Как работает датчик движения сигнализации?

Датчики движения для охранной сигнализации — объемные и инфракрасные

Датчики охраны, они же датчики движения для сигнализации, — современное оборудование, позволяющее с высокой точностью находить на частной территории злоумышленников в охватываемом радиусе действия. Принцип работы у таких устройств может быть разным, обусловлено это разными видами и техническими характеристиками.

Зачем нужен и где используется охранный датчик движения
Виды датчиков и принцип работы
Инфракрасные датчики движения для охраны
Ультразвуковые и радиоволновые датчики
Фотоэлектрический датчик
Виды наружных датчиков и требования к ним
Особенности монтажа и подключения
Настройка датчиков
Критерии выбора

Зачем нужен и где используется охранный датчик движения

Охранные датчики движения

Основная задача такого устройства – вычисление движения на охраняемом объекте или территории, например, в машине или на приусадебном участке. Фиксируя посторонние движения, контроллер передает сигнал на управляющий пульт, предупреждая владельца о потенциальной опасности. Если датчик дополнительно оснащен видеокамерой, он также будет записывать все происходящее вокруг.

Назначения у таких видов оборудования могут быть разными, все зависит от их конструктивных особенностей и функциональности:

Контроллеры могут устанавливать для активации систем освещения, когда в помещение заходят люди. Такие технологии позволяют экономить электроэнергию и продлевать срок службы электрических приборов.
Датчики для дома. Монтируются для выявления посторонних лиц на охраняемой территории. Устройства передают сигналы о наличии посторонних движений на охранный пульт.
Для передачи тревожных сигналов на мобильные устройства, планшеты и компьютеры пользователей. Эта опция доступна людям, у которых техника оснащена GSM-модулем, а также имеет возможность подключения SIM-карты.
Могут использоваться в качестве дополнительного рабочего узла для подключения светозвуковых устройств.

Инфракрасные охранные GSM-датчики, оснащенные сиреной и камерой, используются для охраны любых объектов.

Виды датчиков и принцип работы

Принцип работы в зависимости от вида датчика может несколько отличаться.

Инфракрасные датчики движения для охраны

Инфракрасные датчики охраны периметра

Этот вид охранных датчиков считается самым усовершенствованным и востребованным. Основывается принцип работы на улавливании теплового излучения и определения оптического отражения. Устройство, как и любой другой инфракрасный радиатор, способен выделять большое количество тепловых волн.

Ультразвуковые и радиоволновые датчики

Принцип работы ультразвукового датчика движения

Работа таких устройств основывается на принципе улавливания и отражения звуковых потоков. На сегодняшний день такие виды девайсов уже практически не используются. После подключения и настройки контроллер улавливает звуковые волны в частотном диапазоне 20 – 60 кГц. В качестве обратного импульса при помощи встроенных линз происходит фиксация светового излучения.

Фотоэлектрический датчик

Принцип работы практически идентичен предыдущему, основное отличие – контроллер продуцирует электромагнитное поле. Выявление движений происходит за счет обнаружения импульсов отражения. Электромагнитные контроллеры функционируют при частоте приблизительно 5,8 ГГц.

Виды наружных датчиков и требования к ним

Принцип работы микроволнового ДД

При выборе датчиков движения для охраны приусадебной территории или другого периметра важно брать во внимание следующие требования:

Количество ложных срабатываний должно быть сведено к абсолютному минимуму.
Устойчивость конструкции к внешним факторам.
Датчик должен обеспечивать эффективную работу всей охранной системы вне зависимости от погодных условий и температурного режима.

Охраняя периметр, важно брать во внимание конструктивные особенности всей площади. Для охвата всех зон рекомендуется оснащать участок детекторами движения разных видов:

Микроволновые детекторы движения. Работа устройства основывается на эффекте Доплера. Встроенный в конструкцию генератор излучает высокочастотные волны. Рабочие узлы непрерывно анализируют этот параметр и при изменениях срабатывают. Преимущества такого вида устройства позволяют охватить большие площади, недостатки – из-за большого энергопотребления не бывают беспроводных модификаций.

Ультразвуковой датчик движения

Акустические, они же ультразвуковые, датчики движения. Работа основывается на принципе звуковой локации. Встроенный генератор излучает мощные звуковые колебания, которые человеческое ухо не способно улавливать. Звуковые лучи отражаются от объектов, что приводит к изменению частотности. Устройство фиксирует разницу – подается сигнал на пульт управления.

Тепловые датчики производят на базе PIR-сенсора, который способен улавливать инфракрасные излучения в охраняемой зоне. От каждого живого организма исходят инфракрасные лучи, которые улавливает устройство, фокусирует при помощи оптических линз Френеля и передает сигнал на пульт управления. Максимально допустимый рабочий угол достигает 120 градусов, а дальность распознания живого объекта колеблется в пределах 10-15 метров.

Каждый вид оборудования обладает не только преимуществами, но и недостатками. Чтобы выбрать подходящее устройство, нужно внимательно ознакомиться с характеристикой, особенностями и отзывами.

Особенности монтажа и подключения

Прежде чем приступать к подключению и настройке оборудования, его важно правильно подключить. Устанавливают охранные датчики на специальных конструкциях, которые не подвержены вибрациям. Соблюдение этого правила обязательно, в противном случае значительно участится количество ложных срабатываний, что негативно отразится на качестве работы. Помимо этого, играет роль высота размещения устройства. Критичный показатель высоты указывается в техническом паспорте прибора и, как правило, колеблется в пределах 2-3 метров от уровня пола.

При монтаже всех рассмотренных разновидностей охранных датчиков следует брать во внимание их недостатки. Например, для производительной и корректной работы инфракрасных устройств требуется размещать их следующим образом:

В непосредственной близости должны отсутствовать отопительные и любые нагревательные приборы, которые формируют восходящие тепловые потоки.
Избегать попадания прямых солнечных лучей на чувствительный сегмент устройства – пиромодуль.

Зоны обнаружения извещателей обязательно контролируются возможными путями передвижения нарушителя.

Настройка датчиков

Настройка охранного датчика

Для беспроводных моделей классическое понятие подключения отсутствует. Датчику присваивается уникальная комбинация цифр и букв для системы сигнализации, при первом включении он автоматически без дополнительных настроек переходит в рабочий режим. Более детально представлена схема подключения и настройки в прилагаемом техническом паспорте к устройству. Каждая модель имеет свои тонкости.

Проводные профессиональные устройства подключаются по-разному, в зависимости от того, является данная модель адресной или нет. Адресный извещатель должен подключаться с обязательным соблюдением полярностей. Большинство моделей охранных датчиков оснащены реле, контакты которого в режиме опасности размыкаются, а в состоянии наблюдения замкнуты.

Тампер применяется для предупреждения вскрытия прибора третьими лицами. Если делать все основательно, его лучше подсоединить в специально отведенный шлейф в сети.

Критерии выбора

При выборе датчика движения нужно учитывать максимальное расстояние, на которое он способен реагировать

Перед покупкой оборудования нужно внимательно продумать все детали, которые сделают использование датчика более комфортным, удобным и производительным. Если неправильно выбрать прибор, из-за технических ограничений он может создать много трудностей в использовании и обслуживании. Основные критерии выбора, на которые следует обратить внимание:

Назначение устройства – ключевой фактор. Также следует определиться с местом работы устройства – внутри помещения, салона автомобиля и т.д., или на приусадебном участке. Наличие козырьков, навесов тоже играет роль, поскольку от этого зависит, каким классом защиты IP должны будет обладать выбранная модель устройства.
Датчики делятся на несколько видов по способам крепления — бывают навесными и встроенными.
Мощность устройства определяется радиусом действия охранного датчика и способностью фиксировать события, происходящие вокруг (чувствительность). Также от этого параметра зависят правила монтажа и габариты.
При выборе разновидности устройства большое значение играет особенность проектирования дома, а также условия местности. Например, не каждая модификация модели способна просвечивать стеклянные поверхности или легкие строения типа навесов и беседок.
Не лишним будет ознакомиться с показателями времени срабатывания. Это имеет большое значение, особенно если охранный датчик установлен внутри помещения.
Место установки определяет угол обнаружения движущегося объекта.

Модели датчиков, оснащенные чувствительными элементами, снижают концентрацию ложных включений устройства, а также позволяют выбрать подходящий рабочий режим.

Основные принципы работы датчиков движения

При упоминании прибора под названием «датчик движения», в первую очередь возникают ассоциации с охраной банков, музеев и секретных объектов. Воображение рисует картинку пересекающихся лазерных лучей, через которые виртуозно пробирается шпион или грабитель.

Отчасти, это верно, поскольку некоторые виды датчиков обнаружения движения используются в охранных комплексах. Однако по мере удешевления технологии, эти устройства стали доступными для широких масс. Тем более что принцип работы датчика движения никогда не являлся секретом, и от использования его в домашних условиях удерживала только высокая стоимость.

Для чего нужен датчик движения

В шпионских боевиках он показан, как грозный страж, включающий пулеметы при проникновении на важный объект. Может быть, такая система и существует, проверять не будем. На самом деле, датчики движения регистрируют любые виды перемещения объектов, и сообщают информацию в некую электронную систему.

Что происходит дальше

В зависимости от того, как устроен алгоритм работы, после срабатывания сенсора может произойти следующее:

включение (отключение) освещения;
запуск вентиляции;
начало (прекращение) работы некоего механизма;
включение отопительной системы;
срабатывание охранной тревоги;
старт видеозаписи;
передача информации на центральный пульт управления объектом либо механизмом.

Список можно продолжить, но из него уже понятно назначение прибора: любые его разновидности предназначены для подключения некоего алгоритма при появлении в секторе обзора предмета или живого организма.

Принцип действия датчика движения

За исключением механических приспособлений, вроде натянутой проволоки или веревки (такие типы датчиков движения существовали до изобретения электричества), сенсоры представляют собой электронное устройство. Для того чтобы обнаружить перемещение объекта, необходимо работа по принципу радара. Собственно, радары и эхолокаторы — это разновидности вышеупомянутых датчиков, только покрупнее масштабом. Принцип работы бытового (гражданского) датчика движения также основан на пересечении любого вида излучения. По принципу работы с сигналом, сенсоры бывают трех видов:

Прерывающие (линейные): в основе излучатель линейного сигнала (как правило, лазерный луч), и приемник. Пока фотодатчик фиксирует излучение — прибор в состоянии покоя. При пересечении луча движущимся объектом — устройство подает сигнал.Преимущество такой технологии в простоте реализации. Недостаток — одиночный луч легко обойти. Кроме того, такой сенсор состоит из двух частей, что не всегда удобно.
Отражающие (объемные): в основе лежит принцип работы радара. Излучатель посылает рассеянный или концентрированный сигнал (по выбору заказчика). Если на его пути нет препятствия, датчик в состоянии покоя. Любой попавший в сектор действия предмет, отразит часть излучения.Отраженные волны улавливаются приемником, установленным в том же корпусе, и сенсор переводится в состояние тревоги. Преимущества: широкий сектор обзора, удобно монтировать (электроника в одном корпусе), возможность настройки. Недостаток: нужно отсекать ложные срабатывания, иначе прибор будет функционировать невпопад.
Пассивные: сами ничего не излучают. Как же работают такие датчики движения? Их чувствительные сенсоры улавливают волны, испускаемые другими предметами. Преимущество — простота и дешевизна, отсутствие ненужного волнового фона. Недостаток: улавливают только одушевленные предметы (люди, животные). Большинство сенсоров этого типа настроены на тепловой фон живых существ.

Какой прибор выбрать? Зависит от задач. Для защиты или фиксации появления объекта в коридоре или некоем портале (дверь, проем, окно), подойдет прерывающий комплект сенсоров. Если необходимо зафиксировать перемещение в замкнутом пространстве или на территории — лучше выбрать отражающий или объемный датчик.

Именно по этому принципу работают популярные датчики движения для включения (выключения) света. Только при попадании объекта в сектор действия, не срабатывает сигнал тревоги, а включается освещение.

Информация: Экономистами подсчитано, сколько электроэнергии сохраняет использование датчиков движения для автоматического включения света. Деньги, затраченные на приобретение этого оборудования, окупаются в течение 1–2 лет.

Правда, есть несколько оговорок:

использование сенсора для освещения разумно только на территориях (в помещениях), где редко находятся люди;
при многократном подключении (отключении), люминесцентные и спиральные лампы быстро выходят из строя: лучше использовать LED или галогеновые светильники.

Устройство и технологии датчика движения

Начнем с прерывающих. Как мы уже знаем, прибор состоит из излучателя и приемника. Простейшая реализация — фото пара с линзой, формирующей направленный луч. Однако подобные устройств не применяются уже несколько десятков лет. Какой датчик можно считать современным? Тот, который использует когерентный или поляризованный луч. То есть, лазер.

Для справки: Лазерный луч может быть видимым или невидимым. Это расширяет возможности прибора при использовании в охранных системах.

Вариантов исполнения два: в одном корпусе или с разделенным приемником и передатчиком. В первом случае необходимо электрическое объединение двух узлов в единую электрическую систему. Второй вариант использует отражающую поверхность, и луч возвращается в приемный сенсор, расположенный рядом с излучателем.

Для улицы такое исполнение не подойдет, слишком много потенциальных предметов для срабатывания (птицы, животные). Поэтому необходимо дублировать лучи, расположенные на расстоянии (чтобы не было ложных срабатывания на малые объекты).

Отражающие также являются излучателями, со своим приемником в корпусе. По использованию волн, делятся на три группы:

Как работает микроволновый датчик движения? Он излучает СВЧ волны, которые формируют вокруг него некий фон из волн высокой частоты. Они отражаются от предметов, и «мозг» датчика запоминает объемную картинку в виде уровня излучения в разных плоскостях. При появлении внутри этого фона постороннего предмета, уровень отраженного излучения меняется. Это фиксируется приемником, и включается сигнал оповещения. После исчезновения объекта, датчик возвращается в состояние покоя.
Еще один похожий вариант — электромагнитный сенсор. Регистрирует изменение магнитного поля при попадании в сектор объемных предметов. Чувствительность ниже, высокая зависимость от помех.
Ультразвук. Практическое его применение мы знаем по прибору УЗИ, который применяется в медицине. Бывают и другие варианты использования: датчики движения. Генератор ультразвука постоянно испускает УЗ волны в заданном секторе. Проверить (засечь) работу прибора сложно, поэтому эти виды сенсоров популярны в охранных системах. При возникновении препятствия, звуковые волны возвращаются и регистрируются приемником. Происходит срабатывание датчика.

Несмотря на высокое качество и скрытность, эти виды сенсоров применяются и в системах автоматического включения освещения.

Информация: Единственное ограничение — нежелательно применение на объектах с домашними животными. Некоторые особи негативно реагируют на ультразвук.

Такие датчики отлично работают в помещении и на улице. Выглядят они по-разному, но обязательно с цилиндрическим окошком в корпусе.

Пассивные инфракрасные системы редко применяются в охранной сигнализации, зато активно работают с источниками освещения. Задайтесь вопросом: как выбрать датчик движения для включения света? Он не должен регистрировать неодушевленные предметы (например, автомобили) и птиц с животными. При этом прибор обязан фиксировать появление в зоне действия человека. Получаем единственно верное решение: приемник инфракрасного излучения. Сенсор настраивается на тепло человеческого организма и соответствующий размер источника излучения. Для этого чувствительный инфракрасный сенсор располагается за специальной линзой Френеля, концентрирующей тепло в одной точке. Далее сигнал поступает в электронный блок управления, оснащенный вспомогательными модулями:07

реле времени задерживает момент включения от случайных кратковременных срабатываний;
сумеречный выключатель отключает прибор в светлое время суток;
блок ступеней переключения настраивается под определенный размер «объекта», чтобы кошки и птицы не включали свет.

Комбинированные приборы сочетают в себе сенсоры разных типов, и применяются для решения особо ответственных задач, где не допускаются ошибки в срабатывании.

Можно ли изготовить такой прибор самому, и как его отключить

Любой домашний умелец задается вопросом: как сделать датчик движения своими руками? Саму электросхему управления собрать несложно. Проблема в источнике и приемнике излучения. Проще использовать готовый излучатель волн, просто интегрируя его в свой проект. Наиболее удачными являются датчики для систем на базе Arduino.

Еще одна популярная самоделка — лазерная указка с фотоприемником, размещенным на линии пересечения. Но это не более чем развлечение: для серьезных задач такой прибор не подходит.

Еще одна мысль, которая приходит в некоторые беспокойные головы: как отключить датчик движения.

Важное предупреждение: Информация не предназначена для криминального применения!

Если отключение связано с режимом использования — нет проблем. Просто отсоедините сенсор от блока питания, и он перестанет включать свет. Например, когда объект закрыт. В остальных случаях поступайте так (не для злого умысла):

инфракрасные сенсоры заклеиваются металлическим скотчем;
микроволновый прибор перестает принимать сигналы, если покрыть окошко прозрачным лаком из аэрозольного баллончика;
УЗ датчик экранируется только металлом или металлизированным скотчем в 2–3 слоя.

В любом случае, информация о том, что на объекте не работает датчик движения, будет зарегистрирована владельцем. Кроме того, прежде чем вам удастся отключить сенсор, ваше появление будет зафиксировано.

Какой датчик выбрать

О производителе мы не говорим, это личное предпочтение каждого. Исходя из информации в данной статье, вы можете выбрать тип сенсора по виду излучения, подходящий для ваших целей.

Совет: Не пытайтесь получить высокие показатели качества от прибора в нижнем ценовом сегменте.

Равно как и нет смысла искать универсальный датчик: тип определяется условиями применения.

Видео по теме

Обзор принципа работы, устройства, видов и областей применения датчиков движения

Датчик движения -бесконтактное устройство, реагирующее на перемещение объекта в зоне отслеживания. Широко используется в системах охраны и автоматизации различных процессов, в том числе, освещения и кондиционирования. Понять, как работает датчик движения, могут не только специалисты. Это устройство современное, но не настолько сложное.

Сферы использования сенсоров

Область применения датчиков движения (ДД) чрезвычайно широка. Они необходимы для обнаружения посторонних на охраняемых объектах, присутствуют в каждой системе сигнализации. Но могут регистрировать не только несанкционированное проникновение: способны обнаруживать утечку газа, жидкостей, процесс открывания окон и дверей.

Датчики движения инициируют процесс записи в автомобильных видеорегистраторах и комплексных системах отслеживания. Современные энергосберегающие светильники также оснащены этими устройствами и обеспечивают освещение территории в момент присутствия на ней человека или группы людей. Аналогичным образом функционируют «умные» системы кондиционирования.

ДД регистрирует изменение тепловых или волновых характеристик в зоне обслуживания, но при стабилизации этого фона воспринимает его как норму. Так, если человек будет находиться на отслеживаемой территории какое-то время в неподвижном состоянии, освещение отключится.

Высокочувствительные датчики присутствия будут регистрировать малейшие изменения характеристик зоны обслуживания и неподвижность объекта не является для них поводом для возврата в исходное состояние. Таким образом, они выполняют ту же задачу, но более точно и тщательно. В связи с этим, датчики присутствия — более дорогие устройства, и стоимость техники, на которой они установлены, выше.

Как работает: устройство и принцип действия датчика движения?

Существует несколько видов ДД, отличающихся способом регистрации изменений в зоне наблюдения. Любой из них может быть встроен в прибор или являться самостоятельным выносным устройством в отдельном блоке.

Инфракрасный

Инфракрасные детекторы движения — наиболее распространенные пассивные приборы отслеживания. Большинство из них состоят из двух блоков:

монтажного;
аппаратного.

Эти элементы соединены между собой подвижным сочленением, обеспечивающим поворот корпуса и настройку угла обзора обслуживаемой территории. В аппаратном блоке находятся плата управления и сенсоры:

пироэлектрический инфракрасный, функция которого заключается в распознавании движения;
светочувствительный, представляющий собой фоторезистор, фиксирующий и оценивающий степень освещенности;
полевой транзистор, выполняющий роль усилителя;
в устройствах, работающих в системах тревожной сигнализации, установлены дополнительные детекторы.

Монтажный блок предназначен для фиксации прибора и соединения его с источником питания и другой аппаратурой. Например, прожектором освещения или блоком сигнализации. Также на нем находятся регуляторы для выполнения настройки работы ДД.

Принцип работы инфракрасного датчика движения основан на обнаружении и регистрации теплового излучения, исходящего от объекта, находящегося в зоне обслуживания. Пироэлектрический инфракрасный сенсор состоит из прозрачной кварцевой пластины и слоя керамики. У современных бытовых моделей максимальная дальность обнаружения движения — 12 м.

Микроволновый

Как и инфракрасный, микроволновый датчик движения (ДДМ) непрерывно сканирует зону отслеживания. Но принцип работы у него иной. Микроволновый реагирует на изменение радиочастотного (иначе называемого СВЧ или микроволнового) фона.

ДДМ непрестанно излучает электромагнитные волны, которые, в случае проникновения на обслуживаемую территорию, отражаются от объекта (нарушителя) и возвращаются к сенсору с измененными волновыми характеристиками.

Датчик регистрирует их и передает сигнал управляющей аппаратуре, выполняющей свои задачи: включение освещения, кондиционирования, тревожной сигнализации.

А инфракрасный — только те, которые способны излучать тепло. ДДМ работает по принципу радиолокации и способен вычислять и фиксировать скорость перемещения обнаруженного объекта.

Ультразвуковой

Из наименования устройства становится понятным, что работает оно с применением ультразвуковых волн. Такой датчик представляет собой прибор, состоящий из нескольких деталей. Одна из них — генератор ультразвука. Он работает в непрерывном режиме, испуская звуковые волны с частотой в диапазоне 20-60 кГц. Они проникают сквозь зону отслеживания, и при наличии в ней препятствий, отражаются назад, к датчику.

Далее срабатывает автоматика, выполняющая заданную функцию. Ею может быть подача электропитания на осветительный прибор.

Многие домашние животные способны воспринимать ультразвук и реагировать на него, часто негативно. Поэтому датчики, работающие по принципу генерирования УЗ волн, не рекомендованы для установки на территориях с присутствием животных.

Комбинированный

Комбинированные датчики движения созданы с целью использования лучших характеристик уже имеющихся: инфракрасных, микроволновых и ультразвуковых. И минимизировать присущие каждому из них недостатки.

С целью исключения этой ситуации, в одном приборе объединяют сразу два детектора: микроволновый и инфракрасный. Если второй не обнаруживает изменения температурного фона в зоне отслеживания, зарегистрированные первым помехи не принимаются к сведению.

Комбинированные датчики движения — наиболее мощные и точные приборы. Чаще всего они устанавливаются на потолке и способны обнаруживать присутствие объектов на расстоянии 10-12 м.

Схема датчика движения на примере стандартного HC-SR501

Датчик движения HC-SR501 — один из самых распространенных, работает по принципу регистрации инфракрасных волн. Прибор устроен просто, но для понимания принципы его работы необходимы специальные знания в области радиоэлектроники. Пользователю достаточно ознакомиться с упрощенной принципиальной схемой работы.

Конструкция прибора включает несколько элементов:

пироэлектрический датчик 500ВР, состоящий из двух модулей;
линза Френеля;
микросхема BISS0001, управляющая работой устройства;
комплекс резисторов и транзисторов.

инфракрасные волны, излучаемые объектом в зоне наблюдения, последовательно попадают на первый и второй элементы пироэлектрического датчика;
поочередное поступление сигналов фиксируется электронным модулем управления;
формируется логический сигнал;
реализуется заданная функция: подается питание на осветительный прибор, включается вентиляция, срабатывает сигнализация и др.

Помимо самого датчика движения, в конструкцию прибора входят исполнительное устройство и безтрансформаторный блок питания. В схеме ДД предусмотрена установка температурного и фотоэлемента, что расширяет спектр возможностей стандартного устройства.

Варианты крепления

Датчик движения HC-SR501 — компактный прибор, оснащенный тремя выходами:

GND — земля;
VCC — питание;
OUT — цифровой, для передачи логического сигнала.

Выбор режима работы осуществляется с помощью модуля с тремя контактами и джампером (перемычкой).

Н — при неоднократном срабатывании детектора остается высокий логический уровень;
L — импульс формируется при каждом срабатывании сенсора.

На корпусе прибора имеется выступ с отверстием под крепежи: шурупы, саморезы. Датчик можно устанавливать на любые горизонтальные и вертикальные поверхности из дерева, пластика, гипсокартона, укрепив соответствующим образом. Как правило, высверливания отверстий для фиксации столь легких предметов, не требуется.

Не все производители поставляют ДД в корпусе. У некоторых он идет как открытая плата с линзой Френеля. Для использования прибора на улице необходимо самостоятельно установить ДД в подходящий пластиковый корпус, вырезав в нем отверстие под линзу.

Подключение и установка устройства

Датчик движения HC-SR501 чаще всего необходим для подключения к приборам освещения в целях экономии электроэнергии. Для реализации этой задвчи потребуются:

выпрямитель на 4-20 В;
реле (оптимально — SRD-05VDC-SL-C);
светильник с лампочкой, работающий от сети напряжением 220 В.

Датчики движения одинаково хорошо работают в помещении и на улице. Но для монтажа с внешней стороны зданий необходимо выбирать приборы с герметичным, влагонепроницаемым корпусом. Учитывают и диапазон рабочих температур устройства.

Устройство и принцип работы датчиков движение (в охране и не только)

В отличие от точечных датчиков, к которым относятся магнитоконтактные устройства, датчики движения обладают способностью контролировать определённый объём внутри помещения или достаточно протяжённый участок периметра. Работа датчика движения базируется на некоторых физических принципах. Датчики, в зависимости от конструкции, могут реагировать на температуру, массу, магнитное поле, вибрацию или звук.

Из материала вы узнаете:

Типы датчиков движения

На основе современной элементной базы можно разработать устройство, которое будет соответствующим образом реагировать на любой параметр материального объекта.

Охранные системы предназначены, чтобы защитить объект или территорию от проникновения посторонних лиц, поэтому датчики движения фиксируют перемещение и массу объекта. В системах сигнализации используются следующие типы датчиков движения:

Тепловые (инфракрасные) детекторы
Ультразвуковые активные датчики
Радиоволновые датчики
Комбинированные устройства

Инфракрасный датчик

Принцип работы теплового датчика движения основан на определении температуры объекта, которая отличается от температуры окружающей среды. Инфракрасное или тепловое излучение фокусируется специальной оптической системой и направляется на чувствительный полупроводниковый элемент, который называется PIR-сенсор.

Для того чтобы датчик не реагировал на нагретые, но неподвижные объекты типа радиаторов отопления, линзы разбивают зону чувствительности датчика на несколько отдельных лучей. В горизонтальной плоскости, диаграмма чувствительности инфракрасного датчика больше всего напоминает развёрнутый веер. Датчик сработает в том случае, если объект последовательно пересечёт несколько лучей. За подсчёт числа импульсов отвечает микроконтроллер устройства.

Тепловое излучение объекта вызывает изменение электрического потенциала PIR-сенсора. Схема сравнения или компаратор фиксирует разницу между температурой окружающей среды и температурой объекта. Эта разница обрабатывается по определённому алгоритму и в конечном итоге вызывает срабатывание реле, включающего сигнал тревоги.

Объект должен испускать тепловое излучение
Объект должен перемещаться

Одним из важных параметров, влияющих на работу тепловых датчиков, является скорость движения физического тела. Передвижение с очень малой скоростью может не зафиксироваться, как нарушение контролируемой зоны.

Тепловые охранные устройства имеют две основные модификации:

Объёмный датчик
Поверхностный датчик.

Модификация определяется конфигурацией зоны обнаружения. Эта зона у объёмного датчика по вертикали и горизонтали имеет форму лепестка, который расширяется на протяжении 10-15 метров от датчика. Поверхностный датчик (штора) образует узкую по горизонтали и широкую по вертикали зону захвата. Датчики, использующие регистрацию теплового излучения от объекта, называются пассивными датчиками.

Примером объёмного датчика может служить охранный извещатель «Фотон-9» (ИО409-8) с углом обзора 90 градусов и длиной зоны 10 метров, а датчик «Астра-531» работает по принципу «штора».

Активные датчики состоят из источника инфракрасного излучения и приёмного устройства, между которыми находится блокируемая зона. Пересечение нарушителем невидимого луча фиксируется приёмником. Такие устройства применяются для охраны периметра. Обычно излучающая система выдаёт несколько параллельных лучей, которые невозможно пересечь незаметно.

Ультразвуковой датчик движения

Схема работы ультразвукового датчика движения основана на принципе звуковой локации. Основу такого датчика составляет звуковой генератор, вырабатывающий колебания с частотой порядка 25-40 КГц. Эти колебания не слышны человеческим ухом, но, как любые звуковые волны, отражаются от препятствия и возвращаются обратно к источнику. Датчик движения имеет излучатель колебаний и микрофон, который воспринимает отражённый сигнал. В соответствии с эффектом Доплера любое движущееся тело пересекающее поток излучения изменяет интерференционную картину. Поэтому частота отражённого сигнала будет немного отличаться от излучаемой частоты.

Если в тепловом датчике происходит сравнение разности напряжений, то в ультразвуковом сравнивается разность частот. В результате, после обработки сигнала, включается реле тревоги. В качестве излучателя и приёмника используются элементы из пьезокерамики. Для повышения помехоустойчивости в схеме устройства применяются активные полосовые фильтры. Ультразвуковой датчик «Астра-642» образует объёмную зону обнаружения всего помещения протяжённостью 10 метров.

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).

Комбинированные датчики движения

Одним из существенных недостатков микроволновых датчиков является то, что СВЧ излучение свободно проникает через лёгкие строительные конструкции. Срабатывание устройства может произойти от помехи, находящейся в соседнем помещении. Чтобы этого избежать в охранных системах применяются комбинированные извещатели. Такая конструкция представляет собой два датчика, работающих на общий контроллер, то есть они включаются по схеме «И».

Обычно в одно устройство объединяются инфракрасный и радиоволновый датчик. Эта схема отличается высокой помехоустойчивостью, надёжностью и отсутствием ложных срабатываний. Комбинированный датчик движения «Сокол-3» (ИО414-3) совмещает в себе инфракрасный и радиоволновый датчики движения. Он устанавливается на потолке и формирует зону обнаружения типа «Шатёр» диаметром до 10 метров.

Стой, кто идет: принцип работы датчиков движения

Датчики движения
Типы датчиков движения
На что обратить внимание при выборе датчика
Установка датчика движения
Обзор популярных моделей
Заключение

Датчик движения — это электронное устройство, распознающее перемещение объектов. Датчики осуществляют контроль за окружающей обстановкой и автоматически передают команду в ответ на движение объекта в зоне действия прибора.

Датчики движения (датчики присутствия) используются в:

системах охраны и контроля доступа (домофон, блокировка дверей на охраняемых объектах и т. д.);
бытовых системах управления освещением;
системах автоматического открытия и закрытия дверей;
системах умного дома и при управлении климатической техникой (вентиляция, кондиционеры и т. д).

Типы датчиков движения

Датчики движения подразделяются по принципу работы на:

инфракрасные (ИК);
ультразвуковые (УЗ);
микроволновые (СВЧ);
комбинированные.

Типы питания датчиков:

проводные;
беспроводные.

Место установки:

стена (угловой датчик);
потолок.

Инфракрасные датчики движения

Принцип действия

Инфракрасный датчик фиксирует тепловое (инфракрасное) излучение объектов, которые попадают в его зону действия. Датчик представляет собой систему линз или специальных сегментированных зеркал, расположенных вокруг чувствительного сенсора (фотоэлемента). Инфракрасное излучение попадает на этот сенсор, и датчик срабатывает.

В датчике этого типа обычно располагается от 20 до 60 линз. Чем больше линз, тем выше чувствительность устройства. Чем больше поверхность системы линз, тем шире диапазон действия.

Плюсы и минусы инфракрасных датчиков

Преимущества ИК датчиков:

инфракрасные датчики движения определяют дальность и угол обнаружения инфракрасного излучения, исходящего от объекта;
ловят инфракрасное излучение и ничего не излучают в ответ. Считаются вполне безопасными для людей и животных;
можно использовать как в помещении, так и на улице.

У ИК-датчиков есть и недостатки, обусловленные в первую очередь реакцией на перепады температуры:

значительная вероятность ложных срабатываний. Так как датчик улавливает тепловое излучение, он может регистрировать перемещение потоков теплого воздуха от радиаторов отопления и кондиционеров;
солнечные лучи и осадки тоже могут снизить точность срабатывания датчика, если он расположен на улице;
может не распознать объекты покрытые специальной отражающей тканью или материалами, которые не пропускают ИК излучение (стекло, бетон и т. д).

Ультразвуковые датчики движения

Принцип действия

Ультразвуковой датчик реагирует на звуковые волны, частота которых превышает диапазон восприятия человеческого уха. Датчик активирует заданную функцию, когда обнаружит изменение частоты сигнала.

Внутри этого датчика находится распознаватель (генератор) звуковых волн (обычно от 20–60 кГц). За счет движения объекта происходит изменение частоты звуковых волн (эффект Доплера). Приемник улавливает колебание звуковой волны, заданный параметр «тишины» нарушается. За счет созданного отклонения от встроенного параметра происходит замыкание электрической цепи, в результате чего активируется заданная функция.

Датчики движения такого типа применяются в автомобильной промышленности, а именно в системах автоматической парковки и обнаружения «слепых зон».

Плюсы и минусы ультразвуковых датчиков

Преимущества ультразвуковых датчиков:

эффективность работы УЗ-датчика не зависит от изменения температуры окружающей среды;
реагируют на движения вне зависимости от материала, в который облачен объект.

Недостатки датчиков ультразвукового типа:

некоторые домашние животные могут быть восприимчивы к ультразвуковым волнам, на которых работает УЗ-датчик движения. Это может вызывать у питомцев дискомфорт;
при плавных (тихих) движениях может не срабатывать.

СВЧ-датчики

Принцип действия

Микроволновые датчики движения излучают высокочастотные электромагнитные волны. Эти волны отражаются от объекта, попадающего в зону действия сенсора. Сенсор регистрирует движение электромагнитных волн объекта и активирует микропроцессор датчика, в результате чего срабатывает заложенная в устройство команда.

Принцип действия, как и в предыдущем случае,основан на эффекте Доплера. Сенсор принимает сигнал — изменение частоты отраженной волны от токопроводящих движущихся объектов.

Плюсы и минусы

Преимущества датчиков движения СВЧ-типа:

высокая точность срабатывания. Ловит сигнал, даже если объект находится за тонкими препятствиями (дверь, окно, стена);
производительность устройства не зависит от температуры окружающей среды.

Недостатки датчиков СВЧ-типа:

высокая вероятность ложных срабатываний;
СВЧ-излучение может негативно сказываться на здоровье человека.

Комбинированные датчики движения

Такие приборы совмещают в себе датчики разных типов. Например, инфракрасный и микроволновый датчик движения. По мнению производителей комбинированных датчиков, за счет сочетания нескольких типов достигается максимальная производительность устройства. Недостатки одного типа компенсируются преимуществами другого. Из минусов — высокая стоимость устройства.

На что обратить внимание при выборе датчика

При выборе датчика движения стоит руководствоваться основными техническими характеристиками устройств.

Угол обзора

У потолочного датчика движения угол обзора до 360 градусов. Если установить его на стену, то половина его возможностей не будет задействована при эксплуатации, также могут появиться ложные срабатывания.

Настенный датчик имеет угол обзора от 120 до 180 градусов. Чаще всего используется для контроля небольшой площади, например придверной территории.

Рабочее расстояние

Зона контроля у рядовых датчиков движения от 6 до 50 метров. Чем меньше пространство, в котором будет установлено устройство, тем меньше должна быть дальность действия.

Мощность нагрузки

Питание датчиков движения происходит от сети 220 В. Некоторые беспроводные датчики потребляют до 12 В благодаря встроенным аккумуляторам или использованию щелочных батареек.

Дополнительные функции

уровень освещенности. Датчик движения для автоматического включения света должен срабатывать только в темное время суток с целью экономии электроэнергии. Чтобы устройство не срабатывало днем, необходим датчик уровня освещенности.
защита от животных. Высокочувствительные устройства будут срабатывать при малейшем движении, например домашних животных. Чтобы не происходило ложных срабатываний, нужна регулировка чувствительности прибора. Датчик можно настроить в зависимости от веса питомца (от 10 до 25 кг);
задержка времени активности. Например, датчик включает свет в помещении при появлении человека, который некоторое время бездействует: читает книгу, принимает ванну и т. д. Будет неудобно, если свет вдруг потухнет. Поэтому и нужна функция задержки света.

Место использования

Датчики движения используются не только для домашней безопасности или управления освещением и работой техники. Например, в промышленных областях они используются на сборочных линиях для отслеживания количества продуктов и отключения опасного оборудования, если человек подходит слишком близко.

Установка

Особенности установки датчика движения:

при выборе места нужно учитывать, что эффективность ультразвуковых и микроволновых приборов максимальна при движении объекта навстречу устройству, а инфракрасных — поперек контролируемой зоны;
датчики движения потолочного типа, как правило, монтируют на высоте от 2,5–3 метров, диаметр контролируемой площади в таком случае будет от 10 до 20 метров;
модели настенного типа устанавливаются как на улице, так и в помещении. Рабочий диаметр у таких устройств до 50 метров. Высота размещения 2–2,5 метра;

Обзор популярных моделей

Инфракрасный датчик движения Navigator 71 963 NS-IRM02-WH

Этот датчик движения потолочного типа анализирует уровень освещения в комнате, подвале, на лестничной площадке. Чувствительный сенсор срабатывает, если уровень освещения в помещении ниже установленного порога.

Подключается к общей сети 220 В.

Средняя стоимость — от 400 рублей.

Sapsan PIR-80

Беспроводной настенный датчик движения, который рассчитан на использование в квартирах, где проживают домашние животные (весом не более 10 кг). Подходит для охранных систем Sapsan. Датчик фиксирует движение объекта и передает сигнал на центральную охранную консоль, после чего сработает тревога и отпугнет взломщиков.

Средняя стоимость — от 1 200 рублей.

Redmond RG-G31S

Это «умный» герконовый датчик движения. Предназначен для дистанционного контроля имущества, закрытия/открытия дверей, окон, сейфов и т. д. Всю информацию датчик отправляет на мобильное приложение. Эту модель можно разместить в удобном месте с помощью двусторонней липкой ленты.

Средняя стоимость — от 600 рублей.

Датчик движения Rubetek RS-3201

Данная модель датчика работает при подключении к центру управления Rubetek. Оповещения о состоянии контролируемого помещения пользователь может просматривать в мобильном приложении Rubetek.

Прибор уникален тем, что его можно использовать в связке с другими приборами и умными устройствами в доме, например включить свет в нужной комнате, активировать работу кондиционера или бризера.

Tion Бризер 3S Rubetek можно подключить к уже имеющемуся центру управления Rubetek либо сделать бризер самостоятельным центром управления умным домом, передавая команды умным датчикам и объединяя их в единую сеть.

Средняя стоимость — 1 490 рублей.

Заключение

Установка датчика движения — это простой и вполне эффективный способ защитить Вашу собственность. Вы можете разместить датчик в квартире, частном доме, на даче, в гараже и т. д. Дополнительный уровень безопасности могут обеспечить камеры наблюдения, подключенные к датчику и системе мониторинга.

Управление освещением, бытовой и климатической техникой поспособствует экономии энергии, например путем выключения света в незанятых помещениях, автоматической активации обогрева, охлаждения и других бытовых задач.

Как срабатывает датчик движения для включения сигнализации?

Сенсор движения – современная технология, используемая во множестве уголков повседневной жизни. С их помощью работают системы безопасности, включается освещение, открываются двери, подается вода в кране.

Какие бывают типы детекторов?
Работа сигнализации на основе зонда перемещений
Инфракрасные переключатели
Итог

Виды датчиков движения для включения света

Грамотно использовать датчик движения для включения освещения или подачи воды помогает координирующиеся с ним системы этого самого света или воды. Как правило, сенсор поставляется уже в комплекте с краном или светильником, но можно его установить и отдельно самостоятельно.

Использование прибора ведет к значительному снижению затрат на расход электроэнергии, воды или места в памяти жесткого носителя. Сенсор всегда связан с двумя основополагающими столпами:

комфорт;
экономия.

Автоматизируя собой любую систему, он не только создает комфортные условия для жизни человека, но и полностью лишен таких параметров как забывчивость, или щедрость. Сенсор является умным, дотошным скупердяем, который выключает прибор в тот же момент как он больше не необходим, и включает ровно тогда когда в нем нуждаются. Он не позволит пролиться лишней капле воды или потратиться лишней электроэнергии.

Какие бывают типы детекторов?

Выделяют три основных вида сенсора:

звуковой;
микроволновый;
инфракрасный.

И еще один дополнительный вид – комбинированный. Он способен совмещать в себе несколько основных типов вплоть до всех трех. И является более точным и в то же время более дорогим прибором.

Все основные типы имеют свои как минусы, так и плюсы. Звуковой имеет маленький радиус работы, в некоторых моментах ультразвук могут улавливать животные или чувствительные люди. В целом влияние ультразвука на человека не до конца изучено, и мнения о его вреде делятся на два лагеря.

Одни считают, что он определенно вреден, другие утверждают обратное. Так или иначе, выбор ультразвукового прибора самостоятельное решение каждого отдельно взятого человека.

Микроволновый прибор в это плане вполне однозначен. Вред от него есть, и это совершенно точно. Для минимизации вреда производители стараются снижать его мощность, с целью минимизировать влияние микроволновых лучей вплоть до практически полного отсутствия влияния.

Однако «практически полного» и «полного» суть есть две больших разницы. Тем не менее свч-аппараты являются самыми дорогими и точными из всех.

Инфракрасные приборы единственные полностью безвредные устройства. Однако их достаточно просто обмануть, если применять их в качестве сигнализации. В то же время как бытовой прибор, работающий для автоматического подключения какой-либо системы, он подходит идеально.

Именно он используется в большинстве современных бытовых системах включения света, вентиляции, тепла и воды. Это заслуга, в том числе его самой низкой стоимости по сравнению с другими типами.

Работа сигнализации на основе зонда перемещений

Охранные системы в современном мире так же разнообразны и вездесущи как дверные замки. Более того, если раньше охранными системами оснащались только сверхсекретные объекты, а позже и производственные склады и помещения, то теперь они встречаются также часто и в обиходе обычных домов.

Доступность таких охранных систем на сегодняшний день намного выше, и является, по сути, намного более дешевой, чем покупка, дрессировка и содержание среднестатистической собаки сторожевой породы.

Сигнализации имеют множество форм и разновидностей. Это могут быть охранные системы периметра, датчики-шторы, видеокамеры наблюдения, просто напичканные по всем местам сенсоры срабатывание любого из которых передает сигнал тревоги.

Если не вдаваться в особые подробные описания каждого из типов устройств, можно сказать что существуют они практически для всего и от всего. Так для примера захочет человек сохранить содержимое сейфа в безопасности. Он сможет:

выставить охрану периметра – пересечение которой приведет к тревоге;
расставить камеры наблюдения – любое попадание в зону приема их сенсора сразу же запишет нарушителя и его действия;
допустим, нарушитель добрался при этом до дома, что в принципе уже не представляется возможным. Там его ждет сложный выбор по проникновению. Если он пойдет через дверь, его ждет сенсор на входе. Если пойдет через окно, сенсор-штора отмечающий проникновение сквозь окно. Если решит сломать стену, его ждет детектор вибрации, который сразу определит воздействие на стену. Помимо этого под окнами также могут быть установлены детекторы разбитого стекла, на дверях сигнализации и так далее;
пробравшись внутрь дома неизвестным способом, его и там могут ждать детекторы, работающие в каждой комнате охватывающие ее целиком;
дальше добравшись до сейфа, его ждет опять же сенсор вибрации, ожидающий любого воздействия на сейф. А также прочие сигнализации и точечные детекторы движения.

В результате совершенно очевидно, что никакой возможности и шансов у грабителя просто нет. Несмотря на то, что по телевизору показывают много фильмов про супер-шпионов и грабителей способных преодолевать хитроумные ловушки детекторов, на деле же, у них нет никаких шансов попасть даже в среднестатистический защищенный сенсорами дом.

И совершенно ни к чему устанавливать все эти приборы разом как было в примере. Достаточно обезопасить самое необходимое затратив минимум средств и при этом, полностью себя защитив.

Что уж говорить о том, как защищаются современные магазины. Каждый конец рабочего дня они ставятся в режим сигнализации. Их камеры при этом начинают снимать только при попадании нарушителя в сенсор. Все двери и окна запечатаны и чувствительны к любой попытке вскрытия. Нередко в дополнение используются сенсоры, следящие за полом для покрытия слепых зон иных детекторов.

При таком минимуме охранных систем магазин имеет полную защищенность. В случае если нарушитель всё проигнорирует, разобьет стекло и войдет. Мало того что его лицо с высокой вероятностью будет тут же запечатлено, так еще и времени до приезда охраны у него будет от силы пять минут. Как результат, ни о каком серьезном грабеже речи не идет, а вот вероятность быть пойманным стремиться к ста процентам.

Детекторы движения при этом работают в пассивном режиме, вместе с камерами, которые ведут наблюдения без съемки. Сенсоры являются своего рода переключателями камер в режим записи. А также занимаются включением звуковых сирен и сигналов тревоги на пульт охраны.

Причем что стоит отметить, стоимость таких сенсоров настолько мала, что их себестоимость для охраны среднего по размерам магазина обойдется в размере около тысячи-двух рублей. Все остальные траты пойдут на установку уже самих сирен, камер, или иных систем безопасности. Сами детекторы весьма дешевы в инфракрасном исполнении.

Однако нередко для больше безопасности для охраны магазинов дорогостоящей бытовой техники могут использовать микроволновые или комбинированные зонды. Тут уже цена датчиков заметно взлетает и может оказаться даже дороже всей остальной аппаратуры.

Инфракрасные переключатели

Мало кто знает, но даже пульт от телевизора включается и выключается при помощи инфракрасного сигнала. Являясь тем самым своего рода родственником современным сенсорам движения.

Сегодня очень популярны технологии «умный дом». Богатые люди позволяют себе роскошь в виде всевозможных подсветок и подогревов в самых неожиданных местах. Так придуманы и пользуются популярностью обогрев сиденья унитаза, подсветка всевозможных раковин и писсуаров.

Повсюду используются полы с подогревом и автоматические кондиционеры и вытяжки. Все они могут срабатывать от детектора движения.

Передвигаясь по дому человеку больше не надо заморачиваться с включением света. Думать о том, как согреть ноги, или чем удивить гостей. Теперь передвигаясь по дому человека, сопровождает невидимая умная система, работающая на основе сенсоров. Заходя в ванную, человеку подогреется пол, подсветится всё необходимое и при необходимости подастся вода.

А при выходе из ванной комнаты включится вентиляция и вытянет лишнюю влажность. Пройдя в комнату отдыха, человеку обеспечится комфортная температура помещения, усевшись в кресло для чтения, включиться подсветка читального столика. Включиться локальное освещение в виде бра.

Источник: gk-rosenergo.ru