Датчик движения для включения освещения

Способ определения наличия движения

Датчик определяет наличие движения, анализируя сигналы различных типов, приходящие со стороны зоны наблюдения.

Ультразвуковые устройства

Ультразвуковые датчики движения работают по принципу локатора летучей мыши – излучают ультразвук и улавливают отраженный сигнал. При его изменении происходит срабатывание.

Внутри датчика находится генератор ультразвука частотой 20–60 кГц. Отраженный ультразвук принимается приемником. При движении объектов в зоне контроля датчика частота сигнала меняется из-за эффекта Доплера. Эти изменения обрабатываются и при превышении установленного уровня вызывают срабатывание исполнительных механизмов.

Широкое применение такие приборы нашли в системах автоматической парковки, контроле «слепых» зон автомобиля и датчики заднего хода, например, Fiat 124–13, а также в помещении, в длинных коридорах и на лестницах.

Достоинства ультразвуковых датчиков:

• небольшая стоимость;
• отсутствие влияния погоды;
• сохраняют работоспособность при высокой влажности и запыленности;
• не влияет материал движущегося предмета;
• прогоняют мышей – вначале после включения частые ложные срабатывания, а через некоторое время они уходят и сигналы прекращаются.

Недостатки ультразвуковых устройств:

• Ультразвук вызывает дискомфорт у домашних животных. Его даже используют в качестве отпугивателя собак.
• Небольшая дальность обнаружения.
• Срабатывает только на быстрые движения – легко обмануть медленными. Можно настроить чувствительность так, что срабатывание будет происходить при малейших движениях тела, но при этом увеличится количество ложных сигналов.

Инфракрасные приборы

Принцип работы таких приборов основан на изменении теплового излучения при движении объектов.

Все предметы, имеющие температуру выше абсолютного ноля (-273 градуса), излучают инфракрасные, или тепловые лучи. Это излучение улавливается системой линз или зеркал, количество которых от 20 до 60. Лучи, проходя через эту систему, попадают на сенсор.

В корпусе прибора находятся два датчика, контролирующих температуру в разных зонах. При отсутствии движений на охраняемой территории сигналы одинаковые и не меняются. При движении нагретого тела, например, человека, сигналы на датчиках отличаются друг от друга, что вызывает срабатывание прибора.

Это необходимо учитывать для того, чтобы избежать мертвых зон. Например, для контроля коридора или двери, прибор необходимо устанавливать так, чтобы его лицевая часть была направлена поперек прохода.

Достоинства инфракрасного датчика:

• точная регулировка зоны контроля;
• на улице не реагирует на качающиеся деревья, а в помещении на занавески;
• ничего не излучает во время работы и безвреден для людей и животных.

Недостатки ИК датчиков:

• возможны ложные срабатывания на теплый воздух от кондиционеров и радиаторов отопления;
• при попадании солнечных лучей и при осадках понижена точность работы на улице;
• узкий диапазон рабочих температур – при высокой температуре тепловое излучение от людей и животных сливается с излучением от окружающих предметов, а при низкой, кожа и одежда остывают и излучение слишком слабое;
• можно спрятаться от датчика за экраном или в костюме, не пропускающем тепловые лучи.

Микроволновые датчики

Принцип действия и устройство микроволнового датчика аналогичен ультразвуковому – он излучает высокочастотные электромагнитные колебания и принимает отраженный сигнал. Самая распространенная частота излучения – 5,8 гГц.

Срабатывание устройства происходит при изменении частоты отраженного сигнала. При движении объектов в зоне контроля возникает эффект Доплера и меняется частота отраженного сигнала. Эти изменения обрабатываются микропроцессором, и происходит срабатывание устройства.

Достоинства микроволновых датчиков:

• контролю территории не препятствуют перегородки из диэлектрика – тонкие кирпичные стены, деревянные двери и окна без решеток;
• широкий диапазон рабочей температуры;
• высокая чувствительность;
• несколько независимых зон контроля;
• компактность.

Недостатки ВЧ датчиков:

• дороже устройств других типов;
• ложные срабатывания на движение вне зоны наблюдения – за окном или тонкими стенами;
• СВЧ волны наносят вред здоровью, поэтому их мощность не должна, по требованиям ВОЗ (всемирной организации здравоохранения), превышать 1 мВт/см2.

Комбинированные приборы

Комбинированные устройства совмещают датчики разных видов, например, инфракрасный и высокочастотный. В таких приборах недостатки одних типов компенсируются достоинствами других.

Недостатком таких приборов является более высокая цена по сравнению с обычными устройствами.

Принцип действия инфракрасного датчика для системы освещения

Основой датчика движения является инфракрасный фотоэлемент с электронной схемой обработки сигнала. Датчик реагирует на любые изменения инфракрасного излучения в контролируемой зоне. Поскольку люди и домашние животные, имеют более высокую температуру, чем окружающая среда – детектор сразу отмечает их появление в зоне слежения. Чтобы фотоэлемент не реагировал на неподвижные нагретые предметы, используется сразу несколько технологических приемов:

• инфракрасный фильтр устраняет влияние видимого света;
• сегментированная линза Френеля разделяет сектор обзора на множество узких лучей;
• электронная схема выделяет сигнал, свойственный тепловому «портрету» человека;
• для предотвращения ложных срабатываний применяются многоэлементные фотоприемники.

Во время движения человек пересекает узкие лучи видимости, формируемые линзой. Меняющийся сигнал от фотоэлемента обрабатывается электронной схемой и вызывает срабатывание датчика.

Как работает светильник с датчиком движения

Именно линза Френеля отвечает за диаграмму направленности датчика движения. Причем линия формируется как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

Датчик движения для освещения. Диаграмма направленности

Дальность обнаружения зависит от чувствительности фотоэлемента и коэффициента мощности усилителя. Время удерживания после срабатывания также определяется электронной начинкой.

Как избежать ложного срабатывания

Во избежание ложного включения освещения в рассмотренных выше схемных решениях следуйте таким советам:

1. Не размещайте датчики возле деревьев или устройств нагрева.
2. Разрывайте всегда только фазу.
3. Следите, чтобы к датчику не проникали лучи света, к примеру, от лампы накаливания.
4. Крепите изделие с учетом типа (настенный, потолочный).
5. Не монтируйте устройство возле кондиционеров или окна, где имеет место движение воздуха.
6. Следите, чтобы стекло инфракрасного изделия было чистым и неповрежденным.

Следование указанным выше советам позволяет быстро и без ошибок подключить устройство для контроля освещения на лестнице, в квартире или на улице.

Самостоятельное изготовление

Самостоятельное изготовление светового чувствительного прибора начинается с подготовки необходимого инструмента и материала. Для его сборки потребуются:

• электрический паяльник;
• измерительный прибор – мультиметр;
• бокорезы и пинцет;
• транзисторный фотоэлемент;
• операционный усилитель (ОУ);
• набор деталей: конденсатор, резисторы и реле РЭС55;
• готовый блок питания, обеспечивающий подачу напряжения в схему.

Также необходимо запастись старой лазерной указкой, служащей источником светового сигнала и набором проводов.

Порядок сборки

Сборка датчика движения

Берется старый, но работающий блок питания от 4,5 до 12-ти Вольт, от него отрезается питающий разъем. Отвод оформляется в виде двух проводников (плюса и минуса), которые удобно впаивать в схему. Определиться с полярностью электропитания можно с помощью мультиметра.

Все последующие операции выглядят так:

1. Из подготовленных деталей собирается несложная схема приемника светового луча от лазерной подсветки.
2. Сама она подключается к блоку питания, для чего придется воспользоваться паяльником.
3. Собранная часть с приемным элементом помещается в подходящую по размерам коробку; при этом шляпка светочувствительного элемента выводится наружу.

По завершении сборочных операций следует перейти к монтажу самодельного датчика и последующему его подключению.

Монтаж и подключение

Различные схемы подключения

Сделанный своими руками световой датчик удобнее всего встраивается в дверном проеме. В этом случае входящий в помещение человек обязательно пересечет линию, образованную лучом указки и приемником светового излучения (фотоэлементом).

Если система располагается на улице, помещенный в пластиковую коробку приемник при установке слегка затеняется самодельным козырьком. Иногда для этих целей используется кусок пропускающего свет материала, закрывающего приемное отверстие в коробке. Использование таких приемов позволяет снизить влияние других источников света, отраженных от белых поверхностей, например.

Высота установки указки и приемника внутри помещений выбирается равной одному метру. Такое расположение оптимально для большинства членов семьи и вместе с тем прибор не будет срабатывать при перемещении животных. Эта высота к тому же исключает возможность попадания лазера в глаза взрослого человека.

Реле герконовое рэс-55А (5 вольт)

Для включения и срабатывания схемы используется реле типа РЭС 55A, на обмотку которого напряжение подается с исполнительной части. Порядок работы самодельного устройства:

1. Под действием светового луча в нормальном (не включенном) состоянии через фоторезистор протекает ток, приводящий к его отрыванию.
2. На подключенном к выходу конденсаторе накапливается заряд, создающий на его обкладках определенный потенциал (система находится в равновесии).
3. При появлении преграды в виде человека приемник-фоторезистор закрывается, а накопленный на обкладках заряд стекает через подсоединенное параллельно сопротивление.
4. Это приводит к снижению потенциала в контрольной точке ОУ практически до нуля, в результате чего низковольтное напряжение поступает на обмотку реле.

Регулировка (настройка)

Датчик движения можно установить с заводскими настройками, но если его параметры отрегулировать, то он будет работать лучше и надежнее, что позволит сэкономить электроэнергию или повысить безопасность.

Угол наклона

Прежде всего, нужно установить зону обнаружения. Для этого необходимо выбрать правильный угол наклона. На корпусе устройства есть шарниры, позволяющие произвести регулировку положения.

При неправильном наклоне возможно появление «слепых» зон.

Чувствительность

Кроме положения, большое значение имеет регулировка чувствительности. Она производится колесиком или ручкой с надписью «SENS». Минимальная чувствительность обозначается min (low или –), максимальная – max (high или +).

Настройка производится так, чтобы аппарат срабатывал на человека, но не на животных. Для этого регулятор устанавливается в положение максимальной чувствительности и путем постепенного уменьшения производится поиск оптимального значения.

Если в доме живет большая собака, то настроить прибор так, чтобы он реагировал на людей, но не реагировал на нее, не получится.

Уровень освещенности

Если ДД подключается к системе управления освещением, то необходима настройка датчика уровня освещенности. Он обозначается «LUX».

Для регулировки он вечером устанавливается в положение максимальной чувствительности, и оно уменьшается до срабатывания датчика.

При отсутствии встроенного датчика можно подключить внешний. Его настройка производится аналогично.

Время задержки

Еще один важный параметр – задержка времени отключения. Регулятор, отвечающий за него, обозначается «TIME». Это значение меняется от 5 секунд до 10 минут.

При настройке лучше установить минимальное значение и постепенно увеличивать его до комфортной величины.

Исполнение датчиков движения

Датчики сканирования на движение, разработанные и выпускаемые на текущий момент времени, обладают различными формами и габаритными размерами. Ниже приводятся несколько примеров исполнения устройств.

Пассивные инфракрасные конструкции (PIR) — пример

Одна из широко используемых конструкций, которые применяются в составе схем домашних системах безопасности.

Пассивные инфракрасные детекторы нацелены на отслеживание изменения уровня инфракрасной энергии, вызванного движением объектов (человека, домашних животных и т. п.).

Распространённая конструкция пассивного сенсора, которая отличается простейшей электронной схемой и не создаёт затруднений при подключении. Используются всего три электрических контакта Сканеры пассивного действия изменчивостью источников тепла и солнечного света, поэтому детектор движения PIR более подходит для обнаружения движения внутри помещений или в иной закрытой среде.

Активные инфракрасные датчики — пример

Активные инфракрасные детекторы используют структуру двунаправленной передачи. Одна сторона – передатчик, используется для испускания инфракрасного луча.

Другая сторона – приемник, используется для приема инфракрасного сигнала. Действие тревоги происходит при обнаружении прерывания луча, связывающего две точки.

Пример однолучевого активного детектора обнаружения подвижек. Между тем существуют конструкции более сложной конфигурации, благодаря которым есть возможность решать различные задачи Активные датчики сканирования движения типа «Infra Red Beam» в основном устанавливаются снаружи (в условиях улицы).

Обнаружение происходит благодаря использованию теории передатчика и приемника

Важно, чтобы инфракрасный луч проходил через зону сканирования и доходил до приемника

Ультразвуковой детектор — пример

Датчики сканирования движения с помощью ультразвука выпускаются конструкциями, способными работать как в активном, так и в пассивном режиме. Теоретически ультразвуковой детектор действует по принципу передачи-приёма.

Один из примеров конструкции на основе ультразвука. Универсальные системы, которыми поддерживается функциональность как в активном, так и в пассивном режимах Посылаются высокочастотные звуковые волны, которые отражаются от предметов и воспринимаются сканирующим приёмным устройством прибора. Если последовательность звуковых волн прерывается, активный ультразвуковой датчик подаёт сигнал тревоги.

Выбор модели сенсора

Первым шагом надо выбрать тип сенсора. Радиочастотные (микроволновые) стоят недешево. Их устанавливают для контроля больших территорий (складов, стоянок для техники и т.д.). Учитывая вредность электромагнитного излучения, для бытовых целей и производства небольшого масштаба применяют ультразвуковые и инфракрасные сенсоры. Первые чувствительнее, более помехоустойчивые, но и более дорогие. К тому же ультразвук могут слышать домашние животные, и это может вызывать у них чувство дискомфорта (есть недоказанная практикой версия, что ультразвук отпугивает мелких грызунов и насекомых). По этой причине в жилых помещениях и офисах применяют инфракрасные датчики. К тому же они дешевле. Другие критерии выбора сенсора:

1. Дальность действия. Должна быть не меньше расстояния до дальней точки контролируемой зоны. За большую дальность переплачивать нет смысла.
2. Угол контроля. Сенсоры потолочного типа в горизонтальной плоскости контролируют зону раскрывом в 360 град. Настенные – 180 и меньше (в силу конструктива). У настенных датчиков желателен контроль антивандальной зоны (снизу от сенсора) – оттуда злоумышленники могут вывести прибор из строя.
3. Коммутируемая мощность. Если она недостаточна для управления существующей нагрузкой, придется ставить реле-повторители.
4. Напряжение питания. Если отличается от 220 вольт, придется организовывать дополнительные источники питания.
5. Степень защиты. Должна обеспечивать работоспособность устройства в выбранном месте – в помещении или на улице.

Дальность действия популярных детекторов движения

Детектор движения	Принцип действия	Дальность,м
Smartbuy потолочный	ИК	6
REXANT ДДС 03 11-9211	ИК	12
REXANT 11-9215	ИК	9
REXANT ДДПМ 02 11-9217	РЧ	10
TDM ДДМ-01 SQ0324-0015	РЧ	8

Также есть другие характеристики для выбора сенсора (цвет, потребляемая мощность, время отпускания и т.д.), но они принципиального значения для подключения и установки не имеют.

Лучшие уличные датчики движения для сигнализации

Несанкционированное проникновение на придомовую территорию – пролог преступления. Обнаружить злоумышленника помогут датчики движения охранной ситуации, установленные на участке. Для работы на улице извещатели оснащают корпусами, которые защищают электронику от дождя, пыли. Устройства работают в широком диапазоне температур, имеют большой радиус действия, комплектуются надежными автономными источниками питания.

Alfa Alpir-21

Оптико-электронная модель, настроенная на передвижение тел, весом более 25 кг. Работа основана на взаимодействии двух сенсорных систем: многоуровневого распознавания и анализа. Проводное подключение обеспечивает передачу четкого сигнала независимо от погодных условий. Анализ скорости движения производится на основе интеграции высокого уровня. Корпус изготовлен из ударопрочного пластика, соответствует классу защиты от влаги, пыли IP65.

Установлено два двойных пиродатчика, 18-ти полосный дифракционный объектив обеспечивает угол обзора 110 градусов. Оптика защищена от повышенной влажности, солнечного ультрафиолета. Чувствительность регулируется в 8 диапазонах. Подготовка к работе занимает всего 40 секунд. В комплекте кронштейн с регулировкой угла расположения по вертикали и горизонтали.

Достоинства:

• Цифровое определение температуры;
• Время тревоги 2 секунды;
• Низкое энергопотребление;
• Дальность обнаружения 12 метров;
• Сложно заметить на фасаде здания.

Недостатки:

Не обнаружены.

Снизить количество ложных срабатываний помогает одноканальная температурно-климатическая линия с системой противодействия влиянию движения холодных или теплых масс воздуха, прямых и отраженных солнечных лучей. Эта технология позволяет охранной сигнализации эффективно работать во время дождя, града, снега или шторма.

GSM Cool

Укомплектованный GSM-модулем инфракрасный датчик движения передает данные о срабатывании на 3 номера мобильных телефонов. Оповещения о проникновении приходят в виде sms-сообщений. Используемый модуль эффективно работает при температуре от -45 до +55 градусов. Угол обнаружения по горизонтали – 120 градусов, радиус действия 10 метров. Чувствительность настроена на срабатывание при перемещении тел, массой до 11 кг. Это позволяет исключить ложные срабатывания на мелких домашних животных, птиц.

Работает от аккумулятора 12В, емкостью 9800 мА\ч, который приобретается отдельно. Заряда батареи достаточно для бесперебойной работы в течение 250 дней. В комплекте поставки – звуковая сигнализация, мощностью 130 Дб. Сирена включается при срабатывании, при необходимости устройство можно отключить, оставив только оповещение смс-сообщениями.

Достоинства:

• Дистанционное управление с помощью брелока;
• Удобный кронштейн для монтажа;
• Хороший угол обзора по вертикали;
• Простая настройка.

Недостатки:

Работает с sim-картами Билайн, МТС, Мегафон.

Sapsan Gsm Pro Pri-100A

Укомплектован двойным инфракрасным сенсором, способным обнаружить перемещение на расстоянии до 12 метров. Максимальный угол обзора 110 градусов по горизонтали. Передача данных осуществляется по радиоканалу, дальность связи до 100 метров. Отсутствие проводов упрощает монтаж, эксплуатацию сигнализации.

Источник питания – батарейка формата 9 VDC, энергопотребление – до 25 мкА в режиме сканирования. Корпус изготовлен из ударопрочного полимерного материала, хорошо защищает электронику от повышенной влажности. Комплект поставки включает кронштейн для установки. Регулировка времени срабатывания позволяет выбрать режим охраны.

Достоинства:

• Индикатор заряда батареи;
• Стабильный сигнал;
• Хорошая чувствительность;
• Простая настройка.

Недостатки:

Рекомендуемый нижний порог рабочей температуры -10 градусов.

Особенности монтажа и подключения

При монтаже уличных датчиков движения руководствуются следующими рекомендациями:

1. Охранные приборы вблизи энергетического оборудования могут подвергаться электромагнитному излучению. В результате помех датчики могут потерять свои эксплуатационные качества, поэтому при установке ДД нужно избегать таких факторов.
2. Датчик должен быть помещён во влагозащищённый корпус.
3. Все погодные устройства способны выдерживать условия жаркого климата и морозной погоды. При покупке прибора нужно обязательно проверять герметичность соединений элементов кожуха.
4. Конструкции, к которым крепят датчики, должны обладать достаточной несущей способностью. Надёжное крепление обеспечит долгий срок эксплуатации ДД.
5. Монтаж датчиков движения производят вдали от систем вентиляции и кондиционирования. Поток тёплого воздуха создаёт помехи, особенно это вредит инфракрасным ДД.
6. Если датчик не оснащён солнцезащитой, то нужно прикрепить козырёк. Прямой солнечный свет может повредить фотоэлементы периметрического охранного оборудования.

Советуем изучить Гальваника

Питание детекторов осуществляется путём подключения кабеля бытовой электросети. Некоторые устройства подсоединяют к централизованному преобразователю переменного тока в постоянное электричество с низким напряжением (12 в).

Для подключения датчиков на стойках по периметру участка прокладывают кабели под землёй. К приборам, закреплённым на доме, подводят провода по поверхности стен.

Обратите внимание! Беспроводные датчики оснащены автономными источниками питания – аккумуляторами, солнечными батареями. В процессе пользования нужно выполнять инструкцию по эксплуатации таких приборов. Надо регулярно следить за техническим состоянием батарей

Надо регулярно следить за техническим состоянием батарей.

Рекомендации по выбору места монтажа

Датчики могут быть установлены внутри дома, либо снаружи.

Уличные датчики контролируют территорию, прилегающую к той или иной постройке. Дальность восприятия у этих приборов обычно большая. У некоторых приборов она доходит до сотен метров. Но такие показатели не особо подходят для территории двора частного дома.

При возвращении домой или выходе в тёмное время суток приборы будут особенно удобными для хозяев. Кнопка LUX помогает с настройкой.

Внутренние датчики работают в помещениях. Отличия от другого вида кроются в следующих свойствах:

1. Слабая защищённость от атмосферных воздействий.
2. Меньший сектор обзора. Если нет движения – работа прекращается.
3. Уменьшенная стоимость.

Классификация датчиков движения для включения света

Перед приобретением прибора обнаружения перемещения следует разобраться и понять, какие функции он будет выполнять. Потому существует обширное множество разнообразных типов и видов сенсорного оборудование.

Самым первым и самым главным различием детекторов движения является, какой волновой спектр он использует:

• Инфракрасный. Такие модели устройств, предназначенные для обнаружения движения, регистрируют излучения тепла объектом. Недостаток – это ложное срабатывания на перемещения животных и потоков горячего воздуха, например, от кондиционера. Инфракрасный волновой спектр абсолютно безопасен для здоровья человека.
• Ультразвуковой. Детектор присутствия работает в пределе 20-60 кГц. Прибор генерирует звуковую волну, которая отражается от объекта, регистрируется и анализируется устройством. Недостатками таких моделей является возможность несрабатывания детектора из-за того, что объект слишком медленно движется, применение малого радиуса действия, а также не исключена возможность отпугивания ультразвуком домашних животных.
• Микроволновый. Принцип работы такого детектора заключается в использовании электромагнитной волны высокой частоты, в 1 ГГц. Прибор выпускается значительно небольших габаритных размеров, что позволяет его скрытно установить. Радиус и дальность работы таких устройств зависит от величины мощности СВЧ-передатчика и чувствительности приемного модуля детектора. Условия окружающей среды и наличие небольших преград и перегородок особого влияния на работу детектора движения не оказывают. Но такие микроволновые устройства имеют достаточно высокую стоимость.
• Комбинированный. Детекторы совмещают в себе инфракрасный и ультразвуковой волновые спектры.

Второе разделение детекторов присутствия заключается в том, где устройство будет установлено:

• Снаружи здания. Радиус работы такого оборудования находится в промежутке от 100 до 500 м. В основном их монтируют на больших площадях промышленных предприятий или просто во дворе частного, загородного дома.
• Внутри здания. Установка производится в любой комнате, помещении дома, квартиры и других. Применение такого регистратора осуществляется с использованием малого радиуса действия, величина которого зависит от площади помещения.

Третье разделение устройств обнаружения движения происходит по способам установки и монтажу оборудования:

• Настенный или угловой. Из названия понятно, что такой датчик крепится на стене или в углу стен и потолка. Такой прибор снабжен небольшим углом обзора, что также позволяет избежать ложных срабатываний сенсора.
• Потолочный. Крепится на потолок, использует угол обнаружения 360 градусов. Очень удобно применять такие регистраторы присутствия для включения световых приборов в помещениях, где несколько дверей.

И четвертое разделение сенсорного оборудования – по способу питания детектора электрической энергией:

• Проводной. Является очень надежным источником электропитания, что позволяет обеспечить бесперебойную и безотказную эксплуатацию регистратора перемещения. Минусом такого способа электроснабжения является то, что необходимо протягивать метры провода и искать свободную розетку.
• Автономный. Датчик движения питается от одного или нескольких аккумуляторов, которые, в основном, вставляются в корпус устройства. На рынке присутствуют также модели оборудования обнаружения перемещения, которые питаются от солнечных батареек. Недостатком таких моделей служит постоянный контроль за потребляемым током, который может менять свои величины и значения во времени.

И это только основные группы разделения такого типа оборудования, так как оно очень разнообразно.