Принцип действия датчика движения

Датчики движения: классификация и особенности конструкции

Датчики движения – важные структурные элементы многих охранных,сигнализационных, а также систем освещения. Они широко применяютсяв жилых и офисных помещениях с целью:

• фиксации перемещения физических объектов, попадающих в зонудействия устройства;
•  распознавания несанкционированного проникновения начастную территорию;
• автоматизации работы климатическойтехники;
• экономии электроэнергии (освещение включается и отключается принеобходимости);
• повышения качества видеонаблюдения;
• оптимизации работы систем «Умный дом».

С каждым годом спрос на подобную технику растет, а сфераприменения – расширяется (аналитики прогнозируют ежегодноеувеличение продаж до 14 %).

Поэтому производители предлагают различные новинки сусовершенствованным спектром действия.

Датчики движения обеспечивают не только комфорт, но исущественную экономию в использовании различных ресурсов.

Различают проводные и беспроводные датчики движения. Естьмодели, предназначенные для внутреннего применения, а такжеразновидности, которые рассчитаны на внешний монтаж. Датчикдвижения уличный выполнен в защищенном корпусе, благодаря чемувнутрь прибора не попадает пыль и влага.

Разновидностидетекторов движения

В основе работы большинства детекторов лежит анализ волн,поступающих извне. Различают следующие типы датчиков:

1. Ультразвуковые.
2. Инфракрасные.
3. Радиоволновые.
4. Комбинированные (гибридные, смешанные).

Способ регистрации объекта в зоне действия устройства зависит оттипа прибора. При этом срабатывание детектора можетсопровождаться:

• включением светозвуковой сигнализации;
• передачей сигнала на пульт управления, смартфон, планшет ипрочие мобильные устройства связи;
• одновременным включением записывающей видеокамеры;
• включением освещения.

Принципработы ультразвуковых датчиков движения

Ультразвуковые датчики движения выполняют сканирование помещенияс помощью ультразвуковых волн. В основе работы такого детекторалежит встроенный генератор, который вырабатывает высокочастотныеколебания (25-40 кГц). Такие звуковые волны не воспринимаютсячеловеческим ухом.

В качестве генератора и приемника используют элементы изпьезокерамики. Волны, проходя через помещение, отражаются отобъектов, которые встречаются им на пути, и отправляются обратно кисточнику.

В соответствии с эффектом Доплера, любой предмет, пересекающийультразвуковой поток, влияет на интерференционную картину волн.Таким образом, если будет зафиксировано несанкционированноепроникновение в зону работы детектора, сработает сигнал тревогидатчика шума.

Чаще всего ультразвуковые датчики используют в системахбезопасности на парковках. В быту они практически не применяются –ультразвуковые колебания негативно влияют на домашних животных(кошки и собаки испытывают стресс, становятся тревожными).

В числе недостатков ультразвуковых детекторов – небольшой радиусдействия. Если злоумышленники будут знать, что на контролируемойтерритории установлены ультразвуковые датчики детекторы, попробуютих обмануть: при медленном передвижении приборы могут несработать.

Преимущество ультразвуковых детекторов – они не чувствительны кИК-излучению различных приборов, бытовым и промышленным шумовымзагрязнениям.

При выборе ультразвуковых датчиков стоит учитывать, что они:

• рассчитаны на эксплуатацию помещениях с включенным отоплением (в холодный сезон);
•  чувствительны к температурным перепадам;
• могут давать ложную информацию при повышенной влажности.

Устанавливая детекторы, работа которых основана на испусканииультразвуковых волн, нужно правильно определить место ихразмещения. Дело в том, что некоторые строительные материалы(например, стекло) являются «невидимыми» для высокочастотных волн,поэтому излучатель может срабатывать, фиксируя движение за стенамипомещения.

Что собой представляет инфракрасный датчик движения?

Данная группа приборов наиболее востребована среди потребителей.Такие датчики отличаются:

• низкой стоимостью;
• простотой в использовании;
• практичностью.

Инфракрасные детекторы срабатывают при изменении обстановки втепловом (инфракрасном) диапазоне излучения.

Общей отличительной особенностью всех инфракрасных датчиковдвижения является их восприимчивость к конвекционным потокамвоздушных масс и засветкам осветительных приборов. Поэтому привыборе таких моделей нужно учитывать место их размещения.

Охранные ИК-датчики могут монтироваться как снаружи, так ивнутри помещений. При выборе подходящей модели нужно учитыватьдиапазон рабочей температуры и показатель защищенности от пыли,мелких частиц. Иногда есть смысл купить модель, которая допускаетмонтаж на кронштейне.

Сфера применения вторых – значительно шире. Обычно с камерамивидеонаблюдения используют ИК-датчики.

Вчем заключается принцип работы радиоволнового датчика?

Радиоволновые детекторы работают по тому же принципу, что иультразвуковые, с тем отличием, что микрочип в них генерирует волныс частотой 2,5 ГГц.

Если в зону распространения волны попадает физический предмет,то изменяется ее длина и частота, что регистрируетсяприемником.

Радиоволновые (или СВЧ) детекторы применяются реже инфракрасных.Одной из причин является то, что большинство строительныхконструкций (бетонные стены, перекрытия) для них «прозрачны».Радиус действия таких датчиков выходит за пределы охраняемогообъекта, что чревато многократными ложными срабатываниями.

При установке нескольких датчиков на одной площади нужновыбирать модели, работающие на разных частотах – те, что генерируютодинаковые по длине волны, будут создавать помехи для другдруга.

К минусам СВЧ детекторов можно отнести их стоимость – цена такихустройств в 1,5-2 раза выше, чем у инфракрасных аналогов.

В чемособенность гибридных датчиков движения?

С точки зрения конструкции, гибридный датчик движенияпредставляет собой прибор, в котором собраны несколько устройствпод общим корпусом, каждый из которых подключается к разнымвыходам. По-другому такие устройства называют «датчиками двойнойтехнологии». Гибридные модели компенсируют недостатки техдетекторов, из которых состоят.

Датчики движения смешанного типа появились на рынке относительнонедавно, но их популярность стремительно растет. Использованиетаких излучателей повышает надежность охранных систем в разы.

В числе основных преимуществ – практически полное отсутствиеложных сигналов. Для того, чтобы детектор сработал, нужноодновременное (или с небольшой временной задержкой) реагированиетех датчиков, которые входят в его конструкцию.

Гибридные детекторы применяются в организации систембезопасности в банках, денежных хранилищах, а также впротивопожарных сигнализациях.

Как правильновыбрать датчик движения?

При выборе прибора нужно ориентироваться на его техническиехарактеристики. В числе важных параметров стоит выделить следующиепоказатели.

Во-первых, это чувствительность детектора. Приборы с постояннойчувствительностью не стоит использовать в квартирах. При наличиидомашних животных устройство будет постоянно срабатывать приперемещении питомцев. В некоторых моделях есть возможностьрегулирования порога срабатывания (плавно или скачкообразно). Принеобходимости можно подобрать детектор, который не будетреагировать на домашних животных.

Во-вторых, наличие антисаботажной зоны. Данный параметроберегает устройство от попыток вывести его из строя. Фактически,это дополнительная зона захвата, которая направлена вертикальновниз.

В-третьих, нужно обратить внимание на объем обзорной зоны повертикали и горизонтали. Это пространство, при попадании в котороепостороннего физического объекта, устройство гарантированносработает. Показатель измеряется в градусах (120° – 360°).

Максимальный диапазон обнаружения у потолочных моделей – они«видят» помещение полностью. У настенных – наибольший угол обзораможет достигать 280°. Датчик движения для включения/выключенияосвещения должен обладать углом обзора не менее 180°. Модели, укоторых радиус больше, можно использовать в охранных системах.

Ну и наконец, не менее важно знать дальность обнаружения. Этотпараметр измеряется в метрах. Средняя дальность составляет 9-12 м.Есть разновидности, которые улавливают движение на расстоянии до 50м.

Если требуется датчик движения дляпросторного помещения без перегородок, то необходим детектор сбольшой зоной обнаружения и дальностью действия. Для комнат сбольшим количеством разных зон подойдет датчик со стандартнойдальностью (4,6 или 10 м).

Для автоматизации освещения в квартире или небольшом домеподойдут мини-датчики. По функциональности они не уступают моделямсо стандартными размерами. Их основное преимущество – лучшевписываются в дизайн интерьера.

Для офисных помещений, проходных комнат, холлов и коридоровподойдет датчик движения с минимальной степенью защиты.

Для ванных, полуподвальных помещений и производственныхплощадей, где наблюдаются перепады влажности, понадобится датчик сповышенными защитными характеристиками.

Чтобы исключить возможность перемещения под детектором с цельюнесанкционированного проникновения, нужно установить уличныеразновидности.

Применение датчиков движения – это первый шаг на пути корганизации системы «Умный дом».Если вам нужно надежное устройство, но вы сомневаетесь, чтосправитесь с выбором самостоятельно, обращайтесь к нашим менеджерамВЕНКОН.

Здесь вам подскажут, какой лучше датчик движения купить, а такжепредложат услуги профессионального монтажа.

Источник: https://vencon.ua/articles/datchiki-dvizheniya-klassifikaciya-i-osobennosti-konstrukcii

Датчики движения | Основные виды и их особенности, области применения

Датчик движения — это устройство для получения информации о состоянии контролируемой им системы, преобразующее данные об изменении характеристик исследуемой области в сигнал, удобный для дальнейшего использования.

Если говорить бытовым языком, датчик движения определяет наличие перемещений в видимой ему зоне и в случае обнаружения, выполняет заложенную в нем функцию, чаще всего подает напряжение на один из своих контактов или же наоборот — размыкает выходные контакты.

В повседневной жизни датчики движения чаще всего используются в:

1. Охранных системах, сигнализациях, системах контроле доступа (в том числе автомобильных)

2. Управлении освещением

3. Системах умного дома, для управления различными устройствами вентиляции, кондиционирования, автоматического открывания дверей и т.п.
Под понятием «датчик движения» или «датчик присутствия», часто скрываются устройства совершенно разного принципа действия, выполняющие единую задачу, только различными способами.

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие виды датчиков движения:

1.Инфракрасные датчики движения (ИК)

2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)

3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)

4. Комбинированные датчики движения  
Каждый из этих типов датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны и используется в различных ситуациях и условиях. Основные характеристики свойственные всем датчикам движения такие как: способы установки, подключения, форм-фатор и другие, мы описывали в статье:

А теперь давайте рассмотрим подробнее каждый из типов датчиков движения, принцип их действия, особенности эксплуатации, варианты использования и области применения.

Принцип Действия Инфракрасного датчика движения

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.

Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.

Как работает инфракрасный датчик движения?

Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.

Основные недостатки инфракрасных датчиков движения:

— Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.

— Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.

— Относительно небольшой диапазон рабочих температур

— Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК — излучение материалами

Плюсы инфракрасных датчиков движения:

— Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов

— Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.

— При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая

 Подробное описание установки и подключения инфракрасного датчика движения описано в нашей статье :

RozetkaOnline.ru

Принцип действия ультразвукового датчика движения

Принцип работы ультразвукового датчика движения заключается в исследовании окружающего пространства с помощью звуковых волн, частотой находящейся за пределами слышимости человеческим ухом – ультразвуком. При обнаружении изменения частоты отраженного сигнала, в следствии движения объектов, датчик запускает заложенную в нее функцию. 

Как работает ультразвуковой датчик движения?

Внутри ультразвукового датчика движения расположен генератор звуковых волн (в зависимости от производителя и модели обычно генерируется частота звуковой волны 20-60 кГц), которые излучаются в зоне действия датчика и отражаясь от окружающих объектов поступают обратно в приемник.

Когда в зоне обнаружения ультразвукового датчика движения появляется движущийся объект, частота отраженной от объекта волны изменяется (эффект Доплера), что регистрируется приемником датчика и от него поступает сигнал на выполнение заложенной в ультразвуковой датчик движения функции, это может быть включение освещения или разрыв сигнальной сети охранной системы.

Особо широкое применение ультразвуковые датчики движения получили в автомобильной промышленности: в системах автоматической парковки, в так называемых «парктрониках», а также системах контроля за «слепыми» зонами. В доме хорошо проявляют себя в обнаружении движений в достаточно длинных коридорах, на лестницах и т.п.

Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

— Многие домашние животные слышат ультразвуковые частоты, на которых работает датчик движения, что зачастую вызывает у них сильный дискомфорт

— Относительно невысокая дальность действия

— Срабатывает только на достаточно резкие перемещения, если двигаться совсем плавно – возможно обмануть ультразвуковой датчик движения

Преимущества ультразвуковых датчиков движения:

— Относительно невысокая стоимость

— Не подвергаются влиянию окружающей среды

— Определяют движение вне зависимости от материала объекта

— Имеют высокую работоспособность в условиях высокой влажности или запылённости

— Не зависят от влияния температуры окружающей среды или объектов

Принцип действия микроволнового датчика движения

Микроволновый датчик движения излучает высокочастотные электромагнитные волны (частота волн может быть различной в зависимости от производителя, обычно она составляет 5,8ГГц), которые отражаясь от окружающих объектов регистрируются сенсором и в случае обнаружения малейших изменений отраженных электромагнитных волн, микропроцессор устройства приводит в действие заложенную в него функцию.

Как работает микроволновой датчик движения?

Работа ультразвукового датчика движения во многом схожа с описанным выше ультразвуковым датчиком движения и основана на взаимодействии микроволновых волн с материалом и использовании эффекта Доплера — изменение частоты волны, отраженной от движущихся объектов. Само название «микроволновый» говорит о том, что он работает в диапазоне сверхвысоких частот, его длина волны в приблизительном диапазоне от одного миллиметра до одного метра.

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

Преимущества микроволновых датчиков движения:

— Датчик способен обнаруживать объекты за разнообразными диэлектрическими или слабо проводящими ток препятствиями: тонкими стенами, дверьми, стеклами и т.п.

— Работоспособность датчика не зависит от температуры окружающей среды или объектов

— Микроволновый датчик движения способен реагировать на самые незначительные движения объекта

— Датчик обладает более компактными размерами

— Может иметь несколько независимых зон обнаружения

Комбинированные датчики движения

Комбинированные датчики движения совмещают в себе сразу несколько технологий обнаружения движений, например, инфракрасный датчик и микроволновой. Это наиболее удачное решение если требуется наиболее точное определение перемещений в зоне действия датчика. Несколько параллельно работающих каналов обнаружения движений, делают работу такого датчика максимально продуктивной, ведь они дополняют друг друга, замещая недостатки одних технологий – достоинствами других.

Источник: https://rozetkaonline.ru/poleznie-stati-o-rozetkah-i-vikluchateliah/item/54-datchiki-dvizheniya-osnovnye-vidy-i-ikh-osobennosti-oblasti-primeneniya

Устройство и принцип работы инфракрасных датчиков движения

8 Авг 2016

В основу функционирования инфракрасных датчиков движения положена их способность срабатывать в случаях, когда возникает интенсивное тепловое фоновое излучение. Устройства реагируют, когда источник излучения попадает в непосредственную зону действия устройства. Точность работы прибора зависит от места расположения объекта, вызвавшего срабатывание. Важно учесть, что тепловое излучение вырабатывают не только люди, но и животные, и неодушевленные предметы.

Во избежание ложного срабатывания устройство настроено таким образом, что реагирует в случаях, когда объект имеет соответствующую скорость перемещения, а также он непосредственно пребывает в рабочей зоне чувствительного прибора. При возникновении обоих условий датчик срабатывает и происходит передача сигнала к электронной схеме управления. Этот блок комплексной системы выполняет определенную (заранее запрограммированную) задачу в зависимости от возникшей ситуации. В частности, используются конкретные устройства, выполняющие определенные задачи. Среди наиболее активно используемых:

• выключатель освещения,
• охранная сигнализация,
• регулятор интенсивности освещения,
• устройство открывания (закрывания) дверей,
• блокировка доступа.

Вариантов много и они зависят от особенностей территории либо помещения, где установлена система.

Сфера применения

Современные датчики движения являются высокотехнологичными устройствами, способными эффективно работать в различных системах. Потенциала качественных изделий достаточно для использования как в быту, так и в условиях крупных предприятий. Такими устройствами можно оборудовать:

• загородные дома,
• лестничные клетки,
• торговые точки,
• подъезды,
• производственные предприятия,
• объекты бизнеса,
• складские помещения,
• офисы,
• общественные здания,
• различные учреждения.

Область эффективного использования приборов практически не ограничена.

Важно перед окончательным выбором типа устройства учесть специфику работы системы в конкретном месте. Благодаря активному внедрению датчиков ощутимо облегчается работа охранников, сторожей и людей многих других профессий. Также при определенных условиях достижима полная автоматизация, при которой практически не требуется присутствие человека.

Конструктивные особенности

Инфракрасное излучение, вырабатываемое движущимся объектом, распознается пироприемником. Вторым важным элементом конструкции служит мультилинза. Фактически эта деталь являет собой многочисленные мелкие линзы в одном корпусе. Внешний вид мультилинзы схож с матовым цилиндром, на поверхности которого нанесен мелкий узор. В корпусах датчиков мультилинзы расположены перед пироприемниками.

Наличие множества сегментов в мультилинзах неслучайно. Функция каждой мелкой линзы состоит в фокусировании инфракрасного света на один из пироприемников. Как только перемещающийся объект пропадает из зоны видимости одной мелкой линзы, он фиксируется соседней микролинзой. Соответственно, сигнал улавливается другим пироприемником. Таким способом удалось основательно расширить площадь территории, охватываемой одним датчиком.

На пироприемнике наблюдается попеременное присутствие и отсутствие сфокусированного инфракрасного света, что позволяет электронной схеме датчика срабатывать и приводить в действие определенные устройства.

Для исключения возникновения помех и во избежание ложного срабатывания системы производители инфракрасных датчиков все чаще отдают предпочтение использованию сдвоенных, а в определенных случаях и счетверенных пироэлементов. Последние модели надежно защищены от ложных срабатываний.

Условия эффективной работы

Для обеспечения эффективности функционирования устройства необходимо строго придерживаться нескольких важных правил.

1. Избегать попадания прямого света от ламп освещения.
2. Позаботиться об отсутствии предметов, препятствующих нормальному обзору датчика в зоне его действия, в частности:
   • высоких предметов мебели,
   • колонн,
   • люстр,
   • подвесных осветительных приборов,
   • других предметов, препятствующих работе прибора.

1. Наличие стеклянных перегородок снижает эффективность датчика. Стекло блокирует прохождение инфракрасного света, что чревато возникновением «мертвых зон», то есть участков, пребывающих вне зоны действия датчиков.
2. Монтаж приборов необходимо проводить с учетом их радиусов обнаружения. Важно, чтобы все углы в помещениях попадали в зону контроля системы. Если этого не удается достичь, необходимо установить несколько датчиков. Как правило, 2 или 3 хватает для большинства типов помещений.
3. У любой модели имеется собственная диаграмма обнаружения. Когда возможностей одного устройства недостаточно, придется монтировать несколько датчиков, чтобы перекрыть все пространство помещения. При таком варианте расположения происходит «перехлестывание» диаграмм обнаружения отдельных приборов, что основательно повышает эффективность системы в целом.

Дополнительные возможности

Современные модели датчиков прекрасно справляются с основными задачами. Однако, благодаря новейшим разработкам удалось существенно расширить возможности автоматизированных систем. Они не только четко фиксируют любые перемещения в контролируемых помещениях и соответствующим образом на них реагируют, но и способны выполнять многие важные полезные функции.

Одной из широкой используемых как в промышленных, так и в бытовых условиях возможностей является мониторинг уровня освещенности. Система определяет место нахождения человека, а также проверяет, достаточно ли в этом секторе освещения. Если показатели отличаются от нормы, происходит включение (выключение) соответствующих источников освещения.

Такие системы эффективны не только на различных участках производства и в торговых точках. Их можно активно использовать в подъездах жилых домов, что позволит существенно сэкономить электроэнергию. Хотя подобные приборы несколько дороже от стандартных вариантов, весомое снижение затрат на освещение делает их выгодными в плане материальных затрат.

Источник: https://shop.p-el.ru/blog/datchiki-i-rele/ustroystvo-i-printsip-raboty-infrakrasnykh-datchikov-dvizheniya/