Датчик присутствия что это

В сегодняшней статье мы разберемся, чем отличается датчик движения от датчика присутствия и в каких случаях используется то или иное устройство.

Максимально сэкономить средства, затрачиваемые на потребляемую электроэнергию, помогут энергосберегающие технологии, применяемые при строительстве и реконструкции зданий.

В энергосберегающих системах используют комплексные автоматизированные датчики управления освещением. Комплексная система автоматизации здания (BMS), состоит из диспетчеризации и управления всеми имеющимися инженерными системами и подсистемами.

Также существуют локальные решения и системы управления освещением, составными элементами которых являются датчики присутствия и движения.

Они предназначены для включения, выключения и регулирования искусственного освещения в зависимости от естественного света. Датчики регистрируют движение или присутствие в разных зонах обнаружения.

Каким же образом это происходит? Здесь в работу вступает PIR-сенсор, который способен «видеть» через линзу френеля перемещение инфракрасного излучения, которое имеет каждое тело температура которого выше абсолютного нуля (-273 гр.)

Различия датчика движения и датчика присутствия

Задаваясь вопросом, на чем остановить свой выбор, нужно рассмотреть особенности каждого вида датчиков.

Наличие зоны высокой чувствительности

Датчик присутствия человека имеет зону высокой чувствительности, которая способна распознавать мельчайшие движения. Датчик движения, в свою очередь, как правило не имеет зону высокой чувствительности и поэтому фиксирует более крупные движения.

В отличии от других производителей, датчики движения B.E.G. имеют зону присутствия, которая имеет регулировки чувствительности.

Такие различия нужно учитывать, ведь при отсутствии движения свет может отключаться. Для бодрствующего человека в помещении полная неподвижность – редкое явление. Тем не менее, подобные ситуации случаются при неправильной настройке инфракрасных датчиков.

Используя специальную временную настройку можно задать время задержки на отключение. Отсчет её начинается с момента регистрации последних движений, в зоне действия ИК-датчика. Правильная настройка позволяет избавиться от несвоевременных отключений световых приборов.

Распознавание мельчайших движений

Датчик движения, способен распознавать крупные движения и имеет уличное исполнение. Он способен управлять освещением в зависимости от наличия движения в его зоне и от естественного света.

Более сложным устройством с одной стороны и многофункциональным с другой, является датчик присутствия. При его использовании в помещениях с большим количеством естественного света, возможно не только управлять искусственным освещением по сценарию включения и выключения в зависимости от присутствия и количества естественного света, а так же, регулировать яркость ламп по разным протоколам. Это означает, что свет включитс я или выключится при наступлении определенного порога освещенности в помещении.

Где используют датчик движения и датчик присутствия

В связи с разными возможностями, датчик движения целесообразно применять для управления освещением в проходных помещениях и помещениях с малым количеством естественного света или без него. А датчики присутствия – в помещениях, где люди находятся постоянно.

Решаемые задачи

Безусловно, все датчики в независимости движения или присутствия, имеют сенсор освещенности, который измеряет текущую освещенность при регистрации движения, различие состоит только в том, что датчики движения измеряют освещенность при обнаружении первого движения, а датчики присутствия каждое движение, поэтому они способны выключать освещение при установке в офисе.

Датчик присутствия в помещении способен выполнять более сложные и комплексные задачи, управлять освещением и дополнительными нагрузками, с разными временными задержками. Например, по основному каналу управлять освещением в кабинете, а с помощью дополнительного канала включить кондиционер. В тоже время при достаточной освещенности, освещение может выключится, а кондиционер будет продолжать свою работу, так как дополнительный канал не имеет привязки к сенсору освещенности.

Практическое применение

Представленные устройства, могут быть установлены как самостоятельные элементы управления или в качестве оконечных устройств в системах управления (например, в комплексных системах автоматизации зданий «умный» дом).

Дизайнерские серии датчиков, чаще всего применяются в помещениях частного сектора, уличные серии датчиков предназначены для управления освещением дворов и подъездов, в складских, офисных и производственных помещениях применяются профессиональные серии датчиков которые, способны решать самые сложные задачи.

Инновационные технологии и технологические разработки в области управления освещением делают жизнь современного человека более комфортной, облегчая многие задачи. Использование систем управления или локальных решений в отдельных помещениях или во всем здании, дает ряд неоспоримых преимуществ, среди которых удобство использования, безопасность и экономичность.

Подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропускать полезные материалы о датчиках движения и присутствия.

PIR – это аббревиатура от слов «passive infrared» или «пассивные инфракрасные» датчики. Пассивные – потому что датчики сами не излучают, а только воспринимают излучение с длиной волны от 7 до 14 μм.

Принцип работы PIR-датчиков

Человек излучает тепло. Его тепловое изображение в инфракрасных лучах показывает распределение температуры по поверхности тела. Более нагретые предметы выглядят светлее, более холодные – темнее, т.к. излучают меньше тепла.

PIR-датчик содержит чувствительный элемент, который реагирует на изменение теплового излучения. Если оно остается постоянным – электрический сигнал не генерируется.

Для того, чтобы датчик среагировал на движение, применяют специальные линзы (линзы Френеля) с несколькими фокусирующими участками, которые разбивают общую тепловую картину на активные и пассивные зоны, расположенные в шахматном порядке. Человек, находясь в сфере работы датчика, занимает несколько активных зон полностью или частично.

Поэтому, даже при минимальном движении происходит перемещение из одних активных зон в другие, что вызывает срабатывание датчика. Фоновая тепловая картина, как правило, меняется очень медленно и равномерно. Датчик на нее не реагирует. Высокая плотность активных и пассивных зон позволяет датчику надежно определить присутствие человека даже при малейшем движении.

Определение присутствия

Качественные датчики (например HTS) срабатывают не только на значительные перемещения, но и на незначительные при сидячей работе за письменным столом. Это достигается оптимизацией всех подсистем датчика.

Принцип работы соответствует принципу работы датчика движения. Большое количество активных зон однородно расположенных, а также высокая чувствительность, делают возможным определение малейших движений и реагирование на минимальные изменения тепловой картины.

Датчик присутствия нуждается в свободном обзоре определяемого объекта, т.к. тепловое излучение не проникнет через стены и двери, а также, через стеклянные перегородки.

Выбор датчика

Для корректного выбора датчика присутствия необходимо учитывать способ использования помещения. Различают принципиально два способа: с постоянным наличием людей (сидячая работа) и временным – транзитные зоны для прохода.

Для обнаружения сидящих людей оптимальным является датчик присутствия потолочного монтажа с обзором 360 o .

— нет преград для обзора;

— по всей зоне контроля одинаково высокая чувствительность;

— ограниченная дистанция между датчиком и людьми.

Наилучшей формой для зоны контроля датчика (потолочного) является квадрат. Квадратная форма повышает надежность и упрощает размещение датчика, так как:

— форма зоны контроля оптимально подходит к геометрии помещения, гарантируя непрерывное покрытие;

— зона контроля датчика четко определена, она распространяется на одно помещение или его часть;

— чтобы перекрыть большую площадь, допускается несколько зон расположить в ряд без пропусков.

Необходимо учесть, что сидящие люди должны полностью находиться в зоне контроля, поэтому она будет меньшего размера чем зона для ходящих людей. Величина зоны зависит от высоты установки датчика.

Для обнаружения ходящих людей применяют датчики настенного монтажа с 180 o обзором или потолочные модели с большой зоной контроля.

— активные зоны датчика менее плотно расположены, зато повышен радиус действия;

— активные зоны располагаются в помещении горизонтально, т.е., зона контроля датчика растянута и не имеет четких ограничений;

— с увеличением расстояний до датчика уменьшается чувствительность;

— пересечение активных зон датчик воспринимает на больших расстояниях, при движении на датчик чувствительность уменьшается.

При размещении датчика необходимо учитывать:

— люди могут периодически находиться вне активных зон;

— вход (двери) должны полностью находиться в зоне контроля;

— сидящие люди распознаются только в непосредственной близости.

Сравнение характеристик

В принципе, любое помещение подходит для установки датчика присутствия. Необходимо только учесть геометрию и характер использования.

Таблица показывает критерии для выбора соответствующей модели в зависимости от места установки (на примере изделий HTS)

Самонастраивающаяся задержка выключения

Иногда люди могут находиться в помещении без малейшего движения, при этом даже высокочувствительный датчик не зарегистрирует присутствия человека.

Чтобы определить наличие людей в помещении, датчик должен «перекрыть» время между двумя движениями. Для этого устанавливается задержка выключения. С каждым новым движением эта задержка отсчитывается заново. Пока она не закончится, помещение считается занятым.

Длительность задержки может изменяться, т.е., автоматически подгоняться к условиям использования помещения. В местах постоянных хождений, таких как коридоры, свет должен выключаться как можно быстрее без ненужного длительного включения. Зато в офисах, с редкими и нерегулярными движениями, задержка увеличивается для исключения частных включений и выключений.

Максимальное увеличение может достигать 15 минут, минимальная задержка – 2 минуты. Если установлено промежуточное значение, даже если режим работы помещения требует меньшей задержки, она не может быть уменьшена в режиме самообучения. При необходимости задержки меньше 2-х мин. и больше 15 мин., режим самообучения деактивируется и задержка остается постоянной. Это свойство самообучаемости предотвращает ненужные срабатывания , экономит электроэнергию при сохранении высокого комфорта.

Настройка чувствительности

Датчик присутствия должен четко определять незначительные движения и в то же время игнорировать посторонние тепловые излучения (помехи). Для этой цели датчики HTS обладают подгонкой чувствительности. При наличии людей она возрастает чтобы зафиксировать малейшие движения, при отсутствии – понижается. Таким образом, высокая чувствительность сочетается с мощным подавлением помех.

Контроль помещения

Наряду с контролем электроэнергии, датчик присутствия может применяться в целях безопасности, реагируя на наличие людей в помещении.

Обладая высокой чувствительностью, он может ложно срабатывать. Чтобы это исключить, чувствительность понижается, датчик будет реагировать только она явные движения.

Источники помех

Обычно, датчик срабатывает при наличии людей в помещении, но иногда на него могут повлиять посторонние воздействия (помехи). Поэтому, при проектировании, перед монтажом, необходимо их устранить.

Ограниченный обзор датчика. Подвесные светильники могут послужить причиной затенения зоны контроля датчика, если они смонтированы в непосредственной близости. Зону контроля могут ограничивать перегородки, полки, растения и т.д.

Симуляция движений. Быстрое изменение температуры в окрестностях датчика, вызванное включением или выключением кондиционеров, симулирует движение, если поток воздуха направлен на линзы датчика или на объект вблизи зоны контроля датчика. Включение или выключение светильников, например, с лампами накаливания или галогеновыми на расстоянии менее 1 м. Движущиеся объекты: машины, механизмы, качающиеся плакаты также могут стать источниками помех.

Не создают помех медленно меняющие свою температуру объекты: отопительные радиаторы (расстояния от радиаторов и труб >0,5 м); компьютерная техника: принтеры, мониторы; вентиляция, если теплый приточный воздух не направлен непосредственно на датчик; поверхности, освещенные солнцем.

По материалам компании Theben HTS Статья опубликована в журнале Телеком 4-5/2014

Датчики присутствия – один из видов датчиков обнаружения, которые используются там, где помимо движения необходимо реагировать на присутствие человека. В основном это офисные помещения и санузлы, где использование датчиков присутствия позволяет достичь максимального комфорта – при недостатке освещения включится свет, а система вентиляции начнет работать независимо от общего освещения и выключится через определенное время.

Данная статься поможет выбрать наиболее подходящий для ваших задач датчик движения или датчик присутствия.

Зачем нужны датчики движения и датчики присутствия?

• Для комфорта, чтобы в темноте не шарить по стене в поисках выключателя.
• Для снижения затрат на освещение. Светильники включаются только при обнаружении человека при условии, что естественного света (например от окон) недостаточно.
• Затраты на электроэнергию после установки датчика движения (присутствия) снижаются на 40-50%.

22% – снижение затрат на электроэнергию при включении/отключении освещения по обнаружению человека.
20% – снижение затрат при включении/отключении освещения в зависимости от освещенности естественным светом.
Рисунок 1. Экономия от датчиков движения и датчиков присутствия.

Как он работает?

По физическая природе видимый свет и ИК излучение одинаковы. ИК излучение также можно сфокусировать линзой, как обычный свет. При попадании ИК излучения на фотоэлемент он меняет свои параметры. При комнатной температуре в видимом свете тела не светятся, а в ИК диапазоне – просто сияют.

Эти фотографии в ИК диапазоне сделаны в полной темноте.

Изображение 2. Как видит датчик движения?

Назовем это излучение "инфракрасным светом" или сокращенно "ИК свет". А словом "свет" будем обозначать обычный видимый свет.

Яркость ИК света зависит от температуры тела. Что горячее – светится ярче, что холоднее, светится слабее. Контраст между ИК свечением человека и, например, ИК свечением холодного окна значительный. Присутствие человека распознается сразу.

ИК свет человека и ИК свет теплого пола практически одинаковы. Распознать человека на фоне теплого пола почти невозможно. Поэтому датчики движения, и датчики присутствия реагируют на появление и исчезновение ИК света на фотоэлементе. Такие появления-исчезновение ИК света чаще всего вызвано деятельностью человека, реже факторами, не связанными с человеком, например, движением теплого воздуха от батареи и т.п. Поэтому ошибочные срабатывания присущи всем датчикам движения (присутствия).

Внимание! И датчики движения, и датчики присутствия реагируют на появление-исчезновение ИК света на фотоэлементе датчика. Эти изменения могут вызываться как движением человека, так и другими причинами. Поэтому ошибочные срабатывания – это свойство датчиков движения (присутствия).

Датчики движения загрублены и реагируют только на идущего человека.

Датчик присутствия реагирует на все незначительные движения, обычно совершаемые человеком, когда он стоит или сидит: движение пальцев по клавиатуре, покачивание головы и т.п. Если человек будет сидеть абсолютно неподвижно, то через заданное время датчик отключит свет.

Устройство датчика присутствия

В середине датчика расположены приемники ИК света – фотоэлементы.

При движении человека через какое-то время фокус линзы уходит с фотоэлемента и сигнал пропадает. Затем уже другая линза фокусирует ИК свет человека на фотоэлемент – сигнал опять появляется. Такое появление-исчезновение-появление сигнала – признак присутствия человека. Каждая линза охватывает свой сегмент. Сигнал пропадает при выходе человека (руки человека) за границы этого сегмента. При перемещении внутри сегмента, сигнал не меняется.

Первый вывод. Чем больше таких линз, тем более мелкие движения может улавливать датчик.

Второй вывод. С удаление от датчика размер сегмента увеличивается и с какого-то расстояния все мелкие движения, например, движение рук, покачивания головы будут находиться в границах одного сегмента. После этого расстояния датчик присутствия может работать уже только как датчик движения.

У датчиков движения сегменты более крупные по сравнению с датчиками присутствия. Датчики движения загрублены и реагируют на более яркий ИК свет по сравнению с датчикам присутствия.

Установка датчика

• На датчик не должен падать прямой свет ламп.
• В зоне обнаружения датчика не должно быть посторонних объектов, ограничивающих обзор датчика, например подвесных светильников.
• Так же в зоне обнаружения не должно быть перегородок, даже стеклянных, т.к. ИК свет сквозь стекло не проходит.

Основная характеристика датчика движения – радиус обнаружения. Для датчика присутствия – радиус обнаружения сидящего или стоящего человека и радиус обнаружения идущего человека. Этот радиус должен «дотягиваться» до углов помещения. Если не дотягивается, то в комнате придется ставить 2 а то и 3 датчика.

Охватить прямоугольное помещение датчиками с круговыми диаграммами можно только с перехлестом диаграмм. Почти все датчики движения (присутствия) на сегодня – это датчики с круговыми или овальными диаграммами обнаружения.

Только немецкая компания Theben AG делает датчики присутствия с квадратной зоной обнаружения. Квадратная зона обнаружения значительно упрощает проектирование, да и самих датчиков требуется меньше: 4 "квадратных" вместо 7 с круговой диаграммой. Углы помещения надежно перекрываются.

Настройка датчика

Датчики настраиваются потенциометрами. Обычно их три:

1. для настройки чувствительности датчика (SENS), настраивается яркость ИК света, на которую должен реагировать датчик
2. для установки времени задержки отключения освещения (TIME) – максимального интервала между появлениями сигнала на фотоэлементе. Если за это время сигнал не меняется, датчиком отключит освещениение, вентиляцию – все что подключено к датчику.
3. (LUX) для настройки порогового значения по освещенности естественным светом (от окон, балкона и т.п.). Света от окон достаточно – при обнаружении человека светильники не включаются.

Настройка порогового значения освещенности

Дождитесь освещенности от окон, при которой датчик должен включать светильники. Медленно поворачивайтее потенциометр Lux, пока не включится свет. Если потенциометры на тыльной стороне датчика, то придется его снимать, поворачивать потенциометр, устанавливать датчик и проверять включение светильников. Не включились, опять повторяйте эту процедуру.

Внимание! При выборе датчика проверьте, где находятся потенциометры. Если на тыльной стороне, обязательно убедитесь, что датчик легко снимается и легко устанавливается. Иначе вас ждут большие трудности при настройке.

Первое важное отличие простых и дешевых датчиков от дорогих и «продвинутых».

Предположим, утром сотрудники пришли в офис. На улице темно и датчик движения включил свет при обнаружении сотрудника. Люди ходят по офису – датчик обнаруживает движение и держит светильники включенными. Стало светлее и освещенности от окон достаточно, она выше порогового значения освещенности. Простые датчики движения (присутствия) будут держать светильники включенными пока люди ходят в зоне их обнаружения. Если все выйдут из помещения, датчик отключает светильники. При появлении человека, если света от окон достаточно, датчик светильники не включит.
Снижение затрат на освещение при дешевых датчиках движения (присутствия) будет 22-25%.

Более дорогие модели «мониторят» освещенность естественным светом и, если она превысит пороговое значение, отключают светильники, даже при нахождении людей в помещении.
Затраты на освещение в этом случае снижаются на 42-50%.

Простые датчики подойдут вам для коридоров, где люди появляются редко или для помещений без окон. Во всех остальных случаях предпочтение лучше отдать более сложным моделям.

Настройка чувствительности датчика

Если датчик на вас не реагирует, увеличивайте чувствительность. Свет включается самопроизвольно – снижайте. Обычно чувствительность настраивается за 3-4 раза. Если датчик настраивался летом, вполне возможно, что зимой придется его перенастраивать. И наоброт.

У нас был раз случай, когда у заказчика летом датчик работал отлично, зимой начал самопроизвольно включать свет. Выяснили, что реагирует на теплый воздух, поднимающийся от батареи. Снизили чувствительность, стал работать нормально. Летом на жаре перестал включать свет при появлении человека. Повысили чувствительность, стал работать нормально. Следующей осенью установили датчик с микропроцессором.

Настройка датчика присутствия требует «помикронного» поворота потенциометра, чтобы «нащупать» чувствительность, при которой датчик будет удовлетворительно работать. Именно удовлетворительно. Стабильной работы от датчика присутствия добиться практически невозможно. Возможно, через пол-года настройку чувствительности придется повторять.

В нашей практике был случай, когда в зимнем саду ночью свет включался при каждом падении листа с какого-то крупнолистного тропического растения. Помикронным вращением потенциометра сделать ничего не удалось и пришлось ставить датчик присутствия с микропроцессором, который автоматически подстраивает чувствительность.

Наиболее стабильно работают датчики присутствия со встроенным микропроцессором. Когда в помещении никого нет, микропроцессор загрубляет чувствительность и датчик реагирует только на идущего человека. При обнаружение человека чувствительность автоматически повышается и датчик начинает улавливать движение рук, покачивание головы – все небольшие движения, которые совершает человек, когда сиди или лежит. В ряде моделей таких датчиков даже нет потенциометра для ручной настройки чувствительности. Ее автоматически настраивает микропроцессор. Такие датчики работают практически без ошибок и избавят вас от нудной настройки чувствительности вручную.

Настройка времени задержки отключения светильников

Из всех настроек самая простая. Оцените, как часто появляются в зоне обнаружения датчика люди и выставите время задержки отключения освещения на 1-2 минуты больше этого значения, чтобы избежать постоянных включений/отключений освещения.

Для датчиков присутствия настройка сложнее. Оценить скорость размахивания руками и качаний головой бывает весьма затруднительно. Настройка делается «методом последовательного тыка». Если светильники гаснут, за окнами темно и люди в помещении, значит увеличьте время задержки отключения освещения на 20-25%, опять гаснут – увеличьте еще раз и так до победного. Часто эту настройку приходится комбинировать с настройкой чувствительности датчика присутствия.

Настройка датчика присутствия – занятие для терпеливых. Сезонность настроек выражается сильнее, чем для датчиков движения. Наиболее стабильно работают датчики присутствия с микропроцессором. Микропроцессор в зависимости от температуры настраивает чувствительность и в дальнейшем автоматически подстраивает ее в зависимости от интенсивности движений (например, в доме темпераментных итальянцев чувствительность датчика будет ниже по сравнению с домом флегматичных финнов).

• и датчики присутствия и датчики движения реагируют на изменение ИК света;
• изменение ИК света вызывает движение, как человека, так и любых нагретых объектов (животные, поток теплого воздуха);
• у датчиков присутствия более высокая чувствительность по сравнению с датчиками движения, поэтому у них бывает значительно больше ложных срабатываний;
• настройка чувствительности датчика может носить сезонный характер;
• настройка чувствительности датчика присутствия – кропотливый и долгий процесс;
• встроенный микропроцессор обеспечивает стабильную работу датчика практически без ложных срабатываний, ручная настройка чувствительности не требуется;
• датчики с квадратной диаграммой более удобны. В среднем требуется 4 датчика с квадратной диаграммой вместо 7 с круглой.

Какой датчик вам нужен?

Для обнаружения идущего человека вам могут подойти и недорогие модели. Для обнаружения присутствия человека (небольшие движения рук, покачикание головы и т.п. – движения обычно совершаемые человеком, когда он стоит или сидит) лучше выбрать датчик с микропроцессором.