Датчики движения | Основные виды и их особенности, области применения. Как устроен датчик движения


Датчик движения - какой выбрать? Обзор лучших моделей, а также инструкция как подключить и настроить своими руками

Датчик движения служит для автоматического включения света в доме. Он обнаруживает объект, движущийся в помещении и подает сигнал для включения света. В быту очень удобно использовать такие приспособления.

Краткое содержимое статьи:

Что такое датчик движения и зачем он нужен?

Датчик движения — специальный волноискатель, работающий 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.

Типы датчиков движения

Сейчас существует несколько видов датчиков движения. Перед покупкой стоит немного разобраться в характеристиках данных приборов. Их большое количество, чтобы каждый мог выбрать прибор подходящий под определенные требования.

Датчики движения делятся на некоторые типов, в зависимости от места, где он находится:

  • Тип внутренний. Такой вид датчиков находится в помещении. Установить его можно в абсолютно любом месте дома или квартиры.
  • Тип внешний. Такой прибор работает на расстоянии от 100 до 500 метров. Обычно их устанавливают во дворе дома или на обширных участках различных производств.

Установка, как и приборы делится на два типа:

  • Потолочный тип установки. Такой сигнализатор монтируют в потолок. Как правило, он работает на все 360 градусов.
  • Настенный или, другое название – угловой тип установки. Преимущество считается меньший угол разора, так сокращается количество ложных реагирований.

Питание сигнализатора делится на несколько видов:

Проводной тип питания – на протяжении всего времени эксплуатации работают хорошо, почти как новые. Это происходит из-за того, что электроэнергия передается по проводам. У сигнализатора имеется минус – он отключается, в случае отсутствия электричества.

Автономный или беспроводной тип питания. Он работает от одного или нескольких аккумуляторов, которые заранее встроены. Более современные модели питаются солнечным светом. Однако столь экологичный вариант требует контроля электроэнергии. Ее не должно быть слишком мало, или слишком много.

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.

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.

Датчики инфракрасные

Такие приборы реагируют на тепло исходящее от движущегося объекта, далее включается свет. Выполнение данного действия напрямую зависит от количества лампочек, которые встроены в систему. Чем больше ламп, тем больше территории охватывает прибор.

Такой датчик устанавливать на кухне не желательно, т.к. там перепады температур, а как вы уже знаете эти приборы не любят смену температуры.

Датчик является безвредным для животных и людей. Прибор настаивается под ваши требования угла обзора и чувствительности. Датчики этого типа отлично работают, как в помещениях, так и на улице — это определенно плюс. К инфракрасным датчикам относятся датчики движения 12 вольт.

Минусы инфракрасных датчиков:

  • Реагируют на тепловые волны от техники, которая находится в комнате.
  • Осадки и солнце воздействуют на инфракрасные датчики.
  • Не реагирует на предметы, которые не излучают тепло.

Принципы работы датчиков движения

Принцип работы датчика движения достаточно прост. В то время, когда на территории обзора датчика движения появляется движущийся объект, встроенный обнаружитель включит реле и с его помощью электричество передастся к лампочкам, тем самым включив свет.

Устройство работает то время, которое вы указываете в настройках. Можно выбрать от 5 секунд до 10 минут. То есть, например, вы поставили таймер в 5 минут, если в течении всего этого времени не будет движения, прибор выключит свет.

Ещё до покупки датчика необходимо определиться с местом его размещения. Именного от этого будет зависеть тип устройства. К примеру, датчик инфракрасного типа не будет реагировать на человека, если он не зашел в помещение. Если же вы хотите, чтобы свет включался при открывании дверей, установите прибор ультразвукового типа.

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.

Фото датчиков движения

electrikmaster.ru

принцип действия и способы подключения :: SYL.ru

Датчик движения для включения света - устройство, способное обнаруживать перемещения человека или других живых объектов и, соответственно, управлять освещением.

С помощью специальных датчиков (тепловых, звуковых и т. д.) он фиксирует изменения в пространстве и включает, выключает или регулирует степень освещения. Датчик присутствия для включения света, реагирующий на тепло, может зимой даже не "заметить" человека, идущего мимо, если последний очень тепло одет. Тем не менее он с легкостью зафиксирует любое живое существо в теплое время года.

Как это работает?

Принцип работы, который имеет датчик движения для включения света, заключается в использовании сенсора (пироэлектрического устройства). Он функционирует очень точно за счет повышения напряжения на выходе, при условии увеличения уровня ИК-излучения по сравнению с общим фоном. Свет включается с помощью внутреннего реле датчика.

Вне зависимости от типа устройства, выходные сигналы, которые получает датчик присутствия для включения света, в зависимости от необходимости поступают прямо на контроллер, выдающий сигналы управления на контрольный пункт:

  • сигнализацию;
  • реле для включения света;
  • вентиляционную систему;
  • систему кондиционирования помещения.

Это помогает "умному дому" быть крайне полезным для хозяев.

Например, пока вы открываете дверь, дом уже начал проветривать комнату, заполняя ее свежим воздухом. Либо же, наоборот, начинает проветривание или охлаждение, когда в помещении нет никого.

Виды датчиков движения

На современном рынке можно встретить множество устройств, которые так или иначе определяют присутствие кого-то в доме или на улице. Общее понятие "датчик движения для включения света" можно разделить на 4 типа, в зависимости от основного сенсорного элемента:

  • ИК датчик для включения света (инфракрасный).
  • УЗ датчик (ультразвуковой).
  • СВЧ датчики (микроволновые).
  • Комбинированные.

Кроме того, существует датчик звука для включения света и хлопковый датчик.

Каждый из них устанавливается в определенном месте и наиболее хорошо выполняет свои функции при правильной, рациональной установке.

ИК датчик

Инфракрасный датчик освещенности для включения света обнаруживает изменения теплового излучения живых существ или других объектов (например, автомобиля) с помощью нескольких линз, которые являются индикаторами.

Преимущества:

  • Повышенная точность.
  • Широкий температурный диапазон использования.
  • Безвреден для домашних животных.

Недостатки:

  • Излишняя чувствительность к бытовым приборам (батареи, кондиционеры).
  • Реакция на солнечный свет.
  • Отсутствие фиксации объектов, покрытых непропускающими излучение материалами.

Назначение инфракрасного датчика движения

Основные задачи инфракрасных датчиков - это:

  • Экономия электроэнергии. Свет будет гореть только в том случае, если это на самом деле нужно.
  • Эффект присутствия. При установке датчика на улице перед воротами на участке, в подъезде, на окнах нижних этажей во время его срабатывания появляется чувство, будто кто-то есть дома. Это, с одной стороны, вызывает ощущение комфорта, а с другой, отпугивает грабителей и бандитов.

Несмотря на всю его полезность, случается так, что людям этот датчик освещенности для включения света действует на нервы. Его способность успокаивать и заботиться о невыключенном освещении нравится далеко не всем.

Часто можно услышать: "Что он там щелкает?", "Мне что теперь все время нужно двигаться, чтоб свет был включен?", "А если я не хочу, чтоб он был включен?"

Ответ на все эти вопросы один, и он достаточно прост: при установке датчика необходимо лишь применить несколько дополнительных выключателей, которые идеально подойдут под требования жильцов и создадут возможность комфортной эксплуатации системы.

Сама схема подключения датчика для включения света будет описана немного ниже в этой статье.

УЗ датчики

Измерение окружающего пространства с помощью звуковых волн - прерогатива ультразвуковых датчиков. Они генерируют звуковые волны, которые при любом движении отражаются от объектов. Частота этих отражений непрерывно измеряется, и получается своеобразный эхолот. Сигнал поступает на приемник датчика и отдает команду по включению или отключению освещения.

Такие датчики чаще всего используют в автопроме для создания систем парктроник.

Преимущества:

  • Возможность установки на больших площадях.
  • Нечувствительность к погодным условиям.
  • Устойчивость к загрязнениям и пыли.
  • Сопоставимость с разными материалами корпуса.
  • Максимально широкий температурный диапазон для работы.

Недостатки:

  • Чувствительность домашних животных к ультразвуку.
  • При длительном использовании может вызывать головную боль.

Микроволновые датчики

СВЧ датчик темноты для включения света работает за счет излучения высокочастотных электромагнитных волн, которые при попадании на объект отражаются, и качество этих отражений фиксируется сенсором. Любые изменения в сигнале запускают программу, установленную владельцем.

Преимущества:

  • Возможность обнаружения объектов за преградами.
  • Устойчивость к агрессивной окружающей среде.

Недостатки:

  • Не безопасен для организма человека.

Можно устанавливать только там, где проходимость людей минимальная.

Комбинированные датчики

Комбинированные датчики освещенности для включения света подразумевают симбиоз сразу нескольких технологий обнаружения объектов.

Достоинства:

  • Возможность наиболее точной работы.
  • Полный контроль необходимой для наблюдения зоны.
  • Широкие возможности индивидуальных настроек.

Недостатки:

  • Установку может произвести только специалист.
  • При выходе из строя одной из систем потребуется полная переналадка.

Хлопковые датчики

Многие видели такое устройство в фильмах, но не всем посчастливилось испытать его лично. Как это здорово: вот легли вы спать, а свет выключить забыли. Теплая постель не хочет отпускать. Решение - хлопок, и свет погашен. Срочно нужно включить свет? Хлоп - и комната снова освещается.

Дистанционная регулировка света, бесспорно, очень удобна. Но не стоит путать хлопковый выключатель и акустический (о нем речь пойдет ниже).

Такое устройство работает иначе, нежели датчик освещенности для включения света.

С его помощью можно регулировать не только освещение, но и:

  • вентиляцию;
  • трансформаторы;
  • любое электрооборудование.

Важно! Обязательно соблюдайте требования к ограничениям по мощности нагрузки.

Алгоритм действий:

  • Первый хлопок - включение напряжения.
  • Второй хлопок - отключение.

Очень просто, согласитесь.

Рекомендации

Хлопковый сенсор - это своеобразный датчик шума для включения света. А значит, его установка целесообразна только в тех помещениях, где стационарный уровень шума не слишком высок. И уж тем более не там, где планируется праздник. Аплодисменты гостей могут устроить настоящую дискотечную светомузыку.

Идеальное помещение:

  • подсобка;
  • подвал;
  • кладовка;
  • спальня;
  • детская комната.

Где не стоит устанавливать хлопковый датчик:

  • многолюдные помещения;
  • офисы;
  • производственные комнаты;
  • мастерские и т. д.

Крайне рекомендуется устанавливать подобное оборудование в детской комнате. Это не только удобно, но и обеспечивает дополнительную безопасность вашему ребенку. Обычные выключатели находятся достаточно высоко, и детям приходится либо залезать наверх, либо просить помощи у родителей. Частота падений со стула в такой ситуации впечатляет, и травматизм очень высок. Хлопок - хорошая альтернатива.

Полезно это и для людей с ограниченными возможностями.

Акустические датчики

Отличие этого типа выключателя от предыдущего незначительно, но есть. Акустический датчик реагирует абсолютно на любой звук, превышающий заданный порог в децибелах. Его установка целесообразна в подъездах с целью экономия электроэнергии.

Как только хлопает дверь, раздаются шаги, свет включается, и его выключение происходит через несколько секунд после того, как все затихло. Важное отличие: хлопковый реагирует только на хлопки!

Параметры датчиков движения

Разумеется, каждый датчик автоматического включения света имеет свои параметры, но в целом есть определенные стандарты характеристик:

  • Напряжение - 220-240 В и 50 Гц.
  • Таймер задержки (время включения) - 2-8 секунд.
  • Время подачи напряжения - устанавливается с помощью регулятора.
  • Чувствительность к свету - 2-1000 Люкс. Устанавливается на переключателе. Минимальное количество режимов - 2 на простейших моделях. Чтобы было понятнее: 100 Люкс означает, что датчик будет работать только в темное время суток. На максимальных настройках возможности работы датчика не ограничены по степени освещенности.
  • Дистанция обзора - до 15 метров. При комбинировании разных типов датчиков этот параметр может быть увеличен.
  • Скорость срабатывания - 0,5-1,5 миллисекунд. В случае если объект движется медленно, а его температура (одежда) сливается с общим тепловым фоном, сенсоры не срабатывают. Слишком быстрое движение также вызывает затруднения с обнаружением.
  • Максимальный ток - может быть разным, в зависимости от области, в которой будет применяться датчик, от необходимого минимума до 1500 Вт. Мощность нагрузки определяет электромагнитное реле.
  • Угол обзора - 360 градусов для потолочных датчиков. Для настенных - от 100 (для угловых) до 180 (для прямой стены). Высота становится решающим фактором в возможностях обзора: чем выше, тем больше.

Схемы ИК датчиков

Датчик объема для включения света устанавливается не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Достаточно минимальных знаний в электромеханике.

Для примера используем китайский датчик LX-01 и подключим его к обычной лампе накаливания.

Схема подключения датчика включения света (алгоритм действий):

  • Выберите модель датчика, которая вам нравится.
  • Определите помещение для установки.
  • Учитывайте планировку помещения (окна, двери, схемы передвижения людей, высокая мебель).

Важно! Если в помещении нет окон, то это преимущество, ведь датчик не придется дополнительно настраивать на степени освещенности - в комнате всегда темно. Если в комнате есть двери на каждой стене - датчик выбранного типа придется закрепить в углу, так как он имеет угол обзора 120 градусов.

  • Изучите схему подключения к сети, которая всегда прилагается к инструкции.
  • Не подключайте датчик иначе, не путайте провода, иначе при включении вы услышите хлопок, и устройство навсегда будет испорчено.
  • По необходимости добавьте в схему контрольный выключатель, чтобы была возможность регулировать освещение вручную.
  • Прозвоните все провода, прежде чем подключить устройство к сети с помощью тестера.
  • Провод, выходящий от выключателя к лампе, соедините с красным контактом датчика.
  • Провод по другую сторону от выключателя - к коричневому контакту.
  • К голубому контакту - провод, подходящий к осветительному прибору не со стороны лампочки.

Готово!

Заключение и советы

Важно! Обязательно соблюдайте все меры безопасности при работе с электричеством:

  • Наденьте плотные резиновые перчатки.
  • Отключите электроэнергию в квартире.
  • По завершении работ заизолируйте оголенные провода.

Осталось только повесить датчик на стену и проверить его работоспособность! Для этого выходите из комнаты и закройте за собой двери.

Зайдите в помещение. В первый раз датчик движения для включения света иногда срабатывает с задержкой. Это не страшно, у вас будет возможность отрегулировать параметры позже с помощью контроллера.

Если вы устанавливали хлопковый или акустический датчик - произведите соответствующий звук. Приятного использования!

www.syl.ru

Датчики движения | Основные виды и их особенности, области применения

В повседневной жизни датчики движения чаще всего используются в:

1. Охранных системах, сигнализациях, системах контроле доступа (в том числе автомобильных)

2. Управлении освещением

3. Системах умного дома, для управления различными устройствами вентиляции, кондиционирования, автоматического открывания дверей и т.п.Под понятием «датчик движения» или «датчик присутствия», часто скрываются устройства совершенно разного принципа действия, выполняющие единую задачу, только различными способами.

 

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие виды датчиков движения:

1.Инфракрасные датчики движения (ИК)

2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)

3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)

4. Комбинированные датчики движения  

  Каждый из этих типов датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны и используется в различных ситуациях и условиях. Основные характеристики свойственные всем датчикам движения такие как: способы установки, подключения, форм-фатор и другие, мы описывали в статье:

 

 

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

Инфракрасные (ИК) датчики движения

Принцип Действия Инфракрасного датчика движения

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.

Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.

Как работает инфракрасный датчик движения?

Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.

 

Основные недостатки инфракрасных датчиков движения:

- Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.

- Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.

- Относительно небольшой диапазон рабочих температур

- Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК - излучение материалами

 

Плюсы инфракрасных датчиков движения:

- Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов

- Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.

- При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая

 Подробное описание установки и подключения инфракрасного датчика движения описано в нашей статье :

RozetkaOnline.ru

 

Ультразвуковые (УЗ) датчики движения

 

 

Принцип действия ультразвукового датчика движения

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

 

Как работает ультразвуковой датчик движения?

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

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

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

 

Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

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

- Относительно невысокая дальность действия

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

Преимущества ультразвуковых датчиков движения:

- Относительно невысокая стоимость

- Не подвергаются влиянию окружающей среды

- Определяют движение вне зависимости от материала объекта

- Имеют высокую работоспособность в условиях высокой влажности или запылённости

- Не зависят от влияния температуры окружающей среды или объектов

Микроволновые (СВЧ) датчики движения

 

 

Принцип действия микроволнового датчика движения

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

 

Как работает микроволновой датчик движения?

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

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

 

Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

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

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

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

Преимущества микроволновых датчиков движения:

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

- Работоспособность датчика не зависит от температуры окружающей среды или объектов

- Микроволновый датчик движения способен реагировать на самые незначительные движения объекта

- Датчик обладает более компактными размерами

- Может иметь несколько независимых зон обнаружения

 

Комбинированные датчики движения

Принцип действия комбинированных датчиков движения

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

rozetkaonline.ru

Принцип работы датчика движения – схема и особенности

В отличие от точечных датчиков, к которым относятся магнитоконтактные устройства, датчики движения обладают способностью контролировать определённый объём внутри помещения или достаточно протяжённый участок периметра. Работа датчика движения базируется на некоторых физических принципах. Датчики, в зависимости от конструкции, могут реагировать на температуру, массу, магнитное поле, вибрацию или звук.

Типы датчиков движения

На основе современной элементной базы можно разработать устройство, которое будет соответствующим образом реагировать на любой параметр материального объекта.

Например, приборы, реагирующие на металл или радиоактивность, широко применяются в аэропортах, а датчики фиксирующие увеличение концентрации бытового газа могут быть использованы в домашних и промышленных системах.

Охранные системы предназначены, чтобы защитить объект или территорию  от проникновения посторонних лиц, поэтому датчики движения фиксируют перемещение и массу объекта. В системах сигнализации используются следующие типы датчиков движения:

  • Тепловые (инфракрасные) детекторы
  • Ультразвуковые активные датчики
  • Радиоволновые датчики
  • Комбинированные устройства

Инфракрасный датчик

Принцип работы теплового датчика движения основан на определении температуры объекта, которая отличается от температуры окружающей среды. Инфракрасное или тепловое излучение фокусируется специальной оптической системой и направляется на чувствительный полупроводниковый элемент, который называется PIR-сенсор.

Для того чтобы датчик не реагировал на нагретые, но неподвижные объекты типа радиаторов отопления, линзы разбивают зону чувствительности датчика на несколько отдельных лучей. В горизонтальной плоскости, диаграмма чувствительности инфракрасного датчика больше всего напоминает развёрнутый веер. Датчик сработает в том случае, если объект последовательно пересечёт несколько лучей. За подсчёт числа импульсов отвечает микроконтроллер устройства.

Тепловое излучение объекта вызывает изменение электрического потенциала PIR-сенсора. Схема сравнения или компаратор фиксирует разницу между температурой окружающей среды и температурой объекта. Эта разница обрабатывается по определённому алгоритму и в конечном итоге вызывает срабатывание реле, включающего сигнал тревоги.

Таким образом, для срабатывания инфракрасного детектора движения необходимо соблюдение двух условий:

  • Объект должен испускать тепловое излучение
  • Объект должен перемещаться

Одним из важных параметров, влияющих на работу тепловых датчиков, является скорость движения физического тела. Передвижение с очень малой скоростью может не зафиксироваться, как нарушение контролируемой зоны.

Обычно инфракрасные датчики уверенно реагируют на скорость перемещения объекта от 0,3 до 3,0 м/сек.

Тепловые охранные устройства имеют две основные модификации:

  • Объёмный датчик
  • Поверхностный датчик.

Модификация определяется конфигурацией зоны обнаружения. Эта зона у объёмного датчика по вертикали и горизонтали имеет форму лепестка, который расширяется на протяжении 10-15 метров от датчика. Поверхностный датчик (штора) образует узкую по горизонтали и широкую по вертикали зону захвата. Датчики, использующие регистрацию теплового излучения от объекта, называются пассивными датчиками.

Примером объёмного датчика может служить охранный извещатель «Фотон-9» (ИО409-8) с углом обзора 90 градусов и длиной зоны 10 метров, а датчик «Астра-531» работает по принципу «штора».

Активные датчики состоят из источника инфракрасного излучения и приёмного устройства, между которыми находится блокируемая зона. Пересечение нарушителем невидимого луча фиксируется приёмником. Такие устройства применяются для охраны периметра. Обычно излучающая система выдаёт несколько параллельных лучей, которые невозможно пересечь незаметно.

Ультразвуковой датчик движения

Схема работы ультразвукового датчика движения основана на принципе звуковой локации. Основу такого датчика составляет звуковой генератор, вырабатывающий колебания с частотой порядка 25-40 КГц. Эти колебания не слышны человеческим ухом, но, как любые звуковые волны, отражаются от препятствия и возвращаются обратно к источнику. Датчик движения имеет излучатель колебаний и микрофон, который воспринимает отражённый сигнал. В соответствии с эффектом Доплера любое движущееся тело пересекающее поток излучения изменяет интерференционную картину. Поэтому частота отражённого сигнала будет немного отличаться от излучаемой частоты.

Если в тепловом датчике происходит сравнение разности напряжений, то в ультразвуковом сравнивается разность частот. В результате, после обработки сигнала, включается реле тревоги. В качестве излучателя и приёмника используются элементы из пьезокерамики. Для повышения помехоустойчивости в схеме устройства применяются активные полосовые фильтры. Ультразвуковой датчик «Астра-642» образует объёмную зону обнаружения всего помещения протяжённостью 10 метров.

Радиоволновый датчик движения

Этот тип охранного извещателя, как и ультразвуковой датчик работает на эффекте Доплера и в компараторе происходит сравнение двух частот – излучаемой и отражённой. Вместо звуковой частоты микрочип охранного датчика генерирует СВЧ излучение с частотой 5,0-12 ГГц. Генератор реализован на диоде Ганна, а передающая и приёмная антенны представляют собой микрополосковые линии. Радиоволновый датчик движения работает как локатор и при необходимости может определять не только появление движущегося объекта, но и расстояние до него.

Датчики движения, работающие на микроволновом излучении, эффективно применяются для сканирования больших площадей и в условиях акустических и тепловых помех, то есть в тех условиях, когда применение инфракрасных и ультразвуковых устройств затруднено или невозможно.

Ограничение на использование СВЧ датчиков движения накладывает негативное воздействие микроволнового излучения на живые организмы, поэтому мощность передатчика выбирается минимальной. Радиоволновый датчик «Аргус-2» (ИО407-5/4) обеспечивает зону обнаружения 16 Х 8 метров или 90 м2 при использовании четырёх частотных диапазонов (литер).

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.

videokontroldoma.ru

Как это работает? | Датчик движения

Датчики движения широко применяются в охранных системах для обнаружения проникновения посторонних лиц, а также для автоматизации освещения и климатической техники в квартирах и офисах. Аналитики ожидают рост использования датчиков движения на 14% ежегодно до 2020 года. При этом наибольший рост ожидается в Европе и России в сфере защиты от постороннего проникновения и в рамках домашней автоматизации. Как же работает датчик движения — об этом в сегодняшнем выпуске!

Работа датчиков движения основана на анализе волн различных типов, поступающих из окружающей среды. В зависимости от типа используемой волны датчики движения бывают инфракрасными, радиоволновыми, ультразвуковыми и комбинированными.

Принцип работы инфракрасного датчика движения основан на определении температуры объекта, которая отличается от температуры окружающей среды. Инфракрасное или тепловое излучение фокусируется специальной оптической системой — линзой Френеля — и направляется на чувствительный полупроводниковый элемент — пироэлектрик. Это вызывает изменение электрического потенциала пироэлектрика, которое обрабатывается по специальному алгоритму и приводит к включению сигнала тревоги. Чтобы датчик не реагировал на нагретые, но неподвижные объекты, линзы разбивают зону чувствительности датчика на несколько отдельных лучей. Датчик сработает в том случае, если объект последовательно пересечёт несколько лучей. При этом перемещение с очень малой скоростью может не зафиксироваться системой.

Принцип работы ультразвукового датчика движения основан на звуковой локации. Основу такого датчика составляет звуковой генератор, вырабатывающий колебания с частотой 25-40 кГц. Они не слышны человеческим ухом, но, как и любые звуковые волны, отражаются от препятствий и возвращаются обратно к источнику. Датчик движения имеет излучатель колебаний и микрофон, который воспринимает отражённый сигнал. В соответствии с эффектом Доплера любое тело, пересекающее по

hi-news.ru

Датчик движения своими руками - схема и установка в домашних условиях

Самостоятельно собранная схема подобного электронного устройства с датчиком движения, безусловно найдет свое применение в различных электронных устройствах.

Но при этом, уже перед началом реализации нужно четко представлять все стороны реализации данного проекта.

Положительные:

  1. Собранный самостоятельно датчик движения является во многом результатом труда, проб и ошибок, при этом, независимо первая ли это самоделка радиолюбителя или почти промышленное производство, самостоятельная сборка данного устройства принесет удовлетворение.
  2. Не нуждается в дополнительном обслуживании и приглашении специалистов для настройки.
  3. Прибор рассчитывается и устанавливается конкретно под местные условия, а соответственно при установке его как компонента охранной сигнализации, секретность будет многократно выше (разве что об этом не узнает сосед).
  4. Правильная сборка позволит многократно сократить расходы.
  5. Следующие приборы будут собираться легче и проще, в том числе и в модернизированных версиях.

Теперь об отрицательных сторонах:

  1. Однократное, удачное включение прибора, не является гарантией его работоспособности.
  2. Несмотря на успехи, не нужно забывать и о надежности – тонны припоя, потраченные на соединение элементов схемы, не способны её сделать надежной в случае конструкторской ошибки еще на стадии проектирования.
  3. Подбор нужных элементов займет куда большее время, чем поход в ближайший магазин или фирму по установке сигнализации.
  4. Размерность и компактность подобного датчика, не говоря о таких свойствах, как эстетичность корпуса и возможность его работы в разных условиях, например, под дождем или в снегу, требуют дополнительного времени, для того, чтобы окончательно убедиться в работоспособности схемы.

Область применения

Самоделки в виде датчиков движения чаще всего конструируются:

  1. В несложных системах сигнализации для гаражей, дач или домов.
  2. Для облегчения и создания дополнительного комфорта – для включения наружного и внутреннего освещения.
  3. Для контроля движения транспорта или людей через зоны невидимости.

Наверное, самостоятельно собранный датчик движения, включающий и выключающий освещение является наиболее распространенным вариантом использования этого устройства.

Ввиду очевидного экономического эффекта от его использования, такой прибор просто необходим для установки в пространстве около жилого дома, на гаражной стоянке, при использовании технологии «умный дом», в качестве обязательной опции включения освещения, во время открытия входной двери.

Такое применение этого электронного устройства позволит избежать дополнительных затрат на электроэнергию, существенно продлит срок службы ламп, создаст дополнительные комфортные условия жильцам.

Принцип работы

Принцип действия

Вне зависимости от того, какие датчики устанавливаются, все датчики движения управляющие освещением, работают в соответствии с заложенным принципом работы – замыкании контактов и включении освещения после изменения положения предметов в зоне действия сенсоров устройства.

Различные электронные компоненты имеют различные принципы построения, но у всех их имеется общее сходство замыкание контактов и включение освещения осуществляется после начала движения.

В период пребывания в зоне работы сенсора, осуществляется срабатывание электроники, после, устройство продолжает работать еще некоторое время и уже после того, как предмет, человек или животное вышли из зоны действия датчика. Но такое дополнение технически решается отдельно от основной схемы сенсора.

Как сделать (лазерный/с фотоэлементом)?

Сборка датчика

Несмотря на громкое название, лазерный датчик движения — самое техническое решение данного устройства и вполне доступно для сборки в домашних условиях.

Условно, перед началом работ, необходимо четко понимать логическую схему:

  1. Сама система состоит из двух взаимосвязанных устройств – датчика, излучающего определенный световой луч, и сенсора на который этот луч направлен.
  2. Принцип такой пары сенсоров прост – электроника работает при постоянном воздействии света на фотоэлемент, при прерывании светового воздействия фотоэлемент срабатывает, замыкая или размыкая схему, вследствие чего и происходит включение или выключение источника освещения.

Такая схема функциональна в местах, где необходимым условием является пересечение условной линии между двумя сенсорами.

Скорее всего, при изготовлении самодельного сенсора движения понадобятся следующие инструменты и расходные материалы:

  1. Корпус для размещения электронной схемы.
  2. Набор элементов или же готовая элементная схема советского периода блока управления.
  3. Паяльник с припоем или что еще лучше паяльная станция.
  4. Провода различного сечения, резисторы разного номинала.
  5. Крепеж.
  6. Отвертка, плоскогубцы, изолента, кембрик.

Описание схемы

Схема фотоприемника

Датчик с фотоэлементом в предлагаемой схеме будет использоваться для включения освещения. Фотореле, на основе которого конструируется сенсор, будет играть роль включателя, при прохождении между источником света и фотоэлементом.

Здесь нужно уточнить некоторые элементы схемы:

  1. VT1 – фототранзистор.
  2. R1 – резистор, играющий одновременно две роли в схеме: устанавливает рабочую точку и нагружает коллектор. В каждом отдельном случае, номинал резистора придется подбирать путем проб и ошибок.
  3. C1 – конденсатор.
  4. DA1 – операционный усилитель с обратной связью.
  5. R2 – резистор, на котором реализована обратная связь ОУ.

Схема будет работать таким образом:

  1. При попадании светового луча на фототранзистор, VT1 элемент работает как при подаче малого напряжения на базу транзистора.
  2. После этого, фототранзистор открывается и происходит зарядка конденсатора C1.
  3. В момент, когда свет перестает поступать на фоторезистор VT1, конденсатор начинает разряжаться, при этом, напряжение падает, и операционный усилитель DA1 срабатывает и включает другие устройства, будь то освещение или звуковой извещатель.

В качестве источника света для фотоэлемента, можно использовать как обычный лазер на расстоянии несколько десятков метров, так и инфракрасный светодиод для уменьшения заметности линии сигнализации.

Пошаговое руководство

Самостоятельная сборка подобного прибора проводится согласно принципиальному алгоритму:

  1. Собирается источник питания, производится регулировка, контролируется выдающий ток.
  2. На минус блока питания устанавливается резистор.
  3. Далее, диод при помощи катода.
  4. На анод выводится резистор подстройки.
  5. Транзисторный эмиттер соединяется с отрицательным проводом блока питания.
  6. С базовой схемой соединяется резистор.

В результате такой манипуляции должна получиться вот такая конструкция: резистор к минусу, контактор, соединенный с реле, а реле с сигнализатором (лампа или ревун)

Датчик движения для сигнализации

Использование подобной конструкции в качестве сигнализации требует, кроме правильно собранной схемы, еще и гарантированный источник питания. В связи с этим, необходимо позаботиться, кроме основного, и о резервном источнике питания. В качестве сигнализатора можно использовать ревун или сирену. В дополнение к звуковому сигналу можно использовать световую сигнальную лампу.

Советы

Приступая к разработке проекта сигнализации с использованием датчиков движения с использованием старой советской элементной базы, рекомендуется найти старые советские журналы для радиолюбителей или конструкторов.

В стране множество оборонных конструкторских бюро и массы энтузиастов радиодела. В журналах для самодельщиков довольно часто описывались такие схемы с использованием простых радиодеталей, во многом, которые были разработаны настоящими профессионалами.

Неплохой идеей будет использование в качестве датчиков готовые сенсоры с возможностью подключения как осветительных приборов, так и звуковых.

househill.ru

Как работает датчик движения | Наука и жизнь

Датчики движения широко применяются в охранных системах для обнаружения проникновения посторонних лиц, а также для автоматизации освещения и климатической техники в квартирах и офисах. Аналитики ожидают рост использования датчиков движения на 14% ежегодно до 2020 года. При этом наибольший рост ожидается в Европе и России в сфере защиты от постороннего проникновения и в рамках домашней автоматизации.

Работа датчиков движения основана на анализе волн различных типов, поступающих из окружающей среды. В зависимости от типа используемой волны датчики движения бывают инфракрасными, радиоволновыми, ультразвуковыми и комбинированными.

Принцип работы инфракрасного датчика движения основан на определении температуры объекта, которая отличается от температуры окружающей среды. Инфракрасное или тепловое излучение фокусируется специальной оптической системой — линзой Френеля — и направляется на чувствительный полупроводниковый элемент — пироэлектрик. Это вызывает изменение электрического потенциала пироэлектрика, которое обрабатывается по специальному алгоритму и приводит к включению сигнала тревоги. Чтобы датчик не реагировал на нагретые, но неподвижные объекты, линзы разбивают зону чувствительности датчика на несколько отдельных лучей. Датчик сработает в том случае, если объект последовательно пересечёт несколько лучей. При этом перемещение с очень малой скоростью может не зафиксироваться системой.

Принцип работы ультразвукового датчика движения основан на звуковой локации. Основу такого датчика составляет звуковой генератор, вырабатывающий колебания с частотой 25-40 кГц. Они не слышны человеческим ухом, но, как и любые звуковые волны, отражаются от препятствий и возвращаются обратно к источнику. Датчик движения имеет излучатель колебаний и микрофон, который воспринимает отражённый сигнал. В соответствии с эффектом Доплера любое тело, пересекающее поток излучения, изменяет интерференционную картину. Поэтому частота отражённого сигнала будет отличаться от излучаемой частоты. В качестве излучателя и приёмника используются элементы из пьезокерамики.

Радиоволновой датчик движения работает по тому же принципу, что и ультразвуковой, только вместо звуковой частоты микрочип генерирует СВЧ-излучение с частотой 2,5 ГГц. Если в зоне распространения волны появляется движущийся объект, то изменяются длина и частота волны, что сразу определяется приемником. Радиоволны способны проходить через неметаллические преграды, например через стены и деревянную мебель, кроме того, они достаточно дорогие. Потому их обычно используют для наблюдения за большими коммерческими площадями, например за складскими помещениями.

Чтобы избежать ложных срабатываний, применяются комбинированные датчики. Обычно в одно устройство объединяются инфракрасный и радиоволновой датчики. Эта схема отличается высокой помехоустойчивостью, надёжностью и отсутствием ложных срабатываний.

Ноя 3, 2017Геннадий

zhizninauka.info