Как применяется датчик движения?
Детекторы движения эксплуатируются с разными целями и в разных условиях. Они обеспечивают автоматическое включение и отключение оборудования, которое может быть сложным техническим комплексом, а может быть и обыкновенным источником света. Приборы света включаются, когда в поле их видимости появляется объект и отключаются спустя некоторое время после того, как двигательная активность погаснет.
Кроме того, такие приборы широко используются в системах «умного дома». Они регулируют систему вентиляции, кондиционирования, отопления, открывают автоматические ворота и двери и управляют другими механизмами в помещении.
Вариант PIR датчика с GSM-модулем
Зачастую именно ПИР датчик — это та последняя преграда, которую злоумышленник обойти не может. Если проводные системы еще легко заметны, то беспроводные комплексы повышают уровень охранных систем за счет своей автономности, тем самым снижая ее уязвимость. Датчик движения с GSM модулем, безусловно, простое, но эффективное средство защиты своего имущества.
Работа данного прибора аналогична типичным ПИР датчикам. Но в данном случае при обнаружении в охраняемой зоне какого-либо движения девайс отправляет СМС-сообщение по заданному владельцем номеру и параллельно включает встроенный микрофон, чтобы была возможность прослушать, что происходит в помещении в данный момент.
Включить/выключить девайс можно удаленно отправив SMS-команду на сим-карту датчика.
Автономность устройства обеспечивается за счет встроенного пятивольтового аккумулятора, которого хватает на 15–20 дней автономной работы. Встроенный микрофон улавливает звук на расстоянии до 10 метров.
Зона видимости ДД — 5–8 метров при угле обзора в 90°.
Место размещения полноразмерной SIM-карты:
Есть собственный USB-разъем типа UC-E6, который служит для подключения внешнего источника питания на 5 вольт.
Чтобы сохранить номер хозяина датчика в его памяти, достаточно позвонить на номер сим-карты устройства. Всё! Только один номер в памяти и никаких белых или черных списков. Может ли злоумышленник позвонить на этот номер и снять датчик охраны? Да, конечно может. Но тогда это должен быть очень близкий и хорошо знакомый хозяину датчика человек.
Для постановки в режим охраны посылается СМС — сообщение с текстом: «1111».
Для снятия с режима охраны отправляется сообщение с текстом: «0000».
Дополнительных настроек у девайса нет.
Зона сработки датчика небольшая и вероятное место установки ПИР датчика прямо напротив входной двери на расстоянии не больше трех метров.
Можно применить этот датчик непосредственно в автомобиле. Таким образом, появляется возможность отследить местонахождение машины в данный момент времени, если подключить услугу «Местонахождение абонента».
Такой беспроводной сенсор с GSM можно применять как дополнение к уже существующим охранным системам, которые уже есть на объекте и как самостоятельное средство защиты.
Основное преимущество девайса — его автономность. Это обстоятельство дает возможность поставить на охрану те объекты, на которых может отключаться электричество:
- дачи;
- гаражи;
- складские помещения.
Варианты установки
Подключение датчика инфракрасного типа может вестись по разнообразным схемам. Наиболее часто востребованы схемы, указывающие подключение изделия к осветительным приборам. Подключение ИК-датчика возможно двумя способами:
- через распределительную коробку;
- непосредственно в месте размещения.
Какой бы способ вы не выбрали, нужна специальная схема, отвечающая тем или иным вашим запросам. Самым простым способом подключения данного типа детектора является установка его с помощью выключателя. В этой ситуации подключение лампы происходит на другую электрическую цепь. Здесь, если выключатель полностью снять, датчик сможет самостоятельно отвечать за включение и выключение света. Схема такого подключения приведена ниже.
Схема подключения через выключатель
Можно подключить детектор непосредственно к проводке. Здесь следует определить провод, идущий к лампе. От него протягиваем новый и соединяем с красным контактом датчика. Схема подключения в такой ситуации имеет следующий вид.
Схема подключения к проводке
Для того чтобы датчик исправно работал, схема подключения должна соблюдаться неукоснительно.
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
Сферы использования
Среди всех этих видов датчиков именно инфракрасные наиболее распространены — и судя по аналитике, их рынок будет только расти. Устройства довольно часто встречаются в повседневной жизни и используются в следующих сферах деятельности:
- производство электроники, в том числе сенсорных телефонов и планшетов, игровых консолей и умных часов;
- установка систем автоматического открывания дверей в домах и общественных зданиях;
- автомобилестроение — датчики входят в конструкции подушек безопасности, систем для облегчения маневрирования при парковке и автомобилей с системами автоматического управления;
- здравоохранение;
- оборонное производство;
- строительство самолётов.
Охрана помещений
Установка ИК детектора движения — очень распространённый способ узнать о проникновении нарушителей в жилой дом или на любую другую территорию. Для этого его подключают к охранным системам, которые помогут предотвратить дальнейший ущерб и оповестить о нарушении границ собственности не только её владельца, но и правоохранительные органы, охрану и службы безопасности.
В зависимости от настроек охранная система может послать владельцу СМС, электронное письмо, уведомление или даже позвонить при получении сигнала от прибора. Кроме того, ею могут быть активированы дополнительные защитные механизмы: включение сигнализации или оповещателя, закрытие автодверей и блокировка замков, выключение света или полное обесточивание помещения.
Эффективность такой охраны во многом зависит от правильности размещения инфракрасного сенсора на охраняемом периметре. Помимо покрытия всей территории, он должен располагаться на определённой высоте и под правильным углом, чтобы минимизировать шансы злоумышленника слиться с тепловым фоном. При установке также учитывается наличие козырьков, оконных и дверных рам, украшений — всё это может оказать воздействие на сенсор при его неправильном монтаже.
Кроме того, для охранных датчиков очень важно наличие антисаботажной системы, которая активирует сигнал и оповещает владельца, если кто-то попытался сломать устройство или оказать воздействие на его радиус обзора
Системы «умного дома»
Помимо использования в охранной сфере, инфракрасные датчики движения широко применяются для автоматизации освещения и регуляции температуры в жилых домах, офисах и прочих помещениях, где часто бывают люди. Они получают информацию об изменении внешней среды — например, о появлении в зоне действия датчика излучения, вызванного теплом человеческого тела — и передают её другим устройствам, которыми могут быть лампы, кондиционеры, системы для открытия дверей и прочие полезные в быту устройства. Они реагируют на сигнал и изменяют свои параметры соответствующим образом.
По подсчётам зарубежной компании исследования рынка Markets and Markets, которые были проведены в 2015 году, автоматизация техники с помощью датчиков снижает траты на освещение на 60—70%, а общий расход электроэнергии — на 40%.
В зависимости от типа отслеживающего устройства, его возможности фиксировать длительное присутствие и реагировать на движения, оно может как просто контролировать включение-выключение света, так и регулировать его яркость, цвет, мощность и прочие параметры. Инфракрасный датчик движения в таких системах часто совмещают с другими типами отслеживающих устройств, например, с детектором света. Такая комбинация позволяет поддерживать в определённом помещении один и тот же уровень освещённости в любое время суток, когда там кто-то находится.
Регуляция температуры работает похожим образом. ИК датчик улавливает присутствие или отсутствие людей в помещении и передаёт технике соответствующие сигналы: включиться, выключиться или изменить настройки. Например, он может дать обогревателю или тёплому полу команду повысить мощность или включить кондиционер, если кто-то вошёл в слишком холодное или тёплое помещение.
Пироэлектрический эффект
Ещё в далёком XIX веке немецкий физик Вильгельм Рентген занимался изучением пироэлектрического эффекта. Пироэлектрический эффект – это генерация электрических зарядов в кристалле под действием теплового (инфракрасного) излучения.
Современные технологии позволили искусственно синтезировать чувствительные пироэлектрические кристаллы. В отличие от природных кристаллов (турмалин, кварц) в которых пироэлектрический эффект проявляется слабо, искусственные пироэлектрические кристаллы обладают повышенной чувствительностью.
На основе пироэлектрических кристаллов были созданы пироэлектрические инфракрасные датчики. В настоящее время такие датчики применяют практически повсеместно.
Вот наиболее распространённые сферы применения:
Системы охранной сигнализации. Инфракрасные датчики движения обнаруживают движение человека в охраняемой зоне. Каждый человек излучает в окружающую среду тепло. Это и используется для обнаружения человека в охраняемом пространстве.
Автоматически открывающиеся входные двери в крупных супермаркетах, залах, студиях, магазинах и т.п. В таких системах также используются пироэлектрические датчики движения.
В последнее время в продаже появились автоматические выключатели освещения. Применение таких приборов в быту довольно оправдано, это сокращает затраты на электроэнергию.
Автоматические системы противопожарной сигнализации. Пироэлектрический датчик служит своеобразным электронным термометром и сигнализирует о превышении допустимой температуры в помещении.
Кроме всего прочего пироэлектрические датчики служат для дистанционного измерения температуры.
Наиболее продвинувшейся в производстве пироэлектрических датчиков является фирма Murata Manufacturing Co (Япония).
Устройство простейшего пироэлектрического датчика
Пироэлектрический датчик состоит из пластины пироэлектрика (кристалла) по бокам которого нанесены металлические обкладки, которые образуют своеобразный конденсатор. На одну из обкладок нанесено вещество, принимающее электромагнитное тепловое излучение.
Излучение вызывает пироэлектрический эффект и напряжение между обкладками растёт, причём строго определённой полярности. Полученное напряжение приложено к участку затвор – исток полевого транзистора, встроенного в датчик.
В результате сопротивление канала транзистора VT1 изменяется. Транзистор VT1 нагружен на внешний нагрузочный резистор (не показан на рисунке), с которого и снимается сигнал.
Резистор R1 служит для разрядки обкладок конденсатора пироэлектрического датчика.
Датчики некоторых серий снабжают несколькими чувствительными элементами, соединёнными последовательно с чередующейся полярностью. Это позволяет сделать приборы нечувствительными к равномерному фоновому облучению.
Пироэлектрический кристалл – довольно инерционный чувствительный элемент.
Для различных электронных систем применяются пироэлектрические датчики с разной спектральной чувствительностью. Спектральная чувствительность датчика формируется за счёт поглощающей способности материала, которым покрыты пластины пироэлектрика.
Для противопожарных систем используются пироэлектрические датчики со спектральной характеристикой под номером 1.
На графике видно, что датчики с данной характеристикой чувствительны к излучению с длиной электромагнитной волны 4 – 5 мкм (микрометров).
Для охранных систем, а также систем автоматики используются пироэлектрические датчики с характеристикой 2 и 3. Пироэлектрики с такой спектральной характеристикой более подходит для фиксации движения человека.
Пироэлектрические датчики со спектральной характеристикой под номером 4 наиболее подходят для дистанционных измерителей температуры. Видно, что характеристика под номером 4 более равномерна, следовательно, показания датчика с такой характеристикой будут наиболее точны.
Пироэлектрические датчики нашли широкое применение в системах «умный дом».
Нравится
Главная » Технологии » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Технические характеристики
На электрических схемах ИК излучающие диоды обозначают так же, как и светодиоды, с которыми они имеют много общего. Рассмотрим их основные технические характеристики.
Рабочая длина волны – основной параметр любого светодиода, в том числе инфракрасного. В паспорте на прибор указывается её значение в нм, при котором достигается наибольшая амплитуда излучения.
Так как ИК светодиод не может работать только на одной длине волны, принято указывать ширину спектра излучения, которая свидетельствует об имеющемся отклонении от заявленной длины волны (частоты). Чем уже диапазон излучения, тем больше мощности сконцентрировано на рабочей частоте.
Номинальный прямой ток – постоянный ток, при котором гарантирована заявленная мощность излучения. Он же является максимально допустимым током.
Максимальный импульсный ток – ток, который можно пропускать через прибор с коэффициентом заполнения не более 10%. Его значение может в десять раз превышать постоянный прямой ток.
Прямое напряжение – падение напряжения на приборе в открытом состоянии при протекании номинального тока. Для ИК диодов его значение не превышает 2В и зависит от химического состава кристалла. Например, UПР АЛ118А=1,7В, UПР L-53F3BT=1,2В.
Обратное напряжение – максимальное напряжение обратной полярности, которое может быть приложено к p-n-переходу. Существуют экземпляры с обратным напряжением не более 1В.
ИК излучающие диоды одной серии могут выпускаться с разным углом рассеивания, что отображается в их маркировке. Необходимость в однотипных приборах с узким (15°) и широким (70°) углом распределения потока излучения вызвана их различной сферой применения.
Кроме основных характеристик, существует ряд дополнительных параметров, на которые следует обращать внимание при проектировании схем для работы в импульсном режиме, а также в условиях окружающей среды, отличных от нормальных. Перед проведением паяльных работ следует ознакомиться с рекомендациями производителя о соблюдении температурного режима во время пайки
О допустимых временных и температурных интервалах можно узнать из datasheet на инфракрасный светодиод.
Что такое детектор движения?
Название детектора движения говорит само за себя: он сообщает о движении и представляет собой электронный датчик, который обнаруживает движения в определенной среде и может использоваться в качестве электрического выключателя в соответствии с этими зарегистрированными движениями. В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с датчиками движения, даже не подозревая об этом. Потому что нам не нужно нажимать переключатель или предпринимать какие-либо другие действия, мы просто появляемся и распознаемся детектором движения. Если, например, уличный свет включается, как только вы подходите к дому, или двери в супермаркете автоматически открываются, за этим обычно стоит датчик движения.
Основные технические характеристики
При выборе прибора, кроме типа датчика, имеют значение технические характеристики устройства.
Угол обзора
При выборе места установки важно учесть угол обзора. Потолочные датчики имеют угол обзора до 360 градусов
При его установке на стену не будет использоваться половина возможностей (инфракрасный и ультразвуковой ДД) или появятся ложные срабатывания (ВЧ датчик)
Потолочные датчики имеют угол обзора до 360 градусов. При его установке на стену не будет использоваться половина возможностей (инфракрасный и ультразвуковой ДД) или появятся ложные срабатывания (ВЧ датчик).
Угол обзора настенного датчика составляет 180 градусов. Такие устройства контролируют территорию перед входом.
Дальность действия
Не меньшее значение имеет расстояние контроля. Попытка увеличить его, повесив устройство выше, чем предусмотрено производителем, приведет к появлению слепых зон. Радиус зоны контроля составляет от 6 до 50 метров. Поэтому для включения уличного освещения дальность датчика должна соответствовать размерам территории.
Мощность подключаемых светильников
Мощность нагрузки, которую можно подключать к устройству, также имеет большое значение. Она определяется по мощности ламп или светильников, которые к нему подключаются. Кроме того, необходимо предусмотреть 20% запас мощности.
Если мощность устройства недостаточна, то светильники можно включить через реле или пускатель.
Дополнительные функции
В некоторых ситуациях только фиксации движения в зоне контроля недостаточно. В этих случаях необходимо приобрести устройство с дополнительными возможностями:
- Датчик освещенности. При использовании прибора для автоматического включения светильников он должен работать только в темное время суток. Для этого необходим датчик освещения, иначе лампы будут гореть в светлое время суток. Он может быть встроенным или подключаться дополнительно.
- Защита от животных. При высокой чувствительности будут ложные срабатывания при перемещении собак или кошек. Для того чтобы предотвратить возникновение этой проблемы, необходима защита от срабатывания прибора при появлении животного весом до 25 кг. Для этого регулируется чувствительность прибора. Но от ложных срабатываний на крупных собак, вес которых близок к весу человека, эта опция не спасает.
- Задержка отключения света. При подключении датчика к системе управления освещением, возможна ситуация, при которой человек какое-то время не двигается, например, в туалете или ванной, но находится в помещении или сделал шаг за порог, но не отошел от двери. Если свет в это время будет гаснуть, то это неудобно и неприятно для глаз. Для предотвращения подобной ситуации используется функция задержки времени.
Несколько слов в завершение
Датчики движения могут использоваться на производстве, в охранных системах и быту. Цена этих устройств вполне доступна. Их можно легко установить самостоятельно.
В сегодняшнем обзоре мы рассмотрели разновидности датчиков, принцип действия, технические характеристики и критерии выбора. Надеемся, что наша статья была вам полезна и поможет в тот момент, когда вы решите приобрести подобное устройство для своего дома.
Watch this video on YouTube
Предыдущая ОсвещениеБезопасность не должна вызывать сомнений, или Почему решётки на окна не блажь, а жизненная необходимость
Следующая ОсвещениеПолезные мелочи: корзины и решётки на окна в квартирах без балкона
III. Применение датчиков движения
Что видит датчик движения ?
Как вы уже поняли, в зависимости от физического принципа, на котором основан датчик, он может “видеть” различные объекты, которые находятся в его поле зрения, по-разному.
Все они могут обнаруживать движущиеся объекты, например, человека, животное, автомобиль и т.д. Как вы поняли, они определяют на объекты сами по себе, а изменения, вызванные их перемещениями, никакого волшебного интеллектуального глаза в них нет.
Датчик движения может быть оснащен инфракрасным (ИК), ультразвуковым (УЗ) или микроволновым датчиком.
ИК датчики обнаруживают изменения температуры, вызванные движущимися объектами, а УЗ или микроволновые датчики используют звуковые волны для обнаружения движения.
Ультразвуковые датчики работают на частоте выше звукового диапазона, обычно в диапазоне 20-40 кГц, в то время как микроволновые датчики работают на частоте около 10 ГГц – это их основное отличие.
Все эти типы датчиков могут использоваться для обнаружения движения внутри помещения или на открытом воздухе.
Если вы хотите узнать продобнее, о каждом из видах датчкиов движения, сферах их применения и особенностях – читайте нашу статью “Все существующие Типы датчиков движения и особенности их применения”
Для чего нужен датчик движения в квартире или доме?
Датчики движения широко применяются в домашних условиях и могут использоваться для:
1. Безопасности: установка датчиков движения на входных дверях, окнах и внутри дома может обнаруживать несанкционированный вход в дом. Они также могут быть использованы для оповещения о движении внутри дома, когда там никого.
2. Управления освещением: датчики движения могут автоматически включать освещение в комнате, когда в нее заходят, и выключать его, когда движения нет. Это удобно и экономит энергию.
3. Управления кондиционером и системой отопления: установка датчиков движения может помочь определить, когда люди находятся в комнате, и включить или выключить кондиционер или систему отопления.
4. Управления автоматическими дверьми: датчики движения могут быть использованы для автоматического открытия дверей, когда кто-то подходит к ним.
5. Управления мультимедийными системами: датчики движения могут использоваться для управления мультимедийными системами, например, для автоматического включения телевизора или звуковой системы, когда кто-то находится в комнате.
6. Мониторинга пожилых и больных: датчики движения могут быть установлены для мониторинга пожилых и больных людей, чтобы определить, когда они движутся по дому, и оповещать заботящихся людей в случае чего.
7. Систем безопасности дома: датчики движения могут использоваться в системах безопасности для обнаружения движения нарушителей и сигнализации владельцам дома или службам охраны.
Это лишь несколько примеров того, для чего может использоваться датчик движения в доме. В целом, датчик движения позволяет автоматизировать различные системы, делая их зачительно более удобными и энергоэффективными.
Если вы ищете датчик движения к себе в квартиру или дом, для вас мы подготовили простые советы по выбору, их можно посмотреть – ЗДЕСЬ.
Лучшие модели
Самыми популярными вариантами датчиков движения признаны:
Модель Flash не срабатывает на появление животных, если вес их меньше 25 кг.
Приборы Crow LC102, SWAN 1000 являются комбинированными, они очень точные.
Страж П-314 (цена -2 913,03 руб.)
Их применяют в сфере охраны. Он не дает реакцию на телодвижения животных. Работа распространяется на определение ИК излучения людей. При обнаружении ИК излучения, датчик выясняет вес объекта и сигнализирует на пульт, когда он больше 20 кг.
Преимущества:
- простота в процессе установки;
- имеет модный дизайн;
- его можно устанавливать на улице;
PIR-3SP (цена – 2890 руб.)
Среди беспроводных ДД, большим спросом пользуется PIR-3SP. Он, так же не реагирует на движения животных, применяется в сфере охраны объектов.
Обработка поступающего сигнала происходит микропроцессором, который производит дополнительную проверку информации.
Преимуществами прибора являются:
- подача сигналов тестирования на центральный блок;
- при разряде батареи подается сигнал;
- применение протокола шифрования данных с кодом;