Принцип работы объемного датчика движения

Скрытый датчик движения

Объемный датчик движения реагирует на перемещение источников тепла (инфракрасного излучения) различной формы и размеров. Устройства применяют для охраны, управления освещением в зданиях коммерческого, промышленного и бытового назначения. Современные датчики при обнаружении движения в подконтрольной зоне могут не только включать свет, видеокамеру, отправлять сигнал на пульт охраны, но и оповещать владельца через SMS или по другим каналам связи.

Виды устройств

Пассивные объемные датчики. Детектор улавливает тепло от всех объектов и реагирует на изменение его положения. Движение фиксирует линза Френеля, состоящая из нескольких секторов. Скорость срабатывания датчика выше, если объект пересекает сегменты в перпендикулярном направлении, а не в продольном. Это свойство учитывают при выборе места для монтажа.

Активные объемные датчики. Устройства сами генерируют сигнал и отправляют его в помещение. Волны отражаются от предметов в подконтрольной зоне и возвращаются на приемник. Контроллер датчика рассчитывает время отражения излучения и по нему определяет движущиеся объекты. Активные сенсоры работают с ультразвуком, поэтому разрешены для использования только в помещениях, где нет людей.

Виды объемных датчиков движения по принципу действия

Акустические

Датчик срабатывает, когда уровень шума в помещении превышает заданный порог (например, при разбивании стекла). Устройства не работают с излучением, поэтому дальность действия и площадь подконтрольной зоны зависят только от заводских характеристик и настроек пользователя. Конструкция такого датчика движения включает микрофон с высокой чувствительностью, фильтр для отсеивания шумов, кратковременных звуковых колебаний различной природы и т. д. Преимущества акустических моделей:

  • установка без дополнительных разрешений;
  • возможность монтажа для локальной охраны (оконные проемы);
  • простота в эксплуатации и обслуживании.

Акустические датчики требуют точной настройки для снижения числа ложных срабатываний.

Инфракрасные (тепловые)

Сенсоры реагируют на источники ИК-излучения в зоне действия, сравнивая их температуру с окружающей средой. Чувствительный элемент – пироэлектрический детектор, который преобразует тепловые лучи в электрический сигнал. В сочетании с линзой Френеля он дает широкий угол сканирования по вертикали и горизонтали. Тепловые датчики движения являются одними из самых надежных и популярных, отличаются низким процентом ложных срабатываний. Преимущества устройств:

  • простая установка;
  • различение людей и животных для снижения числа ложных срабатываний;
  • возможность интеграции в систему охранной сигнализации, а также подключение к осветительным приборам.

Датчики размещают вдали от обогревателей, радиаторов, чтобы восходящие тепловые потоки не вызывали ложных срабатываний. Устройства с негерметичным корпусом также требуют периодической чистки, удаления пыли и насекомых.

Ультразвуковые

Активные датчики отправляют в пространство звуковые сигналы высокой частоты (22–40 кГц). Когда волна встречает преграду, характер колебаний меняется, вызывая реакцию устройства. Сигналы не проходят сквозь препятствия, поэтому сенсоры эффективны только в открытом пространстве. Преимущества ультразвуковых моделей:

  • стабильная работа вне зависимости от внешних воздействий;
  • быстрая реакция.

Ультразвук может раздражать домашних животных, провоцировать приступы необоснованного страха у чувствительных людей. Несколько датчиков движения в одном помещении часто вызывают взаимные помехи. Устройства такого типа используют для охраны витрин магазинов – это небольшие пространства без помех и без присутствия человека.

Микроволновые (сверхвысокочастотные – СВЧ, радиоволновые)

Датчик отправляет в пространство радиоволны и срабатывает на изменение их частоты. Устройства имеют широкий угол охвата до 150 градусов и дальность действия в несколько десятков метров. Радиоволны способны преодолевать препятствия, но мощность сигнала при этом теряется. Преимущества моделей:

  • обнаружение объектов за пределами помещения;
  • отсутствие влияния температуры и внешних факторов на точность срабатывания.

Микроволновые датчики могут вызывать помехи в электронном оборудовании и других сенсорах, установленных в комнате.

Какие характеристики учесть при выборе

Подбором, монтажом, настройкой оборудования должны заниматься специалисты. Надежность и эффективность системы напрямую зависит от уровня подготовки мастера. В случае ошибки увеличится число ложных срабатываний или система вообще не будет функционировать. При выборе датчиков движения учитывают следующие параметры:

  • атмосферостойкость. Для эксплуатации в промышленных помещениях и на улице выбирают модели с защитой корпуса не ниже IP56. Для квартир, домов, магазинов, офисов подойдут устройства класса IP34;
  • реакцию на внешние факторы. Датчики объема разных типов могут срабатывать на тепловое излучение от приборов и оборудования, установленного в комнате, на свет от фар проезжающих автомобилей. При выборе анализируют особенности участка, предназначенного для монтажа;
  • назначение. В зависимости от целей установки применяют инфракрасные, радиоволновые сенсоры, датчики разбития стекла и т. д.;
  • внешний вид. Можно выбрать устройство для скрытого монтажа, которое будет незаметным в помещении. Важен и дизайн. Оборудование должно гармонировать с интерьером или экстерьером, чтобы не привлекать к себе лишнего внимания.

Объемные датчики движения B.E.G.

Компания Brück Electronic GmbH предлагает оборудование премиум-класса для офисов, учебных классов и аудиторий, лестниц, туалетов, ванных комнат, холлов, автопарковок, логистических терминалов и других объектов. Объемные датчики B.E.G. созданы на основе микроволновой технологии. Преимущества оборудования:

  • прочный корпус с высокой степенью влаго- и пылезащиты;
  • широкий угол обзора (до 360 градусов);
  • анализ текущей освещенности в подконтрольной зоне при интеграции в систему управления освещением;
  • точная настройка с помощью интуитивно понятных приложений;
  • широкий ассортимент датчиков для настенного и потолочного монтажа, для уличного использования с дальностью действия до 40 м в корпусах разного цвета.

Датчики объема и особенности их применения

Важным и незаменимым элементом систем охраны помещений является датчик объема. Этот уникальный прибор способен обнаружить движущийся объект. Такое возможно благодаря его способности отслеживать изменение характеристик считываемого прибором излучения. Источником этого излучения является сам прибор, а тип излучения зависит от разновидности прибора — это могут быть инфракрасные волны или ультразвук.

Виды объемных датчиков

Итак, прежде чем разобрать тип устройства и способы его подключения, рассмотрим виды объемных датчиков. В зависимости от условий и тех задач, которые возлагаются на него, потребуется выбрать тот или иной тип.

Акустические

Такой датчик работает весьма примитивно: пользователь устанавливает уровень шума, превышение которого запускает сигнализацию. Однако ложных срабатываний не избежать, поэтому популярные производители оснащают свои устройства фильтром, который заглушает внешние и случайные шумы. Это, пожалуй, один из наиболее важных аспектов, на который нужно обратить внимание при выборе. В противном случае будет много ложных срабатываний и некорректная работа в целом.

Микроволновые и ультразвуковые

Они основаны на эффекте Доплера, согласно которому длина волны измеряется только при ее отражении от предмета, находящегося в движении. Принцип работы заключается в следующем: внутри устройства есть «генератор», создающий высокочастотное излучение, которое при «наложении» на движущийся объект изменяет свою длину и «отражается» в приемник. Ее значение может изменяться как в большую, так и в меньшую сторону — все зависит от положения объекта. Собственно, вернувшаяся в приемник волна фиксируется «генератором», что ее произвел, и запускается сигнализация.

Однако использование датчиков объема с микроволнами для сигнализации осложняется одним важным условием — необходимо исключить любые помехи, источниками которых являются другие электроприборы. Это может вызывать ложные срабатывания, а в редких случаях выход устройства из строя. Помимо, использование ультразвуковых датчиков не рекомендуется в тех помещениях, где находится много людей или животных. Они негативно влияют на здоровье, и потому используются только на тех объектах, где скопление людей сведено к минимуму.

Тепловые

Их настраивают на конкретную температуру. Если ее значение в помещении превышается, то срабатывает сигнализация. Этот тип хорошо проявляет себя в охранной сигнализации, нацеленной на обнаружение пожара. Затронуть же здесь надо то, что используются в качестве сенсорного элемента. Существует несколько вариантов: биметаллические пластины, терморезистор, легкоплавкие материалы или оптическое волокно, которое способно менять сопротивление при высоких температурах.

Инфракрасные

Этот вид наиболее популярный в применении для охранных сигнализаций. Все это благодаря тому, что ложные срабатывания у них практически отсутствуют, а реакция на посторонние объекты срабатывает почти всегда безотказно. Их преимущество перед тепловыми также заключается в том, что если первые реагируют только на изменение в температурных режимах, то инфракрасные реагирует на появление теплового источника.

Преимуществом это является потому, что температура человека, животного или автомобиля несколько превышает ту, что есть у предметов, которые расположены в помещении. Такая разница фиксируется датчиком и после производится соответствующая подача уведомления или включение сигнализации. Объемные датчики такого типа также могут быть использованы для систем умного дома, если необходимо сделать включение света при появлении человека в комнате.

Если же говорить об отличительных свойствах, то в качестве таковых может выступать конструкция, которая практически всегда остается одной и той же. Зачастую она не зависит от модификации, а потому может оставаться прежней на протяжении нескольких технических поколений. Представляет она собой следующее:

  • оптика — линза Френеля, которая способна «оценить» пространство либо лучом, либо широким форматом;
  • элемент для пожарочувствительности — два сенсора, один из которых стабильно работает при нормальной температуре, а второй включает сигнализацию при ее повышении;

Однако все эти новшества будут бессмысленными, если не разместить датчик правильно и не настроить элемент, отвечающий за чувствительность. Не стоит также располагать его в те помещения, в которых присутствуют батареи или другие пассивные приборы с нагревом, так как это провоцирует ложные срабатывания.

Комбинированные

Такие датчики универсальны, но несмотря на это редко используются в охранных сигнализациях. Суть их проста — они комбинируют в себя сразу несколько технологий. Одно устройство может использовать сразу два и более канала. В идеале это приводит к тому, что есть возможность одновременного использования инфракрасного и микроволнового методов. И хотя это эффективно, но требует более тонкой «настройки» того помещения, где он будет расположен. В условиях организации реализация такого крайне тяжела, поэтому комбинированные датчики хороши для дома, но не для корпоративного сегмента.

Тип устройства

Помимо видов, которые подразумевают под собой разные принципы работы, существует также отличие по принятию той информации, что они фиксируют в помещении. Это в той же мере относится к тем датчикам объема, что используются для автосигнализации.

Активный

По своему устройству такой датчик чуть более сложный, так как имеет в строении генератора и приемное устройство, что несколько повышает шансы на срабатывание. Это обусловлено тем, что используется принудительное — активное — сканирование, которое также требует дополнительных источников питания. Сигнал, которые отражается и передается обратно в датчик также имеет иные параметры, нежели при пассивном сканировании.

Пассивный

Это простая в своей реализации технология, которая нацелена на аналитику данных исключительно из внешней среды. Производится фиксация положений или направления движения — не более. Помимо, отсутствует необходимость в использовании дополнительных источников питания.

Способы подключения

Помимо видов и типов также нужно рассмотреть то, каким образом осуществляется монтаж устройств. Существует всего два способа подключения датчика для охранной сигнализации:

  1. Проводной. Производится прокладка кабелей от устройства до блока управления. При обнаружении постороннего объекта производится изменение нагрузки на сеть вследствие чего запускается сигнализация. Благодаря проводу также можно использовать те датчики, что имеют релейные выходы, однако прокладка может быть затруднена, так как расположение устройств зачастую нестандартное.
  2. Беспроводной. В первую очередь нужно учитывать, что придется постоянно менять источники питания. Подключается же таким способом те адресные устройства, что способны передать всю информацию по радиосвязи.

Назвать единственный метод, которые наиболее надежен нельзя, потому как каждый из них имеет недостатки. Тем не менее для корпоративного сегмента использование радиоканала не рекомендуется ввиду наличия техники, способной произвести помехи.

Нюансы

Помимо способов, необходимо также знать ряд нюансов, необходимых к учету. В числе таковых:

  1. Жесткость конструкции. Основа должна быть не только крепкой, но и такой, чтобы нивелировать любые вибрации, поступающие извне. Игнорирование этого пункта провоцирует ложные срабатывания.
  2. Видимость. Вне зависимости от вида и типа устанавливаемого датчика его необходимо поместить в зону скрытой видимости. Это обусловлено не только тем, что злоумышленники их не обнаружили, но и прямым солнечным воздействием. Лучи солнца могут испортить инфракрасный датчик или нарушить его работу.
  3. Наличие источников тепла. При использовании устройств для защиты от пожара не рекомендуется располагать их там, где есть батареи. Датчик реагирует не на весь охватываемый спектр, а лишь на его некоторые части, что при игнорировании этого нюанса гарантирует ложные срабатывания.
  4. Угол захвата. Если наблюдение производится по диагонали, то правильно выбранный угол обеспечит наибольшую видимость. Тем не менее также нужно учитывать наличие посторонних предметов в зоне видимости.

Если же говорить о высоте монтажа, то нужно уделить внимание тому, что:

  • все датчики работают по принципу фиксации пересечения, то есть будет лучше, если объект пройдет перпендикулярно зоне видимости, а не начнет свое движение напрямую на датчик;
  • если устанавливается несколько датчиков с радиоволнами, то есть вероятность их обоюдного воздействия: избежать этого можно при подборе разных частот.

Комбинация различных датчиков для охранных сигнализаций также возможна, однако необходимо убедиться в том, что они не станут мешать друг другу.

Плюсы и минусы

Теперь что касается сильных сторон:

  • датчики имеют хорошую — порой даже избыточную — чувствительность, которой более чем достаточно для определения объекта в зоне видимости;
  • легкая установка;
  • большинство моделей имеют хороший защищенный корпус, что позволяет защититься от воды, пыли или непосредственного урона.

В качестве же недостатков выступают:

  • в зависимости от выбранного вида будет меняться сложность настройки — предварительно стоит тщательно сформулировать цели и задачи, и только потом что-либо приобретать;
  • большая часть настраиваемых параметров сильно зависит от погоды: в моделях высшего сегмента это исправлено посредством предоставления возможности для настройки шаблонов, которые могут быть быстро изменены;
  • дорогой ремонт, несмотря на легкость конструкции: заменить на новый зачастую проще.

Тем не менее не стоит сильно на этом зацикливаться. Порой бывают обстоятельства, в которых датчик объема единственный возможный вариант. В этом случае недостатки можно нивелировать правильным выбором и адаптацией помещения.

Сфер применения датчика объема до сих пор по-прежнему много. Он используется как для автомобильной сигнализации, так и в помещениях вне зависимости от их типа. Они будут идеальны для противоугонной системы, но нужно грамотно выбрать место расположения. Хорошо в такой сфере показывают себя микроволновые модели. Соотношение цены и качества предоставляет потенциальным пользователям максимальную производительность и простую в установке и настройке. Замена такого устройства также не требует особых навыков и с ней справится буквально любой.

Видео по теме

Датчик движения. Принцип работы и классификация.

Датчики движения применяются для фиксации проникновения на объекты или охраняемую территорию посторонних лиц. Чаще всего их применяют при построении охранных систем. Также их используют с целью автоматизации управления освещением или бытовой техникой владельцы квартир или домов при построении систем умного дома. На рынке представлено очень много различных датчиков движения. Внешне они имеют мало отличий, но по факту отличия есть.

Датчики движения классифицируют по способу установки. Различают следующие типы:

  1. Настенный.
  2. Потолочный.
  3. Скрытый.
  4. В розетке (совмещен с розеткой, умной розеткой).
  5. В видеокамере (программное исполнение).

Основные характеристики:

  • Дальность обнаружения.
  • Высота установки.
  • Пылевлагозащитная.
  • Время отключения.
  • Габариты.

Основные типы датчиков движения

Классификацией предусмотрено различие датчиков по типу применяемой в их работе длины волны. Датчики делят на:

Инфракрасные (ИК)

Чаще всего на рынке можно встретить именно эти датчики. Еще их называют пассивный инфракрасный детектор. Они не обнаруживают людей, объем, воздух и любые предметы, попадающие в поле зрения. Алгоритмы инфракрасного датчика позволяют осуществлять распознавание температуры тела, попадающего в поле его зрения. Инфракрасное излучение фокусируется на датчике особой оптической линзой, называемой линзой Френеля. Она концентрирует излучение на чувствительном полупроводниковом элементе. Температура определяемого тела должна быть выше, чем температура окружающей обстановки. Различие температур тела, попавшего в поле зрения датчика, и внешней среды способствует отклонению электрического потенциала от номинальных значений и обрабатывается чипом, установленным внутри датчика, по заранее настроенному алгоритму и инициирует запуск тревоги.

Чем больше линза в конкретно рассматриваемом устройстве, тем больше чувствительность датчика, а также шире зона его охвата. Чтобы датчик не реагировал на теплые, но статические объекты, оптическую систему делят на несколько отдельных лучей — зоны чувствительности датчика. Фиксация движения произойдет только в том случае, если подвижный объект будет пересекать последовательно более одной зоны. Передвижение с малой скоростью не всегда фиксируется датчиком.

Радиоволновые

Радиоволновой датчик движения функционирует по схожему алгоритму с ультразвуковым датчиком. Вместо звуковой частоты чип создает сверхвысокочастотное излучение, частота которого равна 2,5 ГГц. При появлении на участке распространения волны подвижного тела происходит изменение частоты и длинны волны, которое фиксируется приемником.

При этом прохождение радиоволн происходит без затруднений через не металлические конструкции. Им не мешают стены и мебель. Данный тип датчиков достаточно дорог. Их применяют для наблюдения за коммерческими крупными объектами.

Ультразвуковые (СВЧ)

В основе работы датчика движения ультразвукового типа лежит принцип звуковой локации. В них установлен специальный звуковой генератор, создающий колебания, частота которых равна от 20 до 40 Кгц. Такие звуки человек на слух не воспринимает, но, все звуковые волны, излученные источником, частично отражаются от поверхностей (часть поглощается) и возвращаются к источнику их излучения. В корпусе ультразвуковых датчиков установлен излучатель таких колебаний и микрофон, принимающий звуковой сигнал, отраженный от поверхностей. Излучатели приемника состоят из элементов пьезокерамики.

Согласно эффекту Доплера любой объект, попадающий в зону распространения потока распространения звуковых волн, искажает интерференционную картину. Когда происходит такой эффект частота отраженного от поверхности сигнала будет другой относительно излучаемой частоты — это и вызывает сработку датчика.

Комбинированные

Достаточно дорогие. Применяются во избежание ложных тревог. В один корпус производители устанавливают ИК и радиоволновой датчик. Такое решение ценится за высокую помехоустойчивость и надежность. При таком решении достигается минимальное количество ложных срабатываний.

Детекторы движения встроенные в камеры наблюдения (программные)

Датчик движения, установленный в камерах видеонаблюдения, никогда не заменит полноценную работу классических датчиков движения. Обнаружение движения происходит камерой на программном уровне. Видеокамера анализирует поток входящей информации, например, каждый пятый кадр и сопоставляет их. При резком изменении картинки камера понимает, что произошло движение. Такая реализация имеет место на существование, но даст больше ложных срабатываний, так как фиксацию движения камера может поймать даже при резком снижении уровня освещенности (выключение света). Настройки в камере поддаются корректировке, но это лишь частично исправляет ситуацию. Существует возможность выделения зон кадра, поиск движения в которых фиксироваться не будет. Это помогает лишь при попадании подвижного объекта в поле зрения кадра.

Типичные ошибки при установке датчиков движения

С каждым конкретным устройством в комплекте поставляется инструкция, в которой отражены технические характеристики изделия и рекомендуемые данные (схема) для установки датчика.

Наиболее частые ошибки при установке:

  1. Не соблюдение требуемой высоты установки датчика. Пренебрежение данным параметром сильно сужает поле зрения прибора, вплоть до невозможности обнаружения движения.
  2. Не учитывается тип пылевлагозащиты по стандартам IP. Не защищенный от влаги датчик устанавливается на улице или во влажном помещении.
  3. Не соблюдается температурный режим работы. Как следствие запотевание линзы, либо чувствительного элемента, что приводит к ложным срабатываниям или выходу датчика из строя.

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.

Современные объемные датчики для охраны дома или квартиры – рекомендации по выбору

Большинство сенсоров, применяемых в системах охранной сигнализации, способны контролировать небольшие участки, что при увеличении площади влечет увеличение числа используемых устройств. Подобного недостатка лишен объемный датчик движения. Чуткие устройства следят за изменением окружающей обстановки в горизонтальной и вертикальной плоскости, охватывая сектор с углами не менее 90⁰.

Подробно о датчике

Для расширения контролируемой области в схему объемных детекторов, реагирующих на подвижные объекты, вводятся дополнительные элементы (датчики присутствия).

Принцип работы

Принцип работы объемного детектора движения можно рассмотреть на примере теплового сенсора. Роль чувствительного элемента отводится пироэлектрическому детектору. Для расширения контролируемой области, перед ним устанавливается линза Френеля. Многокомпонентная оптическая система усиливает и фокусирует сигнал, поступающий из внешнего пространства. При попадании в зону действия, подвижный объект с отличной от окружающего пространства температурой, вызывает срабатывание детектора (Рис. 1). Преобразованный и усиленный импульс направляется на конечное устройство.

Применение датчиков объема

Объемные датчики движения рассчитаны на внутреннее и наружное применение. Устройства входят в состав систем охранной сигнализации. Объемный детектор, реагирующий на перемещение человека, эффективно используется для управления осветительными приборами, открыванием и закрыванием дверей, включением бытовой техники и пр.

Для охраны помещения

Наибольшее распространение объемные сенсоры движения получили в охранных системах сигнализации. Благодаря увеличению контролируемой зоны, датчики отлично справляются с наблюдением обстановки на больших площадях.

В случае наружного применения, устройства обеспечиваются антивандальной защитой или устанавливаются в скрытом виде.

Расширение контролируемой области ухудшает реакцию датчика при движении объекта по направлению в его сторону или от него.

Виды датчиков объема

Объемные датчики движения могут быть активными и пассивными.

Активные

Активные приборы, реагирующие на изменение окружающей обстановки, содержат ультразвуковой генератор, работающий в непрерывном режиме. Отраженные сигналы фиксируются устройством с помощью приемника и обрабатываются анализатором. При обнаружении разницы между исходящим и входящим сигналами, датчик срабатывает и поднимает тревогу.

Собаки очень чувствительны к ультразвуковым колебаниям. При установке активного датчика движения необходимо позаботиться, чтобы в зону его действия не попадали животные.

Пассивные

Пассивные детекторы движения находятся в ждущем режиме и активируются, когда на подконтрольном участке создаются заданные условия или наблюдаются перемещения объектов.

Чтобы увеличить эффективность систем сигнализации и свести к минимуму недостатки каждого из вида датчиков, используются компоновки, объединяющие несколько устройств.

Какие бывают виды объемных сенсоров и их особенности

Сенсоры движения разделяются по принципу работы. Каждому устройству присущи индивидуальные особенности, достоинства и недостатки.

Акустический

В качестве сенсора акустического детектора движения используется высокочувствительный микрофон, который фиксирует изменения окружающей обстановки в звуковом диапазоне. От ложных срабатываний схему защищают фильтры, которые подавляют случайные звуковые колебания, не подходящие к условиям активации прибора.

  • не нуждаются в разрешительной документации;
  • непривередливы в обслуживании и эксплуатации;
  • применяются в локальных системах охраны (оконных проемах и пр.).

Из недостатков устройств отмечается необходимость в точной настройке и затруднение применения в помещениях с высоким уровнем шума.

Микроволновый (СВЧ)

Активный детектор движения, работающий в диапазоне сверхвысоких частот. Генерируемые устройством волны отражаются от окружающих предметов, улавливаются приемником и анализируются. Несовпадения в отправленном и полученном сигнале становятся поводом для срабатывания тревожного сигнала.

  • Расширенная площадь контроля (угол для открытых пространств – до 360⁰).
  • Независимость от погодных условий.
  • Высокая точность.

К недостаткам СВЧ-сенсоров относится охват территории вне обслуживаемого помещения, а также создание помех, которые негативно сказываются на находящейся рядом аппаратуре.

Тепловой

Инфракрасные детекторы контролируют тепловой фон. Устройства срабатывают при появлении в зоне их действия объекта, температура которого отличается от окружающих предметов. В качестве чувствительного элемента задействован пироэлектрический детектор, расширяющий контролируемую площадь за счет линзы Френеля. Наиболее распространенный вид сенсоров движения с минимальным показателем ложных срабатываний.

  • Настройка в широком диапазоне температур (отсеивание мелких животных, птиц и пр.).
  • Широкая область применения.
  • Простота в установке и обслуживании.

Для уверенного срабатывания объемный ИК-детектор движения необходимо изолировать от сторонних тепловых излучений.

Установка

Чтобы объемный датчик максимально соответствовал прямому назначению, исключал ложные срабатывания, оберегался от физического воздействия и влияния окружающей среды, при его установке необходимо придерживаться определенных правил.

Рекомендации по расположению датчика объема

При расположении датчиков объема следует учитывать его технические характеристики и соблюдать следующие условия:

  • Жесткое крепление, не допускающее вибрацию и возможность срыва.
  • Исключение попадания на сенсор прямых солнечных лучей.
  • В контролируемой зоне не должно находиться обогревателей, кондиционеров и других приборов, влияющих на изменение окружающей температуры.
  • При использовании в одном помещении нескольких датчиков объема СВЧ-типа, необходимо позаботиться о несоответствии их радиочастотных диапазонов. В противном случае возможны взаимные наводки и помехи, приводящие к некорректной работе системы и ложным срабатываниям.
  • Установка оптических детекторов объема должна исключать направление сенсора в сторону окон, во избежание засветки фарами автомобилей или источниками уличного освещения.

Объемные детекторы движения могут крепиться на стены и потолок, выноситься при помощи кронштейнов или располагаться по углам. Потолочное расположение обеспечивает обзор 360⁰. Одной из наиболее эффективных схем считается «штора», когда детектор устанавливается на высоте двух метров непосредственно над входом.

Схемы расстановки

Эффективность датчиков объема зависит от правильной расстановки. Одной из наиболее эффективных схем считается «штора», когда детектор устанавливается на высоте двух метров непосредственно над входом (Рис. 2).

На рисунке 3 представлена схема охвата потолочного варианта объемного детектора движения.

Примерное расположение объемных датчиков в квартире изображено на рисунке 4.

Принцип установки

Принцип установки объемных датчиков движения подразумевает расположение приборов с учетом особенностей самих приборов и окружающего пространства. Из основных характеристик объемного датчика движения наибольшее внимание уделяется:

  • дальности действия в метрах;
  • диапазону обнаружения – 120–360⁰;
  • защите от подкрадывания.

При уличном размещении особую значимость приобретает класс пыле влагозащиты, а также антивандальное исполнение.

В случае, если устройство не в состоянии полностью охватить требуемую зону, устанавливается несколько приборов, с условием исключения взаимных помех.

Расположение датчика движения напрямую связано с назначением устройства. Если он входит в число элементов охранной сигнализации, должен контролировать все помещение. Когда устройство отвечает за включение света или используется для открывания дверей, детектор размещается в непосредственной близости от входа.

Монтажные работы

При сносных познаниях в электротехнике и слесарном деле, наличие инструмента и умелых рук, самостоятельный монтаж объемного детектора движения не вызовет затруднений.

После выбора и приобретения прибора необходимо:

  1. Ознакомиться с инструкцией (она прилагается к каждой системе, обычно в коробке находится буклетик с инструкцией по установке и настройке).
  2. Выбрать оптимальное место расположения и сделать соответствующую разводку.
  3. Разобрать устройство и закрепить его согласно предварительной разметке.
  4. Подсоединить провода по прилагаемой схеме.
  5. Закрыть прибор.
  6. Включить сигнализацию и произвести необходимые настройки.

При подключении беспроводного датчика к охранной системе сигнализации GSM, монтажные работы упрощаются, поскольку при установке прибора останется позаботиться только о питании. При выборе такого варианта, владелец получит возможность получать уведомления о срабатывании датчика независимо от места нахождения.