Rosnerud-spb.ru

Ремонт СПБ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Датчик движения описание работы

Конструктивно датчик движения содержит несколько составляющих элементов, которые будут отличаться в зависимости от типа.

Рис. 1. Устройство датчика движения

Для примера рассмотрим устройство инфракрасного сенсора, который состоит из:

  • пироэлемента PIR, реагирующего на изменение физических параметров окружающей среды;
  • полевого транзистора T1, выступающего в роли электронного ключа;
  • шунтирующего резистора R1, подключенного параллельно к пироэлементу.

Принцип действия заключается в способности пироматериала изменять собственные характеристики в зависимости от степени теплового излучения, попадающего на него. Световой поток уменьшает сопротивление пироэлемента PIR и через него приходит сигнал на открытие полевого транзистора. В таком состоянии ток будет протекать через нагрузку, в роли которой может выступать катушка реле или другой логический элемент. В случае появления человека или другого объекта в области действия датчика, световой поток прервется и перестанет воздействовать на пироэлемент, сработает автоматика, выдающая соответствующий сигнал о возникновении движения.

Определение присутствия

1.1 Passive infrared – технология

Схематическое изображение спектра солнечного света

Зона 1: коротковолновая, ультрафиолетовая часть спектра, невидимая для глаза человека.
Зона 2: видимая часть спектра.
Зона 3: длинноволновая, инфракрасная часть.
Зона 4: Тепловое излучение человека.

Любой объект, обладающий какой-то температурой, становится источником электромагнитного (теплового) излучения, в том числе – человеческое тело. Длина волны этого излучения зависит от температуры и находится в инфракрасной части спектра. Это излучение невидимо для глаза и улавливается только датчиками. Их еще называют PIR-датчиками.

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

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

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

Для того, чтобы датчик среагировал на движение, применяют специальные линзы (линзы Френеля) с несколькими фокусирующими участками, которые разбивают общую тепловую картину на активные и пассивные зоны, расположенные в шахматном порядке. Человек, находясь в сфере работы датчика, занимает несколько активных зон полностью или частично. Поэтому, даже при минимальном движении происходит перемещение из одних активных зон в другие, что вызывает срабатывание датчика. Фоновая тепловая картина, как правило, меняется очень медленно и равномерно. Датчик на нее не реагирует. Высокая плотность активных и пассивных зон позволяет датчику надежно определить присутствие человека даже при малейшем движении.

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

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

Кроме того, датчики HTS, обладая массой других свойств, выгодно отличаются от традиционных датчиков движения.

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

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

Для обнаружения оптимальным является датчик присутствия потолочного монтажа с 360° обзором.

Преимущества:

  • нет преград для обзора;
  • по всей зоне контроля одинаково высокая чувствительность;
  • ограниченная дистанция между датчиком и людьми.

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

  • форма зоны контроля оптимально подходит к геометрии помещения, гарантируя непрерывное покрытие;
  • зона контроля датчика четко определена, она распространяется на одно помещение или его часть;
  • чтобы перекрыть большую площадь, допускается несколько зон расположить в ряд без пропусков.

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

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

Преимущества:

  • активные зоны датчика менее плотно расположены, зато повышен радиус действия;
  • активные зоны располагаются в помещении горизонтально, т.е., зона контроля датчика растянута и не имеет четких ограничений;
  • с увеличением расстояний до датчика уменьшается чувствительность;
  • пересечение активных зон датчик воспринимает на больших расстояниях, при движении на датчик чувствительность уменьшается.

При размещении датчика необходимо учитывать:

  • люди могут периодически находиться вне активных зон;
  • вход (двери) должны полностью находиться в зоне контроля;
  • сидящие люди распознаются только в непосредственной близости.

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

Таблица показывает критерии для выбора соответствующей модели в зависимости от места установки.

Серия ECO-IR 360 и Compact office

Серия ECO-IR 180

Потолочный монтаж (360о) с квадратной зоной контроля

Настенный монтаж (180о) с удлиненной зоной

Преимущественно для людей с сидячей работой

Преимущественно для ходящих людей

Увеличенная зона контроля для ходящих людей

Уменьшенная зона для сидящих людей

Радиус действия зависит от высоты монтажа

Большой (неограниченный) радиус действия

Квадратная зона контроля с четкими границами

Зона контроля не имеет четких границ

Покрытие площади без разрывов, высокая, равномерная чувствительность во всей зоне

Различная чувствительность внутри зоны, уменьшается с возрастанием дистанции до датчика

При большом расстоянии до датчика необходимо значительное перемещение для обнаружения человека

Иногда люди могут находиться в помещении без малейшего движения, при этом даже высокочувствительный датчик не зарегистрирует присутствия человека. Чтобы определить наличие людей в помещении, датчик должен «перекрыть» время между двумя движениями. Для этого устанавливается задержка выключения. С каждым новым движением эта задержка отсчитывается заново. Пока она не закончится, помещение считается занятым. Длительность задержки может изменяться, т.е., автоматически подгоняться к условиям использования помещения.

В местах постоянных хождений, таких как коридоры, свет должен выключаться как можно быстрее без ненужного длительного включения. Зато в офисах, с редкими и нерегулярными движениями, задержка увеличивается для исключения частных включений и выключений.

Максимальное увеличение может достигать 15 минут, минимальная задержка – 2 минуты. Если установлено промежуточное значение, даже если режим работы помещения требует меньшей задержки, она не может быть уменьшена в режиме самообучения. При необходимости задержки меньше 2-х мин. и больше 15 мин., режим самообучения деактивируется и задержка остается постоянной.

Это свойство самообучаемости предотвращает ненужные срабатывания , экономит электроэнергию при сохранении высокого комфорта.

Датчики движения и присутствия – реальная экономия электроэнергии

С. К. Дмитриев, генеральный директор ООО «ИЗИЛЮКС РУС»

Как показывает опыт, существенную экономию электроэнергии в зданиях позволяет достичь установка комплексного автоматизированного контроля и управления системами электроосвещения. Покажем возможности снижения энергопотребления за счет использования управляющих освещением датчиков движения и присутствия, установленных в офисе, расположенном на одном из этажей стилобатной части комплекса «Федерация» Московского международного делового центра «Москва-Сити».

В России при проектировании новых и реконструкции существующих инженерных систем зданий и сооружений вопросам энергосбережения уделяется все больше внимания. Поэтому существует значительный интерес к зарубежным, уже испытанным методам и разработкам, позволяющим получить значительную экономию энергии.

Энергосберегающие мероприятия, внедряемые в Германии, хорошо зарекомендовали себя и на российских объектах. Так, нашло широкое применение в системах внутреннего освещения зданий автоматическое управление с использованием специальных датчиков. Германия далеко продвинулась в данном направлении: в стране на федеральном уровне принят закон, регламентирующий обязательную установку в зданиях датчиков присутствия и движения с целью экономии электрической энергии, затрачиваемой на искусственное освещение. Без реализации данных энергосберегающих требований невозможно спроектировать новое здание или провести реконструкцию существующего. Их выполнение незатруднительно, т. к. рынок предлагает широкий выбор датчиков движения, присутствия, сумеречных датчиков и сопутствующего оборудования, необходимого для автоматического регулирования освещения в зданиях.

Рассмотрим принцип действия автоматической системы управления освещением и покажем, в каком случае следует выбирать тот или иной датчик.

Управление освещением датчиками движения и присутствия

Одним из эффективных способов решения проблемы экономии электроэнергии является установка датчиков движения и присутствия. Принцип их работы прост: датчики автоматически включают / выключают освещение в помещении в зависимости от интенсивности естественного потока света и/или присутствия людей. Возможным это делает пассивная технология инфракрасного излучения: встроенные IR-датчики производят запись тепловой радиации и преобразовывают ее в измеряемый электрический сигнал. Люди излучают тепловую энергию, спектр которой находится в инфракрасном диапазоне и не видим человеческому глазу.

Рис. 1 иллюстрирует распределение температуры человеческого тела в инфракрасном спектре. Тепловая радиация собирается оптической линзой и проектируется на инфракрасные датчики. Изменения тепловой радиации, т. е. различия в температуре, вызванные движением, регистрируются датчиками и преобразуются в электрический сигнал. Встроенная в датчик электроника обрабатывает полученный сигнал и производит заранее установленные действия (включение / выключение групп освещения).

Распределение температуры человеческого тела в инфракрасном спектре

Оптическая система линз фиксирует тепловую радиацию и проектирует данные на инфракрасный датчик. Область обнаружения датчика поделена на активные и пассивные зоны. На инфракрасный датчик проектируются только активные зоны. В результате изменения показаний инфракрасной радиации от одной активной зоны к другой посылается сигнал (рис. 2).

Активные и пассивные зоны инфракрасного датчика движения

Выбор проектировщика: датчик движения или присутствия?

Сориентироваться в выборе между применением датчика движения или присутствия поможет таблица. В любом случае, принимать решение следует обдуманно, учитывая различные параметры: от места предполагаемого размещения до желаемого сценария работы.

Необходимо также принимать во внимание дальность действия датчиков и их чувствительность, которая зависит от ряда факторов, способных меняться в зависимости от состояния окружающей среды и иных причин:

Читать еще:  Создаем систему контроля утечки воды из подручных средств

• диапазон действия (например, увеличение зоны покрытия с увеличением высоты установки датчика) (рис. 3а, 3б). В этом случае чувствительность уменьшается, поскольку пассивные и активные зоны становятся больше (рис. 3б);

• определение оптимальной диагонали движений человека, чтобы вызвать срабатывание датчика (рис. 2);

• влияние сезонных колебаний температуры окружающей среды. В середине лета различие температуры окружающей среды и тела человека будет невелико, в то же время зимой большая часть поверхности тела человека плотно закрыта одеждой (рис. 1). Также погодные явления, такие как снег, дождь и туман, поглощают инфракрасное излучение и могут уменьшить диапазон срабатывания датчика (рис. 3а).

Изменение дальности действия и чувствительности датчиков в зависимости от некоторых факторов

Благодаря интегрированной стабилизации температурного уровня, датчики максимально компенсируют и сглаживают влияние окружающей среды на работу устройств. После выбора соответствующего датчика при его инсталляции внимание должно быть уделено возможным помехам, таким как:

• растения (деревья, кусты), колышущиеся под влиянием ветра;

• животные (собаки, кошки и т. п.);

• горячие воздушные потоки от вентиляторов или отопительного оборудования;

• электронные источники вмешательства, расположенные в непосредственной близости, например телевидение и hi-fi-устройства, компьютеры, системы радиосвязи и т. д.;

• источники искусственного освещения, установленные рядом с датчиками.

Упомянутые помехи могут вызвать неумышленное срабатывание датчика, поэтому посредством имеющихся в комплекте шторок зону покрытия можно изменять, учитывая индивидуальные особенности. Важно то, чтобы датчик имел открытое поле видимости, поскольку температурное излучение от человека не может проникнуть сквозь твердые объекты (стены, двери, окна или застекленное помещение) (рис. 3в).

Датчики могут быть запрограммированы с помощью дистанционного пульта управления, что облегчает установку различных параметров и настройку работы датчика, а также избавляет от необходимости применять дополнительное оборудование (инструменты, лестницы и т. п.).

Экономический эффект

Главное преимущество датчиков движения и присутствия для монтажников – это простая установка и их настройка для последующей работы: не требуется прокладка специальных сетей управления или применение дополнительного дорогостоящего оборудования. Датчики устанавливаются в разрыв электрической цепи и сразу готовы к эксплуатации.

Главная цель данного оборудования – обеспечить пользователю комфорт и экономию энергии. Сегодня стоимость электроэнергии в Германии составляет в среднем 0,18–0,22 евро/кВт (для сравнения, в Москве – 0,08 евро/кВт). Успешный опыт эксплуатации данного оборудования показывает, что оно позволяет сэкономить 70–80 % электрической энергии, затрачиваемой на освещение в здании.

Несмотря на почти трехкратное различие в стоимости энергии, сроки окупаемости установки датчиков движения и присутствия для России составляют 1–2 года, в зависимости от темпов роста цен на электроэнергию и мощности применяемого осветительного оборудования. Учитывая общий срок эксплуатации зданий (40–50 лет), срок окупаемости данного оборудования мал, а применение данного решения позволяет владельцу здания или управляющей компании экономить значительные средства при эксплуатации объекта.

Пример инсталляции датчиков движения и присутствия

В Москве в офисных помещениях, расположенных на 4-м этаже стилобатной части комплекса «Федерация» ММДЦ «Москва-Сити», было проведено исследование и выполнен расчет для оптимизации систем внутреннего освещения. Сотрудники офисов, как правило, не заботятся о сбережении энергии, поскольку экономически в этом не заинтересованы (не оплачивают счета за эксплуатационные расходы). Как результат, освещение в кабинетах, коридорах и санузлах включено с утра до вечера, даже когда в этом нет необходимости. Поэтому была поставлена задача обеспечить дополнительный комфорт в помещении благодаря возможности автоматического поддержания требуемого уровня освещенности на рабочих местах, а также осуществлению управления освещением в общественных помещениях. Все это позволяет собственнику достичь существенного снижения расходов на электрическую энергию, затрачиваемую на искусственное освещение в офисе.

Краткое описание проекта

Общая площадь офисного этажа составляет 3 038,9 м 2 . Выполняемую работу по оптимизации освещения можно подразделить по функциональности на 5 основных групп: освещение в кабинетах (включая переговорные и комнаты отдыха), офисных зонах и коридорах, санузлах, технических и вспомогательных помещениях и освещение по фасаду (в том числе в ночное время).

Исходя из функционального назначения помещений, автоматическое управление освещением строится по принципу предоставления максимального комфорта для людей и экономии электроэнергии (во время достаточного уровня естественного освещения и отсутствия в помещении людей). Все устанавливаемые датчики присутствия, движения и сумеречные датчики функционируют автономно, устанавливаются в разрыв электрической цепи и не требуют каких-либо сетевых интерфейсов подключения или специального обслуживания.

Кабинеты и переговорные комнаты

Во всех помещениях, согласно проекту, была принята норма освещенности в 400 Лк. Часть кабинетов расположена вдоль окон двойного фасада (остекление от пола до потолка), а часть – внутри этажа (не имеют источников естественного освещения). Во всех помещениях этой группы устанавливаются датчики присутствия. В помещениях, расположенных по периметру здания, монтируются датчики присутствия с функцией диммирования: прибор измеряет степень освещенности в комнате и при необходимости плавно увеличивает / снижает мощность осветительных приборов от 0 до 100 % (при условии, что в комнате находятся люди). В помещениях, расположенных внутри этажа, применены датчики присутствия только с функцией включения / выключения. Во всех кабинетах и офисных зонах управление от датчиков присутствия осуществляется для люминесцентных ламп освещения. Точечные галогеновые светильники, расположенные по фасаду здания, управляются отдельно от сумеречных датчиков.

Рассмотрим подробнее установку датчика присутствия в офисном кабинете общей площадью 17,5 м 2 (рис. 4). В подвесном потолке (в центре офисного помещения) в разрыв электроцепи (до осветительных приборов) был установлен датчик присутствия ESYLUX PDE 360i/24 DIM. При высоте подвеса 3 м дальность его действия составляет 24 м в диаметре (настраивается с пульта дистанционного управления).

Схема установки датчика присутствия в кабинете

Диапазон измерения датчиком смешанной освещенности составляет от 5 до 2 000 Лк, задержка отключения освещения настраивается в интервале от 1 до 15 мин. Снизить яркость освещения возможно до 10 % по истечении времени задержки выключения для дежурного освещения. Благодаря установленной на заводе программе, датчик готов к эксплуатации сразу после подключения. Индивидуальная настройка параметров выполняется с помощью пульта дистанционного управления.

Датчик измеряет степень освещенности в помещении и одновременно фиксирует присутствие людей даже по незначительным движениям. При условии, что степень освещенности в помещении становится меньше 400 Лк, и в нем присутствуют люди, датчик плавно включит освещение для достижения необходимого уровня освещенности только на нужную величину. Например, в пасмурную погоду, когда естественного освещения не хватает для поддержания освещенности в 400 Лк, датчик начнет плавно добавлять интенсивность искусственного освещения, поддерживая в кабинете заданный комфортный уровень освещенности.

Когда последний сотрудник покидает кабинет, например по окончании рабочего дня, датчик соответственно перестает фиксировать движение и начинает работу таймер выключения освещения – по истечении заданного времени освещение либо выключится совсем, либо будет снижено до 10 % от полной мощности (режим «дежурное освещение»). Освещение включится на следующий день сразу после того, как первый сотрудник войдет в кабинет, и при условии, что уровень освещенности в кабинете будет ниже 400 Лк (например, утром в зимнее время года).

В помещениях, которые находятся внутри этажа и не имеют окон, были установлены датчики присутствия PDE 360i/24 и PDE 360i/8, работа которых аналогична принципу, описанному выше, но только без функции диммирования.

Санузлы

В туалетных комнатах необходимо использовать как датчики движения, так и присутствия. Рассмотрим сценарии работы датчиков на примере данного проекта (рис. 5). Помещение туалета «А» оборудуется потолочным датчиком MDE 360i/8, помещение «В» – общим настенным датчиком движения MD 180i/R, который помимо движения также фиксирует и шумы (специально предназначен для размещения в санузлах и ванных комнатах). Чувствительность шумового сенсора настраивается отдельно. Каждая из кабин, расположенных в помещении «В», оборудована мини-датчиком присутствия. Таким образом, освещение в туалете будет включено при условии, что хотя бы один из датчиков зафиксирует движение. Если человек заходит только в помещение «А», свет включится только в данном помещении.

Настенный датчик движения MD 180i/R с углом охвата 180° предназначен для автоматического включения освещения. Он совместим со всеми фирменными выключателями и заменяет собой традиционные выключатели. Может встраиваться в потолок, монтироваться до и после чистовой отделки. Программируется с помощью пульта дистанционного управления, что позволяет производить быструю и точную настройку различных параметров без использования дополнительных инструментов и проводов.

Схема оборудования санузлов датчиками движения и присутствия

Освещение по фасаду

Система освещения фасада здания делится на четыре части: юг, север, запад и восток. Каждая из веток системы освещения управляется сумеречным датчиком (датчиком освещенности), который фиксирует заданную степень освещенности на своей части фасада (с учетом внешнего воздействия) и при наступлении темноты включает свою сторону фасада (автоматически выключает в светлое время суток).

Оптимизация систем внутреннего освещения по предварительным расчетам позволит сэкономить около 70 % средств, затрачиваемых собственником помещений на освещение.

Итак, сегодня в современных жилых и коммерческих зданиях использование датчиков как средств управления искусственным освещением не только позволяет повысить комфорт эксплуатации помещений, но и становится экономически и энергетически выгодным. В Москве для зданий выполняется множество аналогичных описанному выше проектов по энергосбережению. В среднем их окупаемость составляет для гостиничных зданий 1–1,5 лет, для жилых зданий – 1,5–2 лет, для офисов – 2–2,5 лет. При стабильном росте цен на электроэнергию, составляющем около 30 % в год, сроки окупаемости инвестиций будут снижаться.

Поделиться статьей в социальных сетях:

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Статья опубликована в журнале “Энергосбережение” за №7’2009

распечатать статью —>

Как выбирать датчики движения

Датчики движения всё чаще становятся неотъемлемым атрибутом не только общественных зданий, но и жилых домов, квартир или офисов частных компаний, обеспечивая потребителям экономию электроэнергии. Однако, чтобы устройства работали корректно и выполняли свою задачу, их нужно правильно выбирать.

Читать еще:  Описание и виды датчиков протечки воды, схема для установки и как сделать своими руками

Применение

Датчики движения чаще всего используют для управления осветительными приборами. И дело тут не только в комфорте, но и в экономии: применение датчиков позволяет значительно сократить расход электроэнергии на освещение.

Кроме того, датчики движения используются в составе охранных систем, для управления автоматическими дверями, гаражными или складскими воротами, а также в системах «Умный дом», например, для автоматизации работы климатической техники. Так, с помощью датчиков движения можно включать и выключать кондиционеры, регулировать мощность отопления, запускать котлы и т. д.

Выбор типа датчика

Наиболее часто встречаются датчики двух типов: инфракрасные и микроволновые.

Инфракрасные датчики реагируют на перемещение в поле их обзора объектов, излучающих тепло, – прежде всего людей и животных. Они пассивны, то есть сами ничего не излучают, а только фиксируют тепловое излучение. Работают инфракрасные датчики в зоне прямой видимости, т. е. если между объектом и датчиком нет преград. При этом они достаточно чувствительны даже к незначительным изменениям температуры, что позволяет выполнять точную настройку.

С другой стороны, эти же особенности ограничивают сферу применения инфракрасных датчиков. «Во избежание ложных срабатываний их не рекомендуется устанавливать в зоне действия источников тепла: отопительных приборов, тепловых завес, кондиционеров, инфракрасных обогревателей, в цехах предприятий, вблизи мощных источников освещения, например, галогенных ламп и пр. Кроме того, чувствительность инфракрасных датчиков зависит от температуры окружающей среды, а на улице их точность снижается. Типичная сфера их применения – жилые дома, общественные, офисные и подсобные помещения, тёплые склады, фойе, холлы, подъезды, лестничные клетки и т. п.», – объясняет Александр Мирющенко, ведущий инженер Группы исследований и технического анализа IEK GROUP, одного из ведущих российских производителей и поставщиков электротехники и светотехники.

Микроволновые датчики – активные. Они испускают электромагнитные волны высокой частоты и фиксируют отражённое излучение, когда в поле появляются посторонние объекты, независимо от их температуры. Это исключает ложные срабатывания из-за воздействия источников тепла и позволяет устанавливать датчики там, где инфракрасные приборы могут работать некорректно. Правда, микроволновые устройства могут «ошибаться» рядом с мощными внешними источниками электромагнитного излучения. К примеру, электрощитовая – не лучшее место для установки микроволнового сенсора.

Одно из преимуществ микроволновых датчиков заключается в том, что их не обязательно монтировать в зоне прямой видимости. Главное, чтобы преграда была диэлектрической 1 или слабопроводящей. Так, чтобы не нарушать дизайн интерьера, датчики можно прятать за навесными потолками, внутри полых перегородок и т. д. Нередко их устанавливают внутри здания, направив излучателем наружу. Таким образом можно спрятать в доме датчик, который будет реагировать на движение у крыльца со стороны улицы. Помимо эстетических преимуществ, скрытая установка датчиков гораздо более эффективна, если они используются в составе охранных систем.

Как правило, микроволновые датчики стоят дороже инфракрасных, а дальность их действия немного меньше, зато микроволновый сенсор способен реагировать даже на очень незначительное движение.

Конструкция

Датчики бывают разными (см. рисунок 1): одни предназначены для потолочного монтажа, другие – для настенного. Это не значит, что каждый тип устройства обязательно устанавливать строго на потолке или стенах: всё зависит от конфигурации помещения и поставленной задачи, которая может быть и неординарной. Однако в большинстве случаев конструкция оптимально адаптирована под соответствующее размещение. Также следует обратить внимание на рекомендуемый диапазон возможных высот монтажа.

Устройство и принцип работы инфракрасных датчиков движения

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.

Инфракрасные (ИК) датчики движения

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 :

Подробная пошаговая фото-инструкция — Подключение датчика движения

Читать еще:  Как проверить датчик Холла

Компания Электросистемы является официальным дилером таких производителей как TDM Electric, IEK, Smartbuy, Световые технологие и другие. Поэтому мы можем предложить наилучшие цены на электротовары как оптом, так и в розницу. В продаже имеются как светильники со встроенными датчиками движения, так и сами устройства отдельно, например, производства TDM или IEK.

Если Вы хотите купить датчики движения в розницу по низким ценам, Вы можете сделать это в магазине Электромаркет г. Хабаровск или в магазинах Электросистемы в Комсомольске-на-Амуре, Благовещенске, Биробиджане. Адреса указаны в разделе сайта КОНТАКТЫ.

Если Вы хотите заключить договор на оптовые поставки по индивидуальным условиям, Вам нужно свзяаться с менеджерами по телефонам, указанным для Вашего региона в разделе сайта КОНТАКТЫ.

Применение датчиков движения

Для тех, кто желает рационально использовать ресурсы, датчики движения являются практически необходимыми атрибутами повседневной жизни, потому что при их применении экономится около 50-80% потребляемой электроэнергии. Датчики движения уместны везде, и в коридорах, и в кладовых, и на лестницах — там, где человек пребывает непродолжительное время, или, к примеру, если руки заняты. Когда объект появляется в зоне охвата, свет включается в автоматическом режиме, если движение отсутствует на протяжении заданного времени, свет выключается. Также дополнительно возможна установка режима короткого сигнала, который применяется для включения акустического устройства, контролирующего дверь (дверной звонок, колокольчик). Такое простое решение сэкономит электроэнергию, повысит комфорт и обеспечит безопасность жилья.

По возможности размещения датчики движения бывают:

Потолочные – используются для установки на потолках, плитах перекрытия и т.п. В большинстве случаев схема потолочного устройства, предусматривают круговую зону детектирования.

Угловые и настенные – имеют более узкую направленность. Их преимущество – точное выделение зоны наблюдения, сократив тем самым число ложных срабатываний. Настенные датчики монтируются на вертикальных поверхностях, угловые – в местах примыкания стен. Для угловых приборов наблюдения имеются два варианта крепления – как на внешних, там и внутренних углах помещения.

В некоторых универсальных устройствах контроля при помощи специального крепежа существует возможность сделать как прямой монтаж , так и угловой – на внутренних и внешних углах зданий.

По возможности установки ДД бывают:

Внешние — отличаются, простотой установки, кроме того устройства этого типа максимально функциональны и удобны, они позволяют корректировать зону охвата.

Внутренние – позволяют установить датчики максимально скрытно. Существуют модели, которые можно установить не только на стены, но и на мебель, в потолок и даже электроприборы.

По способу обеспечения питанием датчики фиксирующие движение можно разделить на: автономные (имеют собственный источник питания) и проводные (питание осуществляется от сети).

Датчик движения инфракрасный

Работа ИК ДД основана на фиксации теплового (ИК) излучения, идущего от различных объектов. Любой объект, обладающий собственной температурой, генерирует инфракрасное излучение, попадающее через специальные сегментированные вогнутые зеркала и линзы на установленный внутри преобразователя чувствительный сенсор, который и обнаруживает это излучение. Если объект перемещается, то испускаемое им ИК излучение периодически попадает на различные линзы сенсора. В различных преобразователях количество линз может меняться от 20 до 60 штук, при этом с ростом их числа числа возрастает чувствительность датчика. Зона охвата, которую контролирует ДД, зависит от площади поверхности имеющейся системы линз – чем выше эта площадь, тем больше зона контроля.

Преимущества ИК датчиков движения:

  • Неплохая регулировка угла обнаружения и дальности движущихся объектов
  • Их удобно использовать вне помещений, т.к они реагируют исключительно на те объекты, которые имеют тепло и двигаются
  • Полностью безопасны для людей и животных, т.к работает в пассивном режиме, не генерируя никакого излучения

Недостатки ИК ДД:

  • Возможные ложные срабатывания, из=за появления различных тепловых излучений, даже из-за потоков теплого воздуха, исходящего от батарей отопления, работающего кондиционера и т.п.
  • Меньшая точность срабатывания при работе вне помещения из-за, осадков, солнечного света и т.д.
  • Небольшой диапазон температур, в котором обеспечивается стабильная работа преобразователя
  • Не сработает, если объект покрыт специальным материалом, не пропускающим ИК-излучение

Датчики движения ультразвуковой

УЗ датчик контролирует окружающее пространство с помощью звуковых волной, частота которых находилась вне диапазона слышимости человеческого уха. Так как в момент отражении от движущегося объекта частота сигнала меняется в соответствии с эффектом Доплера, то при заданном изменении частоты в принятом сигнале, преобразователь сработает.

Внутри УЗ ДД имеется генератор звуковых волн, генерирующий УЗ волны в диапазоне от 20 до 60 кГц. Сгенерированная волна идет в открытое пространство и, отразившись от окружающих объектов, попадает обратно в приемник. Фактически – это мини радиолокационная станция.

С появлением в зоне контроля, перемещающегося объекта, отраженные волны получат дополнительную частотную составляющую – эффект Доплера. Путем сравнения она выделяется и формирует сигнал запуска преобразователя.

Огромное применение УЗ преобразователи нашли в автомобилях – они используются в устройствах автоматической парковки, а так же в системах, осуществляющих контроль в «слепых» зонах автомобиля. В помещениях они нашли хорошую нишу для контроля движения на лестницах, и в длинных коридорах и т.п.

Преимущества ультразвуковых датчиков

  • Низкая стоимость
  • Внешние природные факторы (ветер, солнце, осадки и т.д.) не оказывают влияния на точность срабатывания
  • Фиксирует движение объекта контроля, не зависимо от того, из какого он материала

Недостатки УЗ ДД:

  • Достаточно небольшая эффективная дальность действия
  • Может не сработать при низкоскоростном перемещение объекта контроля
  • Оказывает влияние на животных, которые способны слышать звук в УЗ диапазоне

Датчики движения микроволнового типа

Схема этого типа преобразователя,использует для работы принцип распространения волны в СВЧ-диапазоне, поэтому принцип работы, очень похож на УЗ ДД. Микроволновый генератор генерирует высокочастотные волны (обычно на частоте 5,8ГГц), которые излучаются преобразователем в окружающее пространство. При отражении от движущегося объекта контроля волна имеет «доплеровскую» прибавку частоты, которая фиксируется при обработке принятого сигнала. После чего сигнал поступает на управляющую плату и запускается схема контроля и сигнализвции.

Плюсы микроволновых датчиков

  • Обладают самыми малыми габаритами, по сравнению с другими типами
  • Больший радиус действия
  • СВЧ датчик может улавливать движение даже за слабо проводящими и диэлектрическими препятствиями: стекла, двери, тонкие стены

Комбинированные датчики движения

Комбинированная схема ДД способна совмещать в себе сразу несколько технологий, например, микроволновой датчик и инфракрасный. На сегодняшний день такое совмещение очень эффективное, особенно, когда надо получить высокую точности определения движения в зоне, контролируемой устройством. Параллельная работа нескольких каналов достаточно сильно увеличивают вероятность обнаружения нежелательного перемещения, кроме того, такие устройства дополняют друга, взаимно компенсируя недостатки каждого типа.

Виды датчиков движения для включения света

Выбирая прибор нужно иметь представление о видах датчиков и их особенностях. Различаются датчики движения по месту монтажа, принципу действия, типу питания и другим критериям.

По месту монтажа:

  • уличные;
  • для помещений.

Уличный фонарь с датчиком движения для включения света может работать в широких диапазонах до 500 метров включительно. Большая площадь чувствительности может быть у более дорогих профессиональных аппаратов. Уличные датчики отличает устойчивость к изменению температур.

Комнатные (бытовые) – не защищены от перепадов температур, поэтому при установке на улице выходят из строя.

Монтировать наружный датчик можно кронштейнами разных видов как на стенах и потолке, так и на внутренний или наружный угол. Встроенные – устанавливаются в коробки для монтажа под выключателем, как вариант, под светильником в подготовленное отверстие потолка.

По типу питания:

  • от сети;
  • от аккумулятора;
  • от батареек.

По используемой технологии:

  • инфракрасные;
  • ультразвуковые;
  • микроволновые.

Инфракрасный

Такое устройство представляет собой чувствительный термометр. Когда в зоне его действия появляется объект с температурой, на которую он настроен, прибор включает свет. Правильной работе инфракрасного датчика могут мешать потоки воздуха, идущие от батарей отопления и кондиционеров.

Ложное срабатывание возможно в присутствии теплокровных животных. Все это необходимо учитывать при установке датчика и настройке его рабочих параметров. Преимущественно используется внутри помещений, так как чувствителен к изменению погодных условий и прямому попаданию солнечных лучей.

Ультразвуковой

Он сначала излучает волны звука в диапазоне частот от 20 до 60 кГц. Затем отраженный звук улавливается и анализируется датчиком. При сдвиге частот отраженного сигнала сенсор фиксирует нахождение движущегося объекта в зоне своего действия и включает освещение. Дальность действия ультразвуковых датчиков не высока, они могут не срабатывать при медленном перемещении объектов.

Применение технологий с использованием ультразвука недопустимо в местах проживания домашних животных. Слух животных отличается от человеческого. От постоянного звукового воздействия животные нервничают, становятся агрессивными. У них могут наблюдаться психические расстройства, изменение характера, непослушание.

Микроволновый

Принцип работы микроволнового датчика движения подобен ультразвуковому, но с использованием электромагнитной волны вместо звуковой. Небольшие габариты позволяют скрывать устройство при монтаже. Радиус действия этого типа датчиков может быть очень большим и зависит от мощности передатчика микроволн и чувствительности приемника.

На работу сенсора не влияет окружающая среда. Оно может охватывать помещения даже за перегородкой. Самыми большими недостатками этого прибора является его цена, большая чувствительность, вызывающая срабатывание при движении за пределами предполагаемой зоны обнаружения и вред длительного воздействия СВЧ на человека и животных.

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector