Микроволновый датчик движения – принцип работы и установка

Прожектор с датчиком автоматического включения на движущийся предмет широко применяется для подсветки территорий и различных объектов.

Как правильно выбирать сигнализацию?

Главное, чем отличаются друг от друга дачные охранные сигнализации, – это технология передачи информации и адресат, который будет получать эти сведения. В остальном принцип работы данных устройств приблизительно одинаковый. Комплект элементов системы включает в себя датчики и разного рода сенсоры, устанавливаемые на окна (10 лучших производителей пластиковых окон) и двери. Поступающий от них сигнал считывается и обрабатывается приемно-контрольным прибором.

Кроме них, здесь присутствуют различные исполнительные системы, включающие в себя звуковые и световые средства оповещения, модули, через которые сигналы передаются на пульт охранной компании либо на смартфон хозяина (самые хорошие и недорогие смартфоны). Интерфейс охранной системы представляет собой комплекс, включающий в себя клавиатуру, монитор, идентификаторы по голосу или отпечаткам пальцев. Удобнее всего использовать беспроводную сигнализацию – она обойдется значительно дороже, зато не придется прокладывать массу проводов.

Принцип работы датчика движения на прожекторе

Устройство и принцип действия прожектора основаны на взаимодействии излучателя (тела) с датчиком движения. Последний в большинстве приборов представляет собой инфракрасный сенсор (ИК-датчик), настроенный на определенный угол обзора. Как только в поле его видимости попадает объект с отличной температурой от окружающего пространства, происходит срабатывание датчика.

Сигнал поступает в блок управления, который в свою очередь включает лампу или светодиоды осветительного устройства.

После того как объект покидает зону видимости детектора, прожектор через определенное время выключается.

Технические характеристики датчика движения

Обычно список технических характеристик датчика движения включает:

  • сетевое напряжение;
  • потребляемая мощность
  • диапазон обнаружения;
  • дальность действия (перпендикулярно, фронтально, присутствие);
  • степень защиты;
  • защита от подкрадывания;
  • габариты;
  • температура окружающей среды;
  • материал корпуса;
  • коммутационная способность;
  • настройки времени;
  • настройки чувствительности;
  • уровень освещенности.

Необходимое сетевое напряжение, потребляемая мощность, габариты и материал корпуса – это стандартные параметры для технического прибора. Их объяснять не нужно.

С диапазоном обнаружения, дальностью действия,степенью защиты, защитой от подкрадывания, температурой окружающей среды, коммутационной способностью, настройкой времени, настройкой чувствительности и уровнем освещенности все несколько сложнее.

Дальность действия и диапазон обнаружения

Начнем с первого. Диапазон или зона обнаружения – это пространство, в котором датчик гарантированно обнаружит человека. Этот параметр измеряется в градусах и варьируется от 120 до 360.

Максимальное значение у потолочных датчиков движения, они видят комнату целиком. Меньше – у настенных датчиков. По вполне понятным причинам их диапазон обнаружения снижается и может быть 120, 140, 180, 200, 230 или 280 градусов.

Диапазон обнаружения связан с параметром дальность действия. Если первый определяет угол обзора, то дальность действия обозначает пространство, в котором датчик видит человека, в метрах.

Расстояние это определяется в трех плоскостях:

  1. перпендикулярно – человек движется по касательной к окружности, в центре которой стоит датчик;
  2. фронтально – человек движется непосредственно на датчик;
  3. присутствия – человек работает под датчиком, например, сидя за столом.

Стандартно первая зона самая большая. Например, у датчика PD3-1C-SM она достигает 10 метров, вторая и третья – 6 и 4 метра соответственно. У моделей серии PD4 она может доходить до 40 метров в диаметре, например, у PD4N-1C-C-FC.

Фронтально дальность действия такого датчика достигает 20 метров. Самой маленькой зоны – присутствия, в которой фиксируются мельчайшие движения, у такого устройства нет.

Читайте также:  Как выбрать электрорубанок для надежной работы

Какой выбрать при покупке?

Говоря проще, для больших помещений без перегородок и узких пространств вам необходим датчик движения с большой зоной обнаружения и дальностью действия. Для комнат с большим количеством небольших участков или просто маленьких комнат выберите датчик со стандартной дальностью действия 10, 6 и 4 метра соответственно.

Степень защиты и защита от подкрадывания

Несмотря на то, что названия этих характеристик похожи, суть их заметно отличается. О степени защиты мы уже ни раз рассказывали в блоге. Например, в материале про управление освещением ванной комнаты.

Степень защиты (IP) обозначается двумя цифрами: первая – защита от проникновения посторонних предметов (например, мелких частиц и пыли), вторая – защита от воды. Степень защиты датчиков B.E.G. варьируется от IP 20 до IP 65. Датчики с минимальной степенью защищены от проникновения пальцев и подобных предметов, но не защищены от воды.

Разновидности по типу чувствительного элемента

Помимо того, что датчики различаются по месту монтажа и углу охвата, их основное различие состоит в типе используемой технологии. В основе первой лежит действие чувствительного термометра. Когда в зоне действия инфракрасного прибора появляется объект с положительной температурой, включается свет.

Поэтому здесь есть существенный недостаток: возможны ложные срабатывания из-за потоков воздуха из-за кондиционеров или батарей. Преимущественно такие монтируют в помещении.

Ультразвуковой – излучает звуки в диапазоне 20-60 кГц, которые отражаются и анализируются. Освещение включается, когда случается сдвиг частот отраженного сигнала. Место движущегося объекта фиксируется сенсором. Дальность таких датчиков небольшая, а при медленном перемещении объектов они могут не работать.

Микроволновый – схож с ультразвуковым по принципу работы, но вместо звуковой волны используется электромагнитная. Отличается очень широким диапазоном действия, а небольшой размер устройства позволяет полностью скрыть его при монтаже. Радиус действия зависит от того, насколько чувствителен приемник, и насколько мощный передатчик микроволн. Окружающая среда (температура, элементы ландшафтного дизайна) не мешает работе сенсора, и он может улавливать движение даже за оградой. Недостатки такого прибора – цена и вредное длительное воздействие сверхвысоких частот на людей.

Какой датчик лучше – инфракрасный или микроволновый? Сравнение.

Самое главное отличие микроволновых датчиков от распространенных инфракрасных – то, что они могут видеть “сквозь” любые препятствия. Разумеется, разные препятствия вносят разное затухание, но всё же – инфракрасный не увидит движения сквозь гипсокартон, и тем более через кирпич. А микроволновый – легко!

У этой особенности есть и плюсы, и минусы. Плюс в том, что СВЧ-датчик можно спрятать за стену, за угол, на чердак, в полом потолке, и при этом он абсолютно не будет портить своим присутствием интерьер.

В реальности этот плюс может превратиться в минус, и будут ложные, ненужные срабатывания.

Например, вы поставили датчик в прихожей, направив его через стену на улицу. Идея – датчик в тепле и сухости, но включает свет, когда к крыльцу подходит человек. Однако, датчик будет реагировать и тогда, когда хозяин ходит по прихожей – в это время на улице будет включаться свет, хотя там никого не будет.

У такого варианта есть существенный плюс – датчик находится в помещении (например, в потолке тамбура), а свет включается на улице. Никакой вандал его не достанет и не отключит.

Еще плюс СВЧ датчика – его работа никак не зависит от температуры окружающей среды и объекта. А инфракрасный работает неуверенно, если температура воздуха и объекта близки.

Датчик движения для уличного освещения бывает:

  • периферийного типа
  • периметрического типа

Второй распознает движение объектов в определенном диапазоне и располагается по периметру контролируемого участка. Первый, как правило, размещается на фасадах зданий и заборах. Периферийный датчик обнаруживает движущийся объект в случае нарушения границ в диапазоне своего действия.

Внутренние подразделяются на:

  • встроенные
  • настенные
  • накладные
  • потолочные

По используемому излучению, выделяют датчики движения:

  1. инфракрасные
  2. микроволновые
  3. ультразвуковые

По способу получения сигнала от объектов, датчики бывают:

  • активные
  • пассивные (ИК)
Читайте также:  Все о грунтовке стен для поклейки жидких и простых обоев

Первые регистрируют сигнал, отраженный от объекта, а вторые — собственное инфракрасное излучение. Для отправки и получения сигнала, активный датчик движения использует специальный излучатель и приемник. Конструкция пассивного подобных ухищрений не требует. Простота, надежность конструкции и относительная дешевизна определили пассивный датчик движения, как самый распространенный и востребованный в Мире.

Активные датчики движения бывают инфракрасными, ультразвуковыми и микроволновыми. Каждый из них обладает рядом преимуществ и недостатков, определяющих область их применения в жизни людей.

Несмотря на то, что в системах контроля освещения в основном используются инфракрасные датчики, мы считаем важным обратить Ваше внимание на преимущества и недостатки других разновидностей.

Схема и принцип работы

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

Инфракрасные

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

Принцип действия:

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

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

Особенности обеих видов — высокая чувствительность к изменению теплового фона, что требует более точной настройки от пользователя.

Недостатки:

  1. Вероятность ошибочного срабатывания при наличии обогревателя в помещении, что требует долгой и точной настройки.
  2. Датчик движения уличный может срабатывать от порывов теплого ветра при установке вне помещения.

Инфракрасные изделия являются одним из наиболее простых и доступных вариантов. Для корректной работы на них не должен попадать свет от лампы. Также не желательно наличие в непосредственной близости источников ИК-излучения.

Контактные

Это наиболее простой тип датчика, в котором применяется геркон — контакт, срабатывающий при возникновении магнитного поля.

При открытии дверей происходит замыкание контактной группы, после чего включается освещение.

Схема проста. К батарее подключается геркон, далее контакт подводится к реле, а после этого ко второму полюсу источника питания.

При желании можно врезать в схему выключатель между реле и батарей. Контакт реле после срабатывания подает напряжение на освещение.

Ультразвуковые

Такие датчики работают на принципе приема радиоволн, которые отражаются от приближающегося объекта. В устройстве имеется генератор и прибор, принимающий электрические колебания.

Изделие воспринимает ВЧ ультразвук в пределах 20-60 кГц. Несмотря на неспособность уха воспринимать такие колебания, при использовании прибора важно учитывать не только человеческие возможности, но и наличие в помещении животных. Собаки чувствуют такие частоты и могут раздражаться при их появлении.

В основе работы лежит эффект Допплера. Волна, которая излучается генератором, отражается от объекта и попадает в приемник. При таких обстоятельствах длина волны остается неизменной. Датчик выявляет сигнал и дает команду на срабатывание реле. После этого подается сигнал на включение освещения.

Преимущество таких датчиков в том, что они не воспринимают посторонние шумы, исходящие от промышленных или бытовых объектов. Также они не реагируют на тепловое излучение, которое исходит от приборов, и не бояться изменения погодных условий.

Но во избежание ложного срабатывания не рекомендуется применять УЗ датчики в помещениях с сильными температурными перепадами или изменением влажности. Учтите, что ряд материалов пропускают ультразвук, что может привести к ложной работе.

Микроволновые

Такие датчики работают на базе эффекта Допплера. В устройстве взаимодействует генератор, излучающий микроволновые частоты и приемный механизм. Устройство, контролирующее движение, срабатывает при искажении длины волны.

По особенностям и функциональному наполнению эти узлы похожи на ультразвуковые устройства. При этом частота излучений составляет 2,2 ГГц.

Микроволновые датчики отличаются высоким уровнем чувствительности и позволяют «рассмотреть» человека даже за стеклом или дверью, что нередко приводит к ложной сработке. Эту особенность необходимо учесть в процессе настройки.

Недостаток таких датчиков в высокой цене и весьма сложной схеме.

Лазерные или фотодатчики

В таких датчиках предусмотрен ИК светодиод и приемный элемент (фотодиод, работающий в определенном спектре).

Читайте также:  Как клеить обои на обои и в каких случаях это возможно

Применяется два варианта реализации:

  1. Излучающее и принимающее устройство крепятся в контролируемой области. При прохождении человека излучение прерывается и не достает до приемника. В этом случае работает датчик и реле. Такая схема подходит для реализации системы сигнализации.
  2. Оба элемента стоят друг возле друга. При нахождении в зоне работы датчика луч отражается и попадает на фотодиод. Такое исполнение нашло применение в робототехнике.

Подобный вариант редко применяется для управления освещением, но игнорировать его не стоит.

Xiaomi Mi Smart Home kit

Комплект умного дома Xiaomi Mi Smart Home kit включает в себя главный блок управления, датчик дверей и окон, датчик движения, умную розетку и беспроводную кнопку. Основная функция главного блока управления заключается в синхронизации работы всех устройств умного дома, помимо этого он имеет встроенную подсветку, функцию интернет-радио, а также может быть задействован в качестве будильника. Датчик движения пригодится как для обнаружения незваных гостей, так и для включения света при обнаружении движения. А датчик открытия окна или двери имеет функцию сигнализации. Умная розетка пригодится для включения различных электроприборов по таймеру, а беспроводная кнопка позволит задать те или иные действия в зависимости от ваших потребностей. Кроме того, ее можно приклеить на стену и использовать как звонок. Всеми элементами умного дома можно управлять при помощи приложения Mi Home, задавая нужные вам сценарии работы для тех или иных устройств. Примечательно еще и то, что все устройства из этого умного дома уже сопряжены между собой. Поэтому, после извлечения из коробки их остается только включить. Из особенностей элементов умного дома стоит также отметить протокол ZigBee, который более энергоэффективен, нежели Bluetooth или Wi-Fi, поэтому менять батарейки в датчиках часто не придется. По заверениям производителя их будет хватать на 1,5-2 года работы. В общем, это отличный комплект устройств для различных сценариев использования.

  • Блок управления.
  • Датчик двери и окон.
  • Датчик движения.
  • Умная розетка.
  • Беспроводная кнопка.
  • Wi-Fi: 2.4 Гц.

Место установки датчика и радиус его действия

Важно помнить, что инфракрасный датчик фиксирует тепловое излучение, и любые преграды в зоне его контроля помешают срабатыванию. Даже прозрачное стекло препятствует прохождению инфракрасного излучения, что уж говорить о любых других конструкциях, могущих создать устойчивую мертвую зону. По этой причине иногда может потребоваться несколько датчиков, разумно размещенных в разных частях контролируемой территории.

   Правильное место установки датчика

Также здесь необходимо учесть как угол обзора датчика, так и радиус его действия. Угол обзора потолочного датчика составляет 360 градусов, в то время как датчик с углом обзора в 180 градусов уменьшит объем контролируемого пространства на половину. Датчики, обладающие действием на 180 градусов, как правило, монтируются на стену, и служат для фиксации событий входа или выхода. Радиус действия инфракрасных датчиков, применяемых для включения освещения, может быть от 6 до 50 метров.

Подключение трехпроводного датчика к двум проводам

Достаточно частый вопрос: можно ли трехпроводной датчик подключить не параллельно с выключателем, а вместо одноклавишного выключателя. По сути, убрать из схемы и допустить в разрыв фазы, как в случае с двухпроводной схемой.

Теоретически можно и с некоторыми светильниками этот фокус действительно сработает. Но для этого потребуется дополнительно:

  • Диод VDI 1N4007;
  • Конденсатор 2.2 МКФ на 400В.

Диод нужно установить между двух клемм A-выход с датчика и там, где подключается ноль N. Сам же конденсатор необходимо припаять параллельно лампочке в светильнике. По схеме выходит, что на датчик приходит одна фаза, заходит на контакт L и выходит с контакта N. Выход А на вид остается не подключенным.

Схема пользуется популярностью у жильцов домов, где проложен двухжильный силовой кабель и что-либо менять в этом направлении не хочется.

Недостатки

Подключение трехпроводного датчика к двум проводам

Минусы следующие:

  1. Не работает со всеми подряд светодиодными лампами.
  2. Пульсация может быть настолько высокой, что вызовет достаточный дискомфорт, создав дополнительную нагрузку на глаза.
  3. Добавлять какую-либо еще нагрузку в схему нельзя, потому как больше здесь ничего не заработает.
  4. Максимальная мощность данного освещения — 80Вт.