Как работает инфракрасный датчик движения

Беспроводные датчики движения: как сделать правильный выбор?

Датчики, реагирующие на появление и перемещение объекта в зоне захвата, можно разделить на две основные категории.

Это проводные системы, в которых тревожный сигнал и питание подаются по проводу, и беспроводные датчики, которые имеют автономное питание от батареи или аккумулятора, а все сигналы передаются по радиоканалу.

Датчики такого типа могут быть использованы в системах охранной сигнализации, устройствах контроля доступа, а так же для включения освещения. Беспроводной датчик движения может работать на разных технических принципах, но  конструктивные особенности позволяют интегрировать его в любые системы.

:

Принцип работы и особенности

В различных устройствах охранной сигнализации применяются как проводные, так и беспроводные датчики движения, информирующие службу безопасности о проникновении на охраняемую территорию, и при выборе датчика движения необходимо знать, какие виды детекторов существуют на сегодняшний день.

Эти устройства могут быть следующих типов:

• Пассивные тепловые (инфракрасные) датчики;
• Ультразвуковые извещатели;
• Радиоволновые (микроволновые) приборы;
• Комбинированные системы.

ИК датчики. Наибольшее распространение получили инфракрасные датчики вследствие невысокой стоимости, помехоустойчивости и экономичности. Основным элементом таких датчиков движения является чувствительный пироэлемент, который реагирует на повышение температуры в зоне контроля.

Такие датчики, обычно имеют зону захвата 120° и реагируют на перемещающийся объект на расстоянии 12-15 метров по горизонтали. Инфракрасные устройства оборудованы ячеистой линзой Френеля, которая формирует несколько зон захвата.

Большинство датчиков имеют так называемую антисаботажную зону, которая не позволяет приблизиться к датчику снизу и вывести его из строя.

Ультразвуковые. Ультразвуковой датчик работает на эффекте Доплера. Он представляет собой излучатель ультразвука, не воспринимаемого человеческим ухом. Как только в зоне действия датчика появится движущийся предмет, ультразвук отразится от него и вернётся на приёмный узел датчика, но уже с другой частотой. При сравнении двух разных частот на выходе компаратора возникает напряжение, которое и переключает триггер подачи тревожного сигнала.

СВЧ датчики. Микроволновой беспроводной датчик движения  работает на том же принципе, только вместо ультразвука он выдаёт СВЧ (микроволновое) излучение. Микроволновые датчики достаточно редко выпускаются с беспроводным  модулем, поскольку генератор высокочастотного излучения потребляет много энергии и его эксплуатация потребует частой замены элемента автономного питания.

Комбинированные. Если необходимо обеспечить высокий уровень охраны объекта, чаще всего используются комбинированные датчики, где два датчика работают параллельно. Это может быть устройство, состоящее из инфракрасного и ультразвукового датчиков, или вместо ультразвукового используется микроволновый сенсор.

Конструктивно, беспроводные датчики могут быть двух типов:

1. В первом случае датчик оснащён миниатюрным передатчиком, транслирующим сигнал тревоги на базовый блок, который, в свою очередь, включает систему оповещения персонала;
2. Во втором варианте сам датчик имеет в своём составе GSM модуль с SIM картой и может передать сигнал о несанкционированном проникновении на любое мобильное устройство, компьютер или пульт охраны.

Беспроводной уличный датчик движения, независимо от технического принципа работы,  должен, прежде всего, иметь надёжный корпус, предохраняющий электронные элементы от негативных климатических воздействий в виде дождя, снега и высокой влажности. Уличный датчик должен работать в широком диапазоне температур, а кожух изготовляется в антивандальном варианте.

Преимущества и недостатки

Электронные датчики движения, работающие по радиоканалу, имеют ряд особенностей, которые отличают их от проводных датчиков.

К преимуществам беспроводных датчиков можно отнести следующее:

• Отсутствие проводов;
• Простота установки;
• Надёжный канал передачи информации;
• Возможность наращивания системы.

Тот факт, что нет необходимости проводить достаточно сложные монтажные работы, намного удешевляет стоимость системы. Кроме того беспроводные датчики можно без проблем установить в помещениях, где выполнен дорогостоящий ремонт и любые работы по монтажу и прокладке кабеля просто исключаются.

Датчик устанавливается на держатель с помощью пары саморезов или крепится двухсторонним скотчем в любое подходящее место. При таком раскладе оснащение дома или квартиры беспроводной охранной сигнализацией, вместо нескольких дней займет всего 3-4 часа.

Если в проводных системах охранной сигнализации провод может быть повреждён, то радиоканальные системы, избавлены от этого недостатка.

Недостатки. Беспроводные датчики движения кроме достоинств имеют и некоторые недостатки. Прежде всего, это необходимость регулярной замены элементов питания.

Так же строительные материалы, из которых выполнены межкомнатные перегородки или стены, заметно снижают уровень сигнала, а наличие металлических элементов может полностью заблокировать радиосигнал с датчика.

Больше всего радиосигнал ослабляют железобетонные перекрытия, в меньшей степени кирпич, а дерево практически не подавляет радиоизлучения.

Ещё одним недостатком беспроводных датчиков является возможность заглушить сигнал с помощью средств подавления. Радиодатчики работают на частотах 315 и 433 МГц и с помощью достаточно мощного генератора высокой частоты можно подавить сигнал и базовый блок не получит тревожное сообщение с датчика. Подобными способами можно блокировать и сигналы GSM диапазона.

Разновидности датчиков

DD-04С датчик движения

Беспроводные датчики движения для сигнализации разделяются по принципу действия и по месту применения. Устройства, предназначенные для внутренней установки, выпускаются в лёгком пластиковом корпусе современного дизайна, обычно белого цвета. Они вписываются в интерьер любого помещения.

Такие датчики оснащены регулировкой чувствительности, с помощью которой охранный датчик настраивается так, чтобы он не реагировал на домашних животных.

Примером может служить беспроводной датчик DD-04С, который имеет угол захвата равный 90° и обнаружение источника теплового излучения на расстоянии 15 метров.

Уличные беспроводные датчики представляют собой более сложные устройства, поскольку на открытых пространствах гораздо больше факторов способных вызвать ложное срабатывание устройства. Поэтому для контроля за внешними зонами чаще всего применяются комбинированные датчики.

Щит 838W

Уличный беспроводной датчик Щит 838В, состоит из пассивного инфракрасного сенсора и микроволнового модуля. Элементы работают последовательно. Сначала срабатывает инфракрасный датчик, после чего включается микроволновый излучатель.

Если СВЧ модуль не подтвердит наличие движущегося объекта, то сигнал тревоги не включается и устройство автоматически переходит в дежурный режим.

Датчик работает на частоте 433 МГц, а расстояние между ним и базовым блоком может достигать 100 метров при отсутствии капитальных стен.

Где и как расположить беспроводные датчики движения?

Беспроводные датчики в системах охраны обычно устанавливаются в углу между стенами и потолком и ориентируются на входную дверь. Если в помещении одно окно, то датчик с углом обзора 90°, установленный в этом углу, сможет блокировать и дверь и окно. В комнате с большим количеством окон, число датчиков может быть увеличено в зависимости от конфигурации помещения.

Уличные датчики располагаются в местах наиболее вероятного проникновения нарушителя. Если необходимо перекрыть зону большой протяжённости, следует использовать линейные беспроводные датчики, состоящие из передатчика и приёмника и позволяющие блокировать участки длиной до 100 метров.

Источник: http://nabludaykin.ru/besprovodnye-datchiki-dvizheniya/

Датчики движения для систем сигнализации

ИНФРАКРАСНЫЕ
СВЧ
ПОДКЛЮЧЕНИЕ

Датчики (извещатели) движения, используемые в системах охранной сигнализации можно классифицировать по различным параметрам, например, способу передачи сигнала. Здесь существует две группы:

• проводные датчики движения;
• и беспроводные.

Как они устроены, в чем их различия, достоинства и недостатки описано на отдельной странице в разделе про виды и типы датчиков охранной сигнализации. Здесь же давайте рассмотрим особенности их выбора и применения в зависимости от конкретных целей и задач.

Нередко датчики движения называют объемными — это справедливо, но лишь отчасти, поскольку перемещения обнаруживают и другие варианты их исполнения: линейные и поверхностные. Все эти три названия происходят от внешнего вида (конфигурации) зоны обнаружения. Поскольку лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать предлагаю посмотреть на рис. 1.

Срабатывание извещателей происходит при обнаружении движения в соответствующей зоне. В первом случае это объем помещения, во втором — плоскость, поверхностные датчики еще называют «штора», в третьем — луч.

Объемные извещатели в системах охранной сигнализации используются, как правило, во вторых рубежах охраны, то есть, как дополнительные устройства, повышающие надежность обнаружения. На небольших объектах с низкой степенью ответственности, например, дачах иногда используют простейшую сигнализацию, имеющую в своем составе объемный извещатель и приемный прибор или GSM модуль.

Примером такого оборудования может явиться сигнализатор серии Express, описанный в материале про обзор gsm систем.

Извещатели объемного обнаружения являются наиболее распространенными и востребованными среди инсталляторов систем безопасности и по принципу действия бывают:

• инфракрасные (ИК);
• радиоволновые (СВЧ);
• ультразвуковые.

Перечислил я их здесь в порядке уменьшения популярности и в этом же порядке кратко рассмотрю из достоинства, недостатки и особенности.

Инфракрасные охранные датчики движения

Как я уже говорил в системах охранной сигнализации встречаются чаще всего. Принцип их действия основан на отслеживании изменения обстановки в инфракрасном (тепловом) диапазоне излучения.

Основными техническими характеристиками таких извещателей являются:

• дальность действия (обнаружения);
• углы раскрытия диаграмм зоны обнаружения;
• диапазон обнаруживаемых скоростей движения объекта в контролируемой зоне.

Для подавляющего большинства типов объемных датчиков эти параметра примерно одинаковы, по на дальность действия внимание обращать стоит — этот параметр для различных моделей может на несколько метров отличаться. Иногда это бывает критично.

Общей особенностью всех инфракрасных извещателей является их восприимчивость к конвекционным тепловым потокам и засветкам различными источниками света. Это необходимо учитывать при выборе места для установки этих датчиков.

Климатическое исполнение.

Охранные ИК датчики предназначены как для наружной установки так и для монтажа внутри помещений. Устойчивость к внешним воздействиям любого устройства определяют два основных параметра:

• пылевлагозащищенность;
• диапазон рабочих температур.

Для уличного исполнения важны оба этих параметра. При внутренней установке первый момент, как правило, не критичен, а вот минимальную рабочую температуру при установку в неотапливаемых помещениях учитывать нужно. Некоторые про это забывают.

Некоторые инфракрасные датчики имеют такие опции как защита от срабатывания на домашних животных и регулировка чувствительности. В первом случае в описании извещателя указывается наличие такой возможности, а также максимальный вес животного к которому прибор будет невосприимчив.

В зависимости от особенностей помещения в котором планируется установка может оказаться удобным приобретение устройства с возможностью монтажа на кронштейне.

Кроме того, рассматриваемые устройства подразделяются на активные и пассивные. Активные охранные датчики состоят из излучателя и приемника и, как правило, бывают линейного типа. Используются они для контроля протяженных прямолинейных участков, в том числе для охраны периметра территории.

Пассивные более универсальны, могут иметь все рассмотренные здесь зоны обнаружения и применяются значительно шире.

Теперь о стоимости. Розничные цены на инфракрасные датчики для систем охранной сигнализации начинаются от где-то от 500 рублей (по состоянию на декабрь 2016), наиболее известны торговые марки:

• «Астра» — производитель ТЕКО;
• Colt — производитель Pyronix;
• Genius — производитель Crow.

Впрочем, у каждого инсталлятора свои предпочтения, а в различных регионах — тем более. Скажу только, что модельный ряд «Астра» имеет наиболее привлекательную цену, так сказать, эконом класс, причем, достаточно добротный.

Свч датчик движения

СВЧ или радиоволновые датчики движения являются активными устройствами и определяют движение по изменению частоты отраженного от перемещающегося объекта радиосигнала. Кстати, по этому же принципу работают и ультразвуковые извещатели, только излучают они ультразвук.

Распространены СВЧ извещатели значительно меньше чем инфракрасные. Возможно это вызвано тем, что для высокочастотных электромагнитных излучений строительные конструкции типа стен и перекрытий являются частично прозрачными. Таким образом, зона обнаружения радиоволнового датчика может выходить за пределы охраняемого помещения.

Вполне естественно, что это чревато ложными срабатываниями охранной сигнализации. При выборе же прибора с зоной обнаружения гарантированно меньше площади охраняемого помещения мы получим достаточно большое количество не охраняемых участков.

Плюсом СВЧ датчиков движения является устойчивость к воздействиям внешних факторов, в том числе засветкам и тепловым потокам.

Кроме того, радиоволновые извещатели, работающие на одной частоте, подвержены влиянию взаимных помех. Поэтому в непосредственной близости друг от друга возможна установка устройств с различными частотными литерами. Это тоже минус, особенно для крупных объектов.

Цена таких датчиков движения выше инфракрасных в 1,5-2 раза. Тоже, кстати, немаловажный фактор, ограничивающий их применение. Наиболее известны такие модели охранных СВЧ извещателей как Аргус (производитель Аргус-Спектр). Вообще, их выбор невелик.

Комбинированные охранные датчики движения.

Если объединить в одном корпусе и под общим управлением извещатели различного принципа действия, то в итоге получаем комбинированное устройство, способное компенсировать некоторые недостатки «родителей». Сочетание радиоволновых и инфракрасных способов обнаружения позволяет создать прибор, обладающий высокой степенью достоверности обнаружения.

Применяются они (в комбинации ИК+СВЧ) не часто, имеют достаточно высокую цену (от 1500 рублей), но предложение таких устройств достаточно разнообразно.

Поскольку в них присутствует радиоканал, то существует и опасность взаимного влияния датчиков, несмотря на современные алгоритмы обработки сигналов.

Подключение и установка датчиков движения

Начнем с установки. Прежде всего, монтаж датчиков движения должен осуществляться на конструкциях, не подверженных вибрациям. Вызвано это минимизацией вероятностей ложных срабатываний. Кроме того, критичной является высота размещения извещателя. Она указывается в паспорте прибора и составляет порядка 2-3 метров от уровня пола.

При установке рассмотренных видов охранных датчиков следует учитывать те недостатки, которые были изложены выше. Например, инфракрасные следует размещать таким образом, чтобы:

• избежать прямых засветок чувствительного элемента (пиромодуля);
• в непосредственной близости отсутствовали нагревательные приборы, формирующие восходящие тепловые потоки.

Самое главное и очевидное — зоны обнаружения извещателей должны контролировать пути возможного передвижения нарушителя.

Подключение.

Для беспроводных исполнений подключение, как таковое, отсутствует. Необходимо присвоить датчику уникальный для системы сигнализации адрес и при включении он автоматически перейдет в рабочий режим. Как это сделать описывается в инструкции на каждую конкретную модель.

Проводные извещатели, в зависимости от того являются они адресными или нет подключаются каждый по своему. Как подключить каждый такой датчик движения охранной сигнализации поясняет рисунок 2.

На схеме приняты следующие обозначения:

• ПЦН — выход сигнала «Тревога» (реле);
• Вскр — контакты тампера вскрытия корпуса;
• ШС — шлейф сигнализации;
• U — клеммы для подключения питания;
• БП — блок питания.

На реальных приборах обозначения могут быть другими, по назначение контактов от этого не меняется. Вся необходимая информация имеется в паспорте прибора. Позволю себе еще несколько пояснений.

Адресный извещатель подключается с обязательным соблюдением полярности шлейфа сигнализации (рис. 2 а.). Кстати, таким же образом можно подключить датчик с питанием по шлейфу. При использовании проводных датчиков движения с питанием от отдельного блока его подключение осуществляется по схеме на рис.2б. Кстати, на следующей схеме клеммы питания условно не показаны.

В большинстве своем охранные извещатели имеют реле, контакты которого в режиме «охрана» замкнуты, а в «тревоге» размыкаются. Схемы 2б. и 2в. приведены как раз для этого случая. Полярность шлейфа при этом значения не имеет.

Задействовать контакты переключателя вскрытия корпуса (рис.2 в.) вовсе не обязательно, если нет такой необходимости их можно оставить свободными. На работоспособность датчика это не повлияет. Кстати, их имеют не все устройства.

Тампер используется для предотвращения вскрытия прибора посторонними лицами. Если уж все делать по уму, то его вообще лучше включить в отдельный, специально выделенный для этой цели шлейф.

В этом случае можно контролировать неприкосновенность датчика круглосуточно, а не только в охраняемое время, как позволяет это делать приведенная схема. Но целесообразно это для особо важных объектов.

  *  *  *

2014-2020 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Источник: https://video-praktik.ru/signalizacija_datchiki_dvizhenija.html

Датчики движения | Основные виды и их особенности, области применения

Датчик движения — это устройство для получения информации о состоянии контролируемой им системы, преобразующее данные об изменении характеристик исследуемой области в сигнал, удобный для дальнейшего использования.

Если говорить бытовым языком, датчик движения определяет наличие перемещений в видимой ему зоне и в случае обнаружения, выполняет заложенную в нем функцию, чаще всего подает напряжение на один из своих контактов или же наоборот — размыкает выходные контакты.

В повседневной жизни датчики движения чаще всего используются в:

1. Охранных системах, сигнализациях, системах контроле доступа (в том числе автомобильных)

2. Управлении освещением

3. Системах умного дома, для управления различными устройствами вентиляции, кондиционирования, автоматического открывания дверей и т.п.
Под понятием «датчик движения» или «датчик присутствия», часто скрываются устройства совершенно разного принципа действия, выполняющие единую задачу, только различными способами.

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие виды датчиков движения:

1.Инфракрасные датчики движения (ИК)

2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)

3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)

4. Комбинированные датчики движения  
Каждый из этих типов датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны и используется в различных ситуациях и условиях. Основные характеристики свойственные всем датчикам движения такие как: способы установки, подключения, форм-фатор и другие, мы описывали в статье:

А теперь давайте рассмотрим подробнее каждый из типов датчиков движения, принцип их действия, особенности эксплуатации, варианты использования и области применения.

Принцип Действия Инфракрасного датчика движения

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.

Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.

Как работает инфракрасный датчик движения?

Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.

Основные недостатки инфракрасных датчиков движения:

— Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.

— Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.

— Относительно небольшой диапазон рабочих температур

— Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК — излучение материалами

Плюсы инфракрасных датчиков движения:

— Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов

— Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.

— При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая

 Подробное описание установки и подключения инфракрасного датчика движения описано в нашей статье :

RozetkaOnline.ru

Принцип действия ультразвукового датчика движения

Принцип работы ультразвукового датчика движения заключается в исследовании окружающего пространства с помощью звуковых волн, частотой находящейся за пределами слышимости человеческим ухом – ультразвуком. При обнаружении изменения частоты отраженного сигнала, в следствии движения объектов, датчик запускает заложенную в нее функцию. 

Как работает ультразвуковой датчик движения?

Внутри ультразвукового датчика движения расположен генератор звуковых волн (в зависимости от производителя и модели обычно генерируется частота звуковой волны 20-60 кГц), которые излучаются в зоне действия датчика и отражаясь от окружающих объектов поступают обратно в приемник.

Когда в зоне обнаружения ультразвукового датчика движения появляется движущийся объект, частота отраженной от объекта волны изменяется (эффект Доплера), что регистрируется приемником датчика и от него поступает сигнал на выполнение заложенной в ультразвуковой датчик движения функции, это может быть включение освещения или разрыв сигнальной сети охранной системы.

Особо широкое применение ультразвуковые датчики движения получили в автомобильной промышленности: в системах автоматической парковки, в так называемых «парктрониках», а также системах контроля за «слепыми» зонами. В доме хорошо проявляют себя в обнаружении движений в достаточно длинных коридорах, на лестницах и т.п.

Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

— Многие домашние животные слышат ультразвуковые частоты, на которых работает датчик движения, что зачастую вызывает у них сильный дискомфорт

— Относительно невысокая дальность действия

— Срабатывает только на достаточно резкие перемещения, если двигаться совсем плавно – возможно обмануть ультразвуковой датчик движения

Преимущества ультразвуковых датчиков движения:

— Относительно невысокая стоимость

— Не подвергаются влиянию окружающей среды

— Определяют движение вне зависимости от материала объекта

— Имеют высокую работоспособность в условиях высокой влажности или запылённости

— Не зависят от влияния температуры окружающей среды или объектов

Принцип действия микроволнового датчика движения

Микроволновый датчик движения излучает высокочастотные электромагнитные волны (частота волн может быть различной в зависимости от производителя, обычно она составляет 5,8ГГц), которые отражаясь от окружающих объектов регистрируются сенсором и в случае обнаружения малейших изменений отраженных электромагнитных волн, микропроцессор устройства приводит в действие заложенную в него функцию.

Как работает микроволновой датчик движения?

Работа ультразвукового датчика движения во многом схожа с описанным выше ультразвуковым датчиком движения и основана на взаимодействии микроволновых волн с материалом и использовании эффекта Доплера — изменение частоты волны, отраженной от движущихся объектов. Само название «микроволновый» говорит о том, что он работает в диапазоне сверхвысоких частот, его длина волны в приблизительном диапазоне от одного миллиметра до одного метра.

Когда в зоне обнаружение микроволнового датчика движения появляется перемещающийся токопроводящий объект, это регистрируется им и сразу поступает сигнал на выполнение встроенной в него функции.

Преимущества микроволновых датчиков движения:

— Датчик способен обнаруживать объекты за разнообразными диэлектрическими или слабо проводящими ток препятствиями: тонкими стенами, дверьми, стеклами и т.п.

— Работоспособность датчика не зависит от температуры окружающей среды или объектов

— Микроволновый датчик движения способен реагировать на самые незначительные движения объекта

— Датчик обладает более компактными размерами

— Может иметь несколько независимых зон обнаружения

Комбинированные датчики движения

Комбинированные датчики движения совмещают в себе сразу несколько технологий обнаружения движений, например, инфракрасный датчик и микроволновой. Это наиболее удачное решение если требуется наиболее точное определение перемещений в зоне действия датчика. Несколько параллельно работающих каналов обнаружения движений, делают работу такого датчика максимально продуктивной, ведь они дополняют друг друга, замещая недостатки одних технологий – достоинствами других.

Источник: https://rozetkaonline.ru/poleznie-stati-o-rozetkah-i-vikluchateliah/item/54-datchiki-dvizheniya-osnovnye-vidy-i-ikh-osobennosti-oblasti-primeneniya

Датчик движения для освещения: виды, схемы, подключение

Для автоматического включения света используются специальные индикаторы, которые способны распознать присутствие человека в области своего действия. Инфракрасный, микроволновый и ультразвуковой датчик движения для освещения может использоваться как для дома, так и для улицы.

Виды индикаторов

В зависимости от принципа действия существуют такие датчики движения для освещения:

1. Инфракрасный;
2. Ультразвуковой;
3. Микроволновый;
4. Смешанный.

Инфракрасный реагирует на невидимое для человеческого глаза тепловое излучение. Каждое живое существо излучает инфракрасный свет, который воспринимается приемником этого сенсора. Во время преобразования такого сигнала в электрический, происходит замыкание контактов лампы и включается свет. Они бывают двух видов:

Первые реагируют на изменение температуры окружающего фона. Вторые постоянно сканируют помещение при помощи приемника и передатчика. Если при сканировании сигнал прерывается, то включается свет. Для этих сенсоров крайне важна чистота передатчика и приемника, т. к. даже небольшое засорение может стать причиной прерывания сигнала.

Фото — ИК-устройство

Ультразвуковой и микроволновый работают по похожему принципу, но только они срабатывают при помощи звуковых волн. Такие датчики в основном являются только активными, т. е. постоянно сканирующие помещение. Но у микроволнового, в отличие от ультразвукового, есть весомое преимущество – он может работать «сквозь» стены. При этом препятствия недопустимы для инфракрасного датчика.

Фото — сенсор движения для квартиры

Естественно, любой принцип действия не оградит Вас от неожиданного включения света. Ведь некоторые лампы с индикаторами присутствия реагируют на звуки или излучение из вне.

Чтобы исключить вероятность такого аварийного включения системы требуется правильная регулировка датчиков движения для освещения, зачастую настройка производится по собственным потребностям.

Но все производители рекомендуют учитывать инфракрасное излучение животных и реагирование ультразвука.

Фото — приемник и передатчик для контроля освещения

Также датчики классифицируются по типу установки, есть индикаторы движения для того чтобы контролировать уличное освещение и бытовое. Зачастую они различаются конструктивным исполнением. Модели для улицы выполнены в защищенном корпусе, который не поддается физическому воздействию. Также такие сенсоры защищены от проникновения на контакты влаги и пыли. Они идеально подходят для установки на лестницы, работы на улице и т. п.

Бытовые датчики движения для работы освещения также иногда устанавливают в подъезде, но это устройство имеет более слабые антивандальные характеристики. Из-за отсутствия ударопрочного стекла они больше подойдут для монтажа в квартиры или частные дома.

Фото — потолочный индикатор движения для освещения

Советы, как выбрать лампы и датчики для освещения:

1. Для работы на улице специалисты рекомендуют использовать светодиодные прожекторы, которые практически не разбиваются и отлично сопротивляются резким перепада температуры;
2. Всепогодный люминесцентный фонарь идеально подойдет для применения на крупных площадях и производственных объектах;
3. Дома очень удобно работать с сумеречным реле. Это вид датчика, который реагирует не только на изменения среды в диапазоне его действия, но и освещенность конкретного участка. При снижении солнечной активности это датчик замыкает контакты и включает свет. Это наиболее простое и надежное дачное решение, которое также подойдет и для сигнализации (создается эффект присутствия);
4. Подъездное освещение может выполняться при помощи различных светильников, но мы рекомендуем обратить внимание на энергосберегающие диодные лампы.

Фото — принцип работы уличного сенсора

датчик движения для включения света

Установка и настройка

Установка датчиков движения для освещения может производиться на различные поверхности в зависимости от типа их действия. Наиболее простым и надежным считается потолочный инфракрасный. Это устройство пассивного действия, которое включает свет в момент попадания объекта в район приема сигнала, и аналогично, он отключает подачу электричества, если объект вышел из области воздействия.

Электрическая схема подключения датчика движения для освещения имеет следующий вид:

Фото — схема подключения

Для её подключения нужно будет заранее подготовить распределительную коробку, где будет производиться скрутка проводов. Инструкция, как подключить датчик движения к системе освещения своими руками:

1. От датчика отходит три кабеля: питание, ноль и «светильник». В большинстве случаев они имеют такую же индикацию, как и у стандартного выключателя света. Нужно отметить, что специалисты рекомендую монтировать как современный прибор для контроля освещения, так и классический кнопочный выключатель – это позволит обеспечить возможность управления в аварийных ситуациях;
2. Провод светильника подсоединяется к соответствующему кабелю на индикаторе. Ноль соединяется с нулем стационарного выключателя и лампой, а кабель фазы отводится на сеть электропитания квартиры или дома;
3. При соединении следите за тем, чтобы кнопочный выключатель света был подключен параллельно к сенсорному, иначе при скачке напряжения хрупкие составляющие датчика движения просто перегорят;
4. После этого производится регулировка устройства и его проверка. Плановый ремонт и перенастройку производят не реже двух раз в год. Следите за чистотой сенсоров и приемников, иначе сигнал будет прерывистым и работа неправильной.

Этот вариант подойдет для использования в помещении, наружный датчик чаще всего требуется подключать непосредственно к лампе. В таком случае, к светильнику отводится провод лампы и ноль, а питание соединяется с кабелем сети. Эта схема подойдет для работы на лестничных маршах и в тамбурах квартир.

Настройка производится согласно рекомендациям производителя, т. к. у каждой фирмы свои требования. Но при регулировке старайтесь учесть не только погодные факторы, но и аварийное включение света. Например, если нужно, чтобы лампа горела всю ночь или напротив, не реагировала на присутствие.

Купить датчик движения для освещения можно в профессиональном электротехническом магазине, при этом цена зависит от типа и марки устройства. Модели доступны в любых городах: Москве, Минске и других. Стоимость фонаря с инфракрасным индикатором, как правило, немного ниже, чем с ультразвуковым или микроволновым. Это из-за некоторой ограниченности действия.

Источник: https://www.asutpp.ru/datchik-dvizheniya-dlya-osveshheniya.html

Устройство и принцип работы инфракрасных датчиков движения

8 Авг 2016

В основу функционирования инфракрасных датчиков движения положена их способность срабатывать в случаях, когда возникает интенсивное тепловое фоновое излучение. Устройства реагируют, когда источник излучения попадает в непосредственную зону действия устройства. Точность работы прибора зависит от места расположения объекта, вызвавшего срабатывание. Важно учесть, что тепловое излучение вырабатывают не только люди, но и животные, и неодушевленные предметы.

Во избежание ложного срабатывания устройство настроено таким образом, что реагирует в случаях, когда объект имеет соответствующую скорость перемещения, а также он непосредственно пребывает в рабочей зоне чувствительного прибора.

При возникновении обоих условий датчик срабатывает и происходит передача сигнала к электронной схеме управления. Этот блок комплексной системы выполняет определенную (заранее запрограммированную) задачу в зависимости от возникшей ситуации.

В частности, используются конкретные устройства, выполняющие определенные задачи. Среди наиболее активно используемых:

• выключатель освещения,
• охранная сигнализация,
• регулятор интенсивности освещения,
• устройство открывания (закрывания) дверей,
• блокировка доступа.

Вариантов много и они зависят от особенностей территории либо помещения, где установлена система.

Сфера применения

Современные датчики движения являются высокотехнологичными устройствами, способными эффективно работать в различных системах. Потенциала качественных изделий достаточно для использования как в быту, так и в условиях крупных предприятий. Такими устройствами можно оборудовать:

• загородные дома,
• лестничные клетки,
• торговые точки,
• подъезды,
• производственные предприятия,
• объекты бизнеса,
• складские помещения,
• офисы,
• общественные здания,
• различные учреждения.

Область эффективного использования приборов практически не ограничена.

Важно перед окончательным выбором типа устройства учесть специфику работы системы в конкретном месте. Благодаря активному внедрению датчиков ощутимо облегчается работа охранников, сторожей и людей многих других профессий. Также при определенных условиях достижима полная автоматизация, при которой практически не требуется присутствие человека.

Конструктивные особенности

Инфракрасное излучение, вырабатываемое движущимся объектом, распознается пироприемником. Вторым важным элементом конструкции служит мультилинза. Фактически эта деталь являет собой многочисленные мелкие линзы в одном корпусе. Внешний вид мультилинзы схож с матовым цилиндром, на поверхности которого нанесен мелкий узор. В корпусах датчиков мультилинзы расположены перед пироприемниками.

Наличие множества сегментов в мультилинзах неслучайно. Функция каждой мелкой линзы состоит в фокусировании инфракрасного света на один из пироприемников. Как только перемещающийся объект пропадает из зоны видимости одной мелкой линзы, он фиксируется соседней микролинзой. Соответственно, сигнал улавливается другим пироприемником. Таким способом удалось основательно расширить площадь территории, охватываемой одним датчиком.

На пироприемнике наблюдается попеременное присутствие и отсутствие сфокусированного инфракрасного света, что позволяет электронной схеме датчика срабатывать и приводить в действие определенные устройства.

Чувствительность датчика напрямую зависит от числа используемых в микролинзе сегментов. Каждой парой (микролинза – сегмент) проводится контроль определенного пространства. В результате при перемещении объекта в пределах этого сектора срабатывание устройства не происходит.

Для исключения возникновения помех и во избежание ложного срабатывания системы производители инфракрасных датчиков все чаще отдают предпочтение использованию сдвоенных, а в определенных случаях и счетверенных пироэлементов. Последние модели надежно защищены от ложных срабатываний.

Условия эффективной работы

Для обеспечения эффективности функционирования устройства необходимо строго придерживаться нескольких важных правил.

1. Избегать попадания прямого света от ламп освещения.
2. Позаботиться об отсутствии предметов, препятствующих нормальному обзору датчика в зоне его действия, в частности:
   • высоких предметов мебели,
   • колонн,
   • люстр,
   • подвесных осветительных приборов,
   • других предметов, препятствующих работе прибора.

1. Наличие стеклянных перегородок снижает эффективность датчика. Стекло блокирует прохождение инфракрасного света, что чревато возникновением «мертвых зон», то есть участков, пребывающих вне зоны действия датчиков.
2. Монтаж приборов необходимо проводить с учетом их радиусов обнаружения. Важно, чтобы все углы в помещениях попадали в зону контроля системы. Если этого не удается достичь, необходимо установить несколько датчиков. Как правило, 2 или 3 хватает для большинства типов помещений.
3. У любой модели имеется собственная диаграмма обнаружения. Когда возможностей одного устройства недостаточно, придется монтировать несколько датчиков, чтобы перекрыть все пространство помещения. При таком варианте расположения происходит «перехлестывание» диаграмм обнаружения отдельных приборов, что основательно повышает эффективность системы в целом.

Дополнительные возможности

Современные модели датчиков прекрасно справляются с основными задачами. Однако, благодаря новейшим разработкам удалось существенно расширить возможности автоматизированных систем. Они не только четко фиксируют любые перемещения в контролируемых помещениях и соответствующим образом на них реагируют, но и способны выполнять многие важные полезные функции.

Одной из широкой используемых как в промышленных, так и в бытовых условиях возможностей является мониторинг уровня освещенности. Система определяет место нахождения человека, а также проверяет, достаточно ли в этом секторе освещения. Если показатели отличаются от нормы, происходит включение (выключение) соответствующих источников освещения.

Такие системы эффективны не только на различных участках производства и в торговых точках. Их можно активно использовать в подъездах жилых домов, что позволит существенно сэкономить электроэнергию. Хотя подобные приборы несколько дороже от стандартных вариантов, весомое снижение затрат на освещение делает их выгодными в плане материальных затрат.

Источник: https://shop.p-el.ru/blog/datchiki-i-rele/ustroystvo-i-printsip-raboty-infrakrasnykh-datchikov-dvizheniya/

Официальный сайт компании «Ноотехника» | Беспроводной датчик движения

» Продукция » Система радиоуправления nooLite | Умный дом nooLite » Готовые решения » Беспроводной датчик движения

Датчик движения — это очень удобное и простое решение, которое позволяет автоматически включить свет при обнаружении человека. Как правило, такие датчики устанавливаются в коридорах и других местах, где свет забывают выключать или включать его не всегда удобно.

Существует несколько вариантов датчиков, которые отличаются тем, каким способом они определяют человека. Наибольшее распространение получили инфракрасные датчики движения, реагирующие на тепло, которое исходит от тела человека. Дальность действия такого датчика составляет около 5-7 метров, но главным условием обнаружения движения человека является прямая видимость.

Однако, если датчик стоит за углом или смотрит в другую сторону, человека он уже не обнаружит.

Установка непосредственно в месте, где ходят люди, иногда бывает усложнена тем, что к датчику требуется подводить проводку (сеть 220В + провода от светильника). Именно этот факт часто служит причиной, из-за которой отказываются от установки датчика движения в квартирах.

Теперь же установить себе датчик движения можно быстро и просто — поставив беспроводной датчик движения nooLite.

В качестве детектора движения используется беспроводной инфракрасный датчик движения PM112.

Датчик не требует проводки, т.к. работает от двух батареек AAA (не менее 1 года) и передаёт команды включения/выключения света по радио на силовой блок, который устанавливается в светильник. На датчике присутствуют все необходимые регулировки по чувствительность, внешней освещённости и времени, на которое при обнаружении движения включается свет.

Для управления светильником (коммутации сети 220В) используется силовой блок серии SU, SB или SR (варианты силовых блоков), который получает команды управления от датчика.

Устанавливается силовой блок непосредственно возле самого источника света или в месте, где два провода идут к светильнику.

Основные затраты времени на установку такого датчика движения связаны только с подключением силового блока. При наличии всего необходимого это занимает не более 15 минут.

Как установить себе такой датчик движения?

— приобрести подходящий по типу и мощности силовой блок серии SU (SB или SR) — 1 шт. и беспроводной датчик движения PM112- 1 шт. После покупки необходимо будет связать датчик движения с силовым блоком, выполнив процедуру привязки. Приведённый алгоритм будет отличаться лишь тем, что сервисная кнопка будет сразу передавать команду привязки.

Источник: https://www.noo.com.by/besprovodnoj-datchik-dvizheniya.html

Датчики движения для освещения

Датчики движения для освещения — наиболее распространенная разновидность датчиков движения. Разбираемся, как устроен этот прибор, как он функционирует.

Датчики движения: азы

Что это такое? Датчики движения – это сенсоры, реагирующие на появление человека в помещении. При их срабатывании может включаться светильник, видеокамера над входной дверью или система кондиционирования.

Как правило, эти приборы устанавливают в местах, где люди не находятся постоянно: в коридорах, прихожих, на лестницах.

Датчик движения для включения света – самая популярная разновидность. Светильник с датчиком движения позволяет экономить до 70% электроэнергии, затрачиваемой на освещение помещений.

Примеры настенных датчиков движения.

Тепло-холодно. Датчик присутствия, основанный на двойной технологии, включает в себя ИК-датчик и датчик движения. Система сигнализации срабатывает при получении сигналов от двух сенсоров датчика. Иными словами, если ветер колышет занавески в комнате — датчик не реагирует. Но как только на окно прыгнет кошка и сработает тепловой датчик, система включится в работу.

Принцип работы датчика движения

Фотоэлемент + тепловой фон. Датчик движения довольно «умен»: по комнате люди движутся и днем, но свет он зажигает лишь по вечерам. Дело в том, что в приборе имеется фотоэлемент, благодаря которому он срабатывает только в темное время суток. Кроме того, современные модели реагируют на изменение теплового фона.

Датчики движения для освещения состоят из пассивного детектора инфракрасного излучения и электронного выключателя. Если тепловой фон меняется, то датчик срабатывает. Причем реагирует прибор только, если тепловая среда меняется, то есть источник тепла приходит в движение. Если же объект статичен (человек уснул) — датчик выключается.

Подальше от батарей! Не рекомендуется монтировать датчики движения вблизи отопительных приборов: от них поднимаются волны теплого воздуха (т.н. конвекция). В результате может произойти ложное срабатывание прибора.

Автоматически или вручную? Некоторые датчики работают исключительно в автоматическом режиме, в других есть опция переключения на ручной режим. Как правило, пользователь имеет возможность сам настроить размеры теплового объекта, на который должен реагировать датчик, время срабатывания и время задержки перед выключением, уровень освещенности.

Бесконтактные смесители. Датчики движения используются не только в светильниках, но и в смесителях. К бесконтактным смесителям достаточно лишь поднести руки, и вода сама начинает течь из крана. Подобная технология призвана экономить воду – как дома, так и в общественных местах.

Где монтировать датчик движения?

В ширину и в высоту. Датчики в помещении монтируют на высоте 80-100 см от пола, чтобы в их «поле зрения» не попадали домашние животные. Зона контроля датчиков – 90-180 градусов по горизонтали и 10-15 градусов по вертикали. Модели для лестниц рассчитаны на 30 градусов по горизонтали. Так в зону их действия попадают и люди, поднимающиеся по лестнице. Радиус действия прибора обычно ограничивается 6-8 метрами. 

В статье использованы изображения: 
busch-jaeger.de

Источник: http://www.4living.ru/items/article/motion-sensor/

Принцип работы скрытого объёмного датчика движения — Блог B.E.G

Виды устройств
Виды объемных датчиков движения по принципу действия
Какие характеристики учесть при выборе
Объемные датчики движения B.E.G.

Объемный датчик движения реагирует на перемещение источников тепла (инфракрасного излучения) различной формы и размеров. Устройства применяют для охраны, управления освещением в зданиях коммерческого, промышленного и бытового назначения. Современные датчики при обнаружении движения в подконтрольной зоне могут не только включать свет, видеокамеру, отправлять сигнал на пульт охраны, но и оповещать владельца через SMS или по другим каналам связи.

Виды устройств

Пассивные объемные датчики. Детектор улавливает тепло от всех объектов и реагирует на изменение его положения. Движение фиксирует линза Френеля, состоящая из нескольких секторов. Скорость срабатывания датчика выше, если объект пересекает сегменты в перпендикулярном направлении, а не в продольном. Это свойство учитывают при выборе места для монтажа.

Активные объемные датчики. Устройства сами генерируют сигнал и отправляют его в помещение. Волны отражаются от предметов в подконтрольной зоне и возвращаются на приемник. Контроллер датчика рассчитывает время отражения излучения и по нему определяет движущиеся объекты. Активные сенсоры работают с ультразвуком, поэтому разрешены для использования только в помещениях, где нет людей.

Виды объемных датчиков движения по принципу действия

Акустические

Датчик срабатывает, когда уровень шума в помещении превышает заданный порог (например, при разбивании стекла). Устройства не работают с излучением, поэтому дальность действия и площадь подконтрольной зоны зависят только от заводских характеристик и настроек пользователя. Конструкция такого датчика движения включает микрофон с высокой чувствительностью, фильтр для отсеивания шумов, кратковременных звуковых колебаний различной природы и т. д. Преимущества акустических моделей:

• установка без дополнительных разрешений;
• возможность монтажа для локальной охраны (оконные проемы);
• простота в эксплуатации и обслуживании.

Акустические датчики требуют точной настройки для снижения числа ложных срабатываний.

Инфракрасные (тепловые)

Сенсоры реагируют на источники ИК-излучения в зоне действия, сравнивая их температуру с окружающей средой. Чувствительный элемент – пироэлектрический детектор, который преобразует тепловые лучи в электрический сигнал. В сочетании с линзой Френеля он дает широкий угол сканирования по вертикали и горизонтали. Тепловые датчики движения являются одними из самых надежных и популярных, отличаются низким процентом ложных срабатываний. Преимущества устройств:

• простая установка;
• различение людей и животных для снижения числа ложных срабатываний;
• возможность интеграции в систему охранной сигнализации, а также подключение к осветительным приборам.

Датчики размещают вдали от обогревателей, радиаторов, чтобы восходящие тепловые потоки не вызывали ложных срабатываний. Устройства с негерметичным корпусом также требуют периодической чистки, удаления пыли и насекомых.

Ультразвуковые

Активные датчики отправляют в пространство звуковые сигналы высокой частоты (22–40 кГц). Когда волна встречает преграду, характер колебаний меняется, вызывая реакцию устройства. Сигналы не проходят сквозь препятствия, поэтому сенсоры эффективны только в открытом пространстве. Преимущества ультразвуковых моделей:

• стабильная работа вне зависимости от внешних воздействий;
• быстрая реакция.

Ультразвук может раздражать домашних животных, провоцировать приступы необоснованного страха у чувствительных людей. Несколько датчиков движения в одном помещении часто вызывают взаимные помехи. Устройства такого типа используют для охраны витрин магазинов – это небольшие пространства без помех и без присутствия человека.

Микроволновые (сверхвысокочастотные – СВЧ, радиоволновые)

Датчик отправляет в пространство радиоволны и срабатывает на изменение их частоты. Устройства имеют широкий угол охвата до 150 градусов и дальность действия в несколько десятков метров. Радиоволны способны преодолевать препятствия, но мощность сигнала при этом теряется. Преимущества моделей:

• обнаружение объектов за пределами помещения;
• отсутствие влияния температуры и внешних факторов на точность срабатывания.

Микроволновые датчики могут вызывать помехи в электронном оборудовании и других сенсорах, установленных в комнате.

Какие характеристики учесть при выборе

Подбором, монтажом, настройкой оборудования должны заниматься специалисты. Надежность и эффективность системы напрямую зависит от уровня подготовки мастера. В случае ошибки увеличится число ложных срабатываний или система вообще не будет функционировать. При выборе датчиков движения учитывают следующие параметры:

• атмосферостойкость. Для эксплуатации в промышленных помещениях и на улице выбирают модели с защитой корпуса не ниже IP56. Для квартир, домов, магазинов, офисов подойдут устройства класса IP34;
• реакцию на внешние факторы. Датчики объема разных типов могут срабатывать на тепловое излучение от приборов и оборудования, установленного в комнате, на свет от фар проезжающих автомобилей. При выборе анализируют особенности участка, предназначенного для монтажа;
• назначение. В зависимости от целей установки применяют инфракрасные, радиоволновые сенсоры, датчики разбития стекла и т. д.;
• внешний вид. Можно выбрать устройство для скрытого монтажа, которое будет незаметным в помещении. Важен и дизайн. Оборудование должно гармонировать с интерьером или экстерьером, чтобы не привлекать к себе лишнего внимания.

Объемные датчики движения B.E.G

Компания Brück Electronic GmbH предлагает оборудование премиум-класса для офисов, учебных классов и аудиторий, лестниц, туалетов, ванных комнат, холлов, автопарковок, логистических терминалов и других объектов. Объемные датчики B.E.G. созданы на основе микроволновой технологии. Преимущества оборудования:

• прочный корпус с высокой степенью влаго- и пылезащиты;
• широкий угол обзора (до 360 градусов);
• анализ текущей освещенности в подконтрольной зоне при интеграции в систему управления освещением;
• точная настройка с помощью интуитивно понятных приложений;
• широкий ассортимент датчиков для настенного и потолочного монтажа, для уличного использования с дальностью действия до 40 м в корпусах разного цвета.

Линейка B.E.G. позволяет реализовать проекты любой сложности от автоматизации освещения в небольшой кухне до охраны платных парковок. Чтобы правильно выбрать датчики и другие комплектующие систем, обратитесь за помощью к специалистам.

Источник: https://beg-russia.ru/blog/2018/01/17/obemnye-datchiki-dvizheniya/

Пироэлектрический инфракрасный (PIR) датчик движения и Arduino

PIR (пассивные инфракрасные датчики) сенсоры позволяют улавливать движение.

Очень часто используются в системах сигнализации. Эти датчики малые по габаритам, недорогие, потребляют мало энергии, легки в эксплуатации, практически не подвержены износу. Кроме PIR, подобные датчики называют пироэлектрическими и инфракрасными датчиками движения.

Пирлоэлектрический датчик движения — общая информация

ПИР датчики движения по сути состоят из пироэлектрического чувствительного элемента (цилиндрическая деталь с прямоугольным кристаллом в центре), который улавливает уровень инфракрасного излучения. Все вокруг излучает небольшой уровень радиации. Чем больше температура, тем выше уровень излучения.

Датчик фактически разделен на две части. Это обусловлено тем, что нам важен не уровень излучения, а непосредственно наличие движение в пределах его зоны чувствительности.

Две части датчика установлены таким образом, что если одна половина улавливает больший уровень излучения, чем другая, выходной сигнал будет генерировать значение high или low.

Сам модуль, на котором установлен датчик движения, состоит также из дополнительной электрической обвязки: предохранители, резисторы и конденсаторы. В большинстве недорогих пир-датчиков используются недорогие чипы BISS0001 («Micro Power PIR Motion Detector IC»). Этот чип воспринимает внешний источник излучения и проводит минимальную обработку сигнала для его преобразования из аналогового в цифровой вид.

Одна из базовых моделей пироэлектрических датчиков подобного класса выглядит так:

Более новые модели PIR-датчиков имеют дополнительные выходы для дополнительной настройки и установленные коннекторы для сигнала, питания и земли:

ПИР датчики отлично подходят для проектов, в которых необходимо определять наличие или отсутствие человека в пределах определенного рабочего пространства. Помимо перечисленных выше достоинство подобных датчиков, они имеют большую зону чувствительности. Однако учтите, что пироэлектрические датчики не предоставят вам информации о том, сколько человек вокруг и насколько близко они находятся к датчику. Кроме того, сработать они могут и на домашних питомцев.

Общая техническая информация

Эти технические характеристики относятся к PIR датчикам, которые продаются в магазине Adafruit. Принцип работы аналогичных датчиков похожий, хотя технические характеристики могут отличаться. Так что прежде чем работать с ПИР-датчиком, ознакомьтесь с его даташитом.

• Форма: Прямоугольник;
• Цена: около 10.00 долларов в магазине Adafruit;
• Выходной сигнал: цифровой импульс high (3 В) при наличии движения и цифровой сигнал low, когда движения нет. Длина импульса зависит от резисторов и конденсаторов на самом модуле и разная в различных датчиках;
• Диапазон чувствительности: до 6 метров. Угол обзора 110° x 70°;
• Питание: 3В — 9В, но наилучший вариант — 5 вольт;
• BIS0001 (даташит);
• RE200B (даташит);
• NL11NH (даташит);
• Parallax (даташит).

Ссылки для заказа оборудования, которое используется в статье в дальнейшем из Китая

>Для заказа с Aliexpress:

Принцип работы пироэлектрических (PIR) датчиков движения

PIR датчики не такие простые как может показаться на первый взгляд. Основная причина — большое количество переменных, которые влияют на его входной и выходной сигналы. Чтобы объяснить основы работы ПИР датчиков, мы используем рисунок, приведенный ниже.

Пироэлектрический датчик движения состоит из двух основных частей. Каждая из частей включает в себя специальный материал, чувствительный к инфракрасному излучению. В данном случае линзы особо не влияют на работу датчика, так что мы видим два участка чувствительности всего модуля. Когда датчик находится в состоянии покоя, оба сенсора определяют одинаковое количество излучения.

Например, это может быть излучение помещения или окружающей среды на улице. Когда теплокровный объект (человек или животное), проходит мимо, он пересекает зону чувствительности первого сенсора, в результате чего  на модуле ПИР датчика генерируются два различных значения излучения. Когда человек покидает зону чувствительности первого сенсора, значения выравниваются.

Именно изменения в показаниях двух датчиков регистрируются и генерируют импульсы HIGH или LOW на выходе.

Конструкция PIR датчика

Чувствительные элементы ПИР датчика устанавливается в металлический герметический корпус, который защищает от внешних шумов, перепадов температур и влажности. Прямоугольник в центре сделан из материала, который пропускает инфракрасное излучение (обычно это материал на основе силикона). За этой пластиной устанавливаются два чувствительных элемента.

Рисунок из даташита Murata:

Рисунок из даташита RE200B:

На рисунке из даташита RE200B видно два чувствительных элемента:

На рисунке выше приведена внутренняя схема подключения.

Линзы

Инфракрасные датчики движения практически одинаковые по своей структуре. Основные отличия — чувствительность, которая зависит от качестве чувствительных элементов. При этом значительную роль играет оптика.

На рисунке выше приведен пример линзы из пластика. Это значит, что диапазон чувствительности датчика представляет из себя два прямоугольника. Но, как правило, нам нужно обеспечить большие углы обзора.

Для этого можно использовать линзы, подобные тем, которые используются в фотоаппаратах. При этом линза для датчика движения должна быть маленькая, тонкая и изготавливаться из пластика, хотя он и добавляет шумы в измерения.

Поэтому в большинстве PIR датчиков используются линзы Френеля (рисунок из Sensors Magazine):

Линзы Френеля концентрируют излучение, значительно расширяя диапазон чувствительности пиродатчиков (рисунок с BHlens.com)

Рисунок из Cypress appnote 2105:

Теперь у нас есть значительно больший диапазон чувствительности. При этом мы помним, что у нас два чувствительных элемента и нам нужны не столько два больших прямоугольника, сколько большое количество маленьких зон чувствительности. Для этого линза разделяется на несколько секций, каждая из которых представляет из себя отдельную линзу Френеля.

На рисунке ниже можно увидеть отдельные секции — линзы Френеля:

На этом макроснимке обратите внимание, что фактура отдельных линз отличается:

В результате формируется целый набор чувствительных участков, которые взаимодействуют между собой.

Рисунки из даташита NL11NH:

Ниже еще один рисунко. Более яркий, но менее информативный. Кроме того, обратите внимание, что у большинства датчиков угол обзора составляет 110 градусов, а не 90.

Рисунок из IR-TEC:

Подключение PIR датчика движения

Большинство модулей с инфракрасными датчиками движения имеют три коннектора на задней части. Распиновка может отличаться, так что прежде чем подключать, проверьте ее! Обычно рядом с коннекторами сделаны соответсвующие надписи.

Один коннектор идет к земле, второй выдает интересующий нас сигнал с сенсоров, третий — земля. Напряжение питания обычно составляет 3-5 вольт, постоянный ток. Однако иногда встречаются датчики с напряжением питания 12 вольт. В некоторых больших датчиках отдельного пина сигнала нет.

Вместо этого используется реле с землей, питанием и двумя переключателями.

Для прототипа вашего устройства с использованием инфракрасного датчика движения, удобно использовать монтажную плату, так как большинство данных модулей имеют три коннектора, расстояние между которыми рассчитано именно под отверстия макетки.

В нашем случае красный кабель соответсвует питанию, черный — земле, а желтый — сигналу. Если вы подключите кабели неправильно, датчик не выйдет из строя, но работать не будет.

Тестирование PIR датчика движения

Соберите схему в соответсвии с рисунком выше. В результате, когда PIR датчик обнаружит движение, на выходе сгенерируется сигнал HIGH, который соответсвует 3.3 В и светодиод загорится.

Источник: http://arduino-diy.com/arduino-piroelektricheskiy-infrakrasnyy-PIR-datchik-dvizheniya

Как работает PIR датчик HC-SR501, и его взаимодействие с Arduino

Лаборатория каждого сумасшедшего ученого, или секретная комната подростка, нуждается в улучшенной защите от вторжения мошенников или братьев и сестер. Если вы один из них, вам, вероятно, стоит подумать о приобретении пассивного пироэлектрического инфракрасного (PIR) датчика. PIR датчики позволяют вам определять, когда кто-то находится в комнате, когда не должен быть там.

Рисунок 1 – Как работает PIR датчик HC-SR501, и его взаимодействие с Arduino

Хотя это может показаться чем-то из шпионского фильма, но вы, вероятно, используете PIR датчики каждый день. Этот датчик вы можете найти в большинстве современных систем безопасности, автоматических выключателях света, механизмах открывания гаражных ворот и аналогичных применениях, где работа какого-либо электрического устройства необходима только в присутствии людей.

Как работает PIR датчик движения?

Если вы не знали, все объекты с температурой выше абсолютного нуля (0 Кельвинов / -273,15°C), включая человеческие тела, испускают тепловую энергию в виде инфракрасного излучения. Чем горячее объект, тем большее излучение он излучает.

PIR датчик разработан специально для обнаружения таких уровней инфракрасного излучения. В основном он состоит из двух основных составляющих: пироэлектрического датчика и специальной линзы, называемой линзой Френеля, которая фокусирует инфракрасные сигналы на пироэлектрический датчик.

Рисунок 2 – PIR датчик, пироэлектрический датчик, два слота обнаружения

Пироэлектрический датчик на самом деле имеет две прямоугольные прорези, выполненные из материала, который пропускает инфракрасное излучение.

За ними находятся два отдельных инфракрасных сенсорных электрода: один из которых отвечает за создание положительного выходного сигнала, а другой – отрицательного. Причина такого решения заключается в том, что мы ищем изменение инфракрасных уровней, а не сами окружающие инфракрасные уровни.

Два электрода подключены так, чтобы они подавляли друг друга. Если одна половина видит больше или меньше инфракрасного излучения, чем другая, выходной сигнал будет высоким или низким.

Когда датчик находится в режиме ожидания (то есть вокруг датчика нет движения), оба слота обнаруживают одинаковое количество инфракрасного излучения, что приводит к нулевому выходному сигналу.

Но когда мимо проходит теплый объект, подобный человеку или животному; сначала он перекрывает одну половину PIR датчика, что вызывает появление положительного дифференциального изменения между двумя половинами.

Когда теплый объект покидает чувствительную область, происходит обратное, в результате чего датчик генерирует отрицательное дифференциальное изменение.

Соответствующий импульс сигналов приводит к тому, что датчик устанавливает на выходном выводе высокий логический уровень.

Рисунок 3 – Принцип действия PIR датчика

PIR детектор движения HC-SR501

Для большинства наших проектов на Arduino, которые должны определять, когда человек покинул или вошел в зону, или приблизился, PIR датчики HC-SR501 являются отличным выбором. Они имеют низкое энергопотребление и низкую стоимость, довольно прочные, имеют широкий диапазон линз, с ними легко взаимодействовать, и они безумно популярны среди любителей.

PIR датчик HC-SR501 имеет три вывода: питание VCC, выход и земля (показано на рисунке ниже). Он имеет встроенный стабилизатор напряжения, поэтому он может питаться от любого постоянного напряжения от 4,5 до 12 вольт, обычно используется 5В. Кроме этого, у него есть несколько настроек. Давайте проверим их.

Рисунок 4 – Распиновка PIR датчика. Расположение компонентов на плате.

На плате есть два потенциометра для настройки пары параметров:

• Чувствительность – устанавливает максимальное расстояние, на котором может быть обнаружено движение. Оно варьируется от 3 до 7 метров. На реальное расстояние, которое вы получите, может влиять планировка вашего помещения.
• Время – устанавливает время, в течение которого выходной сигнал останется на высоком логическом уровне после обнаружения. Минимум – 3 секунды, максимум – 300 секунд или 5 минут.

Наконец, на плате есть перемычка (на некоторых моделях перемычка не впаяна). У нее есть два варианта настройки:

• H – это удержание / повтор / повторный запуск. В этом положении HC-SR501 будет продолжать выдавать высокий логический уровень, пока он продолжает обнаруживать движение. Рисунок 5 – Работа PIR датчика HC-SR501 в режиме повторного запуска
• L – это прерывающийся или неповторяющийся / без повторного запуска. В этом положении выходной сигнал останется на высоком логическом уровне в течение времени, установленного регулировкой потенциометра TIME. Рисунок 6 – Работа PIR датчика HC-SR501 в режиме без повторного запуска

Повышение универсальности PIR датчика HC-SR501

Печатная плата HC-SR501 имеет площадки для двух дополнительных компонентов. Они обычно обозначаются как «RT» и «RL». Обратите внимание, что на некоторых платах обозначения могут быть закрыты «купольной» линзой на стороне, противоположной компонентам.

Рисунок 7 – PIR датчик. Площадки для фоторезистора и термистора

• RT – предназначен для термистора или термочувствительного резистора. Его добавление позволяет использовать HC-SR501 при экстремальных температурах, а также в некоторой степени повышает точность детектора.
• RL – это место для подключения светочувствительного резистора (LDR) или фоторезистора. При добавлении этого компонента HC-SR501 будет работать только в темноте, это обычное применение для систем освещения, чувствительных к движению.

Дополнительные компоненты могут быть припаяны непосредственно к плате или выведены в удаленные места с помощью проводов и разъемов.

Распиновка PIR датчика HC-SR501

HC-SR501 имеет 3-контактный разъем, который соединяет его с внешним миром. На него выведены следующие контакты:

Рисунок 8 – Распиновка PIR датчика HC-SR501

VCC – вывод питания для PIR датчика HC-SR501, к которому мы подключаем вывод 5V на Arduino.

Выходной контакт – логический выход с TTL уровнем 3,3 В. Низкий логический уровень означает, что движение не обнаружено, высокий логический уровень означает, что было обнаружено какое-то движение.

GND должен быть подключен к земле Arduino.

Использование PIR датчика в качестве автономного устройства

Одна из причин, по которой PIR датчик HC-SR501 является чрезвычайно популярным, заключается в том, что он является очень универсальным датчиком, который самодостаточен. А подключив его к каким-либо микроконтроллерам, таким как Arduino, вы сможете еще больше расширить его универсальность. Для нашего первого эксперимента мы будем использовать HC-SR501 отдельно, чтобы показать, насколько он полезен сам по себе.

Схема соединений для этого эксперимента очень проста. Батареи подключены к выводам датчика VCC и GND, а маленький красный светодиод подключен к выходному контакту через ограничивающий ток резистор 220 Ом. И всё!

Теперь, когда PIR обнаруживает движение, на выходном контакте появляется высокий логический уровень, и светодиод загорается!

Рисунок 9 – Тестовая схема подключения PIR датчика без использования Arduino. Она показывает, как можно использовать PIR датчик в автономных приложениях.

Помните, что при включении питания необходимо подождать 30-60 секунд, пока PIR датчик не адаптируется к инфракрасной энергии в помещении. В течение этого времени светодиод может немного мигать. Подождите, пока светодиод не погаснет, а затем подвигайтесь перед ним, махая рукой, чтобы увидеть, что светодиод загорается.

Подключение PIR датчика к Arduino UNO

Теперь, когда у нас есть полное понимание того, как работает PIR датчик, мы можем подключить его к нашей плате Arduino!

Подключить PIR датчики к микроконтроллеру очень просто. PIR действует как цифровой выход, поэтому всё, что вам нужно делать, это отслеживать, когда на его выходном выводе установится высокий логический уровень (обнаружено движение) или низкий логический уровень (не обнаружено). Подайте на PIR датчик напряжение 5 В и подключите землю. Затем подключите выход к цифровому выводу 2.

Вам нужно установить перемычку на HC-SR501 в положение H (повторный запуск), чтобы он работал правильно. Вам также нужно будет установить время на минимум (3 секунды), повернув потенциометр «время» против часовой стрелки до упора. Установите чувствительность в любое положение, которое вам нужно, либо, если не уверены, установите ее в среднее положение.

Теперь вы готовы загрузить код и начать работу PIR датчиком.

Рисунок 10 – Подключение PIR датчика к Arduino UNO

Код Arduino

Код очень прост и в основном отслеживает, является ли входной сигнал на выводе 2 высоким или низким.

int ledPin = 13; // выбор вывода для светодиода int inputPin = 8; // выбор входного вывода (для PIR датчика) int pirState = LOW; // начинаем работу, предполагая, что движение не обнаружено int val = 0; // переменная для чтения состояния вывода void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); // настраиваем вывод светодиода, как выход pinMode(inputPin, INPUT); // настраиваем вывод датчика, как вход Serial.begin(9600); } void loop() { val = digitalRead(inputPin); // прочитать входное значение if (val == HIGH) // проверить, есть ли на входе высокий логический уровень { digitalWrite(ledPin, HIGH); // включить светодиод if (pirState == LOW) { Serial.println(«Motion detected!»); // напечатать об изменении выхода pirState = HIGH; } } else { digitalWrite(ledPin, LOW); // выключить светодиод if (pirState == HIGH) { Serial.println(«Motion ended!»); // напечатать об изменении выхода pirState = LOW; } } }

В конце, при обнаружении движения мы печатаем сообщение в монитор последовательного порта.

Рисунок 11 – Вывод приложения PIR датчика в мониторе последовательного порта

Что нужно учесть перед проектированием приложений на базе PIR датчиков

Как и для большинства PIR датчиков, HC-SR501 требуется некоторое время для адаптации к инфракрасной энергии в помещении. Это занимает от 30 до 60 секунд при первом включении датчика.

Кроме того, датчик имеет период «сброса» около 5 или 6 секунд после считывания. В течение этого времени он не обнаружит никакого движения.

При проектировании системы на базе HC-SR501 вам необходимо будет учитывать эти длительности задержек.

Оригинал статьи:

• How HC-SR501 PIR Sensor Works & Interface It With Arduino

Теги

ArduinoMCUPIRPIR датчикДатчикДатчик движенияИнфракрасное излучениеЛинза ФренеляМикроконтроллерПироэлектрический датчик

Источник: https://radioprog.ru/post/734

Чем датчики открытия отличаются от датчиков движения. Почему нужно использовать оба типа устройств

Наши пользователи порой задаются вопросом: зачем использовать два типа датчиков. С точки зрения потребителя подойдёт и один – например, датчик движения. Однако специалисты Perenio рекомендуют использовать оба устройства. Чем отличаются датчики открытия от датчиков движения и как оптимально использовать их в системе управления зданием – читайте ниже. 

Что такое датчик открытия

Механизм этого устройства прост и имеет научное название “геркон”. Он состоит из магнита и датчика. Стоит удалить или приблизить магнит, как датчик срабатывает и передает сигнал на контроллер – устройство, запускающее одну или несколько программ. Самый простой вариант — включить сирену. Однако современные технологии позволяют разнообразить использование беспроводного датчика открытия. 

Он может помочь в решении житейских проблем. Например, если установить его на двери холодильника, можно узнать, поел человек или нет. А разместив его на ящике с медикаментами – удостовериться, принимались ли лекарства. Это полезно при уходе за пожилыми людьми. Датчик можно разместить на секретере или двери бара: так вы узнаете, не заглядывает ли ваш ребенок куда не надо.

Компания Perenio предлагает своим клиентам современный датчик открытия PECWS01. Он компактен (45х30х19 мм), легко крепится с помощью 3М ленты. Батарейка медленно садится: за счет протокола передачи ZigBee одной хватит на два года. Прост в установке.

Что такое датчик движения

Каждый, кто ездил в метро, не раз сталкивался с датчиками движения. Например, в турникетах размещаются фотоэлектрические. Кроме них сегодня существуют томографические или микроволновые датчики – ультразвуковые устройства, основанные на принципе эхолокации. В системах управления зданиями чаще всего используются инфракрасные датчики: они удобнее, компактнее и главное – идентифицируют движение тепловых объектов, а именно человека. 

В актив инфракрасных датчиков движения для охраны помещения входят специальные чувствительные линзы, которые улавливают любое изменение ИК-излучения. Линзы хорошо заметны на самом приборе – именно из них состоит ячеистая поверхность. Чем больше линз и чем чувствительнее элементы, из которых они сделаны, тем лучше будет выполнять свои функции датчик движения. 

Компания Perenio разработала датчик движения PECMS01, который соответствует стандартам CE, EAS, RoHS, UA.TR и использует технологию PIR. Это значит, что он обладает пассивным ИК-сенсором, который улавливает изменение ИК-излучения.

Активные датчики сами генерируют волны, поэтому обычно используются в более дорогостоящих устройствах или в системах, которые задействуют другие технологии. Однако для комплексных систем управления зданиями PECMS01 достаточно. Его зона покрытия – шесть метров.

В нем, как во всей продукции Perenio, учтены принципы энергоэффективности: батарея может работать до двух лет.

Отметим различия датчиков движения и присутствия. Второй тип более чувствительный и реагирует на любое движение – даже на поднятую голову или взмах руки. Поэтому датчики присутствия часто используются для автоматизации климата и света. Например, если в помещении никого нет, они могут выключать свет автоматически. Включить их можно будет только при активации кода. Такие приборы обычно стоят дороже, поэтому их использование в системах управления может обойтись в крупную сумму.

Датчики движения можно использовать в охранных системах или вместе с устройствами для автоматизации климата или освещения. Датчики движения используют сигнал тревоги и могут отправлять онлайн оповещение на ваш смартфон через интернет. Они используют ИК-излучение, а потому будут работать и при дневном свете, и в темное время суток. Подключить датчик движения легко – стоит только найти нужное для установки место. 

Почему рекомендуется использовать одновременно датчики движения и датчики открытия

Датчики движения и открытия отличаются в первую очередь технологиями. ИК-сенсоры сложнее, чем геркон, поэтому и недостатков у них больше. Во-первых, датчики движения для входной двери восприимчивее к помехам, поэтому в наиболее уязвимых местах лучше заменить их на датчики открытия.

Простой пример: чем выше температура, тем хуже срабатывают ИК-сенсоры и при температуре около 35-37 градусов они фактически бесполезны. Поэтому ставить их на окна или в местах прямого воздействия солнечных лучей бессмысленно. К тому же, они восприимчивы к радиопомехам.

Эти недостатки характерны не только для простых систем, но и для более сложных, поэтому не важно, используете ли вы пассивный датчик движения для лестницы или же дорогое устройство обнаружения присутствия.

Мы рекомендуем своим клиентам выбирать комплексное решение. Если в помещении много дверей, то можно использовать один датчик движения. Но в связке с датчиком открытия вы сможете получить более точный мониторинг проникновений в помещение. 

Теперь вы знаете нюансы и отличия датчиков открытия и движения, поэтому выбор станет еще проще. Если у вас возникнут вопросы или же потребуется консультация, то наши специалисты готовы рассказать об устройствах подробнее и порекомендовать оптимальное решение. 

Источник: https://perenio.ru/blog/chem-datchiki-otkrytiya-dverej-otlichayutsya-ot-datchikov-dvizheniya-pochemu-nuzhnoispolzovat-oba-tipa-ustrojstv