Основные принципы работы датчиков движения

Критерии выбора

Итак, существует несколько правил, воспользовавшись которыми можно правильно выбрать датчик движения. Давайте рассмотрим, что советуют специалисты:

Определитесь с местом установки. Для улицы рекомендуется подобрать детектор со степенью защиты IP не менее 55, лучше 65. Если устройство будет установлено под навесом, допускается выбрать модель с индексом IP44. При выборе датчика движения для включения освещения в помещении (дом, квартира либо гараж), степень защиты может быть меньше, при условии, что повышенная влажность и запыленность отсутствуют.

Учитываем возможные препятствия. Немного отойдем от темы и расскажем о видах детекторов. Существуют устройства, которые реагируют на тепловое излучение (инфракрасные). Они включают свет при обнаружении любых движущихся объектов, в том числе и животных. Второй вид изделий – звуковые или как их еще называют, акустические (срабатывают при возникновении шума). Следующая разновидность ДД – микроволновые. Они излучают волны, которые могут проходить через препятствия для обнаружения движения. Ну и последние, комбинированные устройства, сочетающие несколько способов реагирования. Так вот, в квартирах, на даче, и в частных домах рекомендуем использовать ИК-датчики или комбинированный вариант инфракрасного излучения с ультразвуковым. Для охраны лучшим решением будет использование микроволновых моделей, которые реагируют даже через небольшие препятствия (к примеру, перегородка). Такие устройства нашли применения в гаражах, складских помещениях и, в общем, в системах сигнализации.

Определяемся с углом обзора. Если в помещение можно зайти с нескольких сторон (к примеру, 2-3 двери в коридоре либо подъезде), то лучше выбрать датчик движения с углом обзора 360 градусов (потолочный). Если же нужно производить включения света при проходе через один определенный участок, то достаточно подобрать детектор с углом обзора в 180 градусов и направить его на нужную зону обнаружения.

Учитываем мощность светильников

Не менее важно правильно выбрать мощность ДД. Сделать это достаточно просто – узнаем мощность люстры в комнате, или, к примеру, светодиодного прожектора на улице и подбираем мощность детектора с небольшим запасом.

Определяем радиус действия

Также при выборе датчика движения нужно учитывать максимальное расстояние, на которое он способен реагировать. Как правило, радиус обнаружения составляет от 6 до 50 метров. Соответственно, для небольших комнат в квартире и доме можно выбрать минимальный радиус (в туалете, кухне, прихожей, ванной), а вот для включения уличного освещения нужно определиться с радиусом действия и на основании этого выбрать подходящий параметр.

Наличие фотореле. В последнее время большинство ДД дополнительно оснащаются детекторами освещенности, которые позволяют еще больше экономить электроэнергию. Схема работы в этом случае такая: включение света происходит только, если уровень освещенности ниже заданных настроек. Это логично, ведь нет смысла включать освещение днем.

Защита от животных
Еще одна полезная функция, на которую мы рекомендуем обратить внимание. Если у вас есть домашние животные, к примеру, небольшая собака во дворе, то лучше выбрать датчик движения с защитой от животных
В противном случае включение света будет спровоцировано вашими питомцами, что не очень удобно и экономично.

Подробно об установке датчика движения своими руками мы рассказали в соответствующей статье, где также рассмотрели схемы подключения изделия!

Трехпроводная схема подключения датчика движения

Датчики с тремя клеммами обычно используются при конструкции типа ИК-сенсор. Довольно распространенной компанией производителем недорогих инфракрасных датчиков движения является IEK. Без особых проблем можно найти хорошие изделия на Алиэкспресс.

Изделия подороже выполнены по аналогичному принципу, схема подключения светильника с датчиком аналогична для модели датчика от любого производителя. Устройства должны иметь степень защиты IP44 от проникновения твердых объектов более 1 мм и капель влаги. Если же датчик движение нужно вынести за пределы дома, то установка возможно только под козырек.

Если желаете защитить прибор от дождя и снега, ищите модель с пылевлагозащитой IP65 и с температурным режимом для вашего климата. Большинство ИК-сенсоров могут работать только до минус 20 градусов Цельсия.

Для подключения трехпроводного ИК-сенсора движения заводится полноценная фаза и ноль. Для правильной расстановки понадобятся все те же основные 4 элемента:

1. Автоматический выключатель (что в распредщитке).
2. Распредкоробка (в которой основной монтаж).
3. Датчик (к нему подведен провод из распредкоробки).
4. Светильник (второй провод из распредкоробки).

Соединение датчика тремя проводами будет проводится с заводом в распределительный короб трех кабелей:

1. От автомата три жилы: L (фаза), N (рабочий нуль), нулевой защитный или земля (PE).
2. На светильник три жилы, если корпус осветительного прибора из метала.
3. Три жилы на датчик.

Как подключить датчик движения к лампочке с использованием трех жил, детально рассмотрено на схеме.

Нули (N) собираются в одну точку (как в случае с предыдущей схемой). Земля с автоматического выключателя тоже подключается к земле светильника (нулевой привод или PE). На датчик движения с тремя клеммами подается теперь фаза-ноль:

• Две вводных – для питания 220В, обычно подписаны как L (фаза) и N (ноль).
• Один вывод – обозначается литерой А.

Монтаж

Для установки трехжильного датчика движения:

1. Открутите два самореза в корпусе. Клеммы находятся под задней крышкой.

2. Некоторые модели уже выводятся из корпуса тремя проводами разного цвета. По цвету можно определить, что он значит: земля (А) красный, ноль (N) синий, фаза (L) коричневый. Но если крышка открывается без особых потуг, рекомендуется убедится в правильности определенной маркировки лично, глядя на надписи рядом с клеммами.
3. Упрощенная схема подключения датчика движения к лампочке выглядит таким вот образом:
4. Немного наглядности вот на этом рисунке.
5. Можно обойтись без распредкоробки для соединения проводов и все жилы завести прямо в короб датчика, если внутри достаточно просторно и есть собственный клеммник. Фазу-ноль с одного кабеля подали, а с другого фазу-ноль вывели.
6. Выходит упрощенная, но такая же трехпроводная схема, только без распределительного короба.

Настройка и регулировка чувствительности

После успешного подключения светильника с датчиком движения нужно правильно выставить его параметры:

1. На обратной стороне корпуса найдите основные регуляторы. LUX с позициями месяца и солнца отвечает за срабатывание в зависимости от освещенности. Нужно чтобы датчик включался в комнате с окном только когда будет пасмурно или зайдет солнце? Выкрутите регулятор в сторону луны.
2. Вторым регулятором выставляйте время выключения. Задержку можно выставить с нескольких секунд до 5-10 минут.
3. Угол поворота всей сферы позволяет регулировать детектирование животных.

Преимущества и нюансы использования

Чтобы на животных не реагировал датчик, не поворачивайте головку сенсора вниз к полу. Выставите его так, чтобы он захватывал движения на уровне головы (плеч) всех жителей дома. Обычно на этом уровне захват животных не происходит.

Если же нужно, чтобы датчик временно не срабатывал, то головку его направьте в потолок. Таким образом захват перемещения невозможен. Захват движения датчиком зависит от угла наклона. В реалиях максимальное расстояние достигает 9 метров. Но по паспорту может быть выше.

Датчик для детектирования применяет ИК-лучи. Если двигаться от луча к лучу, то устройство замечает активность и реагирует. Когда проходишь прямо на луч, чувствительность сенсора минимальна и прибор может не сразу на вас среагировать.

По этой причине установка датчиков движения проводится не прямо над дверным проемом, а немного сбоку. Например, в углу комнаты.

Недостатки

Минусом трехпроводной схемы подключения датчика движения к лампе является отсутствие включения света принудительно. Если датчик по каким-либо причинам придет в неисправность, начнутся проблемы с корректной его работой. Чтобы этого избежать, рекомендуется в схему добавить выключатель.

Что собой представляет устройство

Датчиком движения называется прибор, который умеет реагировать на присутствие живого объекта в радиусе его действия. После обнаружения он подает сигнал управляемому устройству. Датчик света для уличного освещения или фотореле, применяемые совместно с датчиком движения, могут позволить исключить включение освещения днём, когда уровня естественного освещения достаточно.  Такое совместное использование позволит учитывать уровень освещенности и сделает систему максимально экономной.

Принцип работы устройства с какой-то стороны даже примитивный. Детектор прибора умеет улавливать движения. Когда это происходит, он отправляет сигнал на реле, происходит замыкание цепи и включается освещение (или активируются другие приборы). Стандартный датчик движения уличный работает круглосуточно.

В зависимости от модели могут учитываться изменения в электромагнитном поле. Активируются лампы или сирены с учетом выдержки, установленной заранее.

Уличные датчики движения бывают охранные или осветительные

Перед покупкой важно учитывать ряд параметров, чтобы прибор полностью соответствовал требованиям. Пользователь может приобрести либо осветительные приборы с датчиком движения, либо отдельно купить сенсор и монтировать его в цепь

Виды датчиков движения и характеристики

Инфракрасный датчик движения для активации ламп

Существует несколько видов детекторов, которые различаются тем, что реагируют на разные условия – обнаруживают объект разными способами.

• Инфракрасные – реагируют на тепловое излучение, поэтому включают свет при попадании в зону обнаружения движущегося объекта, излучающего тепло, в том числе животных. Из-за последней особенности в квартирах с домашними питомцами, особенно крупными, их не рекомендуют устанавливать.
• Звуковые или акустические – срабатывают при возникновении шума, поэтому свет включается еще до непосредственного появления объекта в радиусе действия.
• Ультразвуковые – излучают ультразвуковые волны и сравнивают отраженный сигнал с испускаемым.
• Микроволновые – похожи на ультразвуковые, только действие основано на излучении СВЧ волн, которые могут проходить сквозь препятствия (тонкие кирпичные стены, деревянные перегородки). Датчики все равно будут реагировать на движение.
• Комбинированные – сочетают в себе несколько вариантов обнаружения объекта, например инфракрасный и акустический, благодаря чему недостатки одного способа обнаружения компенсируются за счет другого.

Виды детекторов движения

По месту и способу установки датчики движения бывают потолочными (их также называют настенными или накладными) и встроенными в подрозетник.

• Потолочные детекторы снабжены универсальными кронштейнами. Они крепятся на ровной поверхности, могут поворачиваться. Высота установки составляет около 2,5 м.
• Детекторы, которые встраиваются в подрозетник, устанавливаются вровень с поверхностью стены. Для монтажа обычно выбирают участок недалеко от светильника.

По типу питания выделяют датчики проводные и беспроводные. Проводные запитываются от электросети 220 В, а беспроводные, передающие сигнал посредством радиоволн, работают от аккумуляторных батарей на 12 В.

В отдельных моделях датчик движения выступает не основной, а вспомогательной частью: в светодиодных светильниках с датчиком движения или датчиках с сиреной. Первые оснащаются активным или пассивным контроллером. Изделия с активным контроллером излучают сигнал, а затем сравнивают отраженные волны. Это позволяет свести к минимуму ложные срабатывания, но и стоимость таких устройств выше. Светильники, дополненные датчиком движения с пассивным контроллером, популярны за счет более низкой стоимости, но и процент ложных срабатываний у них выше, потому что они работают только на прием волн.

Автономные датчики с сиреной, срабатывая, включают сирену. Современные модели могут также подавать не только звуковой, но и световой сигнал, отправлять сообщение о происшествии по каналу GSM-связи на телефон владельца или пульт охраны.

Можно ли сделать своими руками?

Несмотря на невысокую цену датчиков, многие пытаются сделать устройства самостоятельно и сэкономить деньги. Преимущества такого решения заключается в возможности хорошо разобраться в принципе действия, снизить расходы на обслуживание и «заточить» устройство под конкретные условия применения.

Кроме того, при правильной сборке можно уменьшить расходы и даже модернизировать систему.

Но есть и минусы. Перед тем как приступить к работе, необходимо закупить оборудование, нарисовать схему, определиться с размерностью и другими моментами. Это требует опыта и знаний. При этом нет гарантий, что готовая схема будет работать.

Если принято решение самостоятельно собрать датчик движения, подготовьте следующие элементы:

• корпус для сбора схемы;
• набор элементов;
• паяльник и провода разного сечения;
• крепление;
• отвертка;
• прочие материалы — изолента, пассатижи, кембрик.

Для включения освещения будет применятся датчик с вмонтированным в него фотоэлементом. В роли выключателя будет выступать фотореле.

Для сбора схемы потребуется:

• конденсатор (С1);
• операционный усилитель DA1;
• фототранзистор (VT1);
• сопротивление R1 для нагрузки коллектора и создания рабочей точки;
• резистор R2 для реализации обратной связи.

При правильной сборке схема действует так. После поступления света на VT1 элемент срабатывает, и фототранзистор открывается с последующей зарядкой С1. При снятии напряжения с VT1 происходит разряд конденсатора и снижение напряжения.

В роли источника освещения для фотоэлемента может выступать простой лазер или светодиод инфракрасного типа.

Сборка проходит по такому алгоритму:

1. Соберите источник питания, отрегулируйте его и проконтролируйте выдаваемый ток.
2. К минусу источника питания подключите сопротивление.
3. Подсоедините диод при помощи катода.
4. На анод выведите подстроечный резистор.
5. Соедините транзисторный эмиттер с минусовым проводом источника питания.
6. Подсоедините сопротивление с базовой схемой.

После сборки остается опробовать правильность работы изделия при попадании на него света. Возможные ошибки необходимо устранить сразу при обнаружении.

Датчик движения: основные функции и принцип работы

Основное предназначение датчика движения — коммутация электрической сети. Может работать как с активной нагрузкой в цепи, так и с активно-индуктивной. Любое движение в подконтрольной зоне в первую очередь запускает процесс определения уровня освещенности (если таковая функция предусмотрена в устройстве).

Если показатель ниже установленного порога срабатывания, устройство замыкает контакты и включает лампу. Таким образом, детектор может работать и в ночное, и в дневное время суток. Устанавливают порог срабатывания с помощью регуляторов, он может составлять от 3 до 2 000 Лк.

В быту чаще всего устанавливают устройства, работа которых основана на улавливании электромагнитных колебаний волн в инфракрасном спектре. Время, через которое детектор срабатывает, в случае обнаружения движущегося объекта, также настраивается.

Поворачивая регулятор, устанавливается режим выдержки. У разных моделей время отсрочки может настраиваться от 10 с до 7—15 мин (допускается небольшая погрешность).

Ориентиры грамотного выбора

Разные модели могут иметь разное назначение. Некоторые предназначены только для управления внутренними осветительными приборами, другие более универсальны и могут использоваться для схем с электроприборами, с устройствами сигнализации, с системой уличного освещения.

Датчики могут быть с ограниченным и круговым обзором, иметь разные углы горизонтального и вертикального наблюдения. Устройства для подключения на стену контролируют зону под углом 110—120° или 180°по горизонтали и 15—20° по вертикали.

Модели с подвижным органом обзора существенно облегчают настройку, а вот стационарные не имеют такой возможности, поэтому для них нужно более тщательно выбирать место размещения.

Детекторы с круговым обзором могут охватывать контролируемую зону под углом в 360° по горизонтали. Их зона обзора имеет форму конуса, расширяющегося книзу. Несмотря на большую зону контроля, не просматриваемые участки (за пределами радиуса, в углах) в помещении все равно остаются.

Для установки датчика на улице или в помещениях с повышенной влажностью необходимо выбирать устройство с высокой степенью защиты от внешних факторов (пыли, влаги).

Например, устройства с защитной степенью IP20 допустимо использовать только во внутренних помещениях с нормальной влажностью, с IP33 возможна установка на улице — на террасе, крыльце, беседке. С IP44 можно монтировать на улице, но защищать козырьком от попадания капель воды во время атмосферных осадков.

Приобрести можно готовый комплекс из выключателя и датчика движения. С особенностями его выбора и установки ознакомит рекомендуемая нами статья.

Размещение и способ ориентации

Общие правила установки датчиков следующие:

• высота установки над наблюдаемой поверхностью может составлять от 2,5 до 4 м (параметр зависит от модели устройства);
• при выборе места для монтажа учитывают то, что детектор более чувствителен к движению, которое происходит поперек области наблюдения;
• Суммарная мощность нагрузки ламп ограничена и может составлять, к примеру, от 60 до 1200 Вт для лампочек накаливания и от 0 до 600 Вт для люминесцентных осветителей.

На чувствительность детектора оказывает влияние также и температура. Диапазон температурных значений, при которых прибор нормально выполняет свои функции — от -20 до 40 °C.

Запрещено устанавливать лампы:

• на вибрирующие поверхности;
• около вентиляторов, кондиционеров;
• на глянцевых белых поверхностях стен;
• вблизи источников тепла — электрических радиаторов, ламп;
• на поверхности, находящиеся под прямыми лучами солнца.

Чтобы избежать ложного срабатывания, избегают воздействия на инфракрасный детектор источников электромагнитных волн, ветровых и тепловых потоков.

Нельзя также чтобы в зону действия попадала лампа накаливания — постепенно остывающая нить приведет к срабатыванию детектора, поскольку он отреагирует включением на изменение ее температуры.

Так может продолжаться до бесконечности — свет будет включаться и выключаться. Ложное срабатывание может происходить также в ветреную погоду из-за колыхания ветвей.

Характеристики

При покупке датчика движения важно учесть ряд параметров, от которых зависят особенности, место подключения, а также условия для применения. Главные характеристики при выборе:

Главные характеристики при выборе:

1. МАССА. Современные датчики освещения имеют массу от 25 до 240 г.
2. Максимальная мощность нагрузки. При выборе изделия необходимо смотреть на допустимую нагрузку. Так, один датчик может коммутировать устройства мощностью от 60 до 2300 Вт. Учтите, что при использовании более мощных устройств может потребоваться замена проводки или установка автомата с более высоким номинальным током.
3. НАПРЯЖЕНИЕ. Рабочее напряжение колеблется в широком диапазоне от 1,5 до 220 Вольт. Условно датчики движения делятся на несколько групп — 1,5 В, от 2.2 до 3.6 В, на 220 В, на 5 или 9 В.
4. МАКСИМАЛЬНЫЙ УГОЛ ОБЗОРА. Здесь диапазон находится в пределах от 30 до 360 градусов. В последнем случае устройство работает по всему периметру помещения.
5. ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ. Минимальный и максимальный параметр расстояния составляет 8 и 120 м. Здесь нужно учитывать объект, на котором предусматривается освещение. Не стоит выбирать датчики с чрезмерно завышенным параметром, ведь они могут реагировать на движение посторонних.
6. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ВЫСОТА УСТАНОВКИ. Здесь допустимый параметр колеблется в диапазоне от 1,2 до 16 м.
7. НАЛИЧИЕ СВЕТОДИОДНОГО ИНДИКАТОРА. В некоторых датчиках устанавливается светодиод, который при наличии сигнала начинает моргать. Возможны и другие варианты светодиодной индикации.

Это основные характеристики, которые необходимо учесть при покупке. Более подробно на критериях выбора мы остановимся ниже.

Критерии выбора

Чтобы не ошибиться в выборе датчика для автоматического включения приборов освещения потребуется немного вникнуть в технологию их функционирования и точно знать следующее:

Область применения

Область применения. Необходимо заранее определиться и выбрать где и как будет монтироваться прибор (на улице или в помещении), так как существуют влаго- и пылезащищенные варианты; а также различные по способу крепления: навесные, встраиваемые или на кронштейнах.Мощность осветительного прибора, к которому будет осуществляться подключение.

уличному прожектору

Угол обзора

Угол обзора. Параметр изменяется в диапазоне от 20 градусов (такие устройства в основном используются для фиксации события вход/выход) до 360 градусов (сканируют территорию вокруг в заданном радиусе).

Тип лампы

Тип лампы. Допустимо использование датчиков практически с любыми лампами (светодиодные, накаливания, галогенные, энергосберегающие и др.) и осветительных приборов. Производители предлагают даже патроны и выключатели с встроенными датчиками движения, которые удобно использовать дома или в офисе.

Радиус действия освещения

Радиус действия. Характеризует максимальную дальность нахождения объекта от прибора, на которой движущийся объект может быть обнаружен. Для инфракрасных сенсоров такой радиус составляет около 12 метров, что вполне достаточно для большинства жилых помещений и коридоров.

Двухполюсные или трехполюсные

Двухполюсные или трехполюсные. Двухполюсные датчики используются только в сочетании с лампами накаливания. Их подсоединяют последовательно. Трехполюсные модели более универсальны и могут быть использованы с любыми видами ламп.

Рекомендуем Вам также более подробно ознакомиться с принципом работы светодиодных ламп.

Датчики, улавливающие движение

Фото светодиодного прожектора с датчиком движения

Разновидности устройств и принцип работы

Существует несколько видов (ДД), отличных по принципу действия, а также месту монтажа и эксплуатации. Оборудование, предназначенное для установки снаружи домов, должно иметь степень защиты корпуса не менее IP 55, а для помещений – IP 22 и выше. Теперь рассмотрим различия этих устройств.

Существует несколько видов ДД управления светом

По типу питания

Для нормальной работы сенсорного оборудования требуется питание. По его типу различают следующие устройства:

• проводные. Запитка ДД осуществляется от бытовой сети 220 В;
• автономные. Для питания датчиков используются источники постоянного тока.

Самая большая группа, представленная на рынке – ДД проводного типа с подключением к сети с напряжением 220 В. Хотя автономных моделей меньше, но и они имеются в достаточном ассортименте. Такие устройства являются хорошим вариантом для включения освещения, которое работает от источников постоянного тока.

Датчик проводного типаАвтономная конструкция

По способу определения движения

Помимо типа питания, ДД различаются по принципу определения движущихся объектов. Итак, устройства для детекции используют:

• ультразвук;
• акустику;
• микроволны;
• инфракрасные лучи;
• комбинированные способы.

Датчики различают по способу определения движения

Ультразвук и акустика

Ультразвуковые (УЗ) датчики работают по принципу отражению волн от поверхности различных предметов. Устройство генерирует ультразвуковые волны, которые после отражения от преграды улавливаются специальным приёмником. Когда в зоне действия датчиков оказывается движущийся объект, волны, наталкиваясь на него, меняют свою частоту, что и фиксируется сенсором.

Принцип действия УЗ датчика движения

Акустические ДД могут реагировать на хлопки, звуки закрываемой или открываемой двери и т.п. Устройства, в основном, используются в подвальных помещениях, где срабатывание прибора происходит после того, как туда кто-нибудь входит. В других местах их использование нецелесообразно.

Акустические устройства могут срабатывать от хлопка или громкого разговора

Микроволновые и ИК-датчики

Микроволновые ДД относятся к активным устройствам и работают по принципу радиолокатора. Датчик посылает высокочастотный сигнал и принимает его отражение. Любые изменения в возвращенном сигнале приводят к срабатыванию датчика и включению света. Считается, что микроволновые устройства намного чувствительнее ультразвуковых приборов.

Принцип действия микроволновых  ДД

Инфракрасные ДД относятся к пассивной группе устройств. Датчик мониторит окружающую среду, и, если в поле действия сенсоров попадают объекты с температурой выше заданной, то происходит срабатывание устройства, и включается свет. Инфракрасные датчики, как правило, устанавливают внутри помещения, настраивая их таким образом, чтобы они не реагировали на домашних животных.

Устройство и принцип определения движения ИК сенсором

Комбинированные

Комбинированные или дуальные датчики включают в себя несколько типов сенсоров. Они отличаются большей надёжностью, точностью и меньшим количеством ложных срабатываний. Единственный недостаток таких устройств – высокая стоимость. На рынке в основном представлены модели с ультразвуковыми и ИК сенсорами.

Комбинированный датчик

Для включения света в доме или на улице чаще всего используются ИК датчики движения, которые отличаются низкой стоимостью, широким диапазоном настроек и большим радиусом обнаружения. В длинных коридорах и на лестницах лучше устанавливать микроволновые или УЗ устройства в качестве проходных выключателей.

Похожие записи:

Активное, емкостное и индуктивное сопротивление. закон ома для цепей переменного тока Ретро проводка в современном доме Где используется фидерный кабель Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине