Чем отличается датчик движения от датчика присутствия

IV. Преимущества и недостатки датчиков движения

Основные преимущества датчиков движения:

1. Удобство использования: датчики движения могут автоматически управлять освещением, кондиционером, системой отопления и другими устройствами без необходимости вручную управлять ими.

2. Экономия энергии: автоматическое управление устройствами с помощью датчиков движения позволяет сократить расходы на энергию.

3. Безопасность: датчики движения могут помочь обеспечить безопасность дома, обнаруживая движение нарушителей и оповещая владельцев дома или службы охраны.

4. Удобство для пожилых и инвалидов: датчики движения могут помочь пожилым и инвалидам управлять устройствами и облегчить их жизнь.

Основные недостатки датчиков движения:

1. Ложные срабатывания: датчики движения могут срабатывать при движении животных, автомобилей или других источников движения, что может приводить к ложным тревогам, ошибочным включениям света или электроприборов и т.д.

2. Необходимость настройки: для правильной работы датчики движения, они должны быть правильно настроены, что может потребовать времени и усилий, а также специальных навыков и знаний.

3. Стоимость:  покупка и установка датчика движения стоит определенных средств, это всегда сильно дороже установки обычного выключателя, что может ограничить доступность этой для некоторых людей.

4. Ограниченный радиус действия: датчики движения имеют ограниченный радиус действия, что означает, что они не могут обнаружить движение за пределами своей зоны действия, а она, в некоторых случаях, непревышает 5-10 метров.

Самодельные датчики движения

Вопрос о том, как сделать датчик движения своими руками связан с ограниченными возможностями домашнего мастера, то есть должен быть максимально простым. Наибольшее распространение получили следующие варианты исполнения:

• прибор со встроенным источником света и находящегося на определенном расстоянии фотоэлемента транзистора (световой);
• прибор, состоящий из изготовленных самостоятельно электрических емкостей, который изменяет свои емкостные показатели при появлении в контролируемой зоне человека (емкостной);
• используется совсем недорогой комплект «Arduino», который реагирует на изменение теплового излучения.

Модели

На сегодняшний день имеется несколько вариаций датчиков объема. Они могут отличаться друг от друга в зависимости от принципа работы.
Датчики объема для включения/выключения света подразделяются на следующие виды:

ультразвуковые модели. Для включения света используют ультразвуковые волны, отраженные от объектов, находящихся в зоне действия прибора. На сегодняшний день считаются устаревшими устройствами, так как имеют массу недостатков по сравнению с более современными моделями. Применяются очень редко и встречаются преимущественно как элемент наружной охранной сигнализации;

Ультразвуковая модификация

микроволновые модели. Здесь принцип работы основывается на приеме сенсором СВЧ-излучения. Не могут считывать незначительные движения, которые производят мелкие насекомые или другие объекты, находясь в помещении. Для данного типа устройств характерна плохая чувствительность к оценке изменений, происходящих в контролируемой области действия прибора;

Микроволновой датчик

Инфракрасная модель

инфракрасные приборы. Такой вид устройств, предназначенных для включения света, используются чаще всего, так как они по сравнению с вышеописанными моделями практически не имеют минусов и не оказывают негативного влияния на здоровье людей при близком и длительном нахождении в зоне работы прибора.

Для помещений (в гостиной, спальне, кухне, туалете и ванной) использование инфракрасных датчиков объема будет наиболее рациональным. А вот остальные модели могут давать, плюс к своим недостаткам, еще и ложные 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.

Классификация датчиков

Есть разнообразные способы классификации, по которым определяется датчик присутствия для включения света. Они могут реагировать на:

• Звук;
• Ультразвук;
• Микроволны;
• Изменения в ИК-излучении;
• Комбинированные.

Звуковые устройства реагируют на посторонний шум. Для его срабатывания достаточно простого хлопка в ладоши. Или он сработает даже при звуке мощностью не более 50 дБ. Такие датчики легко настраиваются кнопками управления на корпусе прибора.

Звуковое управление прибором возможно не только с помощью хлопка, но и автоматически по таймеру. Есть определенные неудобства использования устройства, работающие по такому принципу. Звуковые детекторы, которые обладают высокой избирательной способностью, могут среагировать даже на незначительный шорох, что в свою очередь вызывают ложные срабатывания.

Ультразвуковой прибор включает в себя генератор звуковых сигналов и приёмник. Использование таких устройств для организации освещения используется редко.

Микроволновое оборудование аналогично ультразвуковому датчику, но отличается типом излучений. Он также состоит из генератора. Но он излучает сигналы высокой частоты и имеет приемник отраженных сигналов. Их чаще можно встретить в системах охранной сигнализации и очень редко в целях управления включением света в помещениях

Инфракрасные устройства работают за счет установленных линз Френеля, которые входят в состав основной линзы. Когда движущийся человек попадает в поле зрения одной линзы, то датчик это фиксирует. Но если человек движется дальше, его перемещение фиксирует другая линза и отправляет на датчик сигнал о передвижении. И только в этот момент детектор сработает и отправит сигнал на включение света в комнате. Свет в комнате будет гореть до тех пор, пока прибор будет фиксировать:

• перемещение человека в пространстве;
• пока человек не остановится;
• покинет пределы зоны действия датчика.

Комбинированные приборы устанавливают для исключения ложных срабатываний. В таких приборах устанавливаются две системы фиксации перемещений. И свет в комнате включится только тогда, когда сработают обе системы. Например, в комбинированных датчиках могут быть установлены инфракрасные и микроволновые методы обнаружения присутствия.

Кроме этого вышеуказанные устройства могут быть:

• автоматическими;
• принудительного включения;
• с контролируемым радиусом действия;
• работающие при помощи пульта дистанционного управления.

Детекторы принудительного включения нужны в случаях контроля за освещением даже в тех случаях, если человек перестал двигаться, но находится в пределах комнаты.

Также разделят по типу установки. Они могут быть:

• встроенными, применяются для скрытого монтажа;
• накладными, устанавливаются на стены или потолки в помещении;
• влагостойкими (для установки как внутри дома, так и снаружи), обладают более высокой степенью защиты от внешних условий.

Кроме конструктивного исполнения детекторы присутствия могут различаться:

• по мощности (от 1000 до 2000 Ватт)
• дальности обнаружения (8–20 метров);
• радиусу обнаружения (от 450 до 3600);
• нагрузкой (зависит от типа ламп: люминесцентные, накаливания, галогенные);
• типу подключения (проходные или непроходные).

Пути развития уличного освещения

Современные технологии позволяют значительно усовершенствовать управление и эффективность уличного освещения. Производители осветительного оборудования предлагают большой выбор экономичных ламп освещения и прожекторов с продлённым сроком эксплуатации, а также различные устройства автоматического управления. К таким устройствам относятся датчики наружного освещения, которые в свою очередь подразделяются на фотореле, датчики движения, реле времени с отложенной функцией включения.

Применение таких датчиков позволяет эксплуатировать светильники и прожекторы в экономичном режиме и включать и отключать уличное освещение по необходимости. Такие приборы работают автономно без вмешательства человека длительные сроки. Остановимся более подробно на некоторых их них.

Основные параметры датчиков

Определившись с конструкцией, необходимо сделать правильный выбор параметров и технических характеристик данных устройств.

Важным показателем считается обзорный угол, который может составлять от 90 до 360 градусов по горизонтали. Этот показатель выбирается исходя из количества направлений, по которым возможно подойти к нужной точке. Если датчик монтируется на стену – достаточно и 180 градусов, а при закреплении к столбу потребуется уже 360. Во внутренних помещениях можно обойтись узконаправленными приборами, а при наличии нескольких дверей потребуются устройства с расширенными функциями. Эти модели отличаются высокой стоимостью, поэтому при выборе следует руководствоваться конкретными условиями эксплуатации.

Существует и угол обзора по вертикали, составляющий для дешевых устройств примерно 15-20 градусов. Дорогие устройства могут работать в вертикальном диапазоне до 180 градусов. Такие приборы применяются в системах охраны, поскольку для регулировки света они экономически нецелесообразны. Устанавливаются на оптимальной высоте, во избежание так называемого мертвого пространства.

Немаловажную роль играет расстояние, на котором прибор считается наиболее эффективным. Внутри помещений вполне достаточно 5-7 метров. Уличный датчик может иметь большую длину действия, которая зависит от площади контролируемой зоны. Однако, если этот показатель окажется чересчур большим, возможен рост количества неправильных или ложных срабатываний.

Следует учитывать и фактор мощности осветительных приборов, подключенных к данной цепи. Все типы датчиков движения соответствуют определенной нагрузке и силе тока с установленным номиналом. Поэтому, выбирая то или иное устройство, нужно учитывать общую мощность ламп, установленных в люстрах, плафонах и т.д.

Дополнительные критерии выбора

Помимо основных параметров, существуют и другие критерии, которые в определенное время могут приобрести решающее значение.

Датчики движения и освещенности выбирается по месту монтажа и способу крепления. Они могут закрепляться на стенах или потолках и быть установленными на кронштейне, как это предусмотрено для корпусных моделей. Все варианты скрытой установки обеспечиваются миниатюрными встраиваемыми устройствами, монтируемыми в специальных углублениях в незаметных местах.

Некоторые датчики обладают дополнительными функциями. Их возможности существенно расширяются за счет встроенного в одном корпусе датчика освещенности. Когда прибор устанавливается на улице или возле окна, то в дневное время его работа не требуется поскольку света и так достаточно. Фотореле может подключаться отдельно или входить в конструкцию датчика движения.

Полезной функцией является защита от домашних животных – собак, кошек и других. При ее наличии ложные срабатывания случаются значительно реже. То же самое можно сказать и о задержке отключения света. Во многих случаях отключение света происходит сразу же после выхода объекта из зоны действия прибора. Это не всегда удобно, поскольку освещение бывает еще нужно. Поэтому наиболее удобными считаются модели не только с задержкой, но и с возможностью ее регулировки.

После приобретения датчика для включения света, его необходимо правильно разместить, обеспечив тем самым его корректную работу. С связи с этим необходимо соблюдать установленные нормы и правила:

• Осветительные приборы не должны располагаться рядом с датчиком.
• То же самое касается кондиционеров и систем отопления, поскольку возможна реакция датчика на воздушные потоки.
• Слишком большая высота установки расширяет зону контроля, но одновременно прибор теряет свою чувствительность.
• На пути датчика не должно быть крупных объектов, заслоняющих обширное пространство.
• В помещениях с большими площадями датчики движения рекомендуется размещать на потолке. Сектор обзора таких устройств должен составлять 360 градусов. При необходимости включения освещения он устанавливается по центру, обеспечивая минимальное количество мертвых зон.

Разновидности датчиков присутствия

Разновидности датчиков охранной сигнализации

Оптические разновидности функционируют по принципу блокировки светового луча непрозрачным предметом и определяют размеры тела. К ним относятся лазерные дальномеры. Ультразвуковые типы проводят локацию пространства ультразвуком и находят расстояние до движущегося объекта.

Микроволновые датчики применяют принцип СВЧ волн проходить через предметы или отражаться от некоторых поверхностей. Используются в системах, которые контролируют область за стеной, проницаемой для лучей.

Магниточувствительные приборы ставятся в качестве выключателей бесконтактного типа. Включают датчик Холла и электромеханический коммутатор, монтируются в схеме открывания окон и дверей. Пирометрические устройства используют уровень ИК лучей и работают для определения движения.

Для включения света

Датчик присутствия для включения света

Двигательные детекторы начинают работу освещения только при активизации людей, например, если человек идет в зоне видимости. Более чувствительный датчик присутствия для включения света отличается тем, что реагирует на мелкие движения. Он регистрирует движение кистей рук, пальцев, наклоны головы. Прибор выключит освещение, если человек будет сидеть без движения на протяжении заданного времени.

Устройства включают свет, если люди перемещаются в условиях темноты, но не срабатывают днем, когда все видно. Ночью датчики обеспечивают работу ламп до того, как последний человек выйдет из зоны охвата.

ИК датчики

Принцип работы ИК датчика

Приборы изучают изменение инфракрасных лучей, отраженных от окружающих предметов. Пассивные датчики только воспринимают тепловые волны, а активные виды сами испускают колебания и ожидают ответного возврата для анализа.

Тепловые лучи представляют спектральное излучение, которое не различается глазом, но определяется фотоэлектрическими приемниками датчика. Тело человека или животного не светится в видимом диапазоне, а в инфракрасном спектре сияет. Приборы присутствия реагируют на возникновение или исчезновение излучения. Настраивается чувствительность модулей, чтобы они реагировали только на большие объекты и не замечали птиц и мелких животных.

Датчики присутствия человека в помещении

Датчик присутствия фиксирует любые движения человека в помещении

Рабочие параметры устанавливаются так, чтобы контрольная степень была выше уровня акустических, инфракрасных и тепловых помех.

Датчики бывают:

• однопозиционные, когда излучение, прием сигналов и анализ происходит в одном устройстве;
• двухпозиционные, если один блок излучает волны, а другой принимает и изучает;
• многопозиционные с большим количеством узлов для более точного реагирования.

Технические характеристики

Функционирование светодиодного светильника с датчиком движения характеризуется такими параметрами:

• угол охвата, выраженный в градусах;
• дистанция зоны охвата, обозначенная в метрах.

Датчики движения чаще всего имеют угол охвата до 90 градусов. Расстояние охвата редко превышает 5-6 м.

К важнейшим параметрам светодиодного устройства относятся следующие:

1. Мощность. Светильник включает несколько светодиодов. В паспорте указана общая мощность всех диодов. Хотя показатели кажутся небольшими, следует помнить, что 8-ваттный светодиодный фонарь заменяет лампу накаливания на 60 Вт.
2. Вид отражателя. В продаже имеются гладкие и рельефные отражатели. Гладкие устройства незаменимы, когда нужны длинные лучи (к примеру, в случае с прожекторами). Рельефные отражатели создают ровное рассеянное излучение, распространяющееся на большую площадь.
3. Качество света.
4. Разновидность электропитания (стационарная сеть или батарейки).
5. Влагостойкость, защищенность от пыли.

Технические характеристики

В первую очередь надо решить, хотите вы фотореле для уличного освещения с выносным или встроенным датчиком света. Выносной датчик имеет небольшие размеры и его проще защитить от подсветки, самое же устройство можно поставить в доме, например, в щитке. Есть даже модели под дин-рейку. Фотореле со встроенным датчиком освещенности может стоять неподалеку от светильника

Важно только выбрать место так, чтобы свет от лампы не влиял на фотодатчик. Этот вариант удобнее, например, для светильников на солнечных батареях

Фотореле для уличного освещения с выносным датчиком (слева) и встроенным (справа)

Эксплуатационные характеристики

Определившись с типом датчика переходим к техническим параметрам:

• Напряжение питания — 220 В и ли 12 В. В основном выбирают по типу напряжения, питающего уличное освещение. Двенадцативольтовые можно также использовать с аккумуляторами.

• Режим эксплуатации. Реле для уличного освещения должно выдерживать все перепады температуры в вашем регионе. Лучше с запасом — на случай аномальных холодов или жары.

• Класс защиты корпуса. Для установки на улице выбирайте IP 44 и не ниже. Это означает, что корпус защищен от попадания твердых частиц размером более 1 мм и водяных брызг. Можно выбирать фотореле для наружной установки с большими цифрами класса защиты, с меньшими — нельзя. Для установке дома достаточно IP 23.
• Мощность нагрузки. Каждый датчик освещенности рассчитан на определенную мощность нагрузки. Лучше, если суммарная мощность подключенных осветительных приборов меньше на 20%. В таком случае устройство работает не на пределе возможностей, потому служит дольше.

Чтобы выбрать фотореле для уличного освещения эти характеристики обязательны. Правильный их выбор определяет работоспособность устройства. Но есть еще некоторые параметры, влияющие на корректность работы устройства.

Возможности настройки

Есть несколько регулировок, которые позволяют настроить работу фотореле в каждом конкретном случае. Проблема в том, что настройки производятся вручную, поворотом нужного регулятора и добиться абсолютно одинаковых параметров у нескольких устройств нереально. Всегда есть какие-то отличия в их работе.

• Порог срабатывания. Позволяет увеличить или уменьшить чувствительность. Снижать чувствительность надо в зимний период, когда свет отражается от снега. Также снижать чувствительность можно в городах, если неподалеку находятся ярко освещенные объекты.

• Задержка на включение и отключение (в секундах). Увеличивая задержку на выключение можно избавиться от ложных срабатываний при попадании на фотодатчик света от автомобильных фар. Задержка на включение не даст включить освещение при затемнении от тучи или тени от птицы.

• Регулируемый диапазон освещенности. С его помощью задается освещенность, при которой фотореле для уличного освещения подает питание (нижняя граница) и отключает его (верхняя). Этот диапазон может быть 2-100 Лк (2 Лк — это полная темнота), а может — 20-80 Лк (20 Лк — это сумерки, но очертание предметов еще видно).

При помощи этих настроек можно сделать работу фотореле для автоматического включения освещения участка комфортным, исключить ложные срабатывания.

Датчик движения не отключает свет

А
что делать, если прибор как бы завис и вообще не реагирует ни на какие
перемещения возле него и тупо держит лампочку или светильник постоянно
включенной?

Дело
в том, что переключающим механизмом внутри прибора выступает реле, контакты
которого со временем могут элементарно залипнуть.

Чтобы исправить ситуацию, просто постучите по корпусу девайса при ВЫКЛЮЧЕННОМ питании. Только не молотком, а например, прорезиненной ручкой отвертки.

В
большинстве случаев это помогает. Если же он, наоборот, щелкает, но при этом не
включается, тогда все более серьезно и скорее всего придется менять реле или
целиком сам датчик.