя, какой датчик движения лучше выбрать.

Контактные датчики

Они срабатывают при открытии капота, дверей или багажника. Другими словами, контактный датчик представляет собой кнопку, рабочий режим которой сохраняется при нажатии. При открытии происходит замыкание электроцепи, а на главный блок отправляется импульс, запускающий световой или звуковой сигнал.

Называемое также шок-сенсором это устройство реагирует на резкие вибрации или удары. Подобные датчики обычно имеются в базовой комплектации. Недорогие датчики основываются на принципе электромагнитной индукции, а современные надежные шок-сенсоры представляют собой световые приборы, которые срабатывают за счет отклонения лазерного луча на определенную величину.

С этим читают

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...