Датчик движения: виды, принцип работы, как выглядит, схема, устройство

Включать освещение в некоторых помещениях или на улице на весь темный период неразумно. Чтобы свет горел только тогда когда нужно, в цепь питания светильника ставят датчик движения. В «нормальном» состоянии он разрывает цепь питания. При появлении в его зоне действия какого-то движущегося предмета, контакты замыкаются, освещение включается. После того, как объект пропадет из зоны действия, свет выключается. Такой алгоритм работы отлично показал себя в уличном освещении, в освещении подсобных помещений, коридоров, подвалов, подъездов и лестниц. В общем, в тех местах, где люди появляются только периодически. Так что для экономии и удобства лучше поставить датчик движения для включения света.

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.

Описание действия датчиков движения для включения света

Системы автоматического управления внутренним и/или наружным освещением является конкретным решением множества комплексных и актуальных проблем. Например, наименьшее потребление электрической энергии, значительное уменьшение затраты электрического заряда аккумуляторов автономных детекторов присутствия, снижения времени работы осветительного оборудования, тем самым, продлевая их срок эксплуатации и многие другие немаловажные задачи.

Сенсорное оборудование непосредственно монтируется в общую систему освещения, и при возникновении объекта, который перемещается, регистратор движения подает сигнал на осветительное оборудование. Выключение света происходит через некоторое время, в большинстве моделей оно настраивается после того, как перемещение полностью прекратилось. Исходя из обширного диапазона характеристик оборудования можно с легкостью подобрать необходимый регистратор присутствия, который будет соответствовать всем требованиям и желаниям покупателя.

Важные характеристики

Выбор устройства основывается не только на принципе действия, условиях эксплуатации и способах установки. Важным параметром является и диапазон действия устройства.

Угол обзора

Измеряется показатель в градусах. Варьируется в пределах 60-360 единиц в горизонтальной плоскости и 15-20 единиц в вертикальной. Максимальное значение имеют потолочные датчики, минимальное — настенные.

Уличные датчики рассчитаны на максимальный охват охраняемой территории. Поэтому угол обзора имеет показатели свыше 180 градусов.

Дальность действия

Единицами измерения являются метры. Рассматривается дальность в трех плоскостях:

перпендикулярно до 40 м в диаметре (движение по касательной окружности);
фронтально до 20 м (в сторону прибора);
присутствия (под датчиком).

Способ и место установки

Монтажные работы зависят от конструктивных особенностей датчиков. Существуют устройства для внутреннего использования и наружного. Последние имеют корпус, защищенный от воздействия природных явлений. Предусмотрен и более широкий диапазон допустимых для эксплуатации температур.

Для установки датчиков исключаются следующие участки:

рядом с кондиционерами и увлажнителями воздуха;
возле естественной или принудительной вентиляции;
около отопительных приборов.

Чтобы избежать ложных срабатываний, рекомендуется монтаж устройств на несущих конструкциях, где присутствие прямых лучей солнца минимально. Последнее может засветить чувствительные детекторы.По способу установки различают следующие модели:

Корпусные для наружного использования.
На потолке прибор охватывает весь периметр по окружности (с диаметром 10-20 м). Устанавливаются для освещения, охраны или включения каких-либо механизмов на высоте 2,5-3 метра от пола.
На стене датчики отличаются ограниченным действием относительно охватываемой территории.

Встраиваемые модели частично утапливаются в основание. То есть видимыми остаются только принимающая поверхность и декоративная рамка. Весь механизм находится в нише стены.

Дополнительные возможности

Современные устройства разрабатывают так, чтобы они имели расширенные функции. То есть, не только срабатывали на движение и сигнализировали об этом, но и дополнительно выполняли другие задачи.

Датчик освещенности

Радиус действие чаще составляет 180 градусов, но есть модели с полным охватом окружности.Во время движения происходит замыкание цепи, и свет включается.

Защита от животных

Ультразвуковые и радиоволновые датчики автоматически отпугивают животных, так как они их воспринимают и вызывают дискомфорт. На человека волны действуют также негативно, но незаметно.

ИК приборы можно настроить так, чтобы срабатывание на передвижение животных не происходило. Такая возможность имеется и в некоторых моделях комбинированных датчиков.

Есть приборы, в которых настройка ведется в соответствии с весом объектов. Так, если допустимое значение отрегулировать с превышением данных о животных, то реакции не будет.

Задержка отключения света

Существуют детекторы, в которых встроен регулятор времени отключения света (таймер). Тогда срабатывание будет происходить в необходимый для потребителя срок.

Автономность

Автономный датчик движения имеет питание от батареек или аккумуляторов. Может быть оснащен модулем GSM для работы с мобильным телефоном. Допускается совместимость с камерами видеонаблюдения.

Выбор редакции

ORBIS OB134920

ORBIS OB134920. Фото: market.yandex.ru
Инфракрасный датчик реагирует на появление людей или животных. Можно программировать его с помощью пульта ДУ. Прибор работает от электросети, включая освещение при обнаружении объекта в радиусе действия. Устройство может работать при высоких температурах (до 40 º С), минимальная рабочая температура ー10 º С.

Этот датчик редакция выбрала лучшим по нескольким причинам. В первую очередь, у него высокая мощность, что позволяет подключить к нему больше источников освещения, чем к другим стандартным датчикам. Ещё одно серьезное преимущество — его можно разместить на большой высоте, до 12 м, а значит датчик можно установить, например, под крышей двухэтажного дома. Высокая степень влагозащиты дает возможность использовать устройство на улице (но только в тёплое время года), а большой угол обзора 360 ° позволяет охватывать большую площадь.

Основные характеристики:

Монтаж:	открытый
Материал:	пластик
Максимальная мощность:	1500 Вт
Ширина устройства:	140 мм
Высота устройства:	140 мм
Глубина устройства:	68 мм
Тип подключения проводов:	винтовое
Класс защиты:	IP44
Ориентация монтажа:	горизонтальная и вертикальная
Регулировка порога срабатывания по освещённости:	есть
Регулировка порога срабатывания по чувствительности:	есть
Макс. дальность действия фронтально:	30 м
Угол сканирования:	360 °

Плюсы и минусы

Широкий угол обзора, управление с помощью пульта, реагирование на небольшие объекты

Пользователи сообщают о немного запоздалом срабатывании датчиков, нельзя использовать на улице в зимний период

Основные причины поломки или нарушения работы

Распространенной причиной выхода устройства из строя является неправильное подключение. Если датчик постоянно горит, срабатывает без учета настроек, то произошел сбой в работе прибора.

Для ремонта и выявления причин рекомендуется обратиться к специалистам. При чем, лучше, если они же будут представителями изготовителя. Самостоятельно можно только проверить настройки и откорректировать их.

Ошибочным может быть и расположение датчика. Если рядом имеются факторы, влияющие на результаты, то ложные срабатывания или отсутствие реакции будут обеспечены. Например, объемный ИК датчик эффективнее работает в перпендикулярной плоскости, нежели в горизонтальной, соответственно второй вариант снизит возможность срабатывания.

Как безошибочно выбрать датчик движения для включения света

Существуют определенное количество конкретных критериев выбора оборудования для регистрации перемещения:

Место установки. Если датчик будет установлен снаружи помещения, то степень защиты IP прибора должна быть от 55, лучший вариант IP 65. Но если над оборудованием находится защищающее от осадков приспособление типа навеса, то можно использовать IP 44. Эксплуатация устройства включения освещения при перемещении объекта в закрытом помещении таких как дом, дача, гараж и тому подобные возможна с более низкими показателями степени защиты.
Невозможности прохода сигнала. Из-за различных видов и типов датчиков существуют разные возможности препятствия сигналу сенсора. Например, при эксплуатации инфракрасных регистраторов, перед ними не должно быть никаких преград, при применении акустических – отсутствие посторонних звуков и шумов. А вот при использовании микроволновых и комбинированных видов датчико-преобразующей аппаратуры на качество сигнала, практически, никакие внешние факторы не оказывают влияния. Потому их устанавливаю на больших складах, в гаражах, системах аварийного оповещения и сигнализации.
Угол обзора. Если помещение имеет несколько дверных проемов, то лучше эксплуатировать датчик движения с углом обнаружения 360 градусов. Если же помещение снабжено одним входом или является проходным, то можно применить, к примеру, детектор с обзором 180 градусов, который будет направлен в сторону возможного появления человека.
Мощность системы освещения. Мощность устройства обнаружения перемещения напрямую зависит от того, какую мощность электроэнергии потребляет световые приборы. Величина мощности должна быть немного больше, чем значение мощности системы освещения.
Радиус действия. Эффективность работы прибора обнаружения движения для активации системы освещения прямо пропорционально зависит от расстояния его действия. В основном, радиус реагирования датчика колеблется в пределах 6-50 м. Данный параметр несомненно зависит от того, где он применяется. Если в тесном помещении, то можно использовать сенсор с минимальным радиусом действия. А вот для того, чтобы включить световое оборудование вне здания или строения, понадобится более обширная площадь обнаружения движения.
Фотореле. Это дополнительный модуль, которым снабжаются некоторые модели датчиков. Фотореле является детектором освещенности. Принцип действия заключается в том, что если параметр освещенности ниже настроек фотореле, то свет включается, а если выше, то свет остается выключенным. Наличие данного элемента позволяет значительно сэкономить электроэнергию.
Отсутствие возможности обнаружения животных. Параметр датчиков движения, на который тоже надо обратить внимание. Данная функция прибора позволяет избегать провокации сенсора на срабатывание из-за перемещения различных животных, которая сэкономит деньги за свет.

Вышеперечисленные критерии выбора должны помочь правильно выбрать оптимальные и целесообразные регистраторы движения, предназначенные для активации светового оборудования.

Обозначение на схеме

На схеме графически датчик движения обозначается в виде квадрата с треугольным вырезом. Направлен последний плоскостью в сторону охватываемой территории.

Подключение производится по схеме замыкания и размыкания цепи. Если подразумевается временное и постоянное освещение, то параллельно устанавливается выключатель. Если он отключен, то освещение работает от датчика.

Различают двухпроводные и трехпроводные устройства. Первые, как правило, устанавливают в стандартный подрозетник. Подключение происходит по тому же принципу, что и у выключателя с одной клавишей. Вторые подключаются немного сложнее, но технология та же. Только дополнительно предусмотрено подключение нулевой фазы.

Где разместить

Установить датчик движения для включения освещения надо правильно — чтобы работал он корректно, придерживайтесь определенных правил:

Рядом не должно быть осветительных приборов. Свет мешает корректной работе.
Поблизости не должно быть отопительных приборов или кондиционеров. Детекторы движения любого типа реагируют на потоки воздуха.

С увеличением высоты установки увеличивается зона обнаружения, но снижается чувствительность
Не должно быть больших объектов. Они заслоняют обширные зоны.

В больших помещениях устройство лучше устанавливать на потолке. Его радиус обзора должен быть 360°. Если датчик должен включать освещение от любого движения в помещении, его устанавливают по центру, если контролируется только какая-то часть, расстояние выбирается так, чтобы «мертвая зона» бала минимальной.

Неисправности

Неправильно настроена пороговая освещенность срабатывания.	Провести настройку при помощи регулятора.
Окно датчика не отслеживает перемещения.	Устранить преграды перед датчиком. Разместить прибор таким образом, чтобы перемещение людей происходило перпендикулярно линзе датчика.
Датчик ложно срабатывает.	Увеличить расстояния между датчиками. Перенести ИК-детектор в то место, где на него не будут попадать прямые солнечные лучи и влиять тепловые излучения от отопительных приборов.

Как подключить к Ардуино

Не меньший интерес представляет подключение датчика движения к Ардуино для организации умного дома.

Для решения задачи необходимо подготовить:

плату Ардуино;
PIR устройство контроля движения;
беспаечную плата-макет;
сопротивление на 220 Ом и светодиод;
провода типа «папа-папа» и «папа-мать».

Название контактных соединений у разных производителей может отличаться, поэтому перед выполнением работы необходимо изучить особенности модуля.

Одни вывод подключается к GND, следующий к VCC (5 В), а оставшийся к OUT (передает цифровой сигнал с сенсора PIR).

PIR датчики почти идентичные по конструкции. Они имеют необходимую чувствительность на расстоянии до шести метров, а обзорность составляет 110*70 градусов. На выходе появляется 0 или 1 в зависимости от выявления факта движения.

Можно ли сделать своими руками?

Несмотря на невысокую цену датчиков, многие пытаются сделать устройства самостоятельно и сэкономить деньги. Преимущества такого решения заключается в возможности хорошо разобраться в принципе действия, снизить расходы на обслуживание и «заточить» устройство под конкретные условия применения.

Кроме того, при правильной сборке можно уменьшить расходы и даже модернизировать систему.

Но есть и минусы. Перед тем как приступить к работе, необходимо закупить оборудование, нарисовать схему, определиться с размерностью и другими моментами. Это требует опыта и знаний. При этом нет гарантий, что готовая схема будет работать.

Если принято решение самостоятельно собрать датчик движения, подготовьте следующие элементы:

корпус для сбора схемы;
набор элементов;
паяльник и провода разного сечения;
крепление;
отвертка;
прочие материалы — изолента, пассатижи, кембрик.

Для включения освещения будет применятся датчик с вмонтированным в него фотоэлементом. В роли выключателя будет выступать фотореле.

Для сбора схемы потребуется:

конденсатор (С1);
операционный усилитель DA1;
фототранзистор (VT1);
сопротивление R1 для нагрузки коллектора и создания рабочей точки;
резистор R2 для реализации обратной связи.

При правильной сборке схема действует так. После поступления света на VT1 элемент срабатывает, и фототранзистор открывается с последующей зарядкой С1. При снятии напряжения с VT1 происходит разряд конденсатора и снижение напряжения.

В роли источника освещения для фотоэлемента может выступать простой лазер или светодиод инфракрасного типа.

Сборка проходит по такому алгоритму:

Соберите источник питания, отрегулируйте его и проконтролируйте выдаваемый ток.
К минусу источника питания подключите сопротивление.
Подсоедините диод при помощи катода.
На анод выведите подстроечный резистор.
Соедините транзисторный эмиттер с минусовым проводом источника питания.
Подсоедините сопротивление с базовой схемой.

После сборки остается опробовать правильность работы изделия при попадании на него света. Возможные ошибки необходимо устранить сразу при обнаружении.

Как подключиться к прожектору

Еще один вопрос, который требует рассмотрения — как правильно подключить датчик движения к прожектору.

Для этого можно использовать одну из следующих схем:

С ТРЕМЯ КОНТАКТАМИ. В этом случае с щитка подводится фаза к клемме L. С выхода А провод идет ко входу L прожектора. Подача напряжения осуществляется в случае срабатывания датчика движения. Контакты N объединяются и направляются к щитку. Земля направляется напрямую к прожектору и подключается к PE для отвода возможного напряжения от металлического корпуса.
С ПРИМЕНЕНИЕМ ОДНОКЛАВИШНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ. В рассмотренном выше решении применение выключателя не предусмотрено. Но это можно исправить. Как правило, выключатель монтируется в разрыв фазы (до изделия, контролирующего движение). В таком случае при отключении выключателя снимается напряжение со всей схемы. Второй вариант подключения выключателя — параллельно фазе и выходу из датчика движения. При таком решении можно включать освещение, не привязываясь к остальным устройствам. При отключении выключателя вся схема работает в обычном режиме.
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВУХКЛАВИШНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ. В таком случае внедряется некий симбиоз двух рассмотренных выше схемных решений. Один контакт выключателя разрывает фазу, а второй подходит параллельно. При отключении обоих кнопок с цепи полностью снимается напряжение. При отключении первой клавиши датчик работает в обычном режиме и включает прожектор при появлении движения. Если сработана только вторая клавиша, на лампу сразу подается напряжение.
ДВА ДАТЧИКА. Здесь работает тот же принцип, который рассматривался выше. Два контролирующих движение органа располагаются параллельно, после чего подключаются к питающей цепи и прожектору.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЛАМПЫ НА МЕНЬШЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ. Если необходимо включить прожектора на меньшее напряжение (12, 24 или 36), перед входом устанавливается блок питания, снижающий 220 В до необходимого уровня. При этом на вход БП поступает три провода (с землей), к датчику направляется только питание.
ДЛЯ ОТДЕЛЬНОГО ФОТОРЕЛЕ. При установке старых контроллеров движения без фотореле последнее приходится подключать отдельно. В таком случае с выхода датчика провод идет на реле, а уже после этого на вход прожектора. Нули объединяются, а земля идет к источнику освещения.

Выше приведены основные схемы, позволяющие подключить прожектор с выключателем или без него. Здесь уже каждый принимает решение с учетом текущих задач и особенностей помещения.

Как избежать ложного срабатывания

Во избежание ложного включения освещения в рассмотренных выше схемных решениях следуйте таким советам:

Не размещайте датчики возле деревьев или устройств нагрева.
Разрывайте всегда только фазу.
Следите, чтобы к датчику не проникали лучи света, к примеру, от лампы накаливания.
Крепите изделие с учетом типа (настенный, потолочный).
Не монтируйте устройство возле кондиционеров или окна, где имеет место движение воздуха.
Следите, чтобы стекло инфракрасного изделия было чистым и неповрежденным.

Следование указанным выше советам позволяет быстро и без ошибок подключить устройство для контроля освещения на лестнице, в квартире или на улице.

Характеристика, виды и принцип работы датчиков движения