Принцип работы датчика движения сигнализации - VISTAGRUP.RU

Принцип работы датчика движения сигнализации

Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).

Контактные

Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.

В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.

Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.

Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.

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.

  1. Зачем нужен и где используется охранный датчик движения
  2. Виды датчиков и принцип работы
  3. Инфракрасные датчики движения для охраны
  4. Ультразвуковые и радиоволновые датчики
  5. Фотоэлектрический датчик
  6. Виды наружных датчиков и требования к ним
  7. Особенности монтажа и подключения
  8. Настройка датчиков
  9. 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

    Датчик движения: что это такое и как работает?

    Главная страница » Датчик движения: что это такое и как работает?

    Электронный датчик движения что такое? Ответ очевиден – чувствительный прибор, как правило, из класса устройств систем безопасности. Правда, есть также конструкции, предназначенные, к примеру, для управления источниками освещения и другими устройствами. Работа датчика движения строится по принципу генерации сигнала в случае обнаружения какого-либо движения в границах контролируемой зоны. Приборы делаются на базе разных технологий. Применение таких чувствительных сенсоров становится всё более востребованным и не только в хозяйственно-промышленной сфере, но также в сфере бытовой. Рассмотрим, какие выпускаются устройства, а также примеры использования.

    Типичное исполнение детекторов движения

    Рассматриваемые датчики классифицируются в зависимости от способа обнаружения движения объекта. Существуют две классификации приборов:

    1. Активные.
    2. Пассивные.

    Детекторы активного действия

    Детекторы активного действия являются устройствами, функционирующими по принципу радарной схемы. Этот тип приборов излучает радиоволны (микроволны) в границах контролируемой зоны. Микроволны отражаются от существующих объектов и принимаются сенсором датчика движения.

    Упрощённая схематика конструкции сенсора активного действия: 1 – источник (передатчик) микроволнового излучения; 2 – приёмник отражённого микроволнового сигнала; 3 – сканируемый объект

    Если в зоне контроля обнаруживается движение в момент трансляции датчиком микро-излучения, создаётся эффект — доплеровский (частотный) сдвиг волны, который воспринимается вместе с отражённым сигналом.

    Этот фактор сдвига указывает на то, что волна отразилась от движущегося объекта. Будучи электронным устройством, датчик сканирования движения способен вычислить такие изменения и отправить электрический сигнал:

    • в систему сигнализации,
    • на переключатель света,
    • на другие устройства,

    схематично подключенные к датчику обнаружения движения.

    Активные микроволновые датчики сканирования движения, в основном используются, к примеру, на автоматически работающих дверях торговых центров. Но вместе с тем этот тип приборов удачно подходит для домашних охранных систем или коммутации внутреннего освещения.

    Этот вид электроники не подходит для коммутации наружного освещения или аналогичных применений. Обусловлено это массовостью активных объектов в условиях улицы, которые постоянно двигаются.

    Например, движение ветвей деревьев от ветра, перемещение мелких животных, птиц и даже крупных насекомых, фиксируются активным сенсором, что приводит к ошибке срабатывания.

    Детекторы пассивного действия (PIR – passive infrared)

    Пассивные датчики движения – полная противоположность активным сенсорам. Пассивные системы ничего не посылают. Попросту обнаруживают инфракрасную энергию.

    Конструктивное исполнение сенсора пассивного типа: 1 – Мульти объектив; 2 – Оптический фильтр; 3 – счетверённый инфракрасный элемент; 4 – металлический корпус; 5 – инфракрасное излучение; 6 – стабилизированный источник питания; 7 – усилитель; 8 — компаратор

    Инфракрасные (тепловые) уровни энергии воспринимаются пассивными детекторами, непрерывно сканирующими область контроля или объект.

    Учитывая, что инфракрасное тепло излучается не только от живых организмов, но также от любого объекта с температурой выше абсолютного нуля, можно сделать выводы о пригодности применения.

    Эти датчики обнаружения движения не были бы эффективными, если бы их можно было активировать маленьким животным или насекомым, которое перемещается в диапазоне обнаружения.

    Однако большинство существующих пассивных датчиков допустимо настроить на восприятие движение так, чтобы контролировать объекты с определенным уровнем испускаемого тепла. Например, прибор вполне можно настроить только на восприятие людей.

    Сенсоры гибридной (комбинированной) конструкции

    Комбинированный (гибридный) технологический датчик сканирования движения представляет собой систему комбинации активной и пассивной схемы. Такая электроника активирует действие только в случае обнаружения движения и той и другой схемой.

    Комбинированные системы видятся полезными под применение в модулях сигнализации, так как уменьшают вероятность срабатывания на ложных тревогах.

    Вместе с тем, эта технология обладает своими недостатками. Комбинированный прибор не в состоянии обеспечить такой же уровень безопасности, как отдельно взятые PIR и СВЧ-датчики.

    Это очевидно, поскольку сигнал тревоги срабатывает только при обнаружении движения активным и пассивным датчиками одновременно.

    Допустим, если злоумышленнику удастся каким-то способом предотвратить обнаружение одним из датчиков комбинированного прибора, движение останется незамеченным.

    Соответственно, сигнал тревоги не будет отправлен на микропроцессор центральной системы сигнализации. На сегодня самым популярным типом комбинированных датчиков считается конструкция, где объединяются схемы PIR и микроволнового датчика.

    Исполнение датчиков движения

    Датчики сканирования на движение, разработанные и выпускаемые на текущий момент времени, обладают различными формами и габаритными размерами. Ниже приводятся несколько примеров исполнения устройств.

    Пассивные инфракрасные конструкции (PIR) — пример

    Одна из широко используемых конструкций, которые применяются в составе схем домашних системах безопасности.

    Пассивные инфракрасные детекторы нацелены на отслеживание изменения уровня инфракрасной энергии, вызванного движением объектов (человека, домашних животных и т. п.).

    Распространённая конструкция пассивного сенсора, которая отличается простейшей электронной схемой и не создаёт затруднений при подключении. Используются всего три электрических контакта

    Сканеры пассивного действия изменчивостью источников тепла и солнечного света, поэтому детектор движения PIR более подходит для обнаружения движения внутри помещений или в иной закрытой среде.

    Активные инфракрасные датчики — пример

    Активные инфракрасные детекторы используют структуру двунаправленной передачи. Одна сторона – передатчик, используется для испускания инфракрасного луча.

    Другая сторона – приемник, используется для приема инфракрасного сигнала. Действие тревоги происходит при обнаружении прерывания луча, связывающего две точки.

    Пример однолучевого активного детектора обнаружения подвижек. Между тем существуют конструкции более сложной конфигурации, благодаря которым есть возможность решать различные задачи

    Активные датчики сканирования движения типа «Infra Red Beam» в основном устанавливаются снаружи (в условиях улицы).

    Обнаружение происходит благодаря использованию теории передатчика и приемника. Важно, чтобы инфракрасный луч проходил через зону сканирования и доходил до приемника.

    Ультразвуковой детектор — пример

    Датчики сканирования движения с помощью ультразвука выпускаются конструкциями, способными работать как в активном, так и в пассивном режиме. Теоретически ультразвуковой детектор действует по принципу передачи-приёма.

    Один из примеров конструкции на основе ультразвука. Универсальные системы, которыми поддерживается функциональность как в активном, так и в пассивном режимах

    Посылаются высокочастотные звуковые волны, которые отражаются от предметов и воспринимаются сканирующим приёмным устройством прибора. Если последовательность звуковых волн прерывается, активный ультразвуковой датчик подаёт сигнал тревоги.

    Применение датчиков обнаружения движения

    Некоторые из ключевых применений детекторов, когда необходимо отслеживать движение:

    • аварийные сигналы вторжения
    • управление автоматическими воротами,
    • переключение освещения на входе,
    • аварийное освещение безопасности,
    • туалетные сушилки рук,
    • автоматическое открывание дверей и др.

    Ультразвуковые датчики используются для управления камерой слежения жилой недвижимости или, например, для съемки живой природы.

    Инфракрасные сенсоры применяются для подтверждения наличия продуктов на конвейерных лентах

    Ниже приведён практический пример использования датчиков активного и пассивного обнаружения движения.

    Контроллер уровня жидкости на ультразвуковых датчиках

    На приведенной ниже схеме показано, как контроллер (из набора Arduino) управляет уровнем жидкости, используя ультразвуковой датчик движения. Система работает, обеспечивая точные уровни жидкости в баке, управляя двигателем, определяя заданные пределы жидкости.

    Практический пример реализации задачи на базе ультразвукового прибора и популярного набора Arduino, наглядно демонстрирующий ультразвуковой датчик движения что такое и как работает

    Когда жидкость в резервуаре достигает нижнего и верхнего пределов, ультразвуковой датчик движения обнаруживает эти пределы и посылает сигналы на микроконтроллер. Микроконтроллер запрограммирован таким образом, чтобы управлять реле, которым в свою очередь управляется двигатель насоса. За основу берутся сигналы предельных условий, заданных на ультразвуковом датчике движения.

    Датчик движения и автоматическое открывание дверей на PIR

    Как и в приведенной выше системе, автоматическая система открывания дверей с использованием датчика движения PIR. В этом случае обнаруживается присутствие людей и выполняется операция с дверьми (открытие или закрытие).

    Другая схема, где задействован уже прибор пассивного действия. Здесь также используется популярный конструктор Arduino – инструмент удобный для экспериментов и построения реальных электронных систем

    Детектором PIR обнаруживается присутствие людей, после чего отправляется сигнал обнаружения движения микроконтроллеру. В зависимости от сигналов от датчика PIR, микроконтроллер управляет двигателем дверей в режимах прямого и обратного хода с помощью IC-драйвера.

    КРАТКИЙ БРИФИНГ

    Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

    Как правильно выбрать датчик движения – принцип работы устройства

    Датчиком движения именуют маленькую составную часть приспособлений, относящихся к разряду датчиков обнаружения.

    • Устройство и принцип работы ↓
    • Область применения ↓
    • Виды датчиков движения ↓
    • Ультразвуковой ↓
    • Инфракрасный ДД ↓
    • Микроволновый ДД ↓
    • Комбинированные ДД ↓
    • Как выбрать датчик движения? ↓
    • Лучшие модели ↓
    • Flash-SRP600, LC 100 (цена – 403,1 руб.) ↓
    • Crow LC 102 (цена – 1 397,96 руб.) ↓
    • SWAN 1000 (цена-1410 руб.) ↓
    • Страж П-314 (цена -2 913,03 руб.) ↓
    • PIR-3SP (цена – 2890 руб.) ↓
    • Установка датчика ↓
    • Выводы ↓

    Главная цель подобных аппаратов, в охранной сфере – сообщение о действиях, указанных в программе, на специальный пульт.

    Датчики движения подлежат классификации по месту их размещения:

    • размещенные внутри объекта;
    • расположенные по всему периметру на улице;
    • установленные по периферии;

    Типичные действия, которые входят в программу датчиков:

    • реагирование на телодвижения людей, на обозначенной территории;
    • сообщение о повреждениях форточек, стекол, оконных и балконных конструкций;
    • уведомление о попытках вторжения через стены и крышу;

    Устройство и принцип работы

    Устройство ИК датчика:

    Принцип работы датчика движения:

    Принцип работы и само устройство ДД достаточно просты:

    1. В прибор установлен датчик, замечающий излучение тепла людей, после чего, срабатывает система, например, осветительных устройств.
    2. На подконтрольной территории ДД, при возникновении движения, которое спровоцировал человек, осуществляется замыкание силовой цепочки.
    3. Осуществление контрольных функций без перерыва, в установленном месте, за инфракрасным излучением – главный принцип срабатывания ДД.
    4. В месте наблюдения, тепловое поле изменяется, при появлении достаточного по весу, объекта в движении.
    5. В контролируемой зоне, ДД может подать сигнал, если телодвижения человека не существенные, например, он просто размахивает рукой. Это возникает из-за чередования зон общего инфракрасного поля в шахматной последовательности.
    6. Для срабатывания датчиков важно, чтобы объект двигался.
    7. С помощью ДД можно производить управление электронными аппаратами – освещением, работой кондиционеров, мероприятий охраны.

    Во всех ДД возможно поменять настройки:

    1. Промежуток времени отключения. Можно задавать любое время с момента обнаружения движения.
    2. Предел освещенности. Это нужно для того, чтобы контролировать работу аппарата в разный период суток.
    3. Порог чувствительности. Чем больше чувствительность, тем быстрее прибор среагирует.

    Область применения

    Наиболее распространенные ситуации, при которых использование ДД будет полезным:

    • регулировка процессов запуска фонтана;
    • управление функцией подсветки плавательного бассейна, искусственных водоемов;
    • регулировка процесса деятельности световых приборов при входе в помещения;
    • охранные объекты;

    Виды датчиков движения

    На сегодня, наибольшим спросом пользуются виды ДД:

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

    Каждый вид имеет достоинства и недостатки, применяется в разных условиях.

    Рассмотрим по отдельности обозначенные типы ДД:

    Ультразвуковой

    Осуществляет слежку за объектами ультразвуком. При передвижении людей, датчик срабатывает. Их часто устанавливают в патронниках автомашин, в системах осуществления контроля за слепыми зонами. В жилых комплексах отменно показали себя на лестничных площадках.

    Недостатки УЗ ДД:

    1. У животных вызывает дискомфорт, поскольку они чувствуют ультразвуковые частоты.
    2. Дальность действия не далека.
    3. Начинает работать только при резких движениях, их можно обмануть плавными действиями.

    Плюсы УЗ ДД:

    1. Невысокая ценовая категория.
    2. Не подвержены воздействиям природной среды.
    3. Фиксируют движения при любых материалах объекта.
    4. Не теряют рабочие функции при возникновении влажности, пыли.
    5. Не реагируют на перепады температурного режима окружающей среды.

    Инфракрасный ДД

    Обнаруживает изменения теплового излучающего действия окружающих объектов. При передвижении людей, излучение по очереди фокусируется линзами прибора на сенсоре, что служит посылом для выполнения установленной в датчике функции. При повышении количества установленных линз, увеличивается чувствительность аппарата. Зона охвата у ДД зависит от площади поверхности линз.

    Недостатки ИК ДД:

    1. Они могут ложно срабатывать на теплый ветер.
    2. При работе в уличных условиях, снижается достоверность из-за попадания дождя, солнечных лучей.
    3. Не видит людей, искусственным образом не излучающих ИК излучения (накрытых специальными материалами).

    Плюсы ИК ДД:

    1. Точность регулирования расстояния нахождения объектов при их движении.
    2. Удобство применения вне зданий, поскольку реагирует только на объекты с собственной температурой.
    3. Полная безвредность для людей, животных, поскольку вредных компонентов не выделяет.

    Микроволновый ДД

    Выпускает магнитные волны высокой частоты, которые, отражаясь, замечаются сенсором. При их изменении, прибором приводится в действие, обозначенная у него функция.

    Минусы СВЧ ДД:

    1. Наиболее высокая цена на него.
    2. Возможны ложные срабатывания, при появлении признаков движения за установленным диапазоном наблюдения, например, за окном.
    3. Могут представлять опасность здоровью людей, следует отдавать предпочтение ДД с минимальной мощностью производимого излучения. Безвредным считается непрерывное излучение с потоком мощности до 1 мВт.

    Плюсы СВЧ ДД:

    1. В охранных целях, может устанавливать объекты за хрупкими стенами, стеклами.
    2. Режим его работы не влияет от температуры среды.
    3. Реагирует даже на малозначительные движения.
    4. Сам по себе имеет небольшие размеры,

    Комбинированные ДД

    Содержат сразу пару методов обнаружения признаков движения, например, ультразвукового и СВЧ. Это довольно удачный выбор для наиболее достоверного определения характера перемещения объектов на подконтрольной территории. Принцип работы этих устройств очень продуктивен. Недочеты одной технологии замещаются плюсами другой.

    Как выбрать датчик движения?

    Если устройство приобретается для установки в условиях улицы, то необходимо знать:

    1. Температуры, при которых возможна эксплуатация прибора: от -35 до +50 градусов, влажность – до 100 %.
    2. Класс, к которому отнесена защита устройства.
    3. Качество и удобство настройки параметров прибора.
    4. Присутствие антисаботажной функции, которая дает уведомления, если кто-то пожелает сломать аппарат.

    Перед тем, как приступить к выбору ДД, следует выделить основные параметры:

    1. Сфера использования: дома, на улице, в организации.
    2. Наличие энергосберегающей функции.
    3. Дальность режима срабатывания.
    4. Точная настройка параметров включения и выключения датчика.

    Советы по выбору:

    1. Для квартир, домов лучше всего приобретать инфракрасный датчик обнаружения движения, он не представит опасности для людей, от него не исходят излучения, он экономично расходует электроэнергию.
    2. Не рекомендуют использовать ДД с люминесцентными лампочками, предпочтение лучше отдавать светодиодным или обычным.
    3. Класс защиты, для уличных вариантов ДД, охранного наклона, должен составлять 65 или 55.

    Лучшие модели

    Самыми популярными вариантами датчиков движения признаны:

    Flash-SRP600, LC 100 (цена – 403,1 руб.)

    Модель Flash не срабатывает на появление животных, если вес их меньше 25 кг.

    Crow LC 102 (цена – 1 397,96 руб.)

    Приборы Crow LC102, SWAN 1000 являются комбинированными, они очень точные.

    SWAN 1000 (цена-1410 руб.)

    Страж П-314 (цена -2 913,03 руб.)

    Их применяют в сфере охраны. Он не дает реакцию на телодвижения животных. Работа распространяется на определение ИК излучения людей. При обнаружении ИК излучения, датчик выясняет вес объекта и сигнализирует на пульт, когда он больше 20 кг.

    Преимущества:

    • простота в процессе установки;
    • имеет модный дизайн;
    • его можно устанавливать на улице;

    PIR-3SP (цена – 2890 руб.)

    Среди беспроводных ДД, большим спросом пользуется PIR-3SP. Он, так же не реагирует на движения животных, применяется в сфере охраны объектов.

    Обработка поступающего сигнала происходит микропроцессором, который производит дополнительную проверку информации.

    Преимуществами прибора являются:

    • подача сигналов тестирования на центральный блок;
    • при разряде батареи подается сигнал;
    • применение протокола шифрования данных с кодом;

    Установка датчика

    Процесс установки датчиков движения технически не сложен и не составит труда для профессионала в этом деле. Без специальных познаний, лучше этим не заниматься.

    Кабель ДД соединяется с общей проводкой целого дома или помещения, через стандартную коробку распределения.

    Совместно с датчиком движения, как правило, сразу происходит установка таймера, сенсорных устройств, реагирующих на изменения интенсивности внешнего освещения. Это делается для того, что бы ДД включался только при наступлении темноты на улице.

    В процессе установки датчиков, нужно учитывать габариты помещения, расположение оконных и дверных проемов, наличие козырьков, поскольку все это оказывает влияние на правильную и достоверную работу приборов.

    Подробные инструкции по установке ДД и мер безопасности, которые следует при этом соблюдать, указаны в паспортах купленных приборов.

    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.

    Таким образом, для срабатывания инфракрасного детектора движения необходимо соблюдение двух условий:

    • 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.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: