Датчик движения для включения света

Датчики движения находят широкое применение в качестве сигнализаторов, фиксирующих перемещения объектов с целью контроля окружающей обстановки или запуска в автоматическом режиме определенных действий в ответ на зарегистрированное перемещение. Наиболее распространенным типом датчиков движения является датчик движения для включения света (далее по тексту ДДС), используемый для того, чтобы включить осветительный прибор без применения традиционного выключателя (заняты руки, или нет возможности на ощупь разыскивать кнопку выключателя).

Автоматическое включение освещения при появлении человека

Принцип работы датчика движения

Датчик движения представляет собой устройство, отслеживающее изменение параметров акустических или электромагнитных колебаний, поступающих из окружающей среды в зоне действия датчика. При изменении контролируемого показателя, фиксируемого детектором, датчик срабатывает, замыкая контур электроцепи для автоматического совершения определенного запрограммированного действия, например, включения звуковой сигнализации, освещения или кондиционера.

Разновидности ДДС

В зависимости от частотного диапазона сканируемых колебаний, ДДС подразделяют на несколько типов:

1. Акустические или ультразвуковые устройства, реагирующие на изменения параметров звукового сигнала:

• по уровню громкости – в диапазоне слышимости звука;
• по изменению частотных характеристик ультразвуков, не различаемых человеком.

Ультразвуковой ДДС

2. Инфракрасные приборы, отслеживающие характеристики теплового излучения, создаваемого людьми и животными.
3. Микроволновые детекторы, реагирующие на коротковолновое излучение.

Ультразвуковые ДДС

Для того чтобы включать свет при появлении человека на улице или в квартире, в ультразвуковых датчиках используется принцип эхолокации. УЗ-датчик движения для освещения оснащен генератором звуковых волн, генерирующим акустические колебания частотой в диапазоне 20-60 кГц (в зависимости от модели и производителя), не уловимые для человеческого слуха. Методика обнаружения движения состоит в следующем:

• излучаемые УЗ-волны отражаются от предметов, располагающихся в зоне их действия, и улавливаются приемным устройством;
• в случае перемещения облучаемого объекта в соответствии с эффектом Доплера частота отраженной УЗ-волны изменяется;
• приемник регистрирует это изменение и подает команду для включения светодиодного светильника над входом в подъезд дома или около гаража, лампы в кладовке или иного осветительного прибора.

Принцип работы ультразвукового ДДС

Ультразвуковые бытовые ДДС выпускаются следующих видов:

1. Наружные настенные, контролирующие внешнее освещение:

• уличное – около дома или на придомовой территории;
• наружное – по периметру ограждения дома.

Уличные модели УЗ-аппаратуры поставляются в прочном корпусе, защищающем ДДС от:

• попадания в элементы схемотехники влаги и пыли;
• возможного вандализма.

Дополнительно для защиты линзы от механических повреждений используется каленое стекло повышенной прочности.

2. Внутренние УЗ-контроллеры, работающие внутри помещений. Их классифицируют по месту и способу установки следующим образом:

• внутренние настенные приборы;
• угловые модели;
• потолочные модели.

В отличие от уличных модификаций, ДДС не оснащаются серьезной защитой, поскольку в ней нет необходимости.

Инфракрасные ДДС

Простейший датчик света для дома представлен двумя чувствительными элементами, фиксирующими уровень ИК-излучения. Перед каждым элементом, называемым пироэлементом, установлена отдельная линза, предназначенная для фокусировки на него падающих тепловых лучей. Окружающая обстановка разделена между обеими линзами на две зоны ответственности. ИК-излучение из каждой зоны проецируется через «свою» линзу на соответствующий пироэлемент. Алгоритм обнаружения движения следующий:

• в обычных стационарных условиях параметры теплового фона, попадающего на оба пироэлемента, практически одинаковы;
• появляющийся в зоне сканирования человек, как тепловой объект, попадает поначалу в поле зрения только одного чувствительного элемента;
• показания обоих элементов начинают отличаться, что дает информацию датчику о наличии движения.

В реальности ДДС на двух линзах слишком грубый для сопоставления теплового фона от движущегося человека и окружающей обстановки. На практике ИК-детекторы оснащаются несколькими десятками спаренных линз Френеля, образуя ячеистую структуру рабочего полупрозрачного окна, за которым размещены пироэлементы.

Инфракрасный ДДС

Микроволновые ДДС

По принципу работы микроволновый датчик включения света идентичен ультразвуковому ДДС, только его рабочая частота находится в пределах 5,8 ГГц при длине волны в диапазоне 1,0 мм – 1,0 метр. Поэтому микроволновые датчики движения нередко называют СВЧ-датчиками.

Благодаря высокой проницаемости СВЧ-излучения, детектирование движения осуществляется даже сквозь тонкие стены и деревянные двери. Микроволновые ДДС оснащены антенной, посылающей СВЧ-сигнал и принимающей его отраженным от окружающих объектов. При изменении параметров возвратившегося сигнала подается команда на включение светильника.

Микроволновый ДДС

Комбинированные ДДС

Комбинированными или гибридными ДДС называют приборы, в корпусе которых размещены датчики, отслеживающие волновой фон каждый в своем частотном диапазоне. Например, при совмещении УЗД и СВЧ-датчиков одновременно регистрируются изменения ультразвукового и радиоволнового фонов. Совмещение параллельно работающих каналов позволяет нивелировать недостатки одних методов за счет достоинств других технологий, что обеспечивает аппаратуре высокую надежность работы.

Очевидным достоинством комбинированных ДДС считается снижение вероятности ложного срабатывания. Однако при этом снижается чувствительность аппаратуры. Прибор может не сработать, хотя должен был это сделать.

Тип питания ДДС

Датчики движения, управляющие включением света, производятся для систем питания напряжением:

• 220 В сетевого переменного тока;
• 12 В постоянного тока.

По типу соединения с источником питания ДДС подразделяют на:

• проводные, запитываемые от электросети;
• беспроводные, работающие от батареек или аккумуляторов.

Способ определения наличия движения

В зависимости от способности датчика движения самостоятельно генерировать электромагнитное излучение для последующего установления наличия движения, ДДС подразделяют на два типа:

1. Датчики активного действия (активные датчики), состоящие из передатчика-излучателя и приемника. Активные датчики функционируют по радарной схеме, когда передатчик излучает волновые сигналы заданного частотного спектра, а приемник принимает отраженные сигналы от объектов в зоне сканирования. УЗД и СВЧ-датчики являются активными датчиками, поскольку в их конструкции присутствует генератор ультразвука или радиоволн.
2. Датчики пассивного действия (пассивные датчики), называемые также PIR-датчиками, которые ничего не излучают, могут работать только в режиме приема.

ИК-датчики производятся двух видов:

1. Активные ДДС, оснащенные излучателем инфракрасных лучей. Их задача – регистрация пересечения ИК-лучей человеком или другим движущимся объектом.
2. Пассивные ДДС (PIR-датчики), излучателя не имеющие. Приборы этого типа предназначены для улавливания теплового излучения, исходящего от человека, и анализа изменения теплового фона на предмет наличия движения.

Светильник с ИК-датчиком на 220 В сетевого напряжения

Технические характеристики ДДС

В перечень основных технико-эксплуатационных характеристик датчиков движения, управляющих включением осветительных приборов, входят следующие показатели:

1. Угол обзора, характеризующий ширину максимального охвата для сканирования, которую может захватить ДДС. Для помещений, в которых имеется всего один вход, например, прихожая или туалет, величина угла обзора варьируется от 900 до 1200 . Если необходимо включать наружный фонарь, то детектор, закрепленный на столбе, должен иметь угол обзора в пределах 180-3600 .
2. Дальность действия, указывающая величину максимального радиуса зоны отслеживания. Для ДДС, которые планируется устанавливать в помещениях, вполне достаточно 5-7 метров. Приборы, регулирующие освещенность во дворе, реагируют на появление человека на удалении до 50 метров.
3. Мощность подключаемых светильников, учитывающая максимальную мощность нагрузки, на которую рассчитывался ДДС. Этот показатель особо важен при необходимости подключить сразу несколько лампочек или мощный прожектор.
4. Способ установки ДДС, указывающий особенности монтажа данной модели в соответствии с конструктивным исполнением. По указанному производителем способу установки различают следующие модификации датчиков движения:

• накладные ДДС, называемые также корпусными, предназначенные для крепления поверх стен или потолков при помощи резьбовых деталей или на кронштейнах;
• датчики, закрепляемые в патронах без проведения монтажных работ;
• встраиваемые сенсоры, конструктивно приспособленные к натяжным и навесным потолкам.

Встраиваемый датчик движения

5. Место установки датчика, дающее возможность выбрать модель «уличного» или домашнего исполнения. Основные различия между модификациями заключаются в следующих аспектах:

• приборы, предназначенные для наружного размещения, выполняются в пыле,- и влагозащищенном варианте со степенью защиты IP44-IP65;
• радиус зоны обнаружения у внешних датчиков много больше, чем у аналогов для внутреннего пользования;
• модели домашних ДДС не приспособлены работать в условиях температурных перепадов или повышенной влажности.

Дополнительные функции ДДС

Практика применения датчиков движения предопределила необходимость оснащения некоторых моделей ДДС дополнительными функциями, полезными в определенных ситуациях:

1. Включением света на улице или в комнате с окнами лишь в темное время суток. Регулятор контроля уровня освещенности, оснащенный фотореле, не позволяет датчику запускать освещение, если на улице еще светло.
2. Задержкой выключения освещения. Датчик можно отрегулировать таким образом, чтобы свет горел еще некоторое время после того, как человек покинул зону действия.
3. Защитой от срабатывания при появлении животных. Прибор с этой функцией рекомендуется устанавливать в домах с домашними животными. Если установить эту опцию, то количество ложных срабатываний на собак и кошек уменьшится.

Где разместить ДДС

Установка датчиков движения для подключения к осветительной системе дома или квартиры должна обеспечивать корректную работу светильников с минимальным риском ложных срабатываний. Для этого необходимо соблюдать следующие основные правила:

1. Поблизости от детекторов не должны располагаться достаточно мощные осветительные и отопительные приборы.
2. Если поставить датчик вблизи кондиционера или конвектора, то потоки теплого воздуха могут заставить ДДС перестать корректно реагировать на появление человека.
3. В помещениях большой квадратуры ДДС желательно размещать на потолке в геометрическом центре горизонтальной проекции помещения. В этом случае «мертвая зона» будет минимальной.

Уличный фонарь с датчиком движения

Схемы установки ДДС

Для подключения своими руками ДДС к бытовой сети на 220 В используют два варианта схемы установки:

• подключение прибора напрямую к лампе;
• подключение датчика через традиционный выключатель.

Прямое подключение датчика движения своими руками к бытовой электросети на 220 В необходимо выполнять в соответствии со схемой, которая в обязательном порядке указывается на корпусе изделия. Для включения в работу ДДС необходимо подать напряжение на клеммные выводы L (фазный провод) и N (нулевой провод). К выводу, обозначенному L со штрихом и стрелкой, подключается провод, направленный к светильнику. В соответствии с принятой цветовой маркировкой фазный провод имеет изоляционную оболочку коричневого цвета, нулевой провод – синий, провод к патрону светильника окрашен в красный цвет.

Соединение ДДС со светильником

Подключение ДДС через обычный выключатель применяется в случаях, когда при включенном освещении не требуется реакция на движение. В этом случае датчик подключается параллельно с выключателем. При отключенном выключателе контроль освещения выполняет ДДС. Если выключатель работает в режиме «включен», ток на светильник подается по параллельной цепи. Такой вариант удобен для применения в жилых помещениях.

Регулировка и настройка ДДС

После установки датчик движения необходимо настроить с целью выставления оптимальных значений рабочих параметров, соответствующих условиям эксплуатации. На корпусе изделия имеются поворотные регуляторы, поворачивая которые можно изменять величину или уровень основных параметров. Обязательной регулировке подлежат:

1. Угол наклона датчика, который подбирается в соответствии с высотой подвешивания и углом вертикального обзора данной модели.
2. Чувствительность прибора, от правильного выставления которой зависит частота ложных срабатываний при появлении мелких домашних животных. Обычно сначала выставляется минимальная чувствительность, на которой проверяется срабатывание не только на животных, но и на людей невысокого роста. Понемногу чувствительность настраивается до оптимальной.
3. Время задержки, выбираемое в промежутке от минимума до максимума для данной модели. Владельцу нужно включить светильник и замереть время до его отключения. Меняя положение регулятора-таймера, настраивается нужное время задержки.
4. Для датчиков, в корпусе которых имеется встроенное фотореле, выполняется регулировка уровня освещенности, при котором должен уже включаться свет, хотя полная темнота еще не наступила.

Датчик движения для включения света позволяет существенно экономить электроэнергию для освещения тех мест, которые посещаются людьми периодически. Расходы на приобретение и установку ДДС в подъездах домов, на придомовых территориях и уличных фонарях многократно окупаются в процессе эксплуатации.

ДДС в подъезде

Видео

Автор:

Гaличeв Илья Виктoрoвич