Разновидности датчиков движения и области их применения

Датчик движения: как это работает

Любой прибор рассматриваемого семейства реагирует на движение. Рассмотрим, как работают разные виды датчиков движения.

Инфракрасный

Его принцип действия — анализ поступающего на рабочую поверхность тепла. PIR-разновидности не генерируют его сами, а лишь регистрируют входящее.

Инфракрасный прибор конструктивно содержит два теплочувствительных элемента. Для правильной фокусировки лучей перед каждым модулем размещена линза Френеля. Принцип работы типичного PIR-прибора таков:

• линзы направляют излучение на «свой» рабочий модуль;
• при отсутствии движения в зоне видимости каждый из таковых получает примерно одинаковое количество тепла;
• при появлении теплового объекта ИК лучи проходят через линзы на одну часть термодатчика. Показания между ней и второй частью начинают различаться, и прибор «понимает», что мимо него кто-то прошел.

Разумеется, схема применением двух линз весьма проста и груба, хотя и пригодна, к примеру, для включения освещения по сенсору в простых случаях. Поэтому в действительности каждый прибор оснащается несколькими десятками линз. Внешне такой модуль выглядит как фасеточный глаз стрекозы и выведен на корпус в виде ячеистого окошка, скрывающего теплочувствительные компоненты.

В качестве последних в основном используют пироэлектрические элементы. Менее распространены полупроводниковые варианты и микроболометры с термопарами.

Ультразвуковые датчики

Эти приборы анализируют не воспринимаемый слухом человека ультразвуковой спектр. Принцип действия датчика движения таков:

• встроенный генератор ультразвука с определенной периодичностью испускает пучки акустических волн;
• после этого он переходит на прием и измеряет отраженный звук.

Если картина отраженного ультразвукового «эха» не изменяется, в зоне покрытия движения нет. Когда оно появляется, допплеровский эффект искажает эхо и работающий прибор понимает, что обстановка поменялась. Если зарегистрированное изменение превысит установленный настройками порог, сенсор сработает.

Генерирующим УЗ блоком обычно служит кварцевый или керамический пьезоэлемент, встречаются образцы с вибрирующей в электростатическом поле мембраной.

Радиоволновые

Принцип работы датчика движения данного типа похож на работу ультразвуковых, но измеряется не отраженный звук, а радиосигнал.

Преимущества радиодатчиков — в способности работать с площадями вне прямой видимости. Радиоволны в состоянии преодолевать неметаллические препятствия наподобие стен, и такие приборы можно использовать для контролирования скрытых за преградами помещений и объектов. Но реагирующее на радиоизлучение устройство стоит дорого, поэтому эти приборы (как и микроволновые) редко используются в домашних комплексах автоматизации, хотя нашли применение в системах наблюдения за крупными коммерческими площадями — цехами, складами и так далее.

Фотоэлектрические

Как видно из названия, они реагируют на свет. Их принцип работы — прерывание пучка падающего светового потока. Если прибор затеняется, он срабатывает.

Техническое устройство датчика движения рассматриваемого типа просто, такие приборы конструктивно составлены из двух частей:

• испускающей световые волны;
• принимающей.

Последняя содержит модуль генерирования тока под действием излучения. Если поток перекрыт, прибор сработает.

Самый простой пример применения фотосенсоров — в метрополитене: благодаря им работают турникеты метро. Если пассажир пытается пересечь турникет не заплатив, датчик реагирует и закрывает проход.

Классификация

Датчики представлены различными видами, каждый из которых лучше всего подходит для тех или иных условий эксплуатации. Например, датчики движения, устанавливаемые на улице, обладают высокой степенью защищенности корпуса с IP не ниже 55. Внутри помещений вполне достаточно IP22 и более.

В соответствии с типом питания приборы классифицируются на подключаемые к сети 220 вольт и беспроводные, питающиеся от аккумуляторов или батареек. Первая группа считается наиболее востребованной и многочисленной, а вторая используется преимущественно вместе с низковольтными осветительными приборами.

Основной классификацией являются способы, позволяющие определить начало движения в контролируемой зоне. Они основаны на различных принципах обнаружения:

• Акустические устройства, реагирующие на шум. Относятся к категории пассивной аппаратуры. Они включаются при появлении различных звуков.
• Приборы движения и освещённости инфракрасного типа. Срабатывают при наличии теплового излучения, выделяемого теплокровными существами – людьми или животными. Реакция на животных нередко приводит к ложным срабатываниям. Эти виды датчиков тоже являются пассивной коммутационной аппаратурой.
• К видам активных устройств можно отнести различные типы микроволновых приборов, оборудованных сенсором. Они испускают излучение в микроволновом диапазоне и следят за их возвращением. Когда в зону контроля попадает передвигающийся объект, изменяющиеся волны дают команду на срабатывание или выключение прибора. Для охранных систем применяются устройства с повышенной чувствительностью, способные определять объект независимо от наличия конструктивных элементов и других помех.
• Примерно по аналогичной схеме работают ультразвуковые коммутирующие сигнальные устройства. Они отличаются лишь диапазоном, в котором происходит излучение волн. Применяются очень редко и только в нежилых помещениях, или используются как уличный прибор.
• Наиболее дорогими и эффективными считаются комбинированные устройства, сочетающие в себе различные способы фиксации движения. Такая конструкция предотвращает ложные срабатывания, повышая надежность следящих систем.

Принцип работы инфракрасного датчика движения

Любой объект с собственной температурой является источником теплового излучения. Соотношение между температурой тела и длиной излучаемой волны излучения определяется законом Вина.

Инфракрасное излучение излучается любым телом с температурой ниже 500 градусов Цельсия, но оно невидимо для глаз. Здесь людям на помощь приходит ИК-датчик. Когда инфракрасный извещатель анализирует объект, наиболее важным является диапазон среднего и дальнего инфракрасного диапазона. Кроме того, с учетом того, что в большинстве случаев объекты находятся в движении или в воздухе, диапазон излучения сужается.

Для ИК-датчиков наиболее важным является способность реагировать на движение человека, следовательно, объекты, излучающие инфракрасное излучение с длиной волны 10 мм. Мощность излучения человеческого тела относительно невелика. Небольшая разница уровня излучения, вызванного движением человека в пространстве, становится относительно сложной задачей для ИК-датчика. Решением этой проблемы являются передовые оптические системы, которые позволяют надлежащим образом формировать поле зрения извещателя. В настоящее время в беспроводных сигнализациях чаще всего используются линзы Френеля.

Другим способом обнаружения инфракрасного излучения является использование зеркальной оптики. Каждый вход или выход объекта из поля зрения обнаруживается датчиком, который регистрирует изменение спектра инфракрасного излучения. Затем изменение спектра ИК-излучения анализируется детектором. В случае, если изменение является достаточно большим, срабатывает тревога.

Стоит также отметить, что резкое изменение температуры может вызвать ложную тревогу, однако медленное, постепенное изменения температуры, не вызывают реакции извещателя. Для решения этой проблемы используются дифференциальные пироэлектрические датчики, которые повышают устойчивость к изменениям температуры окружающей среды и тепловым движениям воздуха

Это очень важно, если устанавливать сигнализацию для дачи с датчиком движения и сиреной

Сфера применения

Датчики движения для охраны периметра и включения освещения, активно используются в разных местах:

• в частных владениях и на их территории;
• вблизи административных и общественных зданий;
• на уличных парковках;
• в гаражных кооперативах;
• в парках и скверах;
• на городских улицах;
• на складских или производственных площадях.

В основном приборы устанавливают в двух зонах:

1. На входе.
   Обычно датчик движения устанавливают на улицу вблизи со въездом на площадку или перед дверью на крыльце. Оно реагирует на людей и автомобили, которые приближаются. На входных группах в систему добавляют фотореле, которое не дает прибору срабатывать в светлое время суток.
2. По периметру территории.
   Устройство реагирует, когда объект пересекает границу. Такая система используется для обеспечения безопасности: во-первых, сразу будет видно, что на участок кто-то проник, во-вторых, это отпугивает посторонних. На таких приборах зачастую устанавливают задержку отключения (то есть время, в течение которого лампы не будут гаснуть после срабатывания).

То, где использовать датчик движения, во многом зависит от цели его установки.

Какие бывают датчики

Приборы обнаружения движения работают по принципу использования электромагнитного излучения разной длины волны. Существуют экзотические емкостные датчики, срабатывающие при изменении емкости, когда человек приближается к целевому объекту. Работают они на маленьком расстоянии если уже кто-то протянул руку к сейфу с деньгами. Применяются в специальных системах слежения и не используются для массового потребления.

Сенсоры устройств обнаружения делятся на активные, когда датчик посылает волны в рабочую зону и срабатывает при изменении характеристик отраженной волны, и пассивные, которые срабатывают только при фиксировании волнового излучения от движущегося объекта. Также производятся комбинированные приборы, использующие в основном инфракрасное и микроволновое излучения одновременно.

К первым относятся:

• ультразвуковые;
• фотоэлектрические;
• микроволновые;
• радиоволновые.

Ко вторым относятся инфракрасные, которые регистрируют волны теплового излучения человека или животного.

Ультразвуковые приборы, посылая звуковые волны высокой частоты, срабатывают, когда отраженный сигнал от обнаруженного объекта изменяет характеристики. Этот принцип используется не только для обнаружения человека, а, например, при открытии гаражных ворот для включения света.

Фотоэлектрические работают по принципу прерывания светового луча. Приемное фотореле в этом случае посылает сигнал исполнительному органу. Очень удобно для фиксации прохода через калитку, дверь или турникет.

Микроволновые и радиоволновые по своей сути используют одни и те же волны, только разной частоты. Радиоволновые применяются редко, так как излучение низкой частоты может не проходить через некоторые препятствия, например, металлические стены или двери. Микроволновые работают на частоте выше 5 гигагерц, это излучение проникает через любое препятствие. Все они относительно дорогие и используются для больших коммерческих помещений.

Активные сенсоры контроля в рабочей зоне дороже пассивных и применяются в специальных условиях охраны очень крупных объектов. Использовать их для бытовых нужд включения электричества нерационально. Это относится и к комбинированным аналогам.

Конструктивно тепловые приборы включения выполняются в различном защищенном исполнении для работы в помещениях и на улице. Материал для корпусов-термоустойчивая пластмасса. Монтируются они на стенах и потолках на рекомендованной изготовителем высоте.

Как это работает?

Применение инфракрасного чувствительного прибора само по себе может доставить неудобства. Давайте представим себе ситуацию, когда система будет включать свет каждой кошке, собаке или маленькой мышке. Следовательно, неотъемлемой частью датчика должен быть детектор массы. Он проанализирует количество выделяемого тепла и не станет включать свет для маленького животного.

При открытии двери гаража, устройство срабатывает на движение, чтобы избежать такого неудобства, в цепь включается обыкновенный выключатель. Перед тем, как залезть под машину, нужно его включить, а уходя выключить.

Веранда, через которую часто ходят люди, датчик будет постоянно включать свет при проходе каждого человека. Если установить контролер освещенности, он не позволит этого делать в светлое время суток.

Становится очевидным, что устройство – это не просто прибор, тупо реагирующий на определенное действие. Это система, разумно реагирующая на окружающее в соответствии с заданными ей настройками.

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.

Принцип работы

Принцип действия датчика довольно простой. Когда в установленную зону, на которую распространяется чувствительность прибора попадает движущийся предмет, происходит его срабатывание с последующим включением освещения. После прекращения перемещения наступает автоматическое размыкание цепи и отключение осветительных приборов.

Большинство подобных устройств имеют установленный угол обзора, равный 180 градусам. Существуют модели, охватывающие 360 градусов, применяемые в больших помещениях.
Подключение прибора движения и освещения в цепь такое же простое, как и подключение стандартного выключателя. Основной функцией является замыкание и размыкание электрической цепи с подключенными светильниками. Поэтому схемы подключения обоих приборов практически одинаковы. Схема прилагается к каждому устройству в виде инструкции, а у наиболее качественных моделей от известных производителей схемы наносятся на корпус.

Задняя крышка датчика прикрывает клеммную колодку вместе с подключением проводников. Многожильные провода рекомендуется подключать с помощью изолированных наконечников НШВИ. Для подачи питания используются два провода – фазный и нулевой. Выходя из датчика, фаза подключается к светильнику, поэтому при срабатывании, контакты замыкаются и ток начинает поступать к лампе накаливания.

Технические характеристики

После того, как определились с тем, какой датчик движения для включения света вы будете ставить, надо подобрать его технические характеристики.

В технических характеристиках беспроводных моделей есть еще частота, на которой они работают и тип элементов питания

Угол обзора

Датчик движения для включения света может обладать различным углом обзора в горизонтальной плоскости — от 90° до 360°. Если к объекту могут подходить с любого направления, ставят датчики с радиусом 180-360° — в зависимости от его расположения. Если устройство закреплено на стене, достаточно 180°, если на столбе — уже нужно 360°. В помещениях можно использовать те, которые отслеживают движение в узком секторе.

В зависимости от места установки и требуемой зоны обнаружения выбирают радиус обзора

Если дверь одна (подсобное помещение, например), может быть достаточно узкополосного датчика. Если в помещение входить могут с двух-трех сторон, модель должна уметь видеть, как минимум, на 180°, а лучше — во все стороны. Чем шире»охват», тем лучше, но стоимость широкоугольных моделей значительно выше, так что стоит исходить из принципа разумной достаточности.

Есть также угол обзора по вертикали. В обычных недорогих моделях он составляет 15-20°, но есть модели, которые могут охватывать до 180°. Широкоугольные детекторы движения обычно ставят в охранных системах, а не в системах освещения, так как стоимость их солидная. В связи с этим, стоит правильно подбирать высоту установки прибора: чтобы «мертвая зона», в которой детектор просто ничего не видит, была не в том месте, где движение наиболее интенсивное.

Дальность действия

Тут снова-таки, стоит выбирать с учетом того, в помещении будет устанавливаться датчик движения для включения света или на улице. Для помещений радиуса действия в 5-7 метров хватит с головой.

Дальность действия выбирайте с запасом

Для улицы желательна установка более «дальнобойных». Но тут тоже смотрите: при большом радиусе охвата ложные срабатывания могут быть очень частыми. Так что слишком большая зона покрытия может быть даже недостатком.

Мощность подключаемых светильников

Каждый датчик движения для включения света рассчитан на подключение определенной нагрузки — он может пропускать через себя ток определенного номинала. Потому, при выборе, надо знать, суммарную мощность ламп, которые устройство будет подключать.

Мощность подключаемых светильников критична, если включаться будет группа фонарей или один мощный

Чтобы не переплачивать за повышенную пропускную способность датчика движения, да еще и сэкономить на счетах за электричество, используйте не лампы накаливания, а более экономичные — газоразрядные, люминесцентные или светодиодные.

Способ и место установки

Кроме явного деления на уличные и «домашние» есть еще один тип деления по месту установки датчиков движения:

• Корпусные модели. Небольшая коробочка, которая может монтироваться на кронштейне. Кронштейн закрепляться может:
  • на потолке;

  • на стене.

• Встраиваемые модели для скрытой установки. Миниатюрные модели, которые могут устанавливаться в специальные углубления в незаметном месте.

Если освещение включается только для повышения комфорта, выбирают корпусные модели, так как при равных характеристиках они дешевле. Встраиваемые ставят в охранных системах. Они миниатюрные, но более дорогие.

Дополнительные функции

Некоторые детекторы движения имеют дополнительные возможности. Некоторые из них явное излишество, другие, в определенных ситуациях, могут быть полезны.

• Встроенный датчик освещенности. Если датчик движения для включения света установлен на улице или в помещении с окном, включать свет в светлое время суток нет необходимости — освещенность достаточная. В этом случае либо в цепь встраивают фотореле, либо используют детектор движения со встроенным фотореле (в одном корпусе).

• Защита от животных. Полезная функция, если есть коты, собаки. С такой функцией ложных срабатываний намного меньше. Если собака большого размера, даже эта опция не спасет. Зато с кошками и мелкими собаками она работает неплохо.

• Задержка отключения света. Есть устройства, которые выключают свет сразу после того как объект покидает из зону действия. В большинстве случаев это неудобно: свет еще нужен. Потому удобны модели с задержкой, а еще удобнее те, которые позволяют эту задержку регулировать.

Это все функции, которые могут быть полезны

Особенно обратите внимание на защиту от животных и задержку отключения. Это действительно полезные опции

Как устанавливается датчик движения

Установка датчиков движения не сложна и производится в несколько этапов:

1. Разработка проекта подключения. Для этого нужно четко понимать схему участка и дома, чтобы датчик не висел рядом с коммуникационными трубами (например, отопление). Это может нарушить корректную работу прибора. Также он не должен находиться под воздействием солнечных лучей. В радиусе действия устройства не должно быть объектов, препятствующих сигналу.
2. Ознакомление с инструкцией. В зависимости от типа датчика может различаться схема подключения — последовательная (сначала монтируется датчик, потом приемник сигнала) или параллельная (датчик и приемник должны располагаться друг напротив друга). В руководстве есть рекомендации по установке.
3. Заранее проверить наличие крепежных систем. Зачастую они есть в комплекте, но, если нет, нужно их докупить. Саморезы со скрытой головкой не подходят для монтажа.

Если нужно осуществлять контроль за большой территорией, то изначально нужно выбирать датчик с несколькими сенсорами.

Инфракрасный прибор стоит устанавливать на внутренней стороне забора, примерно на 0,5 м над землей. Ультразвуковой устанавливается на откосах или в проемах. Если есть необходимость, можно сразу подключить видеокамеру, которая будет передавать материал сразу на компьютер.

Советы разработчикам датчиков движения своими руками

Прежде чем браться за создание датчиков движения самостоятельно следует оценить свои знания в области электронных устройств и по крайней мере хорошо владеть паяльным мастерством. Не исключено, что некоторым особо талантливым людям навыки могут прийти во время выполнения поставленной задачи.

Большим подспорьем будет иметь в наличии старые советские журналы для радио-конструкторов на любительском уровне. Советская элементная база еще не ушла совсем в прошлое. В указанной научно-технической литературе хорошо описываются способы ее применения.

В этих же журналах, где авторами являлись квалифицированные, высокого профессионального уровня советские инженеры, можно найти интересные идеи как сделать датчик движения, опирающиеся на применение простейших радиодеталей.

В устройствах для упрощения работ можно использовать готовые сенсоры, которые подключаются к извещателям световых, звуковых и других сигналов.

Самостоятельная разработка и изготовление датчиков движения занятие весьма увлекательное, а главное реализуемое. Применение в работе различных контроллеров позволяет приобрести опыт программиста. В статье приведена лишь небольшая часть реализуемых самостоятельно принципов действия датчиков движения. Неутомимое стремление к совершенству «мастеров-самоделкиных» значительно расширит область датчиков движения изготовленных своими руками.

Советы по выбору

Специалисты советуют учесть следующие особенности:

1. Место. На улице лучше выбирать степень защиты IP не менее 55, под навесом 44. Дома можно взять и меньше.
2. Препятствия. В квартирах, частных домах и на даче рекомендуем выбирать ИК-датчики или комбинированные ИК+ ультразвуковые. С целью охраны, гаражей, складских помещений идеально подойдут микроволновые модели, реагирующие даже через перегородки.
3. Угол. Где 2 и более двери – подойдет датчик на 360 градусов. В остальных случаях возможно взять на 180 градусов.
4. Мощность светильников. Смотрим и выбираем с запасом. 
5. Радиус. Дома хватит минимальных значений, уличное освещение требует точных расчетов.
6. Наличие фотореле. С целью большей экономии электроэнергии датчики оснащаются специальными детекторами освещенности.
7. Защита от питомцев. Выбираем модель с защитой от них. 

Надеемся, что эта статья окажется полезной. Желаем успехов!

Способ определения наличия движения

Датчик определяет наличие движения, анализируя сигналы различных типов, приходящие со стороны зоны наблюдения.

Ультразвуковые устройства

Ультразвуковые датчики движения работают по принципу локатора летучей мыши – излучают ультразвук и улавливают отраженный сигнал. При его изменении происходит срабатывание.

Внутри датчика находится генератор ультразвука частотой 20–60 кГц. Отраженный ультразвук принимается приемником. При движении объектов в зоне контроля датчика частота сигнала меняется из-за эффекта Доплера. Эти изменения обрабатываются и при превышении установленного уровня вызывают срабатывание исполнительных механизмов.

Широкое применение такие приборы нашли в системах автоматической парковки, контроле «слепых» зон автомобиля и датчики заднего хода, например, Fiat 124–13, а также в помещении, в длинных коридорах и на лестницах.

Достоинства ультразвуковых датчиков:

• небольшая стоимость;
• отсутствие влияния погоды;
• сохраняют работоспособность при высокой влажности и запыленности;
• не влияет материал движущегося предмета;
• прогоняют мышей – вначале после включения частые ложные срабатывания, а через некоторое время они уходят и сигналы прекращаются.

Недостатки ультразвуковых устройств:

• Ультразвук вызывает дискомфорт у домашних животных. Его даже используют в качестве отпугивателя собак.
• Небольшая дальность обнаружения.
• Срабатывает только на быстрые движения – легко обмануть медленными. Можно настроить чувствительность так, что срабатывание будет происходить при малейших движениях тела, но при этом увеличится количество ложных сигналов.

Инфракрасные приборы

Принцип работы таких приборов основан на изменении теплового излучения при движении объектов.

Все предметы, имеющие температуру выше абсолютного ноля (-273 градуса), излучают инфракрасные, или тепловые лучи. Это излучение улавливается системой линз или зеркал, количество которых от 20 до 60. Лучи, проходя через эту систему, попадают на сенсор.

В корпусе прибора находятся два датчика, контролирующих температуру в разных зонах. При отсутствии движений на охраняемой территории сигналы одинаковые и не меняются. При движении нагретого тела, например, человека, сигналы на датчиках отличаются друг от друга, что вызывает срабатывание прибора.

Это необходимо учитывать для того, чтобы избежать мертвых зон. Например, для контроля коридора или двери, прибор необходимо устанавливать так, чтобы его лицевая часть была направлена поперек прохода.

Достоинства инфракрасного датчика:

• точная регулировка зоны контроля;
• на улице не реагирует на качающиеся деревья, а в помещении на занавески;
• ничего не излучает во время работы и безвреден для людей и животных.

Недостатки ИК датчиков:

• возможны ложные срабатывания на теплый воздух от кондиционеров и радиаторов отопления;
• при попадании солнечных лучей и при осадках понижена точность работы на улице;
• узкий диапазон рабочих температур – при высокой температуре тепловое излучение от людей и животных сливается с излучением от окружающих предметов, а при низкой, кожа и одежда остывают и излучение слишком слабое;
• можно спрятаться от датчика за экраном или в костюме, не пропускающем тепловые лучи.

Микроволновые датчики

Принцип действия и устройство микроволнового датчика аналогичен ультразвуковому – он излучает высокочастотные электромагнитные колебания и принимает отраженный сигнал. Самая распространенная частота излучения – 5,8 гГц.

Срабатывание устройства происходит при изменении частоты отраженного сигнала. При движении объектов в зоне контроля возникает эффект Доплера и меняется частота отраженного сигнала. Эти изменения обрабатываются микропроцессором, и происходит срабатывание устройства.

Достоинства микроволновых датчиков:

• контролю территории не препятствуют перегородки из диэлектрика – тонкие кирпичные стены, деревянные двери и окна без решеток;
• широкий диапазон рабочей температуры;
• высокая чувствительность;
• несколько независимых зон контроля;
• компактность.

Недостатки ВЧ датчиков:

• дороже устройств других типов;
• ложные срабатывания на движение вне зоны наблюдения – за окном или тонкими стенами;
• СВЧ волны наносят вред здоровью, поэтому их мощность не должна, по требованиям ВОЗ (всемирной организации здравоохранения), превышать 1 мВт/см2.

Комбинированные приборы

Комбинированные устройства совмещают датчики разных видов, например, инфракрасный и высокочастотный. В таких приборах недостатки одних типов компенсируются достоинствами других.

Недостатком таких приборов является более высокая цена по сравнению с обычными устройствами.

Использование

Датчики движения и присутствия широко применяются в повседневной жизни, прежде всего в домашней автоматизации и автоматизации зданий для:

• распознавания несанкционированного проникновения в дом или офис,
• автоматизации освещения,
• автоматизации климата.

Например, использования датчиков движения и присутствия для автоматизации освещения и кондиционирования позволяет сократить потребление энергии на 40%, а расходы на освещение — на 60% — 70%.

Коммерческие применения датчиков движения включают:

• потребительскую электронику, в том числе смартфоны и планшеты, видеоигры и умные часы,
• автомобилестроение, включая подушки безопасности, парктрониках и беспилотных автомобилях,
• здравоохранении,
• оборонную промышленность и авиастроение

Защита от проникновения

Датчик активирует сирену, когда фиксирует проникновение посторонних в помещение. Установленный в составе системы пультовой охраны датчик также отправляет сигнал тревоги в диспетчерский центр охранной организации, которая при необходимости высылает на место группу реагирования.

Датчик также может активировать видеонаблюдение, а в самостоятельно установленной системе также запустить любую другую функцию по усмотрению владельца: заблокировать замки до приезда правоохранителей, обесточить технику, отключить освещение и так далее.

Автоматизация света

Прожектор, снабжённый датчиком движения

См. также Автоматизация освещения

В зависимости от того, фиксирует он движение в помещении или нет, датчик движения или присутствия может автоматически включать или выключать освещение и менять его яркость, сразу или с задержкой.

В общем случае датчик через контроллер передает соответствующие команды на выключатель (формально датчик лишь сообщает контроллеру о том, что в помещении есть или нет движения, а уже контроллер в соответствии с оставленными владельцем инструкциями отдает нужные команды выключателям). Однако распространены и выключатели со встроенными датчиками движения, как правило они используются в общественных и коммерческих пространствах: офисах, складах, подъездах.

Вместо выключателя может использоваться любой другой контроллер освещения, например RGB-контроллер для управления светодиодной лентой или умная лампа.

Автоматизация климата

Сработавший датчик способен автоматически изменить мощность климатических систем в соответствии с инструкциями, указанными владельцем. Для этого он уведомляет контроллер о том, что зафиксировал движение или его отсутствие, а контроллер пускает в ход нужные алгоритмы, командуя климатическим устройствам включиться, отключиться или изменить параметры работы.

Например, если зимой датчик обнаруживает присутствие людей в помещении, контроллер передает установленному на батарею терморегулятору или регулятору теплого пола команду повысить температуру. Если летом датчик зафиксировал отсутствие людей, контролер командует кондиционеру снизить мощность.