Характеристика, виды и принцип работы датчиков движения

Рекомендации по размещению

Пластиковый корпус устройства легко повреждается от удара. Поэтому стоит избегать мест, в которых возможно повреждение. На улице стоит устроить козырек, для защиты прибора от солнца и осадков.

Угол наклона

Большинство датчиков, особенно реагирующих на тепловое излучение, следует устанавливать под углов в 90 градусов относительно возможно движения объекта. Любые преграды при этом будут негативно отражаться на полноценном обзоре допустимой территории.

Чувствительность

При неправильной настройке чувствительности устройство будет реагировать на все объекты. Для того, чтобы ограничить реакцию только на людей, нужно установить режим на “средний”. В инструкциях производитель предусматривает об этом информацию.

Время задержки

Этот показатель регулируется исходя из индивидуальных предпочтений. Чаще используется диапазон от 1 до 600 секунд. Специалисты рекомендуют останавливаться на выборе показателя в 1 минуту.

Назначение и применение

Изначально датчиками движения пользовались с целью охраны территории внутри и снаружи здания. Позднее область применения распространилась на частный сектор. Современные технологии позволяют контролировать освещение с помощью различных подобных устройств.

Охранные системы

Используемые приборы для охраны территории при срабатывании могут включить освещение, видеокамеры и сигнализацию. В помещении устанавливают чаще ИК детекторы, которые настраивают на контроль открытого пространства. Однако для узких коридоров лучше выбирать УЗ или радиоволновое устройство.

Снаружи применяются датчики, срабатывающие на тепловое излучение и комбинированного типа. Для охраны периметра актуальнее выбирать активные.

Что касается автомобильных охранных систем, то здесь важна компактность. Этот параметр имеют ультразвуковое и радиоволновое оборудование.

Управление освещением

Для включения света применяются, как правило, пассивные датчики, реагирующие на тепловое излучение. Главным параметром для выбора считается дальность действия. Она составляет 12 м.

Угол обозрения может быть разным. Срабатывание происходит только, когда человек находится в контролируемой зоне. Если встроен датчик освещения, то в светлое время дня освещение не включается. Это позволяет сэкономить на затрачиваемом электричестве.

В системах умного дома

Управление различных технических устройств, которыми оснащен дом, осуществляется посредством пульта или мобильного телефона. Для этого устанавливаются различного рода датчики.

Приборы, реагирующие на движение, функционально предназначены для включения света и охраны территории. Любые изменения в системе безопасности фиксируются видеокамерами, которые автоматически направляются в зону движения. Владелец и охранник параллельно получает сигнал об этом.

Освещение может быть настроено в двух вариантах:

• выключение происходит через настраиваемый промежуток времени;
• свет горит в течение всего периода нахождения человека в зоне действия датчика.

Подсветка лестницы с датчиком движения

Компактный датчик

Автоматическая подсветка с датчиком движения для лестниц — удобное и рациональное решение: в темное время суток нет необходимости включать общий свет. Выполненное диодами освещение требует минимальные затраты на электроэнергию, также из-за низкого напряжения на контактах светильников такое освещение считается условно безопасным для детей.

Автоматизация освещения лестниц общественных и административных зданий позволяет экономить расходы на электроэнергию до 50%.

Датчик движения для светодиодного прожектора

Автоматическая подсветка лестниц от датчика освещенности состоит из:

• светодиодной ленты (светодиодных ламп);
• платы контроллера, которая соединяется с драйвером светодиодов;
• блока питания и управления, обычно располагается под лестницей или в распределительном шкафу;
• датчиков движения (ультразвуковых или инфракрасных) и сумерек.

Портативный датчик для ступенек

Управление датчиками со светильниками в ступеньках

Контроль и выставление параметров осуществляется пультом управления, на котором находятся датчики движения, индикаторы режима работы (реле освещенности и кнопки регулировки чувствительности сенсора, порог задержки освещения).

В обычном режиме (при отсутствии фиксации движений) в заданный промежуток времени подсвечиваются нижняя и верхняя ступеньки. Подсветка осуществляется автоматически при наступлении сумерек (работа сумеречного датчика).

Принцип работы

Непосредственное включение подсветки осуществляется при наличии факторов:

• наступления сумерек (при наличии датчика сумерек);
• нахождении в близости сенсора движущегося объекта.

Встраиваемая модель

То есть после запуска механизма при фиксации движения происходит замыкание контактов, и ток поступает на источники света. При наличии встроенного сумеречного реле в дневные часы система отключается автоматически.

При приближении человека к первой ступеньке сверху (снизу) включаются светильники (загорается диодная лента) по направлению движения идущего. По истечении определенного промежутка времени общая подсветка выключается, остаются светящимися только верхняя и нижняя ступеньки.

Система позволяет запрограммировать уровень освещенности и промежуток включения подсветки.

Инфракрасный датчик СП

Загрузка прошивки

Загружать прошивку желательно до подключения компонентов, чтобы убедиться в том, что плата рабочая. После сборки можно прошить ещё раз, плата должна спокойно прошиться. В проектах с мощными потребителями в цепи питания платы 5V (адресная светодиодная лента, сервоприводы, моторы и проч.) необходимо подать на схему внешнее питание 5V перед подключением Arduino к компьютеру, потому что USB не обеспечит нужный ток, если например лента его потребует. Это может привести к выгоранию защитного диода на плате Arduino. Гайд по скачиванию и загрузке прошивки можно найти под спойлером на следующей строчке.

Инструкция по загрузке прошивки

1. Если это ваше первое знакомство с Arduino, внимательно изучите гайд для новичков и установите необходимые для загрузки прошивки программы.

2. Скачайте архив со страницы проекта. Если вы зашли с GitHub – кликните справа вверху Clone or download, затем Download ZIP. Это тот же самый архив!

3. Извлеките архив. Содержимое папки libraries перетащите в пустое место папки с библиотеками Arduino C:/Program Files (x86)/Arduino/libraries/

4. Папку с прошивкой из firmware положите по пути без русских букв. Если в папке с прошивкой несколько файлов – это вкладки, они откроются автоматически.

5. Настройте прошивку (если нужно), выберите свою плату, процессор. Подключите Arduino к компьютеру, выберите её COM порт и нажмите загрузить.

6. При возникновении ошибок или красного текста в логе обратитесь к 5-ому пункту гайда для новичков – “Разбор ошибок загрузки и компиляции“

Установка подсветки: подготовительные работы

Перед тем, как приступать к сверлению и прокладке проводов, необходимо составить общий план будущей подсветки.

Также вы можете прочитать про процесс обшивки дома профнастилом.

Для этого следует определиться с двумя вопросами:

1. Источник освещения.
2. Каким способом будет регулироваться включение и выключение.

По первому вопросу существует несколько вариантов светильников:

• Световые ленты (светодиодные). Их установка происходит под свесами ступенек. Светодиоды дают яркое и ровное освещение. О преимуществах упоминалось выше.
• Светодиодные лампы. Их монтаж осуществляется в стену по всей длине лестничного марша. Они оснащены специальной сеткой для того, чтобы можно было перенаправить поток света. Из недостатков: сложный процесс установки и высокая цена.
• Потолочные и настенные светильники. Могут применяться в наиболее простых конструкциях лестницы.

Рассмотрим установку наиболее приемлемого и распространенного варианта подсветки с указанием отдельных моментов, которые не являются очевидными для начинающих.

Схемы подсветки:

• Самая простая схема выглядит так: сверху и снизу устанавливаются два выключателя, которыми будет происходить активация приборов освещения. Такая схема позволяет применять подсветку только в необходимое время.
• Более сложный проект предусматривает автоматическое включение и отключение света от датчиков движения по «команде». Для осуществления поставленной задачи нужен будет контроллер, который предполагает возможность программирования, имеет микросхему-драйвер и сенсорные датчики.
• Самая сложная схема – устройство датчиков на каждой ступеньке. Делая шаг, активируется сенсор, и включается свет на следующей ступеньке. Такой вариант установки подсветки смотрится очень эффектно, однако для его реализации потребуется немало усилий.

Про автоматическую подсветку лестницы вы можете прочитать здесь.

Достоинства и недостатки

Устройства включения и выключения света с датчиком обеспечивают такие преимущества:

1. Экономный расход электроэнергии. Все устройства имеют автоматические контроллеры, благодаря которым свет отключается, когда в помещении нет людей.
2. Удобная эксплуатация. Главное преимущество дистанционного управления — отсутствие нужды в непосредственном нажатии на клавишу выключателя. Это очень удобно в темном или слишком большом по площади помещении.
3. Функциональность. Современные модификации работают в беспроводном режиме. При необходимости приборы подключают к электробытовой технике (компьютеру, телевизору и т. п.).

Не лишены подобные устройства и недостатков:

1. Высокие цены. За комфорт, удобство и функциональность приходится платить дополнительно.
2. Трудоемкая установка. Хотя устройство по силам установить неспециалисту, нужно обладать определенными навыками и знаниями в области электротехники.

Двухпроводное подключение датчика движения

Первым делом
определитесь, какая у вас модель датчика по типу подключения. Они бывают двух и
трехпроводными.

Сначала изучим простейшую двухпроводную схему.

Двухпроводные датчики движения чаще всего ставят в обычные подрозетники. Общая картина его подключения состоит из 4-х элементов:

автоматический выключатель для подачи питания 220В

распредкоробка

сам датчик

светильники

Подключение прибора аналогично монтажу одноклавишного выключателя света. То есть, вам нужно подвести питающую фазу к датчику, и через него пустить ее на светильник.

При этом связку «датчик — светильник», лучше использовать на отдельном контуре, а не сажать его на общее освещение.

Рассмотрим процесс монтажа с самого начала. Первым делом заводите трехжильный кабель ВВГнг-Ls 3*1,5мм2 от автомата в щитке в распредкоробку. Обозначаете и маркируете его жилы: фаза, ноль, земля.

Далее протягиваете уже двухжильный провод до места установки датчика.

Где его лучше всего размещать?

Классический вариант для моделей устанавливаемых в подрозетник — на высоте 1,2-2,0м от уровня пола.

Не путайте
их с настенными устройствами, размещаемыми в проходных коридорах или подъездах
многоэтажек, либо на входе в здание. Эти обычно задираются под самый потолок,
недалеко от дверей.

Также
обратите внимание, чтобы никакие открытые двери не перекрывали угол обзора
датчика

Еще их не
рекомендуется ставить над батареей или другими нагревательными приборами.

Далее,
кабель идущий на светильник, также заводим в распредкоробку. Внутри нее
соединяем все жилы в следующей последовательности.

Сначала
ноли. От кабеля питания — на кабель светильника.

Далее заземление,
если оно конечно есть.

А вот фазу с
автомата, соединяем с одной из жилой, уходящей вниз на датчик (L). Вторую жилу
от кабеля датчика, пускаем на светильник (L датчика).

Осталось
подключить в подрозетнике сам датчик. Приходящую фазу с условным обозначением
L, заводим на соответствующую клемму.

Вторую жилу подключаем на клемму, где нарисован осветительный прибор или знак «нагрузка», как на рисунке внизу.

Осталось
спрятать в подрозетник весь механизм и установить декоративную рамку.

Далее на передней панели производим настройку. Для этого выкручиваете по порядку все «флажки».

1 — переводите устройство в автоматический режим

2-выставляете порог чувствительности

Дабы датчик не включался днем или в другое, не нужное вам время суток, в зависимости от уровня освещенности и силы светового потока.

3-задаете время, через которое освещение отключится, как только исчезнет движение в зоне действия прибора

На этом все.
Подаете напряжение и проверяете работу всей схемы.

Преимущества
подобной двухпроводной схемы и данных датчиков движения:

простота монтажа и подключения

возможность принудительного включения освещения без дополнительных выключателей света

универсальность

Вы легко можете заменить любой одноклавишный выключатель подобным устройством и автоматизировать свою систему освещения, без каких либо капитальных затрат.

Однако есть и недостатки. Данные приборы зачастую плохо работают с энергосберегающими и светодиодным лампочками.

Они начинают
мерцать, иногда очень даже сильно.

Как правильно подключить выключатель

Подключение датчиков движения технически работа не сложная, но специфическая, требующая опыта и особых знаний. Предпочтительнее всего обратиться за такой услугой к специалистам. При неправильной установке могут быть ложные срабатывания или блокировка срабатывания.

Основные моменты, которые нужно учитывать при монтаже:

• обеспечение зоны обнаружения;
• защита от внешних факторов, способных вызвать ложные срабатывания или блокировку срабатывания;
• подключение к электропроводке.

Установить своими руками

Подключают датчики движения при помощи клеммы. Обычно клеммы бывают на 3 вывода, реже – на 4.

Маркировка клеммы:

• L – фаза (для проводов коричневого или красного цвета);
• N – ноль (синий провод);
• L со штрихом или стрелочкой, или буква А – для осветительного прибора;
• РЕ – защитное заземление.

Схемы подключения

Существуют несколько основных схем подключения датчиков к освещению:

• последовательная;
• параллельная;
• на несколько датчиков движения;
• с использованием магнитного пускателя.

При последовательном подключении управление освещением полностью передается на датчик движения.

В случаях, когда необходимо включить свет надолго, и при этом объект не будет находиться в зоне обнаружения сенсора, параллельно датчику устанавливают выключатель. Примером такой необходимости может послужить применение датчика движения в гараже со смотровой ямой.

Находясь в яме, или занимаясь ремонтом под автомобилем, человек все также нуждается в освещении, но при этом его движения не улавливаются прибором. После окончания работы нужно вручную выключить свет выключателем, но он снова включится уже благодаря датчику движения и выключится после того, как объект выйдет из зоны обнаружения.

В длинных или больших помещениях возникает необходимость в установке нескольких датчиков движения и подключению их к освещению. В этих условиях датчики подключаются параллельно и от одной фазы. Срабатывание одного из сенсоров замыкает цепь и включает освещение во всем коридоре.

Использование магнитного пускателя обязательно при подключении к датчику движения нескольких мощных ламп или дополнительного электрического оборудования.

Схема подключения к энергосберегающей лампе

Схема подключения к светильнику

Проверка и настройка после установки

На датчиках движения, предназначенных для включения осветительных приборов, есть следующий набор регулируемых параметров:

1. LUX – освещенность внутри помещения или на улице, при которой начинает срабатывать датчик на включение осветительных приборов. При монтаже установите на максимум.
2. TIME – время, которое прибор продолжает освещать после того, как движущийся объект вышел из зоны обнаружения. Обычно устанавливают от 10 секунд и выше, если коридор достаточно длинный или открытие двери ключами происходит за перегородкой вне зоны обнаружения сенсором.
3. SENS – чувствительность прибора, параметр, влияющий на дальность обнаружения движения. Изначально устанавливается на максимум. Бывает необходим, если в зону обнаружения попадает движение-помеха, а переустановка датчика затруднительна. Примером может служить включение света на лестничной площадке из-за движущейся кабины лифта или мельтешащих веток за окном.
4. MIC – если на вашем датчике есть параметр шума, настройте его на минимум, чтобы исключить ложное срабатывание от детского крика или лая соседской собаки.

Схема с двумя датчиками

В том
случае, если у вас очень длинный коридор, да еще и с поворотами, приходится
ставить несколько датчиков вдоль стены.

Чтобы не
тянуть отдельное питания к каждому из них непосредственно от выключателя,
применяйте параллельную схему подключения.

Количество приборов здесь не ограничено. Как это работает? Например, зашли вы в начало коридора, сработал первый датчик, освещение загорелось. Вышли из его зоны, дошли до второго прибора — освещение продолжает гореть.

Зашли за
угол, где стоит третий датчик, его элементы замкнулись, лампочки по прежнему
горят. И только когда вы выйдете из зоны покрытия всех элементов, свет через
заданный промежуток погаснет.

Принцип работы

При появлении в зоне обнаружения человека замыкается реле (механическое или электронное), встроенное в электронную схему. Рабочие контакты реле, замыкаясь, подают питание на светильник.

При детектировании появления людей учитывают присущие им характеристики:

• Температуру тела, отличающуюся от внешнего фона.
• Перемещение в пространстве с некоторой скоростью.

По принципу выявляемой характеристики различают датчики:

• Радиоволновые;
• ультразвуковые;
• акустические;
• инфракрасные;
• комбинированные.

Радиоволновые

Принцип работы радиоволновых датчиков обнаружения основан на эффекте Допплера, изучаемом в школьном курсе физики. В окружающее пространство излучаются радиоволны высокой частоты. Сигнал отражается от предметов и возвращается в приемник. Если в зоне обнаружения присутствуют движущиеся предметы, частота вернувшихся сигналов изменится. Уловив разницу между излученным и принятым сигналом, электронная схема выдает сигнал на реле, которое включает свет.

Устройствам радиоволнового действия присущи недостатки, ограничивающие применение:

• Тонкие стены не преграда для радиоволн – возможно включение света от движения человека, находящегося за препятствием.
• В конструкции присутствует излучатель радиоволн, негативно влияющих на живые организмы.

Активно используются датчики для работы на открытых площадках, так как погодные условия не влияют на чувствительность прибора.

Ультразвуковые

Действие приборов построено на тех же принципах, что и радиоволнового, но диапазон излучения лежит в границах ультразвука.

Акустические

Принцип действия отражен в названии. Прибор улавливает звуковые колебания и реагирует включением освещения. Недостаток устройств – ложные срабатывания от громких шумовых помех.

Инфракрасные датчики

Температура тела человека стремится к 36 ºC. Окружающие предметы нагреваются ниже (стены) или выше (стекла окон) нормальной температуры тела.

Инфракрасные датчики оборудованы линзой Френеля, разделяющей помещение на сектора.

Сигнал о температуре поверхности в каждом луче поступает на пироприемник. Он формирует общий сигнал об уровне температуры в секторах и передает его на электронную схему. Сигнал запоминается и считается эталонным. Человек, входя в зону обнаружения, меняет температуру в одном или нескольких секторах. Суммарный сигнал изменится, он будет отличаться от эталонного. Датчик формирует команду на включение освещения. Для исключения ложных срабатываний в схеме программно заложена возможность плавного изменения эталонной температуры. Это нужно в случаях постепенного нагрева пространства, например, летним днем.

Достоинства прибора:

• Отсутствие излучения в пространство. В схеме прибора нет активного передатчика, следовательно, меньше вероятности поломки.
• Линза Френеля способна создать любую по форме зону обнаружения. До 180º в горизонтальной или вертикальной плоскости. В потолочных моделях зона обнаружения составляет 360º.
• Установка дополнительной линзы, закрывающей для обзора пространство под прибором, исключает обнаружение крупных домашних животных.

Существенный недостаток – срабатывание на движение воздуха при сквозняках. Проблема устраняется правильной установкой прибора – зону обнаружения направляют в сторону противоположную форточек и обогревательных приборов.

Комбинированные

В схеме комбинированного устройства предусмотрены два принципа срабатывания одновременно. Свет зажигается при обнаружении человека двумя способами, исключая ложные включения освещения.

Разница в цене датчиков, различающихся по принципам действия, невелика и при выборе учитывают условия эксплуатации.

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.

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.

• В зоне действия датчика не должно быть дополнительного, а тем более постоянного источника света.
• В зоне действия не должно быть никаких отопительных или нагревательных приборов, а также кондиционеров, иначе датчик будет действовать на теплые потоки воздуха.
• Не должно быть объемных предметов или объектов, которые смогли бы закрыть зону действия датчика.

Варианты схем включения датчика движения

Существует несколько вариантов схем включения датчиков движения для включения света. Выбор конкретной лежит на заказчике. Это связано с тем, что датчики могут быть разные, то есть с различной контактной группой. Не через все модели устройств можно коммутировать приборы с большим потреблением тока, например, прожекторы с лампами накаливая. В таком случае лучше использовать пускатели в качестве промежуточных коммутирующих компонентов, а для повышения надежности системы контроля присутствия применять разные типы датчиков, совмещая их схемы включения. Например, ультразвуковой и инфракрасный.

Если рассматривать модели датчиков в зависимости от технологии производства и принципа действия, то это могут быть как ультразвуковые или микроволновые, так и инфракрасные. Но следует помнить, что первые два типа датчиков имеют встроенный генератор высокой частоты, который может возбуждаться из-за различных помех и мощных электромагнитных волн. Поэтому их устанавливать необходимо в удаленных от всех этих факторов местах. Это могут быть складские помещения, пропускные пункты и другое.

Для домашнего использования или в условиях с большим количеством помех больше подойдут датчики с инфракрасными излучателями. При этом могут использоваться как активные, так и пассивные.

Обобщенная схема включения датчиков движения

Самая простая схема включения датчика движения включает в состав всего несколько компонентов:

• сенсор;
• соединительные провода;
• светильник или система аудиооповещения.

Практически все модели датчиков имеют единое конструктивное устройство, представляющее собой корпус, контактную колодку, рассеивающую сферу или стекло. Сам датчик имеет всего 3 контакта, поэтому сложностей с его электрическим подключением не должно быть. Более того, практически к каждой модели прилагается инструкция монтажа и настройки.

На рисунке ниже представлена простейшая схема включения датчика движения, состоящая из самого сенсора и светильника. Установка такого сенсора может быть выполнена практически в любом удобном месте.

Важными моментами при выполнении подключения по этой схеме является соблюдение полярности проводов. Фазный провод из сети переменного напряжения должен коммутироваться через сенсор на светильник

Необходимо обращать внимание на цвет. Как правило, синий — ноль, коричневый — фаза, красный — выход коммутатора

Расцветка может отличаться у разных производителей, поэтому желательно применение индикатора фазы или других приборов. В качестве последнего можно использовать не только осветительный прибор, но и звуковую сигнализацию. При установке мощного прожектора с потреблением более 0,5 кВт рекомендуется использовать промежуточный пускатель и установить его в отдельную монтажную коробку. Это необходимо, чтобы исключить прогорание контактов в момент коммутации низкоомной нагрузки.

Преимущества систем Interactive-Home

Просто

Простой монтаж в стандартные электроустановочные корпуса на рейку DIN

Безопасно

Перемещение в темноте по освещенной лестнице гораздо безопаснее

Компактно

Компактные и эстетичные датчики движения впишутся в любой интерьер

Экономично

Светодиодные источники освещения экономичнее ламп накаливания

Удобно

Удобное подключение и простая настройка без кнопочных меню

Надежно

Гарантийные обязательства производителя и круглосуточный сервис

Эстетично

Внешний вид подсветки удовлетворит самые смелые дизайнерские задумки

Быстро

Быстрое оформление заказа и бесплатная доставка в любой регион