Как работают датчики на движение?

Датчик движения: что это такое и как работает?

Главная страница » Датчик движения: что это такое и как работает?

Электронный датчик движения что такое? Ответ очевиден – чувствительный прибор, как правило, из класса устройств систем безопасности. Правда, есть также конструкции, предназначенные, к примеру, для управления источниками освещения и другими устройствами. Работа датчика движения строится по принципу генерации сигнала в случае обнаружения какого-либо движения в границах контролируемой зоны. Приборы делаются на базе разных технологий. Применение таких чувствительных сенсоров становится всё более востребованным и не только в хозяйственно-промышленной сфере, но также в сфере бытовой. Рассмотрим, какие выпускаются устройства, а также примеры использования.

Типичное исполнение детекторов движения

Рассматриваемые датчики классифицируются в зависимости от способа обнаружения движения объекта. Существуют две классификации приборов:

  1. Активные.
  2. Пассивные.

Детекторы активного действия

Детекторы активного действия являются устройствами, функционирующими по принципу радарной схемы. Этот тип приборов излучает радиоволны (микроволны) в границах контролируемой зоны. Микроволны отражаются от существующих объектов и принимаются сенсором датчика движения.

Упрощённая схематика конструкции сенсора активного действия: 1 – источник (передатчик) микроволнового излучения; 2 – приёмник отражённого микроволнового сигнала; 3 – сканируемый объект

Если в зоне контроля обнаруживается движение в момент трансляции датчиком микро-излучения, создаётся эффект — доплеровский (частотный) сдвиг волны, который воспринимается вместе с отражённым сигналом.

Этот фактор сдвига указывает на то, что волна отразилась от движущегося объекта. Будучи электронным устройством, датчик сканирования движения способен вычислить такие изменения и отправить электрический сигнал:

  • в систему сигнализации,
  • на переключатель света,
  • на другие устройства,

схематично подключенные к датчику обнаружения движения.

Активные микроволновые датчики сканирования движения, в основном используются, к примеру, на автоматически работающих дверях торговых центров. Но вместе с тем этот тип приборов удачно подходит для домашних охранных систем или коммутации внутреннего освещения.

Этот вид электроники не подходит для коммутации наружного освещения или аналогичных применений. Обусловлено это массовостью активных объектов в условиях улицы, которые постоянно двигаются.

Например, движение ветвей деревьев от ветра, перемещение мелких животных, птиц и даже крупных насекомых, фиксируются активным сенсором, что приводит к ошибке срабатывания.

Детекторы пассивного действия (PIR – passive infrared)

Пассивные датчики движения – полная противоположность активным сенсорам. Пассивные системы ничего не посылают. Попросту обнаруживают инфракрасную энергию.

Конструктивное исполнение сенсора пассивного типа: 1 – Мульти объектив; 2 – Оптический фильтр; 3 – счетверённый инфракрасный элемент; 4 – металлический корпус; 5 – инфракрасное излучение; 6 – стабилизированный источник питания; 7 – усилитель; 8 — компаратор

Инфракрасные (тепловые) уровни энергии воспринимаются пассивными детекторами, непрерывно сканирующими область контроля или объект.

Учитывая, что инфракрасное тепло излучается не только от живых организмов, но также от любого объекта с температурой выше абсолютного нуля, можно сделать выводы о пригодности применения.

Эти датчики обнаружения движения не были бы эффективными, если бы их можно было активировать маленьким животным или насекомым, которое перемещается в диапазоне обнаружения.

Однако большинство существующих пассивных датчиков допустимо настроить на восприятие движение так, чтобы контролировать объекты с определенным уровнем испускаемого тепла. Например, прибор вполне можно настроить только на восприятие людей.

Сенсоры гибридной (комбинированной) конструкции

Комбинированный (гибридный) технологический датчик сканирования движения представляет собой систему комбинации активной и пассивной схемы. Такая электроника активирует действие только в случае обнаружения движения и той и другой схемой.

Комбинированные системы видятся полезными под применение в модулях сигнализации, так как уменьшают вероятность срабатывания на ложных тревогах.

Вместе с тем, эта технология обладает своими недостатками. Комбинированный прибор не в состоянии обеспечить такой же уровень безопасности, как отдельно взятые PIR и СВЧ-датчики.

Это очевидно, поскольку сигнал тревоги срабатывает только при обнаружении движения активным и пассивным датчиками одновременно.

Допустим, если злоумышленнику удастся каким-то способом предотвратить обнаружение одним из датчиков комбинированного прибора, движение останется незамеченным.

Соответственно, сигнал тревоги не будет отправлен на микропроцессор центральной системы сигнализации. На сегодня самым популярным типом комбинированных датчиков считается конструкция, где объединяются схемы PIR и микроволнового датчика.

Исполнение датчиков движения

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

Пассивные инфракрасные конструкции (PIR) — пример

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

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

Распространённая конструкция пассивного сенсора, которая отличается простейшей электронной схемой и не создаёт затруднений при подключении. Используются всего три электрических контакта

Сканеры пассивного действия изменчивостью источников тепла и солнечного света, поэтому детектор движения PIR более подходит для обнаружения движения внутри помещений или в иной закрытой среде.

Активные инфракрасные датчики — пример

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

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

Пример однолучевого активного детектора обнаружения подвижек. Между тем существуют конструкции более сложной конфигурации, благодаря которым есть возможность решать различные задачи

Активные датчики сканирования движения типа «Infra Red Beam» в основном устанавливаются снаружи (в условиях улицы).

Обнаружение происходит благодаря использованию теории передатчика и приемника. Важно, чтобы инфракрасный луч проходил через зону сканирования и доходил до приемника.

Ультразвуковой детектор — пример

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

Один из примеров конструкции на основе ультразвука. Универсальные системы, которыми поддерживается функциональность как в активном, так и в пассивном режимах

Посылаются высокочастотные звуковые волны, которые отражаются от предметов и воспринимаются сканирующим приёмным устройством прибора. Если последовательность звуковых волн прерывается, активный ультразвуковой датчик подаёт сигнал тревоги.

Применение датчиков обнаружения движения

Некоторые из ключевых применений детекторов, когда необходимо отслеживать движение:

  • аварийные сигналы вторжения
  • управление автоматическими воротами,
  • переключение освещения на входе,
  • аварийное освещение безопасности,
  • туалетные сушилки рук,
  • автоматическое открывание дверей и др.

Ультразвуковые датчики используются для управления камерой слежения жилой недвижимости или, например, для съемки живой природы.

Инфракрасные сенсоры применяются для подтверждения наличия продуктов на конвейерных лентах

Ниже приведён практический пример использования датчиков активного и пассивного обнаружения движения.

Контроллер уровня жидкости на ультразвуковых датчиках

На приведенной ниже схеме показано, как контроллер (из набора Arduino) управляет уровнем жидкости, используя ультразвуковой датчик движения. Система работает, обеспечивая точные уровни жидкости в баке, управляя двигателем, определяя заданные пределы жидкости.

Практический пример реализации задачи на базе ультразвукового прибора и популярного набора Arduino, наглядно демонстрирующий ультразвуковой датчик движения что такое и как работает

Когда жидкость в резервуаре достигает нижнего и верхнего пределов, ультразвуковой датчик движения обнаруживает эти пределы и посылает сигналы на микроконтроллер. Микроконтроллер запрограммирован таким образом, чтобы управлять реле, которым в свою очередь управляется двигатель насоса. За основу берутся сигналы предельных условий, заданных на ультразвуковом датчике движения.

Датчик движения и автоматическое открывание дверей на PIR

Как и в приведенной выше системе, автоматическая система открывания дверей с использованием датчика движения PIR. В этом случае обнаруживается присутствие людей и выполняется операция с дверьми (открытие или закрытие).

Другая схема, где задействован уже прибор пассивного действия. Здесь также используется популярный конструктор Arduino – инструмент удобный для экспериментов и построения реальных электронных систем

Детектором PIR обнаруживается присутствие людей, после чего отправляется сигнал обнаружения движения микроконтроллеру. В зависимости от сигналов от датчика PIR, микроконтроллер управляет двигателем дверей в режимах прямого и обратного хода с помощью IC-драйвера.

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

Как работают датчики движения для включения света

Время на чтение:

Сначала датчики движения использовались как охранные системы и устанавливались исключительно на важных стратегических объектах. Сегодня установки слежения гораздо функциональнее и чаще применяются для включения света. С помощью них можно сэкономить примерно 85% электроэнергии, поэтому стоит разобраться в принципе работы, видах и тонкостях монтажа этих устройств.

Принцип действия

Датчики движения работают как охрана, контролирующая определенную местность, которая охвачена сектором обзора. Притом эта область ограничивается не только углом действия устройства, но и определенным расстоянием. Именно поэтому прибор устанавливается на участке, который обеспечивает максимальный обзор, в таком случае дальность действия будет выше, а работа эффективнее.

Принцип работы датчика движения на свет заключается в фиксировании инфракрасных излучений. Как только в определенной местности, находящейся под его защитой, появляется объект с температурой живого существа, в прибор поступают специальные импульсы. Они воздействует на цепь, и вследствие этого включается освещение. Как только объект покидают зону, импульсы прекращают поступать, происходит разрыв цепи и свет просто отключается.

Стоит сразу обратить внимание на достоинства и недостатки использования подобных устройств. К плюсам можно отнести следующие факторы:

  • датчики работают в автоматическом режиме, что существенно снижает расходы за электроэнергию;
  • современные приборы очень функциональны, наличие сенсора позволяет включать и отключать не только уличные осветительные приборы, но и бытовую технику, например, телевизор, музыкальный центр или кофеварку.

Существуют у приборов и минусы, одним из которых является высокая стоимость, поэтому установить подобную систему на своем участке сможет не каждый желающий. Кроме этого, монтаж требует определенных знаний и выполнения строгих требований. А значит, произвести установку самостоятельно смогут не все, так как допущение даже незначительной ошибки может вывести прибор из строя.

Читайте также  Сколько весит кузов на ваз 2104?

Разновидности сенсоров

Датчики движения для включения света на улице и в квартире могут различаться. Выделяют несколько видов, а именно:

  • по месту расположения — сенсорные устройства могут быть наружного типа и внутреннего;
  • по типу сигнализатора — это может быть ультразвуковой, инфракрасный, микроволновой или комбинированный прибор.

Уличные световые датчики движения занимаются контролем заданного периметра. В основном они устанавливаются на большой территории, так как их радиус реагирования может достигать более 500 метров. Такие дистанционным приборам не требуются сигнализаторы, так как любое проникновение на участок не останется без внимания, они среагируют моментально.

Внутреннее оборудование предназначается для обустройства квартир и других помещений. Для улицы они не подходят, так как неустойчивы к резким температурным перепадам, а также к воздействию ультрафиолетового облучения.

Ультразвуковые приборы

Прежде чем выбрать устройство, необходимо определиться, с какой именно целью его планируется использовать. Принцип работы этих беспроводных сенсоров основывается на отражении ультразвуковых волн, которые исходят от различных предметов.

Если происходит какое-то движение, частота импульсов начинает изменяться. Датчик оснащен специальным механизмом, который генерирует ультразвук, неслышный человеческому уху. Кроме своей основной функции — включения света, подобные устройства часто используют в автоматическом оборудовании «парктроник».

Многие потребители выделяют несколько преимуществ таких прибор:

  • невысокая стоимость;
  • обладают высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям;
  • имеют способность определять живой организм от неживого объекта, поэтому включаются только на активные действия, не реагируют на движение веток или другие явления, вызванные ветром.

К сожалению, имеются у этих сенсоров и ряд недостатков. Во-первых, стоит отметить, что такие устройства обладают небольшим радиусом действия, поэтому контролируется достаточно маленький периметр. Кроме этого, многие люди отмечают, что некоторые домашние питомцы с повышенной чувствительностью к ультразвуку становятся неспокойными, а в некоторых случаях даже агрессивными.

Инфракрасное устройство

Эти детекторы срабатывают от изменения температуры окружающей среды. Когда на территорию действия прибора проникают высокотемпературные объекты, устройство срабатывает и включает осветительные приборы. Действует это следующим образом: инфракрасное излучение, исходящее от человеческого тела, проходя через специальные линзы и зеркала, воздействует на встроенный сенсор и приводит в работу систему освещения.

Прежде чем выбрать необходимое устройство, стоит обратить внимание на показатель чувствительности. Дело в том, что чем больше линз, тем эффективнее работает детектор движения, их бывает до 30 пар.

К плюсам этих систем можно отнести:

  • датчик легко регулируется на дальность или угол обзора;
  • реагирует исключительно на объекты, источающие тепло, поэтому существует возможность устанавливать их на улице;
  • высокий показатель безопасности: они не наносят вреда окружающим людям и домашним животным.

Недостатки также имеются. Подобные механизмы имеют очень маленький диапазон регулирования, к тому же у них часто наблюдаются сбои в работе. При любом неблагоприятном атмосферном явлении в виде ветра и дождя сенсор фиксирует нарушение и включает освещение. Кроме этого, стоит отметить, что если объект проникает на территорию в одежде, которая не пропускает инфракрасное излучение, то он пройдет незамеченным: прибор его просто не увидит.

Микроволновые детекторы

Эти датчики функционируют по принципу радиолокаторов, то есть от прибора исходит сигнал, а возвращается уже его отражение. Микроволновой детектор работает на высокочастотных волнах, поэтому даже незначительные отклонения в возвращенных сигналах способны вызывать цепную реакцию в виде включения света.

Плюсы этого сенсорного устройства:

  • способны обнаруживать движение даже через стенку, стекло;
  • функционируют при любом температурном режиме;
  • включают освещение даже при малейшем передвижении;
  • одновременно обслуживают сразу несколько областей;
  • современные модели имеют встроенный таймер.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость, так как установка такого оборудования обойдется гораздо дороже, нежели аналогичных устройств. Кроме этого, микроволновые датчики слишком чувствительны, поэтому часто срабатывают ложно, так как реагируют даже на движение, которое происходит вне действия его зоны. А все это приводит к лишней трате электроэнергии. Еще один существенный минус — это излучение, которое может нанести вред здоровью.

Комбинированный вариант

Встраиваемые датчики комбинированного типа используются в жилом доме или квартире не так часто. В основном детекторы устанавливают для охраны производственных помещений или для обеспечения освещения в больших цехах.

В этих устройствах совмещено сразу несколько функций, что позволяет им быстро обнаружить движущийся объект и определить его происхождение. У подобных установок практически отсутствуют недостатки, единственное, что можно отметить: слишком высокая цена, которую многие потребители считают неоправданной.

Рекомендации по подключению

Произвести монтаж и настройку можно только в том случае, если имеется опыт работы с подобными устройствами. Главное, чтобы в комплект с сенсорным оборудованием входил инструктивный материал по установке.

Необходимо заранее определиться с месторасположением, лучше всего подобрать зону, где отсутствуют посторонние предметы, на которые он может срабатывать. А также не стоит слишком часто перемещать прибор, так как от этого сбиваются настройки.

Рекомендации по монтажу датчиков движения:

  • в помещение, где устанавливается детектор, требуется разместить обычный выключатель, притом они должны располагаться строго параллельно друг другу, чтобы в случае непредвиденных обстоятельствах можно было выключить свет самостоятельно;
  • чтобы обезопасить устройство от случайных повреждений, его рекомендуют устанавливать в нишах или смонтировать для него специальное углубление в стене;
  • очень важно подобрать место, где на него не будут падать солнечные лучи, так как они нарушают нормальное функционирование прибора и вызывают ложные срабатывания.

Собственно это основные советы по установке. Если строго соблюдать эти рекомендации, прибор будет работать исправно, качественно и длительное время.

Настройка и регулировка

Чтобы проверить, правильно ли произведено подключение, понадобится временная схема. Если устройство не срабатывает, то в процессе были допущены какие-то ошибки.

Более сложное оборудование проверяется по следующей схеме:

  • вначале собирается временная схема подключения;
  • затем необходимо вывести регулятор на максимальный показатель мощности;
  • настроить таймер на несколько секунд.

В случае если светодиодный индикатор срабатывает на движение, значит, все собрано правильно. Стоит отметить, что часто вместо индикатора устанавливают специальное реле. Узнать о его рабочем состоянии можно по характерным щелчкам, которые он начинает производить, если обнаруживает движение.

После того как прибор установлен, переходят к его регулировке. Что касается таймера срабатывания, то можно выставить любое удобное время, от нескольких секунд до получаса. А вот отрегулировать чувствительность достаточно сложно. Если в доме имеются домашние питомцы, необходимо исключить срабатывание на их появление, иначе свет будет включаться постоянно.

Установка домашних сенсорных датчиков помогает экономить на освещение. Приборы автоматически обеспечивают свет при входе в комнату и также отключают его при выходе.

Датчик движения, его характеристика, виды и принцип работы

По словам специалистов, если используется датчик движения (сенсор), это позволяет экономить 30% электричества. Если в него входит ещё и фотореле, то экономия составит 58%. В случае достоверности показателей выбор датчика движения является целесообразное решением.

  1. Принцип работы датчика движения
  2. Как применяется датчик движения?
  3. Разновидность датчиков движения
  4. Инфракрасный датчик движения
  5. Ультразвуковой датчик движения
  6. Радиоволновый датчик движения
  7. Фотоэлектрический датчик движения
  8. Комбинированный датчик движения

Принцип работы датчика движения

Датчики движения работают по принципу охраны, которая держит под контролем местность, охваченную сектором обзора.

Их работа состоит в фиксировании инфракрасного излучения. Когда в месте установки устройства появляется живой объект, то в него поступают импульсы. Они действуют на цепь и в результате появляется освещение. Когда объект покидает зону, импульсы перестают поступать, цепь разрывается и свет отключается.

Датчики движения работают в автоматическом режиме, что снижает расходы на освещение. Приборы функциональные, в них есть сенсор, позволяющий включать и выключать уличный свет, бытовую технику, кофеварку, музыкальный центр и другие бытовые приборы.

Данное оборудование имеет существенную стоимость, а потому могут подойти не каждому. Их монтаж требует определенных знаний и выполнения строгих требований, а следовательно, провести установку самостоятельно могут не все, ведь допущение даже незначительно ошибки может вывести прибор из рабочего состояния.

Устройство работает то время, которое указано в настройках. Можно выбрать интервал от 5 секунд до 10 минут. К примеру, если вы поставили таймер на 5 минут, и в течение этого времени движений не будет, то прибор выключит свет.

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.

Многофункциональность — главное преимущество датчиков движения. Они компактные и идеально подходят для любого интерьера, и могут быть беспроводными, что очень удобно.

Разновидность датчиков движения

Существуют разные виды данного оборудования, которые реагируют на движение. Их работа основана на разных технических принципах, но все они выполняют одну и ту же функцию: фиксируют движущиеся объекты, запускают реле, к контактам которого может подключиться любое устройство внешнего типа.

Выделяют следующие виды приборов движения:

  • инфракрасный;
  • ультразвуковой;
  • радиоволновый;
  • фотоэлектрический;
  • комбинированный.

Инфракрасный датчик движения

Принцип работы таких устройств состоит в обнаружении изменений инфракрасного излучения окружающих объектов.

Такой датчик нежелательно устанавливать на кухне, так как там постоянные перепады температур, а, как известно, такие приборы не любят ее перепады.

Инфракрасные датчики имеют как плюсы, так и минусы. К первым относятся:

  • возможность точного регулирования дальности и угла обнаружения объектов;
  • удобство применения вне помещения, так как он реагирует только на объекты, у которых своя температура;
  • при работе безопасны для человека, так как ничего не излучают.
Читайте также  В чем разница между корундом и рубином?

К минусам относятся:

  • возможность ложных срабатываний;
  • низкая точность работы на улице;
  • небольшой диапазон рабочих температур.

Несмотря на имеющиеся недостатки, инфракрасные датчики движения, из-за не высокой стоимости и простоты использования получили большое применение в бытовых условиях, что привело к появлению различных решений конструктивного исполнения.

Датчики движения различного конструктивного исполнения (меняющейся зоной захвата, фиксированной зоной захвата, встраиваемый, локального применения).

Ультразвуковой датчик движения

Ультразвуковой прибор — излучает волны, невосприимчивые человеком. Устройства могут улавливать такие изменения, за счет внутреннего генератора. При движении в зоне охвата прибора объекта излучаемые волны отражаются, и это фиксируется прибором. В итоге включается реле и подключается внешнее оборудование.

Преимущества ультразвуковых приборов:

  • не реагируют на погодные явления;
  • действуют на все объекты;
  • независимые от показателей температуры;
  • за счет проводного питания обеспечивается непрерывная работа датчика.

  • у домашних животных датчик вызывает дискомфорт (реакция на ультразвук);
  • дальность действия прибора с ограничениями;
  • возможность ложных срабатываний на объекты далеко за пределами зоны охвата.

Разнообразие ультразвуковых датчиков движения.

Не рекомендуется использовать такой датчик в условиях резких перепадов влажности и температур. Многие модели чувствительны к ним.

Радиоволновый датчик движения

Радиоволновые приборы применяют для охраны разных объектов и могут быть установлены внутри помещения или снаружи. Их задача заключается в обнаружении движения в контролируемой зоне и в формировании тревожного сигнала.

Датчик обнаруживает разницу частот излучаемых и принимаемых радиоволн. Если объект неподвижный, то разницы не будет, при его перемещении происходит эффект Допплера (увеличивается или уменьшается частота отраженного сигнала).

Применяются такие приборы реже, чем инфракрасные, несмотря на большое количество преимуществ.

Радиоволновой прибор не выдает ложную тревогу ни при каких обстоятельствах. У него есть еще одно свойство, которое можно рассматривать как преимущество, так и недостаток: высокая проникающая способность излучения в диапазоне коротких волн.

Преимущество здесь в том, что внутри помещения, где стоит датчик, для него почти не существует слепых зон. Отсюда и минус: можно регистрировать движения за пределами охраняемого объекта за счет прохождения радиоволн сквозь стены. В итоге происходят ложные срабатывания.

Фотоэлектрический датчик движения

Фотоэлектрический прибор работает почти также как и ультразвуковой. Отличие его заключается в применении оптического излучения вместо ультразвукового. За счет этого обеспечивается высокое качество фиксирования, быстрое действие, отсутствие «слепой зоны».

У таких устройств приемник и излучатель находятся в одном корпусе. Луч отражается от рефлектора, который находится на расстоянии до 7 метров, и возвращается обратно. Датчик подает сигнал, в случае если световой поток прерывается контролируемым объектом.

Фотоэлектрические датчики применяют для контроля за производственными и упаковочными линиями, а также для предотвращения несанкционированного доступа на закрытую территорию.

Комбинированный датчик движения

Комбинированные устройства включают в себя несколько технологий, к примеру, микроволновой и инфракрасный приборы. Это самое удачное решение, если необходимо точно определить помещение в зоне действия устройства. Несколько работающих каналов обнаружения движущегося объекта делают работу этого прибора достаточно продуктивной, дополняя и компенсируя недостатки друг друга.

Разнообразие комбинированных датчиков движения

Стой, кто идет: принцип работы датчиков движения

Стой, кто идет: принцип работы датчиков движения

  • Датчики движения
  • Типы датчиков движения
  • На что обратить внимание при выборе датчика
  • Установка датчика движения
  • Обзор популярных моделей
  • Заключение

Датчик движения — это электронное устройство, распознающее перемещение объектов. Датчики осуществляют контроль за окружающей обстановкой и автоматически передают команду в ответ на движение объекта в зоне действия прибора.

Датчики движения (датчики присутствия) используются в:

  • системах охраны и контроля доступа (домофон, блокировка дверей на охраняемых объектах и т. д.);
  • бытовых системах управления освещением;
  • системах автоматического открытия и закрытия дверей;
  • системах умного дома и при управлении климатической техникой (вентиляция, кондиционеры и т. д).

Типы датчиков движения

Датчики движения подразделяются по принципу работы на:

  • инфракрасные (ИК);
  • ультразвуковые (УЗ);
  • микроволновые (СВЧ);
  • комбинированные.

Типы питания датчиков:

  • проводные;
  • беспроводные.

Место установки:

  • стена (угловой датчик);
  • потолок.

Инфракрасные датчики движения

Принцип действия

Инфракрасный датчик фиксирует тепловое (инфракрасное) излучение объектов, которые попадают в его зону действия. Датчик представляет собой систему линз или специальных сегментированных зеркал, расположенных вокруг чувствительного сенсора (фотоэлемента). Инфракрасное излучение попадает на этот сенсор, и датчик срабатывает.

В датчике этого типа обычно располагается от 20 до 60 линз. Чем больше линз, тем выше чувствительность устройства. Чем больше поверхность системы линз, тем шире диапазон действия.

Плюсы и минусы инфракрасных датчиков

Преимущества ИК датчиков:

  • инфракрасные датчики движения определяют дальность и угол обнаружения инфракрасного излучения, исходящего от объекта;
  • ловят инфракрасное излучение и ничего не излучают в ответ. Считаются вполне безопасными для людей и животных;
  • можно использовать как в помещении, так и на улице.

У ИК-датчиков есть и недостатки, обусловленные в первую очередь реакцией на перепады температуры:

  • значительная вероятность ложных срабатываний. Так как датчик улавливает тепловое излучение, он может регистрировать перемещение потоков теплого воздуха от радиаторов отопления и кондиционеров;
  • солнечные лучи и осадки тоже могут снизить точность срабатывания датчика, если он расположен на улице;
  • может не распознать объекты покрытые специальной отражающей тканью или материалами, которые не пропускают ИК излучение (стекло, бетон и т. д).

Ультразвуковые датчики движения

Принцип действия

Ультразвуковой датчик реагирует на звуковые волны, частота которых превышает диапазон восприятия человеческого уха. Датчик активирует заданную функцию, когда обнаружит изменение частоты сигнала.

Внутри этого датчика находится распознаватель (генератор) звуковых волн (обычно от 20–60 кГц). За счет движения объекта происходит изменение частоты звуковых волн (эффект Доплера). Приемник улавливает колебание звуковой волны, заданный параметр «тишины» нарушается. За счет созданного отклонения от встроенного параметра происходит замыкание электрической цепи, в результате чего активируется заданная функция.

Датчики движения такого типа применяются в автомобильной промышленности, а именно в системах автоматической парковки и обнаружения «слепых зон».

Плюсы и минусы ультразвуковых датчиков

Преимущества ультразвуковых датчиков:

  • эффективность работы УЗ-датчика не зависит от изменения температуры окружающей среды;
  • реагируют на движения вне зависимости от материала, в который облачен объект.

Недостатки датчиков ультразвукового типа:

  • некоторые домашние животные могут быть восприимчивы к ультразвуковым волнам, на которых работает УЗ-датчик движения. Это может вызывать у питомцев дискомфорт;
  • при плавных (тихих) движениях может не срабатывать.

СВЧ-датчики

Принцип действия

Микроволновые датчики движения излучают высокочастотные электромагнитные волны. Эти волны отражаются от объекта, попадающего в зону действия сенсора. Сенсор регистрирует движение электромагнитных волн объекта и активирует микропроцессор датчика, в результате чего срабатывает заложенная в устройство команда.

Принцип действия, как и в предыдущем случае,основан на эффекте Доплера. Сенсор принимает сигнал — изменение частоты отраженной волны от токопроводящих движущихся объектов.

Плюсы и минусы

Преимущества датчиков движения СВЧ-типа:

  • высокая точность срабатывания. Ловит сигнал, даже если объект находится за тонкими препятствиями (дверь, окно, стена);
  • производительность устройства не зависит от температуры окружающей среды.

Недостатки датчиков СВЧ-типа:

  • высокая вероятность ложных срабатываний;
  • СВЧ-излучение может негативно сказываться на здоровье человека.

Комбинированные датчики движения

Такие приборы совмещают в себе датчики разных типов. Например, инфракрасный и микроволновый датчик движения. По мнению производителей комбинированных датчиков, за счет сочетания нескольких типов достигается максимальная производительность устройства. Недостатки одного типа компенсируются преимуществами другого. Из минусов — высокая стоимость устройства.

На что обратить внимание при выборе датчика

При выборе датчика движения стоит руководствоваться основными техническими характеристиками устройств.

Угол обзора

У потолочного датчика движения угол обзора до 360 градусов. Если установить его на стену, то половина его возможностей не будет задействована при эксплуатации, также могут появиться ложные срабатывания.

Настенный датчик имеет угол обзора от 120 до 180 градусов. Чаще всего используется для контроля небольшой площади, например придверной территории.

Рабочее расстояние

Зона контроля у рядовых датчиков движения от 6 до 50 метров. Чем меньше пространство, в котором будет установлено устройство, тем меньше должна быть дальность действия.

Мощность нагрузки

Питание датчиков движения происходит от сети 220 В. Некоторые беспроводные датчики потребляют до 12 В благодаря встроенным аккумуляторам или использованию щелочных батареек.

Дополнительные функции

  • уровень освещенности. Датчик движения для автоматического включения света должен срабатывать только в темное время суток с целью экономии электроэнергии. Чтобы устройство не срабатывало днем, необходим датчик уровня освещенности.
  • защита от животных. Высокочувствительные устройства будут срабатывать при малейшем движении, например домашних животных. Чтобы не происходило ложных срабатываний, нужна регулировка чувствительности прибора. Датчик можно настроить в зависимости от веса питомца (от 10 до 25 кг);
  • задержка времени активности. Например, датчик включает свет в помещении при появлении человека, который некоторое время бездействует: читает книгу, принимает ванну и т. д. Будет неудобно, если свет вдруг потухнет. Поэтому и нужна функция задержки света.

Место использования

Датчики движения используются не только для домашней безопасности или управления освещением и работой техники. Например, в промышленных областях они используются на сборочных линиях для отслеживания количества продуктов и отключения опасного оборудования, если человек подходит слишком близко.

Установка

Особенности установки датчика движения:

  • при выборе места нужно учитывать, что эффективность ультразвуковых и микроволновых приборов максимальна при движении объекта навстречу устройству, а инфракрасных — поперек контролируемой зоны;
  • датчики движения потолочного типа, как правило, монтируют на высоте от 2,5–3 метров, диаметр контролируемой площади в таком случае будет от 10 до 20 метров;
  • модели настенного типа устанавливаются как на улице, так и в помещении. Рабочий диаметр у таких устройств до 50 метров. Высота размещения 2–2,5 метра;

Обзор популярных моделей

Инфракрасный датчик движения Navigator 71 963 NS-IRM02-WH

Этот датчик движения потолочного типа анализирует уровень освещения в комнате, подвале, на лестничной площадке. Чувствительный сенсор срабатывает, если уровень освещения в помещении ниже установленного порога.

Подключается к общей сети 220 В.

Средняя стоимость — от 400 рублей.

Sapsan PIR-80

Беспроводной настенный датчик движения, который рассчитан на использование в квартирах, где проживают домашние животные (весом не более 10 кг). Подходит для охранных систем Sapsan. Датчик фиксирует движение объекта и передает сигнал на центральную охранную консоль, после чего сработает тревога и отпугнет взломщиков.

Средняя стоимость — от 1 200 рублей.

Redmond RG-G31S

Это «умный» герконовый датчик движения. Предназначен для дистанционного контроля имущества, закрытия/открытия дверей, окон, сейфов и т. д. Всю информацию датчик отправляет на мобильное приложение. Эту модель можно разместить в удобном месте с помощью двусторонней липкой ленты.

Средняя стоимость — от 600 рублей.

Датчик движения Rubetek RS-3201

Данная модель датчика работает при подключении к центру управления Rubetek. Оповещения о состоянии контролируемого помещения пользователь может просматривать в мобильном приложении Rubetek.

Прибор уникален тем, что его можно использовать в связке с другими приборами и умными устройствами в доме, например включить свет в нужной комнате, активировать работу кондиционера или бризера.

Tion Бризер 3S Rubetek можно подключить к уже имеющемуся центру управления Rubetek либо сделать бризер самостоятельным центром управления умным домом, передавая команды умным датчикам и объединяя их в единую сеть.

Средняя стоимость — 1 490 рублей.

Заключение

Установка датчика движения — это простой и вполне эффективный способ защитить Вашу собственность. Вы можете разместить датчик в квартире, частном доме, на даче, в гараже и т. д. Дополнительный уровень безопасности могут обеспечить камеры наблюдения, подключенные к датчику и системе мониторинга.

Управление освещением, бытовой и климатической техникой поспособствует экономии энергии, например путем выключения света в незанятых помещениях, автоматической активации обогрева, охлаждения и других бытовых задач.

Обзор принципа работы, устройства, видов и областей применения датчиков движения

Датчик движения -бесконтактное устройство, реагирующее на перемещение объекта в зоне отслеживания. Широко используется в системах охраны и автоматизации различных процессов, в том числе, освещения и кондиционирования. Понять, как работает датчик движения, могут не только специалисты. Это устройство современное, но не настолько сложное.

Сферы использования сенсоров

Область применения датчиков движения (ДД) чрезвычайно широка. Они необходимы для обнаружения посторонних на охраняемых объектах, присутствуют в каждой системе сигнализации. Но могут регистрировать не только несанкционированное проникновение: способны обнаруживать утечку газа, жидкостей, процесс открывания окон и дверей.

Датчики движения инициируют процесс записи в автомобильных видеорегистраторах и комплексных системах отслеживания. Современные энергосберегающие светильники также оснащены этими устройствами и обеспечивают освещение территории в момент присутствия на ней человека или группы людей. Аналогичным образом функционируют «умные» системы кондиционирования.

ДД регистрирует изменение тепловых или волновых характеристик в зоне обслуживания, но при стабилизации этого фона воспринимает его как норму. Так, если человек будет находиться на отслеживаемой территории какое-то время в неподвижном состоянии, освещение отключится.

Высокочувствительные датчики присутствия будут регистрировать малейшие изменения характеристик зоны обслуживания и неподвижность объекта не является для них поводом для возврата в исходное состояние. Таким образом, они выполняют ту же задачу, но более точно и тщательно. В связи с этим, датчики присутствия — более дорогие устройства, и стоимость техники, на которой они установлены, выше.

Как работает: устройство и принцип действия датчика движения?

Существует несколько видов ДД, отличающихся способом регистрации изменений в зоне наблюдения. Любой из них может быть встроен в прибор или являться самостоятельным выносным устройством в отдельном блоке.

Инфракрасный

Инфракрасные детекторы движения — наиболее распространенные пассивные приборы отслеживания. Большинство из них состоят из двух блоков:

  • монтажного;
  • аппаратного.


Эти элементы соединены между собой подвижным сочленением, обеспечивающим поворот корпуса и настройку угла обзора обслуживаемой территории. В аппаратном блоке находятся плата управления и сенсоры:

  • пироэлектрический инфракрасный, функция которого заключается в распознавании движения;
  • светочувствительный, представляющий собой фоторезистор, фиксирующий и оценивающий степень освещенности;
  • полевой транзистор, выполняющий роль усилителя;
  • в устройствах, работающих в системах тревожной сигнализации, установлены дополнительные детекторы.

Монтажный блок предназначен для фиксации прибора и соединения его с источником питания и другой аппаратурой. Например, прожектором освещения или блоком сигнализации. Также на нем находятся регуляторы для выполнения настройки работы ДД.

Принцип работы инфракрасного датчика движения основан на обнаружении и регистрации теплового излучения, исходящего от объекта, находящегося в зоне обслуживания. Пироэлектрический инфракрасный сенсор состоит из прозрачной кварцевой пластины и слоя керамики. У современных бытовых моделей максимальная дальность обнаружения движения — 12 м.

Микроволновый

Как и инфракрасный, микроволновый датчик движения (ДДМ) непрерывно сканирует зону отслеживания. Но принцип работы у него иной. Микроволновый реагирует на изменение радиочастотного (иначе называемого СВЧ или микроволнового) фона.

ДДМ непрестанно излучает электромагнитные волны, которые, в случае проникновения на обслуживаемую территорию, отражаются от объекта (нарушителя) и возвращаются к сенсору с измененными волновыми характеристиками.

Датчик регистрирует их и передает сигнал управляющей аппаратуре, выполняющей свои задачи: включение освещения, кондиционирования, тревожной сигнализации.

А инфракрасный — только те, которые способны излучать тепло. ДДМ работает по принципу радиолокации и способен вычислять и фиксировать скорость перемещения обнаруженного объекта.

Ультразвуковой

Из наименования устройства становится понятным, что работает оно с применением ультразвуковых волн. Такой датчик представляет собой прибор, состоящий из нескольких деталей. Одна из них — генератор ультразвука. Он работает в непрерывном режиме, испуская звуковые волны с частотой в диапазоне 20-60 кГц. Они проникают сквозь зону отслеживания, и при наличии в ней препятствий, отражаются назад, к датчику.

Далее срабатывает автоматика, выполняющая заданную функцию. Ею может быть подача электропитания на осветительный прибор.

Многие домашние животные способны воспринимать ультразвук и реагировать на него, часто негативно. Поэтому датчики, работающие по принципу генерирования УЗ волн, не рекомендованы для установки на территориях с присутствием животных.

Комбинированный

Комбинированные датчики движения созданы с целью использования лучших характеристик уже имеющихся: инфракрасных, микроволновых и ультразвуковых. И минимизировать присущие каждому из них недостатки.

С целью исключения этой ситуации, в одном приборе объединяют сразу два детектора: микроволновый и инфракрасный. Если второй не обнаруживает изменения температурного фона в зоне отслеживания, зарегистрированные первым помехи не принимаются к сведению.

Комбинированные датчики движения — наиболее мощные и точные приборы. Чаще всего они устанавливаются на потолке и способны обнаруживать присутствие объектов на расстоянии 10-12 м.

Схема датчика движения на примере стандартного HC-SR501

Датчик движения HC-SR501 — один из самых распространенных, работает по принципу регистрации инфракрасных волн. Прибор устроен просто, но для понимания принципы его работы необходимы специальные знания в области радиоэлектроники. Пользователю достаточно ознакомиться с упрощенной принципиальной схемой работы.

Конструкция прибора включает несколько элементов:

  • пироэлектрический датчик 500ВР, состоящий из двух модулей;
  • линза Френеля;
  • микросхема BISS0001, управляющая работой устройства;
  • комплекс резисторов и транзисторов.
  • инфракрасные волны, излучаемые объектом в зоне наблюдения, последовательно попадают на первый и второй элементы пироэлектрического датчика;
  • поочередное поступление сигналов фиксируется электронным модулем управления;
  • формируется логический сигнал;
  • реализуется заданная функция: подается питание на осветительный прибор, включается вентиляция, срабатывает сигнализация и др.

Помимо самого датчика движения, в конструкцию прибора входят исполнительное устройство и безтрансформаторный блок питания. В схеме ДД предусмотрена установка температурного и фотоэлемента, что расширяет спектр возможностей стандартного устройства.

Варианты крепления


Датчик движения HC-SR501 — компактный прибор, оснащенный тремя выходами:

  • GND — земля;
  • VCC — питание;
  • OUT — цифровой, для передачи логического сигнала.


Выбор режима работы осуществляется с помощью модуля с тремя контактами и джампером (перемычкой).

  • Н — при неоднократном срабатывании детектора остается высокий логический уровень;
  • L — импульс формируется при каждом срабатывании сенсора.

На корпусе прибора имеется выступ с отверстием под крепежи: шурупы, саморезы. Датчик можно устанавливать на любые горизонтальные и вертикальные поверхности из дерева, пластика, гипсокартона, укрепив соответствующим образом. Как правило, высверливания отверстий для фиксации столь легких предметов, не требуется.

Не все производители поставляют ДД в корпусе. У некоторых он идет как открытая плата с линзой Френеля. Для использования прибора на улице необходимо самостоятельно установить ДД в подходящий пластиковый корпус, вырезав в нем отверстие под линзу.

Подключение и установка устройства

Датчик движения HC-SR501 чаще всего необходим для подключения к приборам освещения в целях экономии электроэнергии. Для реализации этой задвчи потребуются:

  • выпрямитель на 4-20 В;
  • реле (оптимально — SRD-05VDC-SL-C);
  • светильник с лампочкой, работающий от сети напряжением 220 В.

Датчики движения одинаково хорошо работают в помещении и на улице. Но для монтажа с внешней стороны зданий необходимо выбирать приборы с герметичным, влагонепроницаемым корпусом. Учитывают и диапазон рабочих температур устройства.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: