Датчики положения, присутствия, перемещения, освещённость, сила света

При выборе товара мы часто сталкиваемся с тем, что не до конца понимаем всех его характеристик. Гигагерцы, амперы, дальность действия, графический контроллер, SSD и частотный диапазон – чтобы мы не собирались купить: наушники, смартфон или игровую приставку, мы столкнемся с целым списком неясных свойств.

Если мы не до конца разбираемся в бытовых вещах, то что говорить о таких сложных приборах, как датчики движения и присутствия. В быту они встречаются не часто, а потому до конца понять все их тонкости порой не помогает даже интернет.

Сегодня мы попробуем сделать датчики понятнее для простых покупателей и пояснить на что влияют те или иные их характеристики.

Технические характеристики датчика движения

Обычно список технических характеристик датчика движения включает:

• сетевое напряжение;
• потребляемая мощность
• диапазон обнаружения;
• дальность действия (перпендикулярно, фронтально, присутствие);
• степень защиты;
• защита от подкрадывания;
• габариты;
• температура окружающей среды;
• материал корпуса;
• коммутационная способность;
• настройки времени;
• настройки чувствительности;
• уровень освещенности.

Необходимое сетевое напряжение, потребляемая мощность, габариты и материал корпуса – это стандартные параметры для технического прибора. Их объяснять не нужно.

С диапазоном обнаружения, дальностью действия,степенью защиты, защитой от подкрадывания, температурой окружающей среды, коммутационной способностью, настройкой времени, настройкой чувствительности и уровнем освещенности все несколько сложнее.

Дальность действия и диапазон обнаружения

Начнем с первого. Диапазон или зона обнаружения – это пространство, в котором датчик гарантированно обнаружит человека. Этот параметр измеряется в градусах и варьируется от 120 до 360.

Максимальное значение у потолочных датчиков движения, они видят комнату целиком. Меньше –
у настенных датчиков. По вполне понятным причинам их диапазон обнаружения снижается

и может быть 120, 140, 180, 200, 230 или 280 градусов.

Диапазон обнаружения связан с параметром дальность действия. Если первый определяет угол обзора, то дальность действия обозначает пространство, в котором датчик видит человека,
в метрах.

Расстояние это определяется в трех плоскостях:

1. перпендикулярно – человек движется по касательной к окружности, в центре которой стоит датчик;
2. фронтально – человек движется непосредственно на датчик;
3. присутствия – человек работает под датчиком, например, сидя за столом.

Стандартно первая зона самая большая. Например, у датчика PD3-1C-SM она достигает
10 метров, вторая и третья – 6 и 4 метра соответственно. У моделей серии PD4 она может доходить до 40 метров в диаметре, например, у PD4N-1C-C-FC.

Фронтально дальность действия такого датчика достигает 20 метров. Самой маленькой зоны – присутствия, в которой фиксируются мельчайшие движения, у такого устройства нет.

Какой выбрать при покупке?

Говоря проще, для больших помещений без перегородок и узких пространств вам необходим датчик движения с большой зоной обнаружения и дальностью действия. Для комнат с большим количеством небольших участков или просто маленьких комнат выберите датчик со стандартной дальностью действия 10, 6 и 4 метра соответственно.

Степень защиты и защита от подкрадывания

Несмотря на то, что названия этих характеристик похожи, суть их заметно отличается. О степени защиты мы уже ни раз рассказывали в блоге. Например, в материале про управление освещением ванной комнаты.

Степень защиты (IP) обозначается двумя цифрами: первая – защита от проникновения посторонних предметов (например, мелких частиц и пыли), вторая – защита от воды. Степень защиты датчиков B.E.G. варьируется от IP 20 до IP 65. Датчики с минимальной степенью защищены от проникновения пальцев и подобных предметов, но не защищены от воды.

Модели с максимальным показателем защиты IP 65, например, PICO-M-1C, подходят для влажных помещений. Высокая степень защищенности других датчиков достигается с помощью специальных аксессуаров.

Есть в ассортименте B.E.G. и «промежуточные» варианты с IP44 и IP54 с защитой от пыли и брызг воды.

Какой выбрать при покупке?

Для стандартного помещения, например, коридора или офиса, достаточно датчика с минимальной степенью защиты. Позаботиться о повышенных характеристиках необходимо в помещениях
с высокой влажностью: ванна, кухня, подвал или рабочие помещения (производственные цеха). Дополнительная защита нужна и уличным датчикам.

Защита от подкрадывания исключает возможность перемещения под датчиком движения. Такая характеристика присуща уличным датчикам движения с углом обзора меньше 360 градусов.

Защита от подкрадывания компенсирует меньший угол обзора установленного на стене или углу дома датчика и не позволяет нежелательным гостям свободно передвигаться под датчиком.

При покупке уличного датчика отдайте предпочтение тому, что оснащен этой функцией. Ведь специальная линза которая служит, для контроля зоны от подкрадывания, не только улучшает зону обнаружения, но и дает дополнительные функции динамической задержки отключения, для большей экономии.

Температура окружающей среды и коммутационная способность

Температура окружающей среды в технических характеристиках датчика также довольно понятный показатель. Она обозначает температуру, при которой устройство будет функционировать нормально, без помех и сбоев.

Эта характеристика у всех датчиков B.E.G. одинакова: от -25 до +50 градусов. Такого температурного диапазона достаточно для того, чтобы датчики работали не самой холодной зимой и очень жарким летом.

Коммутационная способность датчика определяет сколько осветительных приборов может быть подключено к одному устройству. Она варьируется от 40 до 3000 Вт. Датчики с коммутационной способностью выше 2000 Вт коммутируют мощные нагрузки.

Настройки времени, чувствительности и освещенности

Настройки времени, чувствительности и освещенности – это единственные технические показатели, которые могут изменяться в процессе эксплуатации. Они настраиваются вручную
в зависимости от характеристик помещения.

Так, уровень освещенности датчиков варьируется от 2 до 2000 люкс, при этом рекомендованные значения для разных помещений это: в зонах прохода –  75-200 люкс, в рабочих зонах (офисах
и кабинетах) – 600 люкс, при работе с большой нагрузкой на глаза – 1000 люкс.

Время задержки выключения варьируется от 30 секунд до 120 минут. У него также существуют рекомендуемые показатели: для зон прохода – 5 минут, для рабочих зон – 15 минут.

Уровень чувствительности также настраивается вручную. Если не правильно задать его значение, то чувствительность зоны присутствия снизится, и при минимальных движениях, устройство просто не сработает.

Подробнее о грамотной настройке этих параметров мы уже рассказывали в материале «Почему датчик движения не работает или работает неправильно?». Что же касается выбора датчика, перед покупкой узнайте необходимые для вашего помещения параметры и приобретите устройство, настройки времени и уровень освещенности которого, соответствуют требованиям.

Как правильно выбрать датчик движения?

• Если вы все же не уверены в своих силах, то для выбора датчика движения обратитесь
  к профессионалам. Специалисты не только подберут правильные модели, но и помогут
• с подключением и расстановкой устройств.
• А чтобы еще лучше разбираться в датчиках движения и присутствия, подпишитесь на наш блог
  и получайте новые материалы два раза в месяц.

Датчик движения и освещенности: виды, подключение, настройка

В каждой квартире или частном доме имеются помещения, не требующие постоянного освещения. Например, в коридорах и на лестницах свет нужен только во время нахождения здесь людей.

Поэтому, в целях экономии электроэнергии хозяева устанавливают датчик движения и освещенности, разрывающий питающую цепь.

Его влияние распространяется на определенную зону, и при начале в ней любого движения, происходит замыкание контактов и последующее включение света.

Принцип работы

Принцип действия датчика довольно простой. Когда в установленную зону, на которую распространяется чувствительность прибора попадает движущийся предмет, происходит его срабатывание с последующим включением освещения. После прекращения перемещения наступает автоматическое размыкание цепи и отключение осветительных приборов.

Большинство подобных устройств имеют установленный угол обзора, равный 180 градусам. Существуют модели, охватывающие 360 градусов, применяемые в больших помещениях. Подключение прибора движения и освещения в цепь такое же простое, как и подключение стандартного выключателя. Основной функцией является замыкание и размыкание электрической цепи с подключенными светильниками. Поэтому схемы подключения обоих приборов практически одинаковы. Схема прилагается к каждому устройству в виде инструкции, а у наиболее качественных моделей от известных производителей схемы наносятся на корпус.

Задняя крышка датчика прикрывает клеммную колодку вместе с подключением проводников. Многожильные провода рекомендуется подключать с помощью изолированных наконечников НШВИ. Для подачи питания используются два провода – фазный и нулевой. Выходя из датчика, фаза подключается к светильнику, поэтому при срабатывании, контакты замыкаются и ток начинает поступать к лампе накаливания.

Классификация

Датчики представлены различными видами, каждый из которых лучше всего подходит для тех или иных условий эксплуатации. Например, датчики движения, устанавливаемые на улице, обладают высокой степенью защищенности корпуса с IP не ниже 55. Внутри помещений вполне достаточно IP22 и более.

В соответствии с типом питания приборы классифицируются на подключаемые к сети 220 вольт и беспроводные, питающиеся от аккумуляторов или батареек. Первая группа считается наиболее востребованной и многочисленной, а вторая используется преимущественно вместе с низковольтными осветительными приборами.

Основной классификацией являются способы, позволяющие определить начало движения в контролируемой зоне. Они основаны на различных принципах обнаружения:

• Акустические устройства, реагирующие на шум. Относятся к категории пассивной аппаратуры. Они включаются при появлении различных звуков.
• Приборы движения и освещённости инфракрасного типа. Срабатывают при наличии теплового излучения, выделяемого теплокровными существами – людьми или животными. Реакция на животных нередко приводит к ложным срабатываниям. Эти виды датчиков тоже являются пассивной коммутационной аппаратурой.
• К видам активных устройств можно отнести различные типы микроволновых приборов, оборудованных сенсором. Они испускают излучение в микроволновом диапазоне и следят за их возвращением. Когда в зону контроля попадает передвигающийся объект, изменяющиеся волны дают команду на срабатывание или выключение прибора. Для охранных систем применяются устройства с повышенной чувствительностью, способные определять объект независимо от наличия конструктивных элементов и других помех.
• Примерно по аналогичной схеме работают ультразвуковые коммутирующие сигнальные устройства. Они отличаются лишь диапазоном, в котором происходит излучение волн. Применяются очень редко и только в нежилых помещениях, или используются как уличный прибор.
• Наиболее дорогими и эффективными считаются комбинированные устройства, сочетающие в себе различные способы фиксации движения. Такая конструкция предотвращает ложные срабатывания, повышая надежность следящих систем.

Устройство вакуумного выключателя

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.

Как подключить

В самом простом варианте подключение датчика выполняется в разрыв проводника фазы, подводимого непосредственно к лампе. Данный способ прекрасно работает в абсолютно темных помещениях, где нет ни одного окна.

В этом случае проводники фазы и нуля заводятся в датчик со стороны входа и подключаются к соответствующим клеммам L и N.

На выходе фазный провод идет далее к лампе накаливания, а нулевой проводник соединяется с ближайшим нулем электрической цепи.

Схема подключения датчика освещенности

При использовании датчика для включения света на улице, дополнительно понадобится фотореле или датчик освещенности, работающий в автоматическом режиме.

Вместо него на линии может быть установлен отдельный выключатель, включаемый и выключаемый вручную.

Таким образом, предотвращается ненужное включение света при наличии нормального естественного освещения.

Подобные дополнительные комбинирующие устройства также устанавливаются в разрыв фазы. Если используется фотореле, его нужно устанавливать перед датчиком движения.

За счет этого питание к прибору будет поступать только с наступлением темноты, а днем он находится в выключенном состоянии.

Срок службы датчика движения существенно увеличивается, поскольку его ресурс ограничен определенным количеством срабатываний.

Существенным недостатком данных схем является невозможность длительного использования включенного освещения. Свет будет сразу же пропадать после прекращения движения.

Этого можно избежать путем параллельного подключения совместно с детектором обычного выключателя. Когда он находится в выключенном положении, будет работать датчик.

После включения датчик перестает работать и свет горит на протяжении всего времени до прерывания цепи выключателем.

Настройки и регулировки

Правильная работа датчика для включения света во многом зависит от его настроек.

Для того чтобы он корректно функционировал, необходимо выполнить следующие действия:

• Настройка времени (TIME). Устанавливает временной промежуток, в течение которого свет будет включен от момента последнего обнаруженного передвижения. Это значение может выставляться в диапазоне 1-600 секунд. Для этих целей регулятор устанавливается в нужное положение, в сторону увеличения или уменьшения.
• Настройка срабатываний в соответствии с уровнем освещенности (LUX). Обеспечивает корректную работу датчика в светлое время суток. Порог срабатывания устанавливается самостоятельно с помощью еще одной регулировочной ручки. Как правило, наиболее оптимальное значение подбирается экспериментальным путем.
• Чувствительность к срабатыванию (SENS). Обеспечивает нужную реакцию датчика при наличии движения. Если срабатываний слишком много, чувствительность прибора рекомендуется снизить.

Датчики освещения. Виды и устройство. Работа и применение

В настоящее время для включения внешнего освещения чаще всего используют датчики освещения. Они дают возможность экономить на потреблении электроэнергии, а также автоматизируют подключение освещения при наступлении темного времени суток.

Сумеречный выключатель (датчик освещенности) является устройством, входящим в систему автоматического управления приборами освещения, в зависимости от степени освещенности пространства. Он подключает и отключает свет в автоматическом режиме, чаще всего снаружи помещений: витрин магазинов, освещение автомобильных дорог, тротуаров, въездов в гаражи, подъезды домов.

Стоимость датчиков невысокая, поэтому быстро окупаются. Рассмотрим более детально их устройство, принцип работы и другие особенности, связанные с применением таких датчиков.

Устройство и принцип действия

Перед тем как выбирать датчики освещения, необходимо разобраться с их устройством и принципом работы. Чаще всего они изготавливаются на основе фотодиода, фоторезистора или фототранзистора. В обоих случаях принципиальная схема работы одна и та же.

Датчики уличного освещения для нормального функционирования должны подключаться к электрической бытовой сети. На клеммы датчика должны подходить фазный и нулевой проводники. В датчике имеется также третий вывод, подающий сигнал на линию освещения, который будет рассмотрен позже в разделе «подключение».

Датчик подключен к усилителю сигнала, который соединен с силовым реле, подающим питание на приборы освещения.

В зависимости от освещенности изменяется сопротивление чувствительного элемента. Чем меньше освещенность, тем больше его сопротивление. При достижении заданной величины напряжения датчик выдает сигнал на усилитель, который приводит в действие реле. Это реле замыкает цепь приборов освещения. Вследствие этого на них подается питание, и включается свет.

При наступлении светлого времени суток уровень освещенности повышается. В результате датчик размыкает контакты реле, которое выключает питание приборов освещения, и свет выключается.

Разновидности и выбор

По мощности до:

По типу установки:

• Для установки в электрощит на дин-рейку.
• Внешние, накладные (на стену).
• С выносным чувствительным элементом.
• Для уличной установки.
• Для монтажа внутри помещений.

По типу нагрузки:

• Для энергосберегающих ламп.
• Для ламп накаливания.

По методу управления:

• Программируемые.
• С функцией энергосбережения в ночное время.
• С принудительным отключением.
• Автоматические.

Сначала необходимо выбрать эксплуатационное напряжение и степень защиты. Если датчик будет монтироваться снаружи помещения, то его класс защиты должен быть не менее, чем IР 44.

Это означает защиту датчика от попадания посторонних предметов внутрь размером больше 1 мм, защиту от влаги.

Далее следует обратить внимание на режим эксплуатации по температуре. Нужно выбирать модели, которые способны работать при температуре в вашем регионе.

Мощность устройства также играет большую роль. Лучше выбрать датчики освещения с запасом по мощности

Некоторые модели оснащены регулятором порога срабатывания. То есть, настраивается чувствительность датчика. Например, при выпадении снега лучше снизить чувствительность, так как снег отражает свет, который может повлиять на срабатывание датчика. Пределы настройки чувствительности также бывают разными.

Время задержки включения датчика также может регулироваться. Такая регулировка необходима для защиты от ложных срабатываний.

Например, в темное время на чувствительный элемент может на короткое время попасть свет от случайного источника (фар автомобиля). При малом времени задержки датчик сработает и свет выключится.

Если задержка достаточная, то датчик не сработает, свет будет продолжать гореть.

Место установки

При проектировании системы автоматического освещения большое значение имеет правильное расположение датчика освещения, для его корректной работы.

При выборе места монтажа датчика следует учесть следующие факторы:

• Высота установки не должна быть слишком высокой, так как датчик придется периодически обслуживать: очищать от пыли и загрязнений, протирать.
• Место установки должно исключать попадание на датчик света фар автомобилей.
• Приборы освещения должны быть удалены как можно дальше.
• Необходимо обеспечить беспрепятственное попадание света солнца на датчик, для его правильного срабатывания.

Иногда датчики освещения в виде эксперимента приходится располагать в разных местах, чтобы добиться его правильной работы.

Схемы подключения

Датчики освещения любых фирм изготовителей оснащены тремя выводами. Они имеют цвета: красный, синий и черный. Из них:

• На черный провод подключается фаза.
• К синему проводу подключают нулевой проводник.
• Красный провод отходит на подачу питания на освещение.

Чаще всего все схемы изображают с соблюдением этих цветов.

Датчики освещения подключаются по схеме. На вход датчика поступают фаза и ноль, а выходит провод фазы на приборы освещения. Нулевой проводник на освещение подключают от шины сети.

Согласно правилам, провода нужно соединять в монтажных коробках. Сегодня не проблема купить любой вид коробки. При уличном монтаже лучше приобрести защищенную от влаги модель. Ее устанавливают в доступном месте. Датчик подключается по приведенной схеме.

Если датчик устанавливается для подключения мощного фонаря, имеющего дроссели, то в схему необходимо добавить магнитный пускатель, который способен функционировать при частом пользовании при выключении и включении освещения. Он рассчитан на прохождение пусковых значений тока.

Если освещение необходимо только при наличии людей, то в схему добавляют датчик движения. По такой схеме датчик движения сработает только в темноте.

Настройка чувствительности датчика

После монтажа датчика необходимо настроить его чувствительность. Чтобы отрегулировать границы срабатывания, внизу корпуса должен находиться регулятор. Вращая его, можно выполнить настройку чувствительности.

На корпусе датчика имеются изображения стрелок, обозначающих направление настройки для уменьшения или повышения чувствительности датчика.

При первой настройке лучше выставить минимальную чувствительность. При постепенном снижении освещения на улице, когда, по вашему мнению, должен уже включаться свет, производите подстройку, плавно поворачивая регулятор, пока свет не включится. На этом настройка закончена.

Достоинства

• Автоматическое включение освещения и ручная регулировка экономят электроэнергию.
• Увеличение уровня безопасности, так как работа освещения в автоматическом режиме отпугивает злоумышленников.
• Оснащение многих моделей дополнительными функциями в виде таймеров и других функций.
• Простая схема установки и подключения без привлечения квалифицированных специалистов.

Серьезных недостатков такие устройства не имеют, кроме расходов на их приобретение.

Похожие темы:

Разновидности датчиков движения и области их применения

Датчик перемещения — устройство, сигнализирующее о передвижении объектов в поле его действия.

Оно обеспечивает контроль за наблюдаемой площадью и запуск тех или иных автоматических сценариев при срабатывании — например, датчик движения для включения света.

Такие сенсоры весьма распространены в сфере охраны, домашней и бизнес-автоматизации, их применение растет с каждым годом. Они встречаются как функционирующие в независимом режиме, так и в составе программно-аппаратных комплексов.

Виды датчиков

Любой сенсор движения функционирует за счет анализа поступивших на него извне определенных волн (радио, звуковых, тепловых и прочих). По принципам действия устройства делятся на:

• ультразвуковые;
• инфракрасные датчики;
• световые (фотоэлектрические);
• томографические (на радиоволнах);
• микроволновые, использующие излучение СВЧ.

Гаджеты могут либо просто воспринимать поступающие волны, либо генерировать их сами и анализировать отраженные. По этому принципу они делятся на активные устройства, пассивные и комбинированные. Комбинированный датчик движения обычно имеет совмещенную конструкцию с вынесенными отдельно излучающими и принимающими модулями.

Самые распространенные разновидности:

• PIR-датчики (пассивные инфракрасные). Это самый простой и недорогой вариант из присутствующих сегодня на рынке. Они составляют около половины общей массы сенсоров перемещения;
• активные — томографический тип, микроволновый сенсор движения или ультразвуковой;
• комбинации ИК- и фотоэлектрических.

Производители предпочитают комбинировать в одной модели разные типы сенсоров. Это связано с неизбежными для такого класса приборов погрешностями и ложными срабатываниями.

Для увеличения точности и снижения шансов на «ложную тревогу» разработчики объединяют в едином корпусе несколько технологий (например, ИК и ультразвуковую). Это уменьшает процент фейковых реакций, но взамен иногда снижает характеристики чувствительности.

Такое загрубление способно приводить к несрабатыванию на реальное движение, которое следовало бы зарегистрировать.

По месту крепления датчики бывают:

Уровни защиты

По месту установки приборы делятся на внешние, с наружным монтажом, и внутренние — для работы в помещениях.

Пригодность к тем или иным условиям определяется категорией защиты IP. Для верного выбора важно понимать, что такое IP степень защищенности.

Значения данной характеристики кодируются двумя цифрами: первая указывает на степень защищенности от пыли и попадания прочих твердых предметов, вторая — на защиту от влаги.

Например, маркировка IP20 говорит о пригодности для монтажа в жилых помещениях и офисах. Защита от влаги отсутствует, а корпус предохраняет компоненты от предметов размером выше 12.5 мм.

В ванной комнате такой прибор ставить нельзя.

IP44 — защита более серьезная:

• корпус предохраняет от частиц более 1 мм;
• обеспечена защищенность от водяных брызг.

Такой вариант лучше подойдет для ванных комнат, кухонь, гаражей и прочих влажных и загрязненных мест. Максимальная степень IP в этом классе оборудования — 65.

Это уличный вариант, такие приборы способны работать вне помещений в любое время года, не боятся кратковременных воздействий прямых струй воды, защищены от пыли и температурных перепадов.

Они часто используются как уличные датчики движения для освещения.

Датчик движения: как это работает

Любой прибор рассматриваемого семейства реагирует на движение. Рассмотрим, как работают разные виды датчиков движения.

Инфракрасный

Его принцип действия — анализ поступающего на рабочую поверхность тепла. PIR-разновидности не генерируют его сами, а лишь регистрируют входящее.

Инфракрасный прибор конструктивно содержит два теплочувствительных элемента. Для правильной фокусировки лучей перед каждым модулем размещена линза Френеля. Принцип работы типичного PIR-прибора таков:

• линзы направляют излучение на «свой» рабочий модуль;
• при отсутствии движения в зоне видимости каждый из таковых получает примерно одинаковое количество тепла;
• при появлении теплового объекта ИК лучи проходят через линзы на одну часть термодатчика. Показания между ней и второй частью начинают различаться, и прибор «понимает», что мимо него кто-то прошел.

Разумеется, схема применением двух линз весьма проста и груба, хотя и пригодна, к примеру, для включения освещения по сенсору в простых случаях. Поэтому в действительности каждый прибор оснащается несколькими десятками линз. Внешне такой модуль выглядит как фасеточный глаз стрекозы и выведен на корпус в виде ячеистого окошка, скрывающего теплочувствительные компоненты.

В качестве последних в основном используют пироэлектрические элементы. Менее распространены полупроводниковые варианты и микроболометры с термопарами.

Ультразвуковые датчики

Эти приборы анализируют не воспринимаемый слухом человека ультразвуковой спектр. Принцип действия датчика движения таков:

• встроенный генератор ультразвука с определенной периодичностью испускает пучки акустических волн;
• после этого он переходит на прием и измеряет отраженный звук.

Если картина отраженного ультразвукового «эха» не изменяется, в зоне покрытия движения нет. Когда оно появляется, допплеровский эффект искажает эхо и работающий прибор понимает, что обстановка поменялась. Если зарегистрированное изменение превысит установленный настройками порог, сенсор сработает.

Генерирующим УЗ блоком обычно служит кварцевый или керамический пьезоэлемент, встречаются образцы с вибрирующей в электростатическом поле мембраной.

Радиоволновые

Принцип работы датчика движения данного типа похож на работу ультразвуковых, но измеряется не отраженный звук, а радиосигнал.

Преимущества радиодатчиков — в способности работать с площадями вне прямой видимости. Радиоволны в состоянии преодолевать неметаллические препятствия наподобие стен, и такие приборы можно использовать для контролирования скрытых за преградами помещений и объектов.

Но реагирующее на радиоизлучение устройство стоит дорого, поэтому эти приборы (как и микроволновые) редко используются в домашних комплексах автоматизации, хотя нашли применение в системах наблюдения за крупными коммерческими площадями — цехами, складами и так далее.

Фотоэлектрические

Как видно из названия, они реагируют на свет. Их принцип работы — прерывание пучка падающего светового потока. Если прибор затеняется, он срабатывает.

Техническое устройство датчика движения рассматриваемого типа просто, такие приборы конструктивно составлены из двух частей:

• испускающей световые волны;
• принимающей.

Последняя содержит модуль генерирования тока под действием излучения. Если поток перекрыт, прибор сработает.

Самый простой пример применения фотосенсоров — в метрополитене: благодаря им работают турникеты метро. Если пассажир пытается пересечь турникет не заплатив, датчик реагирует и закрывает проход.

Датчики присутствия

К ним относятся более чувствительные к движению разновидности детектирующих приборов. Технически это тот же датчик движения: принцип работы одинаков, разница в чувствительности.

Так, если ИК-сенсор движения десятки пар фокусирующих линз, то фиксирующий присутствие вариант имеет их несколько сотен.

Каждая отдельная пара следит за собственным малым участком, благодаря чему прибор обнаруживает даже небольшие перемещения (например, пальцев в ходе набора текста на клавиатуре).

Особенности

Датчик движения почти никогда не используется «сам по себе». В автономном режиме он просто фиксирует возникновение изменений в подконтрольной области, поэтому должен передавать информацию об этом связанным устройствам или программному обеспечению. А они, в свою очередь, будут выполнять заданные пользователем действия:

• включать уличное или внутреннее освещение;
• запускать сигнал тревоги;
• рассылать оповещения и уведомления;
• активировать то или иное оборудование;
• менять параметры климатических установок и других сопряженных приборов.

Например, охранные датчики движения практически всегда включают в комплексные пультовые системы охраны. Специалисты в ходе установки настраивают подключение компонентов, а взаимодействуют последние через предоставляемый и конфигурируемый поставщиком услуг (частной или вневедомственной охраной) контроллер. А датчик для включения света, например, через центральный блок управляет освещением.

Если же пользователь занимается самостоятельной установкой и приобретает компоненты системы по отдельности, он также должен купить, установить и настроить соответствующий центральный контроллер.

Как правило, вместе с таковым его поставщик предоставляет клиентам доступ ко специальному облачному сервису, где настраиваются связи между компонентами и сценарии их взаимодействия.

Такого подхода придерживается, например, компания Xiaomi в своей экосистеме «умного дома».

Диаграмма направленности

Для максимальной эффективности прибора критически важно правильно его установить и сориентировать. Выше было указано, что существует потолочный и настенный вариант установки; само по себе это деление не означает, что потолочный сенсор нельзя поставить на стену, или наоборот, но эффективность и точность при этом может снижаться.

Кроме того, перед выбором конкретной модели следует оценить геометрию пространства, где будет эксплуатироваться гаджет, и четко определить запланированную зону обзору. Если этим пренебречь, устройство после установки может «не видеть» движение на нужном владельцу участке.

Для определения следует замерить желаемый угол обзора и дистанцию, на которой будет требоваться четкая детекция перемещения. Многие датчики снабжаются диаграммой направленности, которая помогает правильной ориентации устройства:

Здесь:

• светлая область — общая зона обзора;
• белый пунктир — область уверенного обнаружения.

Где используется

Как уже говорилось, основная сфера применения датчиков движения — домашняя автоматизация, создание систем контроля и наблюдения в зданиях, и охрана. С помощью таких сенсоров можно организовать:

• автоматизированное освещение через датчики движения для включения света и соответствующие контроллеры/переключатели;
• управление климатической системой по триггерам;
• распознавание неавторизованного доступа в помещения, и так далее.

Подобные приборы помогают экономить. Так, их включение в комплекс автоматического управления светом и кондиционированием снижает расходы компании или домовладельца на свет на 70 %, а энергопотребление — до 40 %.

Сенсоры перемещения применяются в:

• авиастроительной индустрии;
• оборонной промышленности;
• девелопменте;
• автомобилестроении;
• разработке потребительской электроники, и так далее.

Применение в охране

Если такой датчик включен в комплекс пультовой охраны, он при обнаружении движения включит сирену, а также отправит сигнал тревоги на пульт диспетчера. Получив его, охранная организация сможет выслать на место отряд быстрого реагирования.

Если устройство функционирует в составе домашней охраны, «умного дома» и подобных систем, оно сможет отправить владельцу уведомление по SMS, электронной почте или иными способами. Некоторые решения умеют даже выполнять звонки по одному или нескольким «доверенным» телефонным номерам.

Среди прочих возможных функций датчика:

• включение видеонаблюдения;
• блокировка замков в помещении;
• обесточивание техники;
• включение (или, наоборот, выключение) света;
• любая другая функция, которую позволяет реализовать конкретный набор оборудования и ПО.

Автоматизация освещения

Датчик может предназначаться для системы уличного или внутреннего освещения. В зависимости от местоположения он способен давать команды на выключение света и его включение, а также изменение уровня и цвета освещенности (с задержкой и без).

В общем случае сенсор отправляет сигнал на контроллер освещения, который выполняет дальнейшие действия согласно заложенным в него сценариям и программам, активирует выключатели и так далее. Но существуют и переключатели с уже встроенными чувствительными компонентами. Часто их применяют в качестве уличных датчиков движения для включения света.

Распространены решения для управления «умными лампами» и светодиодными RGB лентами.

Климатические системы

Соответствующим образом настроенный климат-контроль по сигналу сенсора изменяет мощность, температуру и прочие параметры. Для этого:

• датчик передает контроллеру информацию про обнаруженное движение (а также его прекращение);
• центральный блок запускает последовательность команд, включая климат-контроль, выключая его или меняя режимы.

Например, если в холодное время от комнатного датчика придет сигнал, контроллер прикажет терморегуляторам отопления прибавить тепла, чтобы быстро создать комфортные условия. А при отсутствии перемещений в зоне действия летом прибор заставит кондиционер уменьшить мощность.

Заключение

Датчики движения находят применение в различных сферах — от простых схем автономной сигнализации или управления светом в квартире до сложных охранных систем и автоматизированных комплексов управления оборудованием. Самые простые среди них — PIR-датчики, но разработчики часто комбинируют несколько видов сенсоров для достижения максимальной точности и функциональности.

Решая, какой датчик выбрать, следует учитывать и понимать:

• как устроен прибор;
• как работает, по какому принципу;
• рабочие характеристики;
• место его установки — закрытое помещение или улица. Для дома и внешнего размещения пригодны разные виды устройств;
• предназначение — управление охраной, освещением, вентиляцией и так далее;
• конфигурацию подконтрольной зоны.

От этих нюансов зависит выбор типа сенсора (ИК, радио или другой), его уровня защищенности и тонкостей настройки. Если прибор подбирается под «умный дом», следует учитывать совместимость с нужной системой.

Видео по теме