Содержание
Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.
Типы датчиков движения
Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.
Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).
Контактные
Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.
Инфракрасные
Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:
1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.
2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.
В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.
Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.
Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.
Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.
Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.
Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.
Как собрать ИК-датчик движения своими руками?
Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.
Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.
На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).
Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.
Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.
Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.
В настоящее время, самым распространенным датчиком охраны является датчик движения. Еще его называют датчик объема.
В данной статье речь пойдет о монтаже (установке) и наладке датчиков движения.
Установка датчика движения
Правильно смонтированный датчик объема, должен максимально охватывать зону предполагаемого вторжения, мебель, шторы, двери и т. д. не должны экранировать зону контроля датчика. Нужно учитывать, что наименьшая чувствительность у датчика будет тогда, когда человек идет прямо на него, а наибольшая кода пересекает зону контроля, перпендикулярно или под углом.
Устанавливая датчик движения, нужно спрогнозировать возможные направления движения нарушителя.
Чтобы уменьшить вероятность ложных срабатываний, не следует направлять датчики на источники тепла, батареи и т.д. конвекция воздуха попадающего с улицы в помещение, так же не желательна, из – за разности температур, возможны ложные срабатывания. Не рекомендуется располагать (устанавливать) датчик вблизи блока GSM сигнализации, так как от излучения gsm модуля, так же, возможны ложные срабатывания.
Рекомендуется располагать gsm датчик движения не менее 1,5 метра от блока сигнализации.
Чувствительность датчика снижается при попадании прямого солнечного света на его линзу.
При монтаже датчика не следует касаться зеркала PIR-элемента руками, так как на зеркале остаются следы, это тоже уменьшает чувствительность датчика.
Подключение датчика движения
На плате датчика, имеются клеммы, для подключения. Во всех модификациях датчиков есть клеммы для подключения источника питания. В большинстве случаев для питания требуется источник постоянного тока, напряжением 9…14 вольт. Ток потребления составляет 12…20mA. Маркировка клемм питания разнится в зависимости от производителя.
Клемму для подключения положительного вывода источника питания обозначают +12В либо +12V или +.
Отрицательный вывод обозначают GND, ОБЩ, -12в, либо –
Для подключения шлейфа от прибора, на плате имеются клеммы, которые могут называться РЕЛЕ, ШЛ, RELAY, OUT.
В большинстве датчиков, имеется микропереключатель, который размыкается при вскрытии корпуса, так называемый "Тамер". Его клеммы могут обозначаться ВСКР., либо TAMP. Если детектор движения, установлен в помещении где во время рабочего дня, (когда система находится в состоянии "Снято с охраны") имеется доступ к датчику посторонних лиц, то желательно датчик вскрытия "Тампер" подключить, на вход круглосуточного наблюдения. После такой установки, любое несанкционированное вскрытие датчика злоумышленником, не останется без внимания.
Настройка датчика движения
Корректировка зоны контроля, производится путем перемещения платы внутри корпуса. Для этого нужно отпустить винт, крепящий плату, сдвигая плату вверх, зона, контроля, смещается ближе к датчику, а опуская плату, зона отдаляется.
У некоторых датчиков возможность регулировки платы отсутствует. Если нужно урезать зону контроля, можно снять крышку, и заклеить липкой бумагой часть линзы, после такой доработки заклеенные сектора линзы будут не активны.
У всех датчиков имеется опция отключения встроенного индикатора, (обычно с помощью перемычки, либо микропереключателя). После настройки, желательно отключить индикатор. Это делается для того что бы, злоумышленник не смог, определить зону контроля датчика, и его "мертвые зоны" если таковые имеются.
Кроме этого, на плате имеется перемычка либо потенциометр, при помощи которого можно настроить чувствительность детектора движения.
Характеристики датчиков можно найти в документе Инфракрасные датчики движения, в разделе Документация
Подключить датчик движения своими руками не сложнее, чем заменить лампочку или выключатель. Прибор работает по стандартной схеме, замыкая или размыкая электрическую цепь.
Назначение
Задача прибора — автоматически подавать или отключать нагрузку в тот момент, когда зарегистрировано движение, учитывая при этом текущий уровень освещенности помещения. Днем или утром, когда света в комнате достаточно, датчик не будет включать дополнительные лампы.
Обычная сфера применения датчиков — регулировка освещения на улицах или в подъездах, где свет требуется только в краткий промежуток времени, когда на участке пространства находится человек. В быту датчики движения применяют для автоматического включения/выключения света в помещении, где находятся непродолжительное время (например, в прихожих и коридорах).
Схема подключения датчика движения видео:
Как это работает?
Когда движущийся объект попадает в зону, контролируемую датчиком, прибор замеряет степень освещенности. При значении ниже заданного в настройках (когда света вокруг датчика мало), устройство замыкает электроцепь и включает осветительные приборы.
Принцип работы датчика движения логичен и достаточно прост, что гарантирует отсутствие «ложных сигналов» и уменьшает вероятность поломки прибора. С точки зрения практического применения все датчики движения работают по единому принципу и выполняют схожие задачи. Однако по техническим и конструкторским особенностям устройства различаются.
На фото устройство датчика движения
Типы конструкции датчиков
Устройства для регистрации движения разделяют в первую очередь по назначению. Выделяют модели:
Извещатели, или охранные датчики движения, используют при монтаже сигнализации. Их также называют инфракрасными извещателями.
Бытовые датчики подходят для домов и квартир, они менее сложны и менее чувствительны.
Выделяют активные (в датчике применяются приемник и передатчик) и пассивные (в приборе установлен только приемник, который реагирует на ИК-излучение) модели.
На фото подключение датчика движения для освещения
Бытовые датчики движения
В частных домах и квартирах чаще всего используют пассивный датчики, реагирующие на ИК-излучение. Устройство либо совмещено с лампой или прожектором, либо оборудовано реле, позволяющим подключить освещение.
Именно бытовые модели оснащаются дополнительным датчиком освещенности. Такое устройство датчика движения позволяет ему «решить», нужно ли включать свет или естественного освещения достаточно. Большинство моделей оборудованы регулятором, при помощи которого можно указать, на какой промежуток времени после срабатывания нужно включить свет.
Как выбрать место для датчика?
Чтобы прибор работал корректно, нужно внимательно выбирать место расположения прибора. Мало обеспечить нужную «зону реагирования», датчик необходимо изолировать от влияния внешних факторов, которые могут блокировать его работу или спровоцировать лишние срабатывания.
Не следует ставить датчик рядом с техникой, которая излучает тепло или электромагнитные волны. Не лучшей идеей будет установить датчик движения возле батареи или трубы отопления, по которой подводится горячая вода.
Эффективен датчик в помещениях, где проводится относительно мало времени — например, в коридоре. Устанавливать прибор в ванной комнате или гостиной не слишком удобно — придется постоянно «включать» свет заново, совершая лишние движения.
Подключение датчика
Обычно прибор подключают в сеть вместо выключателя — замыкание цепи происходит автоматически. Если нужно предусмотреть режим, в котором лампа не гаснет после заданного промежутка времени, в схему встраивают отдельный выключатель. Схема подключения предусматривает параллельную работу датчика и обычного выключателя.
В большом помещении один прибор может не справиться с объемом комнаты. Тогда применяют схему с двумя датчиками, расположенными в противоположных углах, которые контролируют один светильник либо зональную подсветку. Важно проследить, чтобы оба прибора работали от одной фазы, в противном случае возникнет короткое замыкание.
Для случаев, когда необходимо включить несколько мощных ламп при сигнале от одного датчика (например, при организации уличного освещения), применяют схему подключения с магнитным пускателем.
Это интересно! Как экономить электроэнергию в квартире: приборы для экономии электричества, общие правила
Как подключить датчик движения?
Датчики подсоединяются к бытовой сети 220В — кроме автономных моделей, работающих от встроенной батареи. На корпусе прибора обязательно указывается схема правильного подключения, обычно рисунок нанесен возле клеммной колодки.
Буква L обозначает точку включения фазы, N – нуля. Провод светильника подводится к разъему, промаркированному символом L’. Для подключения прибора нужно подать напряжение на первые два разъема.
Провод с вилкой со свободной стороны зачищают от изоляции и соединяют с клеммами. При ошибке между фазой и нулем датчик не испортится — он всего лишь не будет работать, индикатор подачи питания также не включится. Длина провода подбирается таким образом, чтобы вилка свободно доставала до ближайшей розетки. Подключение датчика движения для освещения в случае отсутствия поблизости розетки можно организовать и при помощи удлинителя — на качество работы прибора это не повлияет.
Проверка установки
Большинство бытовых датчиков оборудованы световым индикатором. Светодиод зажигается, когда прибор подключен к сети и работает. В «дежурном» режиме диод мигает с интервалом примерно в секунду. Если индикатор не зажегся сразу после подключения прибора к питанию — это еще не признак неисправности датчика. Некоторым моделям на активизацию и подготовку к работе требуется 20-30 секунд.
При срабатывании устройства частота включений диода возрастает.
Благодаря этой особенности исправность устройства можно проверить даже без полного подключения к сети, что упрощает выбор подходящего места для монтажа датчика.
На фото принцип работы датчика движения
Как настроить датчик движения?
Изменение настроек прибора проводится при помощи рукояток на корпусе. Их количество зависит от модели устройства, обычно переключателей от 2 до 4. Возле каждой ручки находится обозначение настройки, за которую она отвечает (буквенное и символьное), а также направление вращения рукоятки.
Оптимальные параметры и настройки имеет смысл подобрать до монтажа датчика. После подключения, особенно если прибор монтируется под потолком, тестировать настройки и менять их будет не слишком удобно.
LUX означает регулятор освещенности. С помощью этой настройки устанавливается пороговое значение освещенности, после которого датчик реагировать не будет. При первом подключении значение обычно ставится на максимум.
Настройка датчика движения TIME отвечает за промежуток времени после срабатывания, в течение которого свет будет включен. Если движение продолжается после первого срабатывания, таймер начинает отсчет заново, потому при базовой установке время обычно ставится на минимум.
Настройки SENS и MIC (регулятор чувствительности и микрофона) на бытовых моделях датчиков движения встречаются редко. Первый отвечает за «восприимчивость» датчика и устанавливается на максимальное значение, второй — за уровень чувствительности микрофона (ставится на минимум).
Схема подключения датчика движения видео: