Какой датчик движения лучше для тех или иных условий

Какой датчик движения лучше для тех или иных условий

При включении освещения мы привычно пользуемся механическими устройствами коммутации, а в собственном доме способны найти их кромешной тьме, используя навык мышечной памяти. Однако личное участие в управлении освещением имеет ряд недостатков. Например, его можно просто забыть выключить, а часть помещений – коридоры, лестничные марши – и вовсе не нуждается в перманентной иллюминации. Автоматические системы включения и выключения ламп не только снижают расходы на электроэнергию, но также делают жилище более комфортным и безопасным. Чтобы они могли работать, их оснащают чувствительными элементами, которые традиционно называют датчиками движения, хотя это не вполне правильно отражает сущность их функционирования. В этой статье мы расскажем вам о том, как выбрать датчик движения для дома и для улицы, основываясь на физических принципах их работы.

Способы регистрации присутствия

Датчики движения для включения светильников или других систем – сирен охранной сигнализации, приводов открывания дверей и прочих устройств, реагируют на искажение одного или нескольких физических полей:

  • магнитного;
  • электромагнитного;
  • акустического;
  • теплового;
  • светового.

Эти поля могут быть естественными, тогда датчики, реагирующие на изменения в них, называются пассивными. Или искусственно созданными, в этом случае они называются активными.

По способу реакции чувствительного элемента они делятся на два типа:

  1. Измерительные, когда управляющий сигнал появляется в результате качественного изменения – амплитуды, длины волны – поля.
  2. Коммутационные, реагирующие на присутствие или отсутствие воздействия.

Пассивные регистраторы

Пассивный инфракрасный датчик движенияЕстественными полями являются магнитное, тепловое, световое и акустическое. Магнитный датчик движения для включения света на улице «заметит» подъехавший к воротам автомобиль. И в ряде случаев такой элемент автоматики может быть весьма полезным.

Однако на практике большинство пассивных чувствительных элементов реагируют на самого человека, магнитными свойствами не обладающим, но зато излучающим тепло. Такие датчики называются ПИК (пассивный инфракрасный). Они могут реагировать на изменения в десятые доли градуса.

Акустические датчики реагируют на звуки определенной частоты. Например, вы можете настроить их на хлопок ладонями или свист.

Пассивные чувствительные элементы всегда работают по принципу измерения. Их плюс в том, что они не оказывают на человека никакого влияния. Минус – в высоком уровне ложных срабатываний.

Активные регистраторы

Их принцип действия основан на излучении волн высокой частоты. Поэтому их называют микроволновыми. По сути, именно они являются датчиками движения, поскольку искажение генерируемого ими поля происходит при перемещении физических тел в пространстве. По частотному диапазону они делятся на два типа:

  • Ультразвуковые (от 22 кГц).
  • СВЧ (от сотен кГц до единиц ГГц).

Ультразвуковой датчик движенияОни регистрируют или увеличение частоты (эффект Доплера), или изменение времени прохождения импульса. Чем выше частота, тем больше вероятность обнаружения малоподвижного объекта. Частным случаем являются колебательные контуры с разомкнутой емкостной цепью, которые реагируют на изменение количества и называются датчиками объема.

Приемник и передатчик сигнала могут быть совмещены в одном корпусе или находиться в разных точках. В первом случае у него широкий угол обзора, во втором прибор делается узконаправленным.

Плюсом таких чувствительных элементов является то, что они действительно регистрируют движение. Минусом – вредное воздействие на человека и животных, зависимость распространения сигнала от множества внешних факторов, они могут быть источниками радиопомех. Модели с узкой направленностью имеют меньший уровень ложных срабатываний, но их монтаж сложнее.

Фотоэлектрические регистраторы

Используют узконаправленное световое, лазерное или инфракрасное излучение. Всегда работают по коммутационному принципу, состоят из источника излучения и его приемника. Наиболее просты по устройству, не оказывают на человека и животных негативного воздействия. Имеют низкий уровень ложных срабатываний. Однако их применение имеет смысл лишь в ограниченных пространствах – коридорах, дверных проемах.

Выбор датчика движения

Выбирая чувствительный элемент управления, стоит руководствоваться тремя критериями:

  1. Тип прибора.
  2. Мощность исполнительного элемента.
  3. Способ монтажа и размещения.

Домой или на улицу?

Какой из них лучше поставить дома? Наверняка тот, что меньше будет вредить и вам, и домочадцам, и домашним питомцам – пассивный: ПИК, акустический или фотоэлектрический.

Уличный датчик движенияАктивные чувствительные элементы лучше устанавливать в нежилых помещениях или в тех, где вы не проводите много времени (видимо, гараж также не подойдет). Лучше всего, конечно же, на улице.

Стоит учесть и тип излучения. Ведь ультразвуковые приборы могут не заметить малоподвижные объекты или те, что перемещаются плавно.

Датчик движения для включения света на улице стоит выбирать тот, у которого степень защиты – IP – более 50, лучше 65. Тогда можно быть уверенным, что он не выйдет из строя после первого же дождя.

Что будем включать?

Датчик генерирует управляющий сигнал, который приводит в действие исполнительный элемент автоматики. Обычно это электромагнитное реле. Ее силовые контакты должны иметь электрическую прочность, соответствующую мощности потребления управляемого устройства.

Например, при включении светодиодных ламп или светодиодной ленты достаточно мощности в 20–30 Вт. А если это будут уличные галогенные светильники, то потребляемая мощность составит от единиц до десятков киловатт. Через контакты исполнительного реле пойдет ток в 10-40 ампер, поэтому их физическая толщина должна быть в несколько раз больше, чем у бытового прибора. Иначе они расплавятся.

Максимальная потребляемая мощность указывается в паспорте изделия.

Как будем ставить?

На это влияет два фактора:

  1. Угол обзора.
  2. Дальность действия.

Обычно эти данные указаны в техническом паспорте. Теоретически их можно определить и на практике, хотя это довольно сложно и требует навыков обращения с измерительными приборами.

Чем шире угол обзора, тем больше вероятность ложных срабатываний. Однако при этом есть возможность охватить большую часть помещения. Датчики с полусферической диаграммой направленности лучше ставить на потолке. Чем она уже, тем большая точность требуется при установке, чтобы в поле действия датчика попало место вероятного появления объекта. Во избежание появления теневых «мертвых» зон лучше нарисовать масштабный план участка или помещения.

Уличный светильник с датчиком движения

Узконаправленные фотоэлектрические датчики всегда ставят поперек коридора, дверного проема или дорожки в саду. Так, чтобы линия луча была параллельна полу или земле. Тогда мимо него пройти будет трудно. Высоту лучше выбрать на уровне груди человека, причем для дома пусть это будет ребенок, а для офиса или производственного помещения – взрослый.

Радиус действия чувствительного прибора – это значение, вообще-то, весьма противоречивое. В том смысле, что не всегда стоит стремиться к его максимальному увеличению. Во-первых, потому что оно повышает порог ложных срабатываний. Например, если у ворот установлен датчик, который «видит» метров за 20, то он будет реагировать и на соседей. Во-вторых, это влияет на мощность излучения активных и угол обзора пассивных приборов. А зависимость этих параметров логарифмическая, экспоненциальная.

Заключение

Включение в схему управления системами освещения элементов автоматики повышает комфортность пользования ими и снижает расходы на электроэнергию. Но только в том случае, если проект размещения датчиков движения составлен грамотно, а их монтаж проведен квалифицировано. Иначе может возникнуть обратный эффект.