Датчик движения как он работает?

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.

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.

Разновидности

Разделение датчиков движения для включения света на виды осуществляется по нескольким критериям. По принципу действия их можно разделить на:

Инфракрасные – основаны на измерении величины температуры предметов, попадающих в зону охвата датчика движения. Основным недостатком является ложная реакция на элементы системы отопления или лампы накаливания, расположенные в непосредственной близи.

Рис. 2. Инфракрасный датчик

Ультразвуковые – функционируют на основе эффекта Доплера. Излучаемая волна звука в диапазоне частот от 20 до 60 кГц не слышима человеческим ухом в соответствии с п.2.1.1.3 ГОСТ Р 50030.5.2-99. Сталкиваясь с препятствием, ультразвук отражается и возвращается к приемнику, о чем передается сигнал на электронный ключ или реле.

Рис. 3. Ультразвуковой датчик

Микроволновые – используют специальную антенну, посылающую высокочастотный сигнал в окружающее пространство. При столкновении сигнала с движущимся предметом возникает отраженный сигнал, который возвращается к датчику. На сегодняшний день это самые чувствительные, но и самые дорогие модели для включения света.

Рис. 4. Микроволновой датчик

Лазерные – состоят, как правило, из светодиода и фотодиода, монтируемых в контролируемой области. Светодиод излучает сигнал, который распространяется в окружающее пространство. Как только в области действия возникает объект, преграждающий световой поток, он отражается и воспринимается фотодиодом. С которого сигнал подается на исполнительный орган датчика движения.
Томографические – используют радиоволны для диагностики пространства. В отличии от других моделей способны проникать за стены, конструктивные элементы и прочие преграды. Используются для включения освещения на больших площадях, в торговых центрах и т.д.

В зависимости от способа взаимодействия с движущимися объектами датчики движения могут быть активными, пассивными или комбинированными. Активные самостоятельно излучают измеряемые сигналы, а после их воспринимают. Пассивные ориентированы на собственные излучения человеческого организма или отталкиваются от их взаимодействия с окружающей средой. Комбинированные состоят из активного излучателя, установленного с одной стороны и пассивного приемника, расположенного с другой стороны.

В зависимости от места установки датчики движения подразделяются на устройства наружного и внутреннего применения. Первые предназначены для использования под открытым небом. Вторые используются для размещения в помещениях, иногда под навесами, на верандах, крытых террасах и патио.

Почему датчики движения реагируют на животных и как этого избежать

19 декабря 2019

Установив дома датчики движения, вы рассчитываете на моментальное реагирование на посторонних. Вор перешагнул порог или забрался в окно — сработала тревога. И можете не сомневаться, что с этой задачей справятся устройства любой качественной сигнализации. Но реагирование на движение — это только половина дела: важным качеством датчиков является умение определять, что именно движется. Они должны быстро и безошибочно обнаруживать человека, в то же время игнорируя естественные помехи и домашних питомцев. Всё это для того, чтобы вы и охранная компания были уверены: если система безопасности подняла тревогу — угроза реальная и нужно реагировать немедленно.

Читать еще: Кровельная горелка: пропановая и жидкотопливная

Эта статья расскажет, как видят мир инфракрасные датчики движения, благодаря каким технологиям они способны отличить овчарку от злодея и о чем стоит помнить хозяевам животных, устанавливая дома сигнализацию.

Как устроены инфракрасные датчики движения

Датчики движения на основе инфракрасных сенсоров улавливают инфракрасное излучение, иначе говоря, тепло.

Чем ближе к белому, тем сильнее излучение — теплее объект.

Иногда говорят: «Датчик движения увидел человека». Однако на самом деле эти устройства не видят предметов, животных или людей, они имеют дело только с данными.

Специальная изогнутая линза Френеля фокусирует инфракрасное излучение на пиросенсор датчика. Затем сигналы сенсора направляются в микропроцессор, где преобразовываются в числовые данные. А дальше происходит анализ и оценка угрозы — именно в этом процессе ключевое отличие смарт-датчиков от примитивных собратьев. Зная интенсивность инфракрасного излучения и динамику перемещения источника, программные алгоритмы определяют характер угрозы, и датчик принимает решение: поднять тревогу или проигнорировать.

Как реализован иммунитет к животным в датчиках движения Ajax

В помещениях

Датчики движения для помещений MotionProtect, MotionProtect Plus, CombiProtect и MotionCam при правильной установке и настройках не реагируют на животных ростом до 50 сантиметров и весом до 20 килограмм. Предельный вес называется как понятный ориентир, а в действительности значение имеет размер теплового пятна в инфракрасном спектре. Напомним: датчики не видят объектов, они анализируют их инфракрасное излучение.

Датчики движения менее чувствительны у земли. Предполагается, что именно там будут обитать большие домашние питомцы.

Для оценки угрозы датчики движения используют разработанный Ajax Systems программный алгоритм SmartDetect. При обнаружении движения SmartDetect анализирует форму сигнала инфракрасного сенсора и сравнивает его со значениями, характерными для движений людей. В связи с тем что размер теплового пятна животного небольшой и сигналы поступают в нижнюю зону линзы Френеля (пропускающую меньше излучения на сенсор), датчик не поднимает тревогу.

Также в датчиках движения Ajax используется система температурной компенсации. Она повышает чувствительность пиросенсора, когда температура воздуха близка к температуре человеческого тела (36°С), а когда контраст между температурой тела и среды высокий, понижает чувствительность. Благодаря этому датчики остаются эффективным во всем температурном диапазоне и защищены от ложных тревог при низких температурах.

На улице

Уличные датчики MotionProtect Outdoor не реагируют на животных ростом до 80 сантиметров. Для эффективного игнорирования всех типичных для улицы помех эти датчики оснащены двумя инфракрасными сенсорами и считывают сигналы из двух областей пространства. Они поднимают тревогу только если движение фиксируют оба сенсора.

Как и в датчиках Ajax для помещений, MotionProtect Outdoor использует алгоритм SmartDetect — это первый программный уровень защиты от ложных тревог. Алгоритм анализирует данные каждого сенсора и сравнивает их между собой. Как правило, уже на этом этапе датчик готов принять решение: игнорировать или поднять тревогу. Но если ситуация неоднозначная, будет задействован анализ спектра: частотных составляющих сигналов двух сенсоров. Это уникальная для охранных датчиков система защиты от ложных тревог получила имя LISA.

Что нужно учесть, чтобы датчики движения не реагировали на животных

1. Убедитесь, что датчики движения установлены на оптимальной высоте.

Уличные датчики MotionProtect Outdoor закрепляются на высоте 0,8–1,3 метра. Ось взгляда верхней линзы должна быть параллельна плоскости земли. Даже незаметное глазу отклонение оси на дальних расстояниях сместит зону обзора верхней линзы выше человека или направит в землю. Поэтому важно провести три теста зоны обнаружения: верхней линзы (правильность монтажа), нижней (дальность обнаружения человека) и затем обеих линз.

Когда комнатные датчики движения установлены ниже рекомендованной высоты, животные перемещаются в зоне повышенной чувствительности. Если овчарка пройдется на задних лапах или даже небольшой спаниель разыграется на кресле, датчик может поднять тревогу.

На улице важно учитывать рельеф охраняемого участка. Если большая собака будет попадать в зону обнаружения обеих линз MotionProtect Outdoor, иммунитет к животным может не справляться и датчик будет поднимать тревогу.

2. Установите в настройках датчиков подходящую чувствительность.

При охране помещений с животными в настройках датчиков MotionProtect, MotionProtect Plus и CombiProtect устанавливается средняя или низкая чувствительность — в зависимости от габаритов животного. Чувствительность уличных датчиков MotionProtect Outdoor определяется опытным путем: начните со средней и понизьте, если будут ложные тревоги.

3. Убедитесь, что животное не может приблизиться к линзе комнатного датчика.

Чем ближе подвижный объект к линзе, тем больше его тепловое пятно. Если собаке удастся подпрыгнуть на уровень датчика в непосредственной близости от его линзы, сработает тревога. Так же и в случае с котом, который по шкафу подобрался к датчику.

Чтобы исключить даже вероятность ваших волнений и напрасных выездов патрулей из-за срабатываний на животных, используйте новые датчики движения с фотоверификацией тревог MotionCam. При обнаружении движения они делают снимок или серию из 2-5 кадров. И вы и охранная компания точно знаете, что стало причиной тревоги: разыгравшийся питомец или проникнувший в дом грабитель.

МИКРОВОЛНОВЫЕ (СВЧ) ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

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.

Читать еще: Тонкости кирпичной кладки с утеплителем внутри

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

ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ:

— Имеет более высокую стоимость относительно датчиков других типов с аналогичными показателями

— Возможность ложных срабатываний, из-за движений вне необходимой зоны наблюдения, за окном и т.п.

— СВЧ излучение небезопасно для здоровья человека, необходимо выбирать микроволновые датчики движения с малой мощностью излучения. Согласно заключениям организаций, изучающих влияния СВЧ излучения на организм человека (Всемирная Организация Здравоохранения, Международная Комиссия по Защите от Неионизирующего Излучения и некоторых других), безопасным для человека является непрерывное излучение с плотностью мощности до 1 мВт/см2.

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

Радиоволновый датчик движения

Этот тип охранного извещателя, как и ультразвуковой датчик работает на эффекте Доплера и в компараторе происходит сравнение двух частот – излучаемой и отражённой. Вместо звуковой частоты микрочип охранного датчика генерирует СВЧ излучение с частотой 5,0-12 ГГц. Генератор реализован на диоде Ганна, а передающая и приёмная антенны представляют собой микрополосковые линии. Радиоволновый датчик движения работает как локатор и при необходимости может определять не только появление движущегося объекта, но и расстояние до него.

Ограничение на использование СВЧ датчиков движения накладывает негативное воздействие микроволнового излучения на живые организмы, поэтому мощность передатчика выбирается минимальной. Радиоволновый датчик «Аргус-2» (ИО407-5/4) обеспечивает зону обнаружения 16 Х 8 метров или 90 м 2 при использовании четырёх частотных диапазонов (литер).

Датчики движения, для включения света и не только

Двигаясь в неосвещенном помещении, не обязательно искать выключатель, чтобы включить свет. Достаточно заранее установить там датчик движения, который включит свет автоматически при вашем появлении.

Датчики движения являются частью большой категории сенсоров, предназначенных для обнаружения подвижных объектов. Их общей целью является выдача сигнала:

о присутствии лиц, появившихся на контролируемом объекте;
о повреждении ограждений, препятствующих проникновению (решетки, окна, ставни, форточки, и т.п.);
о проникновении на объект через поврежденный потолок или крышу, стены или пол.

По месту использования датчики бывают:

периферийными;
периметрическими уличными;
внутренними.

Монтаж и подключение датчика движения достаточно просты. Питающий кабель прибора подключается к сети дома через обычную распределительную колодку. К управляющей цепи подключается осветитель. При подъезде на машине или подходе к гаражу «умный» сенсор включит свет, повысит вашу безопасность и облегчит открывание замков. Датчик движения может быть использован для управления подсветкой в пруде или бассейне, для включения насоса фонтана и для многих других целей. Большинство этих устройств может работать с таймерами и другими сенсорами, контролирующими изменение яркости внешнего освещения. Их еще называют сумеречными выключателями. Они предназначены для активности лишь в темное время суток.

Главным отличием датчиков движения является их способность действовать дистанционно. Они срабатывают на движущиеся объекты в зоне их контроля, фиксируя ультразвуковое, инфракрасное, ультрафиолетовое или микроволновое излучения. Такие приборы могут применяться в качестве «пусковых средств» в системах безопасности, например, для включения сигнализации в помещении, когда его владелец покидает его.

Датчик движения: возможности и методы монтажа

Разумеется, датчик перемещения можно использовать не только для включения света. Это может быть громкий звонок или звуковая сирена. Кроме этого, устройство может автоматически запирать двери, окна, ворота. Однако не рекомендуется использовать в этих целях лишь датчик движения. Он может использоваться, как часть охранной системы.

Форма и размеры устройства зависят от необходимой дальности реагирования, угла обзора и наличия дополнительных функций. Датчик можно крепить на ровные стены, внутренние и внешние углы, к потолку и к другим архитектурным элементам. Потолочные датчики обычно имеют обзорность в 360 градусов. Они применимы для жилых помещений, автомобильных гаражей и других объектов.

Для применения в охранных системах используются замаскированные изделия, которые могут монтироваться в выключатели, предметы отделки или какие-либо объекты окружающей обстановки. Замаскированный датчик движения оснащается необходимой дополнительной электроникой.

Для дома, особенно для включения освещения подвалов, лестниц, применяют светильники, в которые датчик движения вмонтирован.

Широкое применение нашли также беспроводные приборы, формирующие радиосигнал на центральный блок охранной сигнализации.

Различают три способа подключения датчиков движения. Самым простым является параллельное присоединение датчика к выключателю. При этом оба устройства могут работать независимо друг от друга. Свет можно включить выключателем вручную или датчиком автоматически, когда он отреагировал на приближение объекта. Во втором варианте подключение делается последовательным: в одну цепь включается выключатель и датчик движения. В этом варианте датчик работает лишь, если выключатель включен. Третий вариант является комбинированным и работает в зависимости от необходимого алгоритма включения освещения.

Монтируя датчик движения, следует помнить, что встроенная в него линза Френеля, являющаяся важным элементом прибора, не должна иметь препятствий, перекрывающих ей обзор. Угол обзора сенсора является одной из главных его характеристик. В помещениях или пространствах перед домом, где прибор можно установить на лицевой стене, рекомендуется использовать стандартный вариант исполнения с горизонтальным углом обзора до 180 градусов. В некоторых случаях требуется устанавливать прибор с двумя сенсорами, угол контроля которых в паре тоже составит 180 или более градусов. Для обеспечения максимально возможного угла реагирования следует применять устройства с тремя сенсорами. При этом контролируемый угол составит 360°.

Инфракрасный, ультразвуковой, микроволновой датчики движения

Существующие датчики движения различных производителей, включая и беспроводные, можно классифицировать по принципу их работы на три вида:

Читать еще: Плоская инверсионная кровля: отличия от обычной

— ультразвуковые, применяющие в своей работе ультразвуковые колебания (высокочастотные звуки, не воспринимаемые ухом человека);

— инфракрасные, использующие тепловое (инфракрасное) излучение;

— микроволновые, работающие на радиоволнах сверхвысоких частот (СВЧ).

Кроме этого, различают датчики контроля движения пассивного и активного типа.

Пассивные датчики функционируют с использованием инфракрасных лучей. Они наиболее популярны во всем мире, просты по устройству и служат для сигнализации в частных домах, помещениях или территориях. Они являются достаточно надежными и дешевыми. Пассивными их называют потому, что они лишь воспринимают внешнее тепловое излучение, которое излучают, как известно, все теплокровные существа.

В активных датчиках для контроля используется собственный источник излучения колебаний в инфракрасном, ультразвуковом или микроволновом диапазоне.

Датчики для регулирования интенсивности освещения и включения/выключения света позволяют значительно экономить электроэнергию.

г. Санкт-Петербург, ул. Исполкомская, д. 9-11 7Н
Тел.: (812) 333-2525
Предложение интернет-магазина не является публичной офертой

Хаотичная работа — самопроизвольное включение/выключение

Если датчик ложно срабатывает без видимых на то причин (например, днем сам по себе включается свет, мигает или не гаснет лампочка по истечении заданного времени), стоит проверить конструкцию. Такие проблемы свойственны опять же дешевым моделям. Они могут хаотично срабатывать, или реагировать исключительно на небольшое расстояние или только на большие объекты. Причем снижение работоспособности может наблюдаться по истечении определенного времени — например, нескольких лет работы.

Они сами по себе со временем могут теряют дальность восприятия — если в начале срока службы это 5 м, то через два года она может сократиться до 3-4 м. Также со временем линза может помутнеть и плохо «видеть» объекты, и фоточувствительный элемент может неправильно воспринимать уровень освещенности.

Если он работает в паре со светильником, то виной хаотичного включения света или мерцания может быть даже лампочка. Лучше всего использовать светодиодные лампы, так как они не чувствительны к перепадам напряжения и загораются моментально. КЛМ могут мигать и плохо работать на улице.

Проверьте и исключите все перечисленные выше возможные причины. Если прожектор с датчиком движения так и не включается — единственным правильным решением будет замена датчика (или конструкции целиком). Можно выбрать недорогой, но качественный прибор и не печалиться.

Где установить охранное устройство для фиксации движения?

Улавливающие движение устройства будут работать бесперебойно и без ложных активаций только в том случае, если их правильно расположить. Для каждого типа датчиков есть свои рекомендации касательно монтажа. Однако существуют и общие советы по установке датчиков движения:

Располагать ближе к проходам – окнам, дверям. Таким образом датчик будет моментально реагировать на проникновение в охраняемую зону.
Не размещать на центральной части стены, особенно если помещение имеет нестандартную планировку. В обратном случае прибор не сможет следить за проходами.
Не приближать к тепловым и световым источникам. Некоторые устройства (инфракрасные, микроволновые) могут ложно срабатывать при нагреве.

Если необходимо оборудовать сигнализацией и улавливателями несколько комнат или большое помещение, тогда целесообразно устанавливать несколько датчиков с максимальными углами охвата.

Помешать срабатыванию фиксатора могут разнообразные препятствия: мебель, стены, перегородки, шторы. Каждый прибор имеет свой угол охвата, поэтому важно правильно высчитать траекторию (радиус) действия и место размещения.