Датчик движения для включения света – устройство, принцип работы, схемы подключения

Когда мы начинаем говорить о датчиках движения, надо помнить, что в терминах существует определённая путаница. Дело в том, что собственно датчики движения — это устройства для работы в составе охранных систем. А датчики движения для включения света на самом деле называют датчиками освещения, однако в обиходе и те, и другие устройства называют датчиками движения.

Каково основное назначение датчиков движения для включения света? Комфорт? Безусловно, но в первую очередь такие датчики устанавливаются для экономии электроэнергии. Благодаря им расходы на электричество снижаются от 30% до 60%.

Их наличие актуально как в жилых, так и в нежилых помещениях, так как свет загорается только тогда, когда в зоне их действия появляется живой объект. Как только движение прекращается, через заданное время свет автоматически выключается. Также наличие датчиков позволяет продлить срок службы лампочек, так как они работают меньше и реже перегорают. Удобны датчики и тем, что свет не будет гореть всё время, если его забыли выключить и ушли из дома или вообще уехали на продолжительное время.

Принцип работы датчиков одинаковый независимо от производителя. Но они могут различаться между собой некоторыми характеристиками, учитывать которые нужно в зависимости от целей установки устройства.

Какой же из предлагаемых производителями датчик движения для включения света можно считать лучшим на рынке в 2022 году? По каким параметрам нужно его выбирать и на что обращать внимание?

Где используются, виды

Изделия бывают нескольких видов — потолочные, настенные и для скрытого монтажа. Также они условно делятся на несколько типов по принципу действия (на этом подробнее остановимся ниже).

При выборе учитывайте и место установки. Датчики делятся на бытовые и для уличного освещения.

В последнем случае применяются материалы, защищающие устройство от негативных природных воздействий. Оно может подключаться на лестнице или на улице. Бытовые устройства предусмотрены для монтажа внутри дома.

В зависимости от обстоятельств датчики, контролирующие движение, могут подключатся к прожектору, лампам и даже умному дому Ардуино.

Основные производители устройств — ЭРА, Эван, TDM, LLT, Orbis, Duwi, Camelion, Brennenstuhl, Elektrostandard, FERON, REV, REXANT, Rubetek и другие.

Настройка детектора в помещении

Независимо от расположения датчиков, перед настройкой системы надо внимательно изучить инструкцию производителя и его рекомендации по регулировке.

Особенности настройки сенсора в помещении состоят в том, что для работы или жизни требуется большая освещенность. Так, в коридорах освещенность должна быть не меньше 600 лк, а в рабочих комнатах не менее 1000 лк. При начальной установке можно ориентироваться на эти цифры. Порог включения должен быть выше – темнота в помещениях наступает раньше, чем на улице.

Характеристики

При покупке датчика движения важно учесть ряд параметров, от которых зависят особенности, место подключения, а также условия для применения.

Главные характеристики при выборе:

1. МАССА. Современные датчики освещения имеют массу от 25 до 240 г.
2. Максимальная мощность нагрузки. При выборе изделия необходимо смотреть на допустимую нагрузку. Так, один датчик может коммутировать устройства мощностью от 60 до 2300 Вт. Учтите, что при использовании более мощных устройств может потребоваться замена проводки или установка автомата с более высоким номинальным током.
3. НАПРЯЖЕНИЕ. Рабочее напряжение колеблется в широком диапазоне от 1,5 до 220 Вольт. Условно датчики движения делятся на несколько групп — 1,5 В, от 2.2 до 3.6 В, на 220 В, на 5 или 9 В.
4. МАКСИМАЛЬНЫЙ УГОЛ ОБЗОРА. Здесь диапазон находится в пределах от 30 до 360 градусов. В последнем случае устройство работает по всему периметру помещения.
5. ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ. Минимальный и максимальный параметр расстояния составляет 8 и 120 м. Здесь нужно учитывать объект, на котором предусматривается освещение. Не стоит выбирать датчики с чрезмерно завышенным параметром, ведь они могут реагировать на движение посторонних.
6. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ВЫСОТА УСТАНОВКИ. Здесь допустимый параметр колеблется в диапазоне от 1,2 до 16 м.
7. НАЛИЧИЕ СВЕТОДИОДНОГО ИНДИКАТОРА. В некоторых датчиках устанавливается светодиод, который при наличии сигнала начинает моргать. Возможны и другие варианты светодиодной индикации.

Это основные характеристики, которые необходимо учесть при покупке. Более подробно на критериях выбора мы остановимся ниже.

Схема и принцип работы

На рынке представлен большой выбор датчиков, реагирующих на движение и позволяющих настроить включение освещения на разных объектах. При покупке таких устройств необходимо учесть наличие нескольких видов.

Инфракрасные

Изделия чувствуют тепло, излучаемое человеческим телом. Основным элементом является сенсор с установленной на него линзой Френеля, реагирующий на приближение тепла и перемыкающий контактную группу.

Принцип действия:

• излучение фокусируется в узкий луч света и направляется к датчику;
• сенсор улавливает сигнал, принимает его и дает команду на срабатывание.

Такие устройства условно делятся на пассивные и активные. В первом случае реагирование происходит на изменение температурного режима, а во втором – срабатывание происходит в случае прерывания сигнала.

Проверка правильности регулировки

Проверить правильность настройки можно только в условиях эксплуатации, и этот процесс может занять не один день. Первое время надо внимательно следить за работой сенсора и корректировать настройку и расположение детектора.

1. Если фотореле детектора включается до достижения темноты или не отключается при достижении утром нужного уровня освещенности, его чувствительность к освещенности (LUX) надо немного загрубить. И наоборот, если уже темно, а при появлении объекта свет не включается, надо слегка увеличить вечерний порог срабатывания фотореле. Также неплохо посмотреть на срабатывание утром. Пороговые значения включения и отключения немного не совпадают, это сделано для исключения многократных срабатываний сенсора на грани света и темноты (характеристика имеет гистерезис). Поэтому может понадобиться несколько дней для достижения компромиссного результата.
2. То же самое касается чувствительности сенсора. Если замечаются частые ложные срабатывания от появления мелких животных, то чувствительность надо уменьшить поворотом регулятора Sens. Если же наблюдается неуверенное срабатывание при появлении в зоне охвата людей, чувствительность надо увеличить.
3. Регулировку времени задержки отключения (Time) можно изначально поставить на минимум. Если при эксплуатации будет замечено, что люди или автомобили не успевают покинуть контролируемую зону, то время срабатывания можно постепенно отрегулировать в сторону увеличения до достижения нужного результата.

Настройка может занять много времени, но она стоит этих затрат.

Видео-урок по настройке сенсора.

Критерии выбора

При покупке датчика присутствия для включения света важно учесть ряд критериев, касающихся особенностей установки и эксплуатации.

Выделим базовые рекомендации:

1. ОПРЕДЕЛИТЕСЬ С МЕСТОМ ДЛЯ МОНТАЖА. Для установки на улице желательно выбирать устройства с защитой от IP 55 и выше (лучше от 65). Если изделие монтируется под навесом и защищено от воды, подойдет степень IP 34 (44, 54) Если датчик движения планируется установить внутри, к примеру, для включения освещения в доме, квартире или гараже, к степени защиты нет особых требований.
2. УЧТИТЕ ВОЗМОЖНЫЕ ПРЕПЯТСТВИЯ (СТЕНЫ). Чаще всего используются звуковые или инфракрасные датчики. Для охраны больше подходят микроволновые изделия.
3. ОПРЕДЕЛИТЕСЬ С УГЛОМ ОБЗОРА. Если вход в помещение, где настраивается освещение, возможен с нескольких точек, желательно выбирать датчик с углом в 360 градусов и креплением на потолке. При наличии только одного прохода достаточно и 180 градусов.
4. ОПРЕДЕЛИТЕСЬ С МОЩНОСТЬЮ. Перед покупкой устройства учтите потребление приборов, которые будут к нему подключены. Суммируйте полученные значения и добавьте сверху 10-20% для запаса.
5. ПРОДУМАЙТЕ РАДИУС ДЕЙСТВИЯ. Для небольшой комнаты достаточно минимального параметра в 6-10 метров. Для работы на большой территории лучше выбирать датчики с большим радиусом.
6. УЧТИТЕ НАЛИЧИЕ ЖИВОТНЫХ. При наличии в квартире или во дворе дома домашних питомцев, которые могут влиять на датчик, лучше брать устройства со специальной защитой.
7. ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ НА НАЛИЧИЕ ФОТОРЕЛЕ. Это большой плюс, ведь в таком случае изделие включается только при отсутствии света.

Отдельное внимание уделим выбору приборов освещения:

1. При монтаже датчика на улице используйте прожекторы светодиодного типа, которые легко переносят температурные перепады и меньше нагружаются проводку.
2. На открытых площадках лучше использовать фонари, работающие на люминесцентном принципе.
3. При организации подъездного освещения можно использовать все виды ламп, но в целях экономии лучше выбрать светодиодный вариант.

Зная особенности выбора датчика движения и элементов освещения, проще сделать правильную покупку и не ошибиться с выбором.

Как подключить для освещения: на лестнице, к квартире, на улице

Существует пять разных схем подключения для управления освещением. Рассмотрим особенности каждого из вариантов и распространенные ошибки.

Схемы без выключателя

Для начала выделим схемные решения, которые не подразумевают применение выключателя.

Двухпроводное подключение

Это наиболее простой вариант, подразумевающий применение нескольких элементов — автоматический выключатель на 220 В, датчик, распределительная коробка и источник освещения). Принцип сбора схемы такой же, как и при монтаже светильника.

Сначала питание подводится к индикатору, а через него направляется на лампу. Цепочку лучше собирать в индивидуальном контуре, а не в общей цепочке освещения.

Упрощённая схема показана ниже.

Таким методом можно подключить датчики движения для включения света на лестнице, в квартире или другом объекте.

Алгоритм действий имеет такой вид:

1. Заведите кабель с тремя жилами и проводом на 1,5 квадрата в распредкоробку и подпишите жилы (укажите фазу, заземленный и нулевой провода).
2. Протяните две жилы к месту монтажа контролирующего изделия, подающего команду на включение освещения.

3. Разместите устройство на высоте 120-200 см от пола. При монтаже обратите внимание, чтобы оно не мешало открытию дверей или другим механизмам. Не рекомендуется осуществлять установку возле нагревательных элементов.

4. Кабель, который идет к источнику освещения, также заведите в коробку.
5. Соедините все жилы с помощью специальных клеммников — фазный, нулевой и землю.

6. Подключите провода к датчику. Фазу садите на клемму с L, а второй провод (с лампы) на значок нагрузки.

7. Закончите монтаж установкой коробки и настройкой. Установите автоматический режим, временной интервал работы и уровень чувствительности.

Как избежать ложного срабатывания

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

1. Не размещайте датчики возле деревьев или устройств нагрева.
2. Разрывайте всегда только фазу.
3. Следите, чтобы к датчику не проникали лучи света, к примеру, от лампы накаливания.
4. Крепите изделие с учетом типа (настенный, потолочный).
5. Не монтируйте устройство возле кондиционеров или окна, где имеет место движение воздуха.
6. 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.

Как установить ДД для включения света: 2 основные схемы

Систему датчик – лампа рекомендуется устанавливать отдельно от общего освещения. Чтобы ДД для включения света работал вместо выключателя, монтируют отдельную линию, где будут работать только устройство и светильник. Но часто возникает необходимость включить в эту схему и выключатель. Это позволит отключать освещение при необходимости.

На фото: а) подключение датчика без выключателя; б) подключение с выключателем.

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:

1. 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.

2. 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.
3. 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.
4. ДВА ДАТЧИКА. Здесь работает тот же принцип, который рассматривался выше. Два контролирующих движение органа располагаются параллельно, после чего подключаются к питающей цепи и прожектору.
5. 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.
6. 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 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:

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

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

Параметры, которые надо настроить

Другую часть параметров датчика можно настроить под конкретные местные условия. Это поможет оптимизировать работу системы освещения и свести к минимуму ложные срабатывания.

1. Сначала выбирают правильный угол установки. Он настраивается таким образом, чтобы объект обнаруживался сразу при входе в контролируемую зону.
   Варианты верной и неверной установка угла контроля.
2. Во вторую очередь настраивают чувствительность сенсора (регулировочный орган обозначается SENS от слова sensitive). Суть этой регулировки – отстроиться от срабатываний при обнаружении объектов небольшого размера. В большинстве случаев это мелкие животные, для них нет смысла включать освещение.
3. Большинство датчиков оснащено фотореле. Без него сенсор будет срабатывать и в светлое время суток, либо их придется отключать вручную. Порог срабатывания фотореле надо настраивать, чтобы детектор не позволял расходовать электроэнергию днем, но вовремя включил освещение ночью. Орган регулировки маркируется LUX или Day Light (дневной свет).
4. У многих моделей имеется возможность настроить задержку времени отключения. Это удобно при покидании территории – свет погаснет не сразу, позволив человеку или автомобилю удалиться не в полной темноте.

Не все детекторы имеют полный комплект настроек. У некоторых недорогих моделей может не быть настройки времени срабатывания, у других – чувствительности к размерам объектов.

Пример расположения регулировочных органов инфракрасного детектора движения

Возможные проблемы

К ложным срабатываниям и некорректной работе датчика, про которые мы упоминали выше, могут приводить и другие причины:

1. Установка настенного датчика на потолок. Если была допущена такая ошибка, то устройство будет работать не корректно ведь углы обзора у них отличаются.
2. Произвольное включение датчика после его отключения. Такое часто происходит с ИК изделиями, когда рядом с устройством находится источник света, луч от которого напрямую поступает на чувствительный элемент. Поэтому важно размещать далеко от осветительных приборов.
3. Влияние сквозняков, ветра и бликов. Нельзя монтировать датчик на кондиционеры, над окнами, в коридорах, где дует сильный сквозняк. Над местами, где скапливается вода и куда попадают прямые солнечные лучи. Отраженные блики попадая на чувствительный элемент датчика будут приводить к частому его срабатыванию.

Схема подключения Д. движения для освещения без выключателя: 2 способа монтажа

Производители сейчас предлагают пользователям два вида ДД: потолочные и настенные. Принцип работы у них схож, но подбирать модель нужно в индивидуальном порядке, учитывая место установки.

Потолочные устройства способны охватить зону в радиусе 360° и их охраняемая площадь на схеме выглядит в виде конуса, где лучи расходятся на 120°. Когда человек попадает в зону видимости датчика, он пересекает многолучевой барьер, фиксирующийся автоматом, и переводит датчик в режим тревоги.

Потолочные устройства устанавливают на высоту от 2,5 до 3 метров. Они способны охватить зону в нижней части помещения в диаметре до 20 метров. Такое оборудование целесообразно устанавливать в небольших комнатах, чтобы одновременно контролировать все стороны помещения.

Настенные датчики способны охватить большую область пространства. Применяют устройство не только внутри помещения, но и снаружи. Оно также замыкает электрическую цепь, когда человек пересекает многолучевой барьер. Устанавливают оборудование на высоте от 2 и до 2,5 метров. Монтировать датчик рекомендуется в угол помещения. При таком положении раскрыв лучей наиболее эффективный.