Инфракрасные ик датчики движения

Содержание

Принцип работы инфракрасного датчика движения

В основе охранной системы лежат разного рода фиксирующие устройства: измерители звука, регистраторы движения. Инфракрасный датчик – самый популярный прибор, предназначенный для фиксации перемещающихся тепловых объектов. Они просты в обслуживании, надежны и довольно чувствительны.

Датчик движения для охранной сигнализации

Оглавление статьи: Датчик движения для охранной сигнализации

Датчики движения для сигнализации, называемые инфракрасными детекторами, являются основным элементом внутренней защиты системы охранной сигнализации. Инфракрасные извещатели работают по принципу изменения теплового излучения из инфракрасного диапазона с помощью пироэлектрического датчика, электрический сигнал которого анализируется специальной электронной схемой извещателя. Устройство такого типа не излучает собственную энергию и работает на батарейках, что гарантирует точное обнаружение любого изменения инфракрасного излучения в их поле зрения.

Датчики движения для сигнализации

Датчик движения. Описание и параметры

Датчик (детектор) движения – инфракрасный (тепловой) датчик, который обнаруживает перемещение живых объектов и управляет освещением. В датчике движения используется в качестве сенсора пироэлектрический датчик, принцип работы которого основан на повышении напряжения на его выходе при повышении уровня инфракрасного излучения по сравнению с фоновым.

Для включения света используется внутреннее реле датчика.

Датчик может быть и уличным, и применяться для освещения на больших площадях. Уличный датчик также бывает в составе прожектора.

Кстати, если зимой мимо датчика пройдет хорошо одетый человек, датчик может его и “не заметить”, хотя в теплое время сработает четко. Это можно объяснить тем, что окружающая температура и температура одежды человека почти равны.

Принцип работы и назначение инфракрасного датчика движения

Среди большого многообразия охранных извещателей, инфракрасный датчик движения является самым распространенным устройством. Доступная цена и эффективность, вот качества, обеспечившие им популярность. А все благодаря тому, что в начале девятнадцатого века обнаружили инфракрасное излучение.

Оно находится за границей видимого красного света в диапазоне 0,74-2000 мкм. Оптические свойства веществ сильно различаются и зависят от типа облучения. Небольшой слой воды является непрозрачным для ИК излучения. Инфракрасное излучение солнца составляет 50 процентов всей излучаемой энергии.

ИК датчик движения: Принцип срабатывания, чувствительность, оптические элементы, пироприемник и помехи, блок обработки, защита от помех, типичная модель

ИК датчик движения: устройство и принцип срабатывания

Детекторы движения это основа системы безопасности, их тип и технические характеристики определяют уровень ее эффективность и сложность несанкционированного проникновения.

Наиболее распространенными детекторами, применяемыми в системах сигнализации, являются пассивные инфракрасные датчики движения.

Их основная функция – объемный контроль охраняемого пространства всего помещения.

Почему необходимо обратить внимание на инфракрасные датчики движения

Все мы стремимся к комфорту. А где его можно создать максимально отвечающим требованиям, как не дома? Самым частым неудобством, с которым сталкивается человек в своем доме, является система освещения и необходимость включения света в вечернее и ночное время суток. Современные технологии в лице сенсорных выключателей и датчиков движения позволят автоматизировать систему включения и управления света. Используя для включения света датчик движения, можно в разы повысить комфортность любого помещения в плане пребывание или перемещения по нему. Среди современных аппаратов наибольшей популярностью пользуются инфракрасные модели.

Инфракрасный датчик движения является специальным устройством, которое позволит вам своими руками создать в своем доме систему «умный свет». Но чтобы вопросы подключения к сети и осветительным приборам не ставили вас в тупик, нужна не только схема, но и знание особенностей данного изделия. Разобраться во всех этих вопросах и даже больше поможет сегодняшняя статья. После этого вы сможете своими руками проделать любые процедуры подключения.

Инфракрасный датчик движения для включения света: принцип работы, характеристики, подключение, монтаж.

Датчик ИК для дома

Инфракрасный датчик движения для включения света — это современное оборудование, позволяющее значительно снизить нецелевое использование электрической энергии, тем самым повысить уровень энергосбережения и снизить финансовые затраты на оплату электричества. Существуют вариант подходящие как домашнего использования, так и для установки в большие помещения или снаружи зданий и сооружений.

Что представляет собой ИК-датчик

Ик датчики — это устройства, способные реагировать на фоновое инфракрасное излучение. Прибор регистрирует любое тепловое излучение. Это значит, что сработать такое устройство может не только при нахождении в зоне действия датчика теплокровных животных или человека, но и даже на перемещающийся неодушевлённый предмет.

Инфракрасный тепловой датчик может использоваться в различных условиях. Если эксплуатация осуществляется в местах, где устройство может подвергнуться физическому воздействию, то его изготавливают в защищённом корпусе. В различных гаджетах, например в смартфонах, ИК-детектор размещается на передней панели, чтобы обеспечить возможность реагирования сенсора на движение рук владельца телефона.

Принцип и условия срабатывания


Устройство регистрирует динамику изменения теплового излучения объекта и общего фона. Мониторинг осуществляется за определенный промежуток времени.

Для срабатывания необходимо совмещение определенных условий. Во-первых, изменение положения объекта в пространстве, контролируемом детектором.

Во-вторых, траектория должна проходить перпендикулярно направлению ИК-излучения, генерируемого устройством.

В-третьих, расстояние от источника излучения должно быть достаточным для его уровня восприятия, то есть он должен определить температурную разницу между объектом (с учетом одежды) и окружающим фоном.

Общие сведения

Существует два подтипа инфракрасных датчиков: движения и присутствия. Несмотря на схожесть конструкции, есть небольшое отличие в их работе.
Первые — реагируют только на выявленные активные передвижения (сопровождаемые ик-излучением, идущим от тела человека), и включают (выключают) свет.
Вторые — постоянно мониторят помещение на предмет наличия всех (даже пассивных) движений, обычно издаваемых человеком. Как только они прекращаются — в течение времени, заданного в настройках – цепь размыкается и свет гаснет, даже если человек не ушёл.
Посмотрим, из чего же состоит PIR (аббревиатура от пассивного инфракрасного датчика). В качестве примера ниже приведена конструкция импортного D203S, со схемой его подключения:

Конструкция и подключение датчика

Он не требует никаких дополнительных элементов и может прямо впаиваться в схему освещения.
Аналог советского образца, типа ПМ-4, обязательно нужно дополнять полевым транзистором.

Конструкция и подключение датчика

Впрочем, примитивный датчик можно сделать самостоятельно из старого транзистора. Для этого возьмите транзистор, вроде представленного ниже, отпилите верх корпуса, чтобы обнажить встроенный кристалл. Должно получиться следующее:

Внутренняя часть транзистора

Ботовую «болванку», прикрыв любым светофильтром, можно использовать как сенсор. Правда, дальность улавливания движений у него будет невелика.

Схемы блоков с ик-датчиками присутствия, произведённые в заводских условиях, выглядят так.

Заводская плата с ик-датчиком

Схемы блоков с ик-датчиками

Сверху, над датчиком со встроенным кристаллом, устанавливается ячеистая, куполообразная линза Френеля, фокусирующая сигнал. Обычно она выполняется из пластика (для удешевления блока), поэтому обращаться с ней нужно аккуратно.

Несмотря на неказистый вид, линза играет очень важную роль. Она выполняет функцию «концентратора», и направляет усиленный пучок инфракрасного излучения, идущего от людей, на сенсор (кристалл) датчика.

Устройство ик-датчика обнаружения

Благодаря тому, что линзы на пластиковой сфере разнонаправлены, возможен охват больших площадей в помещении.
В целом, это одна из самых популярных систем: недорогая, энергоэффективная, компактная и долговечная.

Параметры ик датчиков движения

  • Напряжение питания – 220 – 240 В, 50 Гц.
  • Время включения (таймер задержки) – от 2 секунд до 8 минут. Желаемое время, в течение которого свет будет гореть после срабатывания датчика. Устанавливается регулятором.

Кстати, в большинстве простейших моделей движение “не накапливается”. То есть, если человек всё время включения бегал перед датчиком, а перед выключением замер, для включения надо шевелиться опять. Чтобы такого неприятного эффекта не происходило, в случаях непрерывного движения выход датчика надо закорачивать дополнительным выключателем.

  • Светочувствительность – от 2 до 1000 Люкс. Обычно устанавливается переключателем (в дешевых моделях, 2-3 положения) или регулируется плавно. Параметр показывает, при какой внешней освещенности работает датчик. При установке освещенности до 100 Люкс прибор будет работать только ночью. При установке максимальной внешней освещенности датчик будет работать в любое время суток.
  • Дистанция обзора (расстояние обнаружения) – до 15 метров.
  • Скорость срабатывания – от 0,5 до 1,5 м/с. Если детектируемый объект будет двигаться очень медленно, его температура будет сливаться с общим температурным фоном, не вызывая срабатывания. Если быстро – датчик не успеет сработать, и объект уйдет из зоны охвата.
  • Максимальный коммутируемый ток. В зависимости от области применения может быть разным. В системах охранной сигнализации ток небольшой, и используются нормально замкнутые контакты. В применениях для освещения в датчиках применяется с основном электромагнитное реле, которое и определяет мощность нагрузки. Бытовые датчики в основном выпускаются на ток от 1000 до 1500 Вт.
  • Зона улавливания (угол обзора). В потолочных датчиках этот угол обычно равен 360 градусов. Но при этом очевидно, что зона охвата будет определяться и высотой. Настенные датчики имеют угол обзора от 120 до 180 градусов.

Принцип действия

Принцип действия датчика движения не один единственный, так как существует множество детекторов движения, действующих по различным физическим принципам. Например, перейдя по ссылке, можно подробнее узнать принцип работы микроволнового датчика движения. Рассматриваться же в данной статье будет только один из разновидностей — инфракрасный. Функционирование пироприемника (теплового сенсора) построено на взаимосвязи двух чувствительных полупроводниковых элементов. Когда в поле зрения одного попадает движущийся источник тепла, потом покидает его и возникает на другом — датчик подает сигнал срабатывания. Чтобы увеличить охват площади действия, а не воспринимать только объекты, непосредственно находящиеся возле сенсора, в устройствах, определяющих движение, используется специальная поляризационная линза, размещенная перед самим чувствительным элементом.

схема работы пироприемника

Выпускаются как пассивные, так и активные инфракрасные детекторы. Первые воспринимают внутренне тепло движущегося объекта, вторые оснащены специальной подсветкой рабочей области и улавливают отраженные невидимые лучи спектра.

Рекомендуем к прочтению: схема подключения датчика движения с использованием двух или трех проводов, совместно с выключателями.

Пироэлектрический детектор в инфракрасных датчиках

Основным компонентом конструкции любого автономного инфракрасного датчика движения, является так называемый пироэлектрический детектор. В зависимости от степени качества извещателя, он может иметь до нескольких детекторов. Стандартные извещатели сигнализации содержат два светочувствительных устройства. Более продвинутые модели датчиков движения с сиреной, оснащены четырьмя светочувствительными устройствами, которые изготавливаются из специального кристалла, демонстрирующего пироэлектрический эффект.

Пироэлектрический эффект — явление образования электрических зарядов на поверхности диэлектрических кристаллов под влиянием изменения их температуры. Пироэлектрический эффект происходит только в кристаллах, не имеющих центра симметрии и с не более чем одной обычной осью симметрии.

Пироэлектрический охранный датчик движения — это прибор, который реагирует только на изменения температуры. Спектральные характеристики пироэлектрического сенсора практически не зависят от длины волны (диапазон от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного). Для систем сигнализации пространственная визуализация распределения температуры не является существенной. Существенным фактором является лишь выявление изменений, происходящих в этом распределении.

схема

Появление злоумышленника в поле зрения беспроводного датчика движения, вызывает изменение первоначальной температуры. Это изменение может быть вызвано, например, тепловым обнаружением фрагмента тела злоумышленника на фоне стены, которая характерно имеет гораздо более низкую температуру. К сожалению, подобные нарушения в распределении температуры могут быть вызваны другими факторами, такими как сквозняки и солнечный свет.

Подробнее про датчик движения, настройка для более высокой точности срабатывания, особенности использования в других системах.

Чувствительность


Основной сканирующий элемент устройства — пироприемник, имеет сдвоенную структуру, и поэтому в плоскости излучения происходит парное расщепление каждого луча.

Исходя из особенностей строения различных моделей инфракрасных датчиков движения, зоны чувствительности различных моделей могут иметь разную конфигурацию. Это могут быть точечные лучи, направленные в небольшой угловой сегмент, формирующие отдаленную точку детекции.

Несколько таких лучей расположенных, горизонтальной или вертикальной плоскости формируют «вертикальный барьер» или «сканирующую поверхность», она может быть горизонтальной или иметь наклон.

Одиночный широкий луч, испускаемый в горизонтальной, или вертикальной плоскости формирует «сканирующий занавес».


Мобильное видеонаблюдение может передавать данные через Wi-Fi, GSM, 3G и 4G сети или CDMA. При этом ключевым параметром, влияющим на эффективность работы системы, является скорость доступа к сети интернет.

Сигнал, который передают камеры, кодируется и преобразовывается в один из форматов поддерживаемый устройством. После чего записывается на HDD диск. Подробнее о системе записи видеонаблюдения читайте тут.

Кроме того, интенсивность генерируемого излучения влияет на протяженность сканируемой зоны срабатывания. Обзорный сектор может составлять от 300 до 1800 для настенных детекторов и круговой – 3600 для потолочных моделей. Так же возможна регуляция количества лучей, и угла их наклона, до 900.

Такое разнообразие обусловлено требованиями к эксплуатации в различных условиях и высоком уровне эффективности, который должен обеспечивать равномерную чувствительность детектора по всему охраняемому объему срабатывания.

Оптическая система

Наиважнейшей частью датчика движения служит передняя выгнутая полупрозрачная поверхность. Она имеет секторную структуру, каждый элемент которой представляет собой линзу, созданную по подобию бипризмы Френеля. Тепловые сигналы, проходя через нее, собираются в одну точку на пироприемнике, причем каждый из лучей попадает на свой чувствительный элемент. Таких линз — секторов на полупрозрачном стекле прибора много, а его выгиб приводит к направлению излучения от них всех на один пироприемник. Соответственно расширяется и угол охвата детектируемого поля.

общая оптическая система захвата инфракрасных потоков

Установка диафрагмы

Для обеспечения высокой эффективности обнаружения датчика движения Wi-Fi, необходимо эффективно устранить все изменения температурного распределения, вызванные природными факторами. Как правило, устранение этих факторов состоит в разделении сферы поля зрения детектора на несколько фрагментов. Это означает, что детектор будет реагировать на изменения распределения температуры только в очень маленьких срезах наблюдаемого пространства.

Разделение сфер поля зрения охранной сигнализации чаще всего осуществляется путем установки на оптической оси специальной диафрагмы с прорезями, выделяющими меньшее поля зрения. Благодаря такому решению, движущийся нарушитель будет появляться последовательно в наблюдаемых зонах, что приведет к обнаружению большего количества инфракрасного излучения и возврата датчика в исходное состояние в момент, когда злоумышленник окажется за диафрагмой. Детектор будет работать так же, как источник напряжения переменного сигнала, в котором соответствующая электронная схема будет последовательно подсчитывать сигнал. При превышении определенного порога подсчета, детектор включит сигнал тревоги.

Датчики движения для сигнализации 3

Применение

В последнее время инфракрасные датчики движения устанавливают для “умного” и экономного включения света в местах общего пользования – лестничные площадки, дворы. В квартирах и домах ИК-датчики устанавливают в коридорах, туалетах и т.п. Иными словами, применяются ИК-датчики в местах, где освещение требуется только в присутствии людей, но ставить обычный выключатель не целесообразно.

Оптические элементы


Чувствительность детектора зависит от процента перекрытия площади луча. Соответственно на расстоянии 15-20 м для выявления объекта размером с человека необходим луч шириной не более 100.

Но при приближении к устройству уровень чувствительности будет возрастать, и с расстояния 5 м тревогу может поднять обычная мышь.

Для распределения равномерности чувствительных зон оптические элементы формируют несколько секторов излучения с различной шириной и направлением под разными углами. Само устройство, как правило, крепиться немного выше человеческого роста.

Следовательно, весь объем зоны обнаружения, разбит на несколько секторов, с различной степенью чувствительности лучей, подобранных таким образом, чтобы общая чувствительность устройства не изменялась от удаления или приближения к нему.

Этот элемент применяется в большинстве моделей, так как имеет ряд преимуществ, среди которых:

  • дешевизна,
  • простота и надежность конструкции устройства,
  • возможность быстрой замены поврежденного элемента.

Такая система может быть настроена более точно, что дает возможность увеличения ее чувствительности на дальних дистанциях до 60%. Кроме того, сегментная структура позволяет легче настроить защиту ближней «саботажной» зоны.

Современные высокоэффективные модели используют комбинацию обеих систем, где линза Френеля контролирует среднюю зону, а устройства зеркальной оптики дальние подходы и саботажную зону.

Недостатки модели

Все приборы обладают определенными недостатками. И их в обязательном порядке необходимо учитывать при выборе изделия для создания автоматизированной системы включения освещения в доме или на улице.
Обычно, превалирующее большинство недостатков базируются на конструкционных особенностях изделия, а также принципе его работы. При рассмотрении инфракрасных моделей к негативным сторонам их установки можно отнести:

  • наличие ложного срабатывания. Ложные срабатывания связаны с тем, что сенсор прибора способен воспринимать любые инфракрасные излучения. К примеру, ложное срабатывание может случиться от чрезмерно нагретого воздуха, который бывает на улице в жаркую погоду или поступает от кондиционера, батарей отопления, обогревателей и радиаторов;

Вариант датчика для помещения

Датчик внутри дома

Обратите внимание! Активация устройства может быть вызвана перемещением через контролируемую область домашних питомцев: собак и кошек. При этом маленькие дети также могут спровоцировать срабатывание включения света. Чтобы избежать этого, необходима точная настройка своими руками прибора. Схема настройки будет указана в инструкции к датчику.

  • снижена точность функционирования прибора при установке на улице. Такая особенность основана на том, что датчик может неправильно работать из-за разнообразных климатических условий: жары, осадков (снег, дождь, град) и т.д. Это следует учитывать при создании автоматической системы наружного освещения;
  • незначительный диапазон рабочей температуры;
  • наличие материалов, не пропускающих инфракрасное излучение.

Эти недостатки следует учитывать при выборе модели датчика движения. Здесь обязательно необходимо учитывать место размещения и предназначение прибора, а также то, что вы хотите получить от него в конечном счете.

Технические характеристики и особенности

Правильно выбрать ИК-датчик помогут его технические характеристики. Данные представлены в паспорте прибора:

  • Сетевое напряжение – обычное 230 В. Любая из моделей работает от обычной сети.
  • Потребляемая мощность – в пределах 0,5 кВт. Это позволяет оснастить даже большой дом достаточным количеством датчиков.
  • Диапазон обнаружения – угол обзора прибора. Измеряется в градусах. У настенных устройств он составляет диапазон от 120 до 280 градусов, у потолочного – 360.
  • Дальность действия – измеряется в метрах. Это расстояние, на котором датчик фиксирует движение. Показатель оценивают по 3 параметрам. Перпендикулярное – самая большая зона, определяется при движении объекта по касательной к сектору. Фронтальная измеряется при перемещении прямо на датчик, дальность присутствия находят, когда человек оказывается под датчиком.

Есть и другие менее значимые параметры – материал корпуса, размеры и прочее.

Сравнение с микроволновым датчиком

В качестве сенсора движения используют также микроволновый датчик. Он работает по радиолокационному принципу: прибор излучает сигнал, тот отражается и улавливается чувствительным элементом датчика. Если отраженный сигнал выше порогового, включается световое или звуковое устройство.

Отличия микроволнового датчика:

  • работает в диапазоне сверхвысоких частот, что гарантирует очень высокую чувствительность;
  • обнаруживает объект через диэлектрические препятствия: стекло, тонкую стену, деревянную дверь;
  • независим от температуры среды или степени освещенности рабочего участка;
  • улавливает медленное и незначительное перемещение.

Есть и недостатки:

  • высокая цена — приборы устанавливают на важных хозяйственных объектах;
  • работа устройства влияет на самочувствие людей и животных.

Для слежения за обычным частным домом ИК-датчиков вполне достаточно.

Фильтры

Самая большая проблема в работе охранных инфракрасных датчиков движения — обнаружение ложных срабатываний. Для ограничения этого явления используются специальные фильтры, которые отсекают ненужное видимое излучение. Эти фильтры чаще всего представляют собой германиевые пластины, которые монтируются в корпусе пироэлектрического датчика. Благодаря использованию фильтров, устраняются помехи, вызванные, например, включением и выключением освещения.

К сожалению, это решение не без недостатков. Применение такого фильтра связано поглощением до 20% ИК-излучения, которое не достигает пластины пироэлектрического сенсора. Кроме того, следует также иметь в виду, что рядом с пироэлектрическим эффектом существует и пьезоэлектрический эффект, который делает инфракрасные детекторы чувствительными к ударам и вибрации.

Датчики движения для сигнализации 4

Датчики движения с сигнализацией работают наиболее эффективно, когда человек пересекает зону обнаружения под прямым углом. Другими словами, инфракрасный детектор обеспечивает эффективное обнаружение в тот момент, когда движение объекта происходит перпендикулярно оптической оси извещателя. Также, благодаря новейшей линзе Френеля, некоторые извещатели имеют несколько десятков лучей наблюдения. Любое движение, происходящее внутри зоны наблюдения извещателя, фиксируется — приводя к срабатыванию тревоги.

Схемы ИК-датчиков

Для тех, кто интересуется устройством, схемой и ремонтом датчиков, рекомендую мою статью про его устройство и схему.

Пироприемник и помехи


Пироэлектрический преобразователь – это полупроводниковое устройство, которое способно регистрировать разницу в температурах и преобразовать ее в электрический импульс.

В таких датчиках используются пары, а в некоторых моделях две пары пироэлектрических элементов. Это позволяет снизить количество ложных срабатываний, которые вызывает простое повышение температуры в помещении.

В парных пироприемниках срабатывание происходит только когда пересекаются один из лучей, обработка происходит по дифференциальному алгоритму, вычитая сигнал одного пироэлемента из сигнала другого.

Основные виды помех, которые могут вызвать ложное срабатывание встраиваемых ИК датчиков движения:

  • насекомые, попавшие внутрь или на корпус датчика;
  • домашние животные;
  • вибрации и сотрясения;
  • радио и электромагнитные помехи;
  • направленные и яркие источники света;
  • кондиционеры, батареи, тепловые завесы и другое климатическое оборудование;
  • частичное отражение ИК-лучей от внутренней поверхности устройства;
  • нагревание внутренних деталей детектора.

Достоинства прибора

Инфракрасные датчики, помимо недостатков, обладают еще и достаточно внушительным перечнем достоинств. К ним следует отнести следующие моменты:

  • наличие возможности достаточно точной и тонкой настройки. Здесь можно своими руками настроить дальность действия, а также угол для обнаружения в контролируемой зоне движущихся объектов;
  • отлично подходит для эксплуатации в домашних условиях;
  • можно использовать вне дома, на улице. Но в данной ситуации необходимо учитывать все вышеперечисленные недостатки, чтобы избежать скорой порчи прибора или его неадекватной работы.

Отдельно необходимо отметить, что в отличие от остальных датчиков движения, применяемых для включения света в доме или на улице, инфракрасный извещатель не несет вреда здоровью человека. Это устройство безопасно не только для взрослых и детей, но и для домашних питомцев. Поэтому такой прибор можно спокойно устанавливать в детской комнате, спальне и другом домашнем помещении.

Схема подключения

Датчики инфракрасного излучения подключается просто – нужно организовать лишь включение и выключение цепи. Подсоединение устройства к подсветке или контуру безопасности происходит по одинаковому принципу.

Схема подключения есть в инструкции к любому прибору:

  • Ток приходит на ИК-датчик от сети по нулевому и фазному проводу. Чтобы подключить устройство к электролампочке, фазный провод подсоединяют к одному из выводов осветительного прибора. Второй вывод крепят к нулевому кабелю.
  • Кабели от устройств подключают к распределительному щитку: 2 провода от светильника, 2 от сети питания и 3 от ИК-регистратора. Фазу питающего провода соединяют с фазным кабелем датчика, а нулевой провод от питания и нулевой кабель от датчика – к нулевому от светильника.
  • Фазный кабель от ИК-датчика соединяют с проводом от светильника. Все кабели окрашены в соответствующие цвета, что облегчает соединение.

Если некоторое время освещение должно поддерживаться независимо от движения человека, в схему включают также выключатель параллельно ИК-устройству.

Подключение выпускаемых промышленностью датчиков движения в сборе

Выпускаемые промышленностью пир датчики движения подключаются к сигнальным устройствам посредством двух или трех контактов. Первые характерны наличием внутреннего питания от аккумулятора или батареи, вторые функционируют от подачи стороннего тока. У обоих типов есть регуляторы времени работы после определения движущегося теплового объекта и чувствительности измерений, от которых непосредственно зависит контролируемое расстояние.

Двухпроводные

двухпроводное соединение

Инфракрасный датчики движения такого типа подключается в разрыв линии тока включения сигнального устройства.

Трехпроводные

Для питания ик датчика движения применяется дополнительный провод с подачей напряжения. Соответственно изменится и его подключение к управляемому оборудованию. В основном используются три варианта схемы, которые можно еще и комбинировать между собой.

трехпроводные соединения

Необходимость последней может возникнуть, для случаев, когда требуется периодический контроль работы. Скажем, в светлое время суток, использование ламп бессмысленно.

Настройка

Как и в самодельных устройствах, промышленные варианты детекторов оснащены регуляторами чувствительности и времени подачи сигнала срабатывания. Они могут быть представлены потенциометрами с вырезами под плоскую отвертку, или маленькими поворотными рукоятками сбоку или сзади корпуса прибора.

Оптические системы инфракрасных детекторов

Инфракрасные извещатели для дома и дачи оснащаются специальными оптическими системами, задачей которых является концентрация инфракрасного излучения на пироэлектрическом датчике. Выделяют две основные оптические системы: на основе зеркальной техники или на линзах Френеля.

Анализируя обе системы с точки зрения способности обнаруживать злоумышленника, можно сделать вывод, что они равноправны, и каждая из них имеет определенные преимущества и недостатки. Производители стремятся создать оптические системы, конструкция которых позволила бы получить изображение на пластине в виде точки. Конечно, на практике создать оптическую систему с таким свойством невозможно. На сегодняшний день достаточным решением является уменьшение объёмного луча излучения до размеров детекторной пластины.

схема

Чаще всего можно столкнуться с инфракрасными детекторами, построенными на основе широкоугольных линз, которые позволяют получить угол поля зрения от 90 до 130 градусов. Диапазон таких извещателей колеблется от 12 до 15 метров.

Подключение датчика

Если монтаж инфракрасного датчика осуществляется своими руками, то прежде чем организовать подключение, необходимо ознакомиться с основными правилами установки таких устройств. Наиболее часто такие устройства устанавливаются самостоятельно для автоматического включения света в комнате либо для автоматического запуска уличных светильников, работающих от солнечных батарей.

Работа датчика

Работа по подключению ИК датчика выполняется в такой последовательности:

  • Правильно подобрать место для установки. Чувствительный элемент лучше регистрирует движения, осуществляемые поперёк контролируемой области. Высота монтажа зависит от модели датчика (2.5–4.0 м).
  • Отключить электричество в доме и подвести провода от щитка или распределительной коробки к месту подсоединения датчика.
  • Снять защитную пластиковую оболочку детектора.
  • Подключить проводники к устройству согласно схеме указанной в инструкции или на самом приборе.
  • Установить датчик на заранее подготовленное место, используя встроенный пружинный фиксатор.
  • Проверить и настроить инфракрасный выключатель.

Большая часть производимых датчиков имеет встроенные элементы регулировки времени свечения лампы и порога срабатывания. На плате переменные резисторы обозначаются соответственно TIME и LUXE.

Чувствительность устройства следует настроить в первую очередь. Для этой цели необходимо установить регулировку времени свечения лампы на минимальное значение. Затем, вращением регулятора чувствительности в различные положения, подобрать наиболее подходящий режим работы осветительного прибора.

Когда чувствительность датчика будет настроена, следует установить реле времени на наиболее подходящий промежуток работы осветительного прибора.

Установку сигнализаций и пожарного оборудования следует доверить квалифицированным специалистам. Ошибки в монтаже таких устройств могут обойтись значительно дороже стоимости услуг профессионального монтажника.

Блок обработки


Аналоговое, цифровое или комбинированное устройство, обеспечивающее обработку поступающих от прироприемника сигналов с целью выделения импульса, вызванного нарушителем, из общего потока помех.

Алгоритм обработки основан на анализе формы, длительности и величины сигнала. Сигнал от человеческой фигуры является симметричным и двухполярным, в отличие от шумовых несимметричных сигналов.

Величина сигнала – основной параметр, по которому происходит анализ поступающего импульса.

В недорогих моделях БО анализируют только его, сравнивая с пороговым показателем и подсчитывая количество срабатываний. После превышения определенного числа за единицу времени включается сигнал тревоги.

Такой метод несовершенен и приводит к большому количеству ложных срабатываний от вибраций или электромагнитных помех.

В более дорогих датчиках дополнительно анализируется полярность и симметрия формы поступающего сигнала.

Виды датчиков

Несмотря на то, что инфракрасные детекторы сами являются подвидом датчиков движения, здесь есть над чем подумать при выборе. На сегодняшний день ИК-детекторы бывают:

  • для внутреннего размещения. Приборы подходят по своим техническим характеристикам для установки внутри помещений. Здесь нет необходимости в защите устройства от негативного влияния климатических условий;

Установленные датчики

Датчик для уличной лампы

Наружный датчик с лампой

  • для наружного размещения. Такого рода приборы обладают определенной степенью защиты от негативных факторов окружающей среды.

Помимо этого инфракрасные модели бывают:

  • проводные. Это означает, что они для питания должны подключаться к электросети. Схема подключения здесь будет стандартной для всех моделей;
  • беспроводные. Это автономные устройства, которые работают на аккумуляторах и батарейках. Они не подключаются к общей электросети дома, что позволяет их более свободное размещение как в доме, так и на улице. Здесь, для подключения нужна схема, на которой отображено соединение датчика с любым осветительным прибором.

Помимо этого здесь следует указать о существовании комбинированных видов детекторов движения, к которым помимо инфракрасного сенсора будет размещен второй датчик (ультразвуковой или микроволновой).
Какой вид изделия вам нужен для той или иной деятельности. Поэтому делайте свой выбор взвешенно и обдуманно, чтобы не потратить деньги на ненужное приобретение.

Популярные производители, модели и их цены

Стоимость прибора напрямую связана с количество стандартного и дополнительного пакета функций, способов получения сигнала и страны производителя. Для упрощения выбора подходящей модели можно привести небольшой рейтинг самых популярных вариантов:

  • Большим спросом на рынке пользуется модель датчика Camelion LX-20B. Средняя стоимость устройства находится в рамках 750 рублей. Прибор имеет большой угол обзора с показателем 360 градусов, установка возможна на потолок.
  • Следующим вариантом можно назвать Camelion LX-39/Wh, купить который можно за 650-700 рублей. Имеет меньший угол обзора, чем предыдущая модель – 180 градусов, но отличается максимальным показателем по дальности действия – 12 метров.
  • Rev Ritter отличается более высокой стоимостью, чем указанные раньше модели. Цена стартует от 850 рублей. Угол охвата составляет 360 градусов, а радиус действия 7 метров. Хороший вариант для установки в подъездах многоквартирных домов, ванных комнатах, кладовках и других схожих по характеристикам помещений.
  • Дорогим, но очень качественным оборудованием можно назвать Orbis Circumat 360 выпускаемый итальянским производителем. Средняя стоимость начинается от 4000 рублей. Возможна установка на потолок высотой до 4 метров, радиус действия оборудования составляет 7 метров, что достаточно для большинства помещений при условии внутренней установки.

В целом использование датчика движения для включения света имеет ряд преимуществ. За счет того, что на рынке представлены разные модели по функционалу, техническому оснащению и в разных ценовых сегментах, подобрать вариант, полностью отвечающий своим материальным возможностям и требованиям к оборудованию, не составляет большого труда.

Преимущества и недостатки инфракрасных датчиков

Принцип функционирования ик детектора дает ему преимущества в одних областях использования и служит минусом в других. К примеру, применение датчика движения, основанного на регистрации тепловых контуров, дает хорошие результаты в системах пожарной безопасности и автоматического контроля освещения. Также зарекомендовали себя пиросенсоры при использовании их в качестве бесконтактных выключателей или частей комплексов экономии тепла. А вот в охранных функциях, датчики такого типа, лучше не применять. Их слишком легко обойти нарушителю, одевшему не пропускающее тепло снаряжение.

костюм тепловой защиты

Основной минус инфракрасных детекторов — малая контролируемая зона. Кроме того, датчики движения, построенные по принципу улавливания тепла, зачастую ошибаются, принимая за людей домашних животных, у которых нормальная температура тела выше человеческой. Или же игнорируя факт присутствия в сенсорном поле слишком холодного объекта. Примером тут может служить, когда кто-то заходит с улицы. Он сам остыл, одежда на нем ледяная — детектор его попросту не увидит. То же эффект получается если применять тепловой сенсор в качестве автоматического включателя для наружного освещения. Тут есть и обратное действие — в жару будут случайные срабатывания на нагретый движущийся транспорт.

Вывод

Инфракрасные датчики являются недорогими, надёжными устройствами, с помощью которых можно сделать свою жизнь более безопасной и комфортной. Покупка таких изделий в проверенных местах и правильный монтаж оборудования позволят прослужить системам этого типа в течение многих лет без необходимости проведения ремонта и замены основных компонентов.

Методы защиты детекторов движения от помех


Специальный светофильтрующий пластик внешних линз позволяет защитить пироэлемент от белого света, для защиты от насекомых между пироприемным элементом и линзой монтируют герметичную камеру.

Некоторые модели детекторов имеют специальную линзу, с зоной нечувствительности до 1 м от пола, что вполне достаточно для небольших домашних животных. Для защиты от электромагнитных помех используется экранирование.

Наиболее эффективные методы защиты от ложных срабатываний заключены в правильной настройке чувствительности и алгоритмах обработки внешних сигналов.

Одной из таких функций является термокомпенсация, которая автоматически повышает чувствительность датчика, когда температура окружающей среды находится в диапазоне 25-350С. Дополнительно применяется функция антимаскинга, которая предупреждает о заклеивании поверхности линзы датчика.


Организовать безопасность и контроль на автостоянке, автомойках, СТО и АЗС можно с помощью видеонаблюдения, а специализированная СКУД поможет контролировать фальсификации персонала, снизить издержки и, как результат, существенно повысить прибыль.

Направлением развития новых систем видеонаблюдения является применение технологий позволяющих расширить угол съемки. Подробнее о новых системах видеонаблюдения читайте в этой статье.

Так же практически все современные модели оборудованы реле вскрытия, которое сигнализирует о взломе устройства.

Инфракрасные извещатели типа QUAD

Также стоит упомянуть про инфракрасные детекторы типа QUAD. Задача любого беспроводного датчика движения, заключается в обнаружении только движения злоумышленника, без реакции на побочные явления. На практике оказывается, что это совсем не так просто, потому что и человек, и животное, и сквозняк в помещении, и заходящее солнце — вызывают очень похожие пироэлектрические явления. Поэтому важной задачей стало сделать устройство, которое способно отличить события тревожного характера от ложных срабатываний, вызванных одним из вышеупомянутых факторов.

Одним из способов снижения чувствительности детекторов к ложным срабатываниям оказалось создание сенсора, в котором использовались два пироэлектрических детектора, расположенных горизонтально бок о бок. Сконструированный таким образом датчик имеет в два раза больше зон обнаружения, чем датчик с одним пироэлектрическим устройством. Устранение ложных срабатываний заключается в логическом суммировании сигнала от обоих детекторов. Они подключаются таким образом, что изменение их поляризации в результате обнаружения излучения всегда противоположно по отношению к другому.

подключение

Конечно, это решение не идеально. Благодаря развитию технологий, все чаще используется другое решение. Если в одном Wi-Fi датчике движения можно было использовать два пироэлектрических устройства, то почему бы не использовать больше. В результате этого мышления, была разработана инновационная технология QUAD, которая позволила использовать до четырех пироэлектрических детекторов.

Варианты установки

Подключение датчика инфракрасного типа может вестись по разнообразным схемам. Наиболее часто востребованы схемы, указывающие подключение изделия к осветительным приборам. Подключение ИК-датчика возможно двумя способами:

  • через распределительную коробку;
  • непосредственно в месте размещения.

Какой бы способ вы не выбрали, нужна специальная схема, отвечающая тем или иным вашим запросам.
Самым простым способом подключения данного типа детектора является установка его с помощью выключателя. В этой ситуации подключение лампы происходит на другую электрическую цепь. Здесь, если выключатель полностью снять, датчик сможет самостоятельно отвечать за включение и выключение света. Схема такого подключения приведена ниже.

Подключение датчика с выключателем

Схема подключения через выключатель

Можно подключить детектор непосредственно к проводке. Здесь следует определить провод, идущий к лампе. От него протягиваем новый и соединяем с красным контактом датчика. Схема подключения в такой ситуации имеет следующий вид.

Подключение датчика к проводке

Схема подключения к проводке

Для того чтобы датчик исправно работал, схема подключения должна соблюдаться неукоснительно.

Особенности и критерии выбора

Параметры, по которым выбирают датчик, определяются его техническими характеристиками. Важно оценить, какие именно показатели нужны для устройства, работающего в доме, вне дома или на открытой территории:

  • Для обширных помещений или двора подбирают устройства с большой зоной обнаружения. В небольшую комнату или на лестничную площадку покупают простые модели с дальностью работы 10, 6 и 4 м.
  • Для жилых комнат годятся варианты с невысокой защитой от влаги. Для улицы или влажных помещений (бассейнов, лечебниц) нужны изделия с высоким IP.
  • Если устройство будут монтировать на стену, лучше купить модель с защитой от подкрадывания. Иначе, двигаясь вдоль стены, злоумышленник сможет проникнуть в дом.
  • Уровень чувствительности – определяет, насколько медленные и незначительные движения может уловить датчик. Для защиты квартиры от воров или для включения освещения в комнате, когда в нее заходят, достаточно «грубых» приборов. На склады, где хранится дорогостоящая или опасная продукция, покупают чувствительные датчики.

Оценивают стоимость приборов, особенно если для системы безопасности их требуется несколько.

Методы повышения эффективности работы

идеальная расстановка для работы детектора

Чтобы улучшить средние показатели датчика движения на инфракрасной основе — необходимо освободить ему от лишних препятствий сенсорное поле. Среди которых могут быть различные колонны, перегородки, шкафы, стулья, тумбочки, висящие с потолка конструкции или занавеси. Установку детектора нужно производить согласно его возможностей по охвату территории, совмещая работу нескольких из них, для увеличения контролируемой площади. Важна и температура воздуха. Чтобы пиросенсор «увидел» тепло необходима определенная разница нагрева между объектом, за которым ведется наблюдение и окружающим пространством. То есть, в сильно натопленных помещения и детектор будет работать хуже.

Типичная бытовая модель со средним функционалом


NV500 компании PARADOX

Оптика – гибридная цилиндро-сферическая линза с сегментами линз Френеля с углом обзора 1020.

Диаграмма направленности рассчитана на обеспечение равномерной чувствительности по всему контролируемому объему. Super Creep Zone – функция контроля саботажной зоны. Цифровая блокировка детекции животных до 16 кг.

Двухуровневый подсчет импульсов по алгоритму APSP. Автокомпенсация температуры. Автоматическая цифровая регулировка чувствительности 5ти уровней. Защита от вскрытия – твердотельное реле.

Датчики такого типа можно использовать не только в системах безопасности или контроля доступа, но и в устройстве автоматического включения освещения, и системы раннего оповещения и т. д.

Заключение

Для создания в доме системы «умный свет» инфракрасный датчик отлично подойдет. Он обладает массой преимуществ, которые позволят вам автоматизировать систему управления светом наилучшим образом, а также снизить собственные затраты на потребление электроэнергии. Кроме этого подобного рода устройства, установленные своими руками, вполне могут применяться и для создания наружного освещения. Здесь они отлично впишутся в охранные системы, обеспечив вас дополнительной безопасностью.

Комплексное применение

Наилучшим методом повышения чувствительности тепловых детекторов движения будет использование их в комплексе с аналогичными, но работающими на других физических принципах:

разновидности сенсоров определяющих перемещение объектов

  • Улавливающие оптические волны (изменение освещения).
  • Звуковые — во время перемещения все объекты производят слышимые ухом колебания воздуха.
  • Эхолоцирующие — это когда оборудование создает направленный волновой импульс (невидимый глазами людей) и принимает отраженный от объектов сигнал на сенсоры. По его изменению и делается вывод о перемещениях чего-либо в контролируемом поле.

У каждого из перечисленных детекторов есть плюсы и минусы, зависящие от их методов обнаружения. Но, работая в комплексе, они создают для общей системы практически полную гамму чувств по определению перемещений в сенсорном поле. Грубо говоря, она могут видеть, слышать и ощущать движения человека.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий