Виды, характеристики и схема подключения датчика движения для включения света

Основные характеристики датчиков движения

1. Датчики движения бывают двухполюсными и трехполюсными. Двухполюсные могут работать только с лампами накаливания и включаются последовательно с осветительными приборами. Трехполюсные модели – универсальные, к ним можно подключать любые виды ламп.

2. Следующая важнейшая характеристика – угол обнаружения в горизонтальной плоскости, который в ИК датчиках движения в основном определяется свойствами линзы Френеля. Обычно он составляет у разных моделей от 60 до 360 градусов. В вертикально плоскости угол обнаружения всех ИК датчиков движения составляет примерно 15—20 градусов.

3. Номинальная мощность нагрузки, которая может подключаться к датчику движения – важнейший показатель. Если суммарная нагрузка будет больше, чем это позволяет датчик движения, то придется ставить промежуточное мощное реле или ставить два датчика движения и распределять нагрузку.

Датчики движения отключаются не сразу после того, как объект удалился из зоны видимости, а с некоторой задержкой, которая регулируется в широких пределах: обычно от 5 секунд до 10 минут. Это делается для того, чтобы при появлении в освещаемой зоне человека он смог пройти ее полностью, даже не находясь в поле зрения датчика. Например, освещение подъездов или лестниц. Такой показатель называется задержка времени отключения.

4. Параметры электропитания. В характеристиках всегда указывается напряжение питания и потребляемая мощность. ИК датчики обычно питаются от сети 220 В, а мощность имеют ничтожно малую – до 1 Вт.

По конструктивному исполнению датчики движения могут быть:

• Наружными, когда их монтаж выполняется при помощи специальных кронштейнов, которые могут быть стеновыми, угловыми, поворотными и другими.
• Встроенными, которые монтируются в стандартные монтажные коробки под выключатели или в отверстия в потолке под светильники.

По условиям эксплуатации датчики движения можно условно разделить на уличные со степенью защиты не менее IP44, и те, которые можно эксплуатировать внутри помещений. Использовать датчики для помещений на улице не рекомендуется, так как они быстро выйдут из строя. А уличные датчики в помещениях эксплуатировать можно, но экономически нецелесообразно.

Важные характеристики датчика движения

Перед тем, как продумывать схему подключения датчика движения для освещения, важно убедиться: модель подходит к условиям эксплуатации. Учитываются такие параметры следящего прибора

1. Сетевое напряжение и потребляемая мощность. Обычно на упаковке указывается 220…230 В. В зависимости от сложности устройства, пассивности или активности системы, датчик потребляет 0,5…5 Вт.
2. Диапазон обнаружения или угол охвата (угол зоны чувствительности). Определяет, с каким углом «расходятся» лучи. Кроме того, играет роль положение прибора – на стене, на потолке, высота размещения. Площадь обслуживаемой зоны составляет 1…150 м.кв. и больше. 
3. Логически продолжает понятие «зона охвата» термин «дальность действия перпендикулярно и фронтально». Дальность действиям фронтальная – это зона, из которой лучи идут под небольшим углом (менее 30 градусов) к поверхности линзы. Поперечно (перпендикулярно) падающие на линзу лучи определяют размер поперечной зоны дальности. Чем меньше угол между поверхностью линзы и падающим лучом, тем меньше зона. Нахождение объекта непосредственно под датчиком определяют не все модели. В их описании указывается «зона присутствия». 
4. Дополнительная функция «защита от подкрадывания» определяет полноту охвата контролируемой зоны. В датчиках с такой функцией дополнительная линза обращена вниз.
5. Габариты, материал и степень защищенности прибора. Для внутреннего использования защищенность от пыли и влаги, материал корпуса менее значимы, чем для наружного монтажа. Стандартная маркировка включает обозначение IP с двузначным цифровым индексом. Корпус обычно изготавливается из поликарбоната, стойкого к ударам пластика. 

Разбираясь, как подключить датчик движения для уменьшения затрат на освещение или повышения безопасности на участке (в помещении), важно учитывать перечисленные характеристики приборов

Схема подключения Д. движения для освещения без выключателя: 2 способа монтажа

Производители сейчас предлагают пользователям два вида ДД: потолочные и настенные. Принцип работы у них схож, но подбирать модель нужно в индивидуальном порядке, учитывая место установки.

Потолочные устройства способны охватить зону в радиусе 360° и их охраняемая площадь на схеме выглядит в виде конуса, где лучи расходятся на 120°. Когда человек попадает в зону видимости датчика, он пересекает многолучевой барьер, фиксирующийся автоматом, и переводит датчик в режим тревоги.

Потолочные устройства устанавливают на высоту от 2,5 до 3 метров. Они способны охватить зону в нижней части помещения в диаметре до 20 метров. Такое оборудование целесообразно устанавливать в небольших комнатах, чтобы одновременно контролировать все стороны помещения.

Настенные датчики способны охватить большую область пространства. Применяют устройство не только внутри помещения, но и снаружи. Оно также замыкает электрическую цепь, когда человек пересекает многолучевой барьер. Устанавливают оборудование на высоте от 2 и до 2,5 метров. Монтировать датчик рекомендуется в угол помещения. При таком положении раскрыв лучей наиболее эффективный.

Как выбрать датчик движения

Производители выпускают извещатели, которые можно использовать в загородных домах, на даче, промышленных и торговых предприятиях. Независимо от сферы применения к выбору оборудования необходимо подойти избирательно. Это позволит приобрести сенсор, работающий в тех условиях, которые актуальны для пользователя. Необходимо учитывать место монтажа, особенности установки, тип питания устройства. Важными критериями являются чувствительность, радиус действия, защищенность от ложного срабатывания. Не все модели работают автономно, некоторым требуется центр управления, через который идет взаимодействие с пользователем.

Место монтажа

Выпускаются модели для внутреннего и наружного применения. Устройства, используемые на улице, должны стабильно работать при постоянном негативном влиянии климатических факторов. Для защиты от прямого попадания дождя необходим корпус, герметичность которого подтверждена стандартом IP. Лучшие сенсоры для наружного применения не реагируют на перемещение холодных или теплых масс воздуха, на функциональность не оказывает влияние солнечный ультрафиолет, дождь, град. Устройства должны обладать большим радиусом обнаружения.

Детекторы для внутреннего применения нуждаются в хорошей защите от пыли. К корпусам этих устройств предъявляются менее строгие требования. Комнатные сенсоры могут иметь ограниченную чувствительность, небольшой радиус действия, который должен соответствовать размерам комнаты. Самый удобный формат связи для таких устройств – через домашний роутер.

Способ установки

Монтаж не должен вызывать трудностей у владельца недвижимости. Способ крепления обязательно учитывает условия эксплуатации. Уличный датчик движения фиксируют с помощью кронштейнов, который позволяет менять наклон для улучшения охвата. Сенсоры системы освещения можно крепить непосредственно к стене саморезами через предназначенные для этого монтажные отверстия в корпусе. Конструкция этих устройств предполагает такой способ фиксации: производители специально делают заднюю стенку корпуса плоской.

Использование в жилой зоне дома или городской квартиры ставит свои требования. Детекторы не должны мешать повседневной деятельности, занимать много места. Приветствуется возможность сделать устройство малозаметным. Самый простой способ открытого монтажа – на двухсторонний скотч. Альтернатива – использование специальных подставок, идущих в комплекте.

Самый сложный способ установки – скрытый монтаж. Доверить эту работу лучше профессионалам. Для установки потребуется небольшая ниша в стене, аналогичная выемке под выключатель или розетку. Лицевая панель датчика для скрытого монтажа имитирует электроустановочное изделие, которые не вызывает тревоги у злоумышленника, пытающегося обойти детекторы.

Вид питания

Выпускается оборудование, работающее от электросети и автономных источников питания. Для моделей, не связанных в единую систему с осветительными приборами, подключение электропроводки не всегда оправдано. При монтаже датчиков потребуется выполнять скрытый монтаж проводов, это дополнительные затраты. Выполнить штробирование стен не всегда возможно. Преимуществом сетевых моделей является стабильная подача электроэнергии.

Оборудование с автономным питанием отличается простым монтажом, независимостью от состояния электросетей в населенном пункте. Выбирая датчик движения для дачи лучше остановиться на этом варианте. Производители предлагают модели, работающие от аккумуляторов, батарей формата АА и ААА, «Крона». Миниатюрные сенсоры комплектуются «таблетками». При выборе необходимо учитывать энергопотребление устройства, емкость рекомендованного источника питания. Это позволит приобрести технику, у которой не нужно постоянно менять батарейку. Автономные модели должны иметь индикатор о заряде.

Радиус действия

Расстояние, на котором датчики фиксируют движение, называется радиусом действия. Для устройств, используемых в помещениях, этот показатель определяется размерами комнат, коридоров. Эффективно работают модели, фиксирующие перемещения на расстоянии до 4-5 метров. Уличные детекторы должны иметь больший радиус действия. Производители предлагают сенсоры с дальностью 11-12 метров. Этого достаточно для обнаружения злоумышленника на подходе к охраняемому объекту. Если территория большая, то рекомендуются датчики с радиусом действия 20-25 метров.

Для систем уличного освещения достаточно фиксировать движение на расстоянии до 6 м. Этого достаточно для создания комфортных условий на городских тротуарах, аллеях, площадках в парках.

Разновидности устройств и принцип работы

Существует несколько видов (ДД), отличных по принципу действия, а также месту монтажа и эксплуатации. Оборудование, предназначенное для установки снаружи домов, должно иметь степень защиты корпуса не менее IP 55, а для помещений – IP 22 и выше. Теперь рассмотрим различия этих устройств.

Существует несколько видов ДД управления светом

По типу питания

Для нормальной работы сенсорного оборудования требуется питание. По его типу различают следующие устройства:

• проводные. Запитка ДД осуществляется от бытовой сети 220 В;
• автономные. Для питания датчиков используются источники постоянного тока.

Самая большая группа, представленная на рынке – ДД проводного типа с подключением к сети с напряжением 220 В. Хотя автономных моделей меньше, но и они имеются в достаточном ассортименте. Такие устройства являются хорошим вариантом для включения освещения, которое работает от источников постоянного тока.

Датчик проводного типаАвтономная конструкция

По способу определения движения

Помимо типа питания, ДД различаются по принципу определения движущихся объектов. Итак, устройства для детекции используют:

• ультразвук;
• акустику;
• микроволны;
• инфракрасные лучи;
• комбинированные способы.

Датчики различают по способу определения движения

Ультразвук и акустика

Ультразвуковые (УЗ) датчики работают по принципу отражению волн от поверхности различных предметов. Устройство генерирует ультразвуковые волны, которые после отражения от преграды улавливаются специальным приёмником. Когда в зоне действия датчиков оказывается движущийся объект, волны, наталкиваясь на него, меняют свою частоту, что и фиксируется сенсором.

Принцип действия УЗ датчика движения

Акустические ДД могут реагировать на хлопки, звуки закрываемой или открываемой двери и т.п. Устройства, в основном, используются в подвальных помещениях, где срабатывание прибора происходит после того, как туда кто-нибудь входит. В других местах их использование нецелесообразно.

Акустические устройства могут срабатывать от хлопка или громкого разговора

Микроволновые и ИК-датчики

Микроволновые ДД относятся к активным устройствам и работают по принципу радиолокатора. Датчик посылает высокочастотный сигнал и принимает его отражение. Любые изменения в возвращенном сигнале приводят к срабатыванию датчика и включению света. Считается, что микроволновые устройства намного чувствительнее ультразвуковых приборов.

Принцип действия микроволновых  ДД

Инфракрасные ДД относятся к пассивной группе устройств. Датчик мониторит окружающую среду, и, если в поле действия сенсоров попадают объекты с температурой выше заданной, то происходит срабатывание устройства, и включается свет. Инфракрасные датчики, как правило, устанавливают внутри помещения, настраивая их таким образом, чтобы они не реагировали на домашних животных.

Устройство и принцип определения движения ИК сенсором

Комбинированные

Комбинированные или дуальные датчики включают в себя несколько типов сенсоров. Они отличаются большей надёжностью, точностью и меньшим количеством ложных срабатываний. Единственный недостаток таких устройств – высокая стоимость. На рынке в основном представлены модели с ультразвуковыми и ИК сенсорами.

Комбинированный датчик

Для включения света в доме или на улице чаще всего используются ИК датчики движения, которые отличаются низкой стоимостью, широким диапазоном настроек и большим радиусом обнаружения. В длинных коридорах и на лестницах лучше устанавливать микроволновые или УЗ устройства в качестве проходных выключателей.

Принцип действия инфракрасного датчика для системы освещения

Основой датчика движения является инфракрасный фотоэлемент с электронной схемой обработки сигнала. Датчик реагирует на любые изменения инфракрасного излучения в контролируемой зоне. Поскольку люди и домашние животные, имеют более высокую температуру, чем окружающая среда – детектор сразу отмечает их появление в зоне слежения. Чтобы фотоэлемент не реагировал на неподвижные нагретые предметы, используется сразу несколько технологических приемов:

• инфракрасный фильтр устраняет влияние видимого света;
• сегментированная линза Френеля разделяет сектор обзора на множество узких лучей;
• электронная схема выделяет сигнал, свойственный тепловому «портрету» человека;
• для предотвращения ложных срабатываний применяются многоэлементные фотоприемники.

Во время движения человек пересекает узкие лучи видимости, формируемые линзой. Меняющийся сигнал от фотоэлемента обрабатывается электронной схемой и вызывает срабатывание датчика.

Как работает светильник с датчиком движения

Именно линза Френеля отвечает за диаграмму направленности датчика движения. Причем линия формируется как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

Датчик движения для освещения. Диаграмма направленности

Дальность обнаружения зависит от чувствительности фотоэлемента и коэффициента мощности усилителя. Время удерживания после срабатывания также определяется электронной начинкой.

Разновидности датчиков движения

Назначение подобных детекторов может быть различным, и зависит от того, с какими приборами они сопряжены:

• Охрана. В случае обнаружения движения на охраняемой территории, датчик включает тревожную сигнализацию.
• Видеорегистрация. Подключение детекторов движения к системе видеофиксации позволяет сэкономить объёмы памяти на записывающих устройствах, включая камеры лишь при появлении движущегося объекта.
• Освещение. Наиболее часто встречающаяся функция сенсоров движения, это включение и отключение осветительных приборов. Подключение датчика позволяет сэкономить расход электроэнергии и эксплуатационный ресурс ламп.
• Климатические системы. Датчики могут интегрироваться и с приборами, отвечающими за комфортный микроклимат в помещении. Например, при входе человека в комнату включаются вентиляция, обогрев или кондиционер.

Общий принцип действия данных приборов состоит в использовании различных волн и улавливании их отражения. По своему устройству датчики могут состоять из двух отдельно работающих компонентов – активной и пассивной части. Активная испускает лучи в пространство, а пассивная принимает и анализирует их отражение. Обычно они устанавливаются друг напротив друга, чтобы испускаемый луч беспрепятственно доходил до приёмника. При попадании между ними движущегося объекта, луч прерывается, и происходит срабатывание детектора.

Другой вариант датчика движения – комбинированный, в корпусе которого одновременно располагается и излучатель, и приёмник-анализатор. Статичные предметы отражают излучённые волны в неизменном порядке, а при появлении в поле зрения датчика передвигающегося объекта, отражения становятся хаотичными. Это сразу же фиксируется датчиком, и он отдаёт команду на сработку сигнализации или включение освещения.

По способу сопряжения сенсора с другими приборами (освещение, видеокамера, сигнализация) устройства фиксации движения бывают:

• Проводные. Информация от них поступает по отдельно подведённой линии проводов.
• Беспроводными. Данные с детектора передаются при помощи радиоволн, GPS или WiFi-соединения.

В работе устройства могут использоваться различные типы волн. По этому показателю все сенсоры фиксации движения разделяются на несколько типов:

• Фотоэлектрические. В основе их лежат излучатель и фотоэлемент, испускающие и улавливающие оптические лучи в видимом диапазоне.
• Ультразвуковые. В таких приборах в качестве рабочего излучения применяются ультразвуковые волны.
• Микроволновые. Детектор излучает электромагнитные волны сверхвысокой частоты.
• Томографические. Подобные приборы испускают радиоволны в различных диапазонах и анализируют их отражение от окружающих объектов.
• Инфракрасные. ИК-датчики способны улавливать тепловое излучение, и реагировать на него. Благодаря этому, освещение не будет автоматически включаться при покачивании кустов от ветра, либо при колыхании сквозняком штор в помещении.

Инфракрасные датчики на сегодня являются самым распространённым типом детекторов движения. На них приходится более половины всего выпускаемого и продаваемого объёма таких устройств. Поэтому, далее мы будем именно на примере ИК-детектора рассмотрим, как подключить датчик движения на лампочку своими руками.

Внешняя поверхность их состоит из множества отдельных линз, фокусирующих ИК-излучение из окружающего пространства на принимающий элемент, установленный внутри прибора. Каждая из линз имеет свою зону ответственности, и когда там появляется движение, уровень ИК-излучения растёт. Это позволяет анализатору определять, в какой части отслеживаемой прибором зоны появился человек.

Где используются, виды

Изделия бывают нескольких видов — потолочные, настенные и для скрытого монтажа. Также они условно делятся на несколько типов по принципу действия (на этом подробнее остановимся ниже).

При выборе учитывайте и место установки. Датчики делятся на бытовые и для уличного освещения.

В последнем случае применяются материалы, защищающие устройство от негативных природных воздействий. Оно может подключаться на лестнице или на улице. Бытовые устройства предусмотрены для монтажа внутри дома.

В зависимости от обстоятельств датчики, контролирующие движение, могут подключатся к прожектору, лампам и даже умному дому Ардуино.

Основные производители устройств — ЭРА, Эван, TDM, LLT, Orbis, Duwi, Camelion, Brennenstuhl, Elektrostandard, FERON, REV, REXANT, Rubetek и другие.

Основные технические характеристики

При выборе прибора, кроме типа датчика, имеют значение технические характеристики устройства.

Угол обзора

При выборе места установки важно учесть угол обзора. Потолочные датчики имеют угол обзора до 360 градусов

При его установке на стену не будет использоваться половина возможностей (инфракрасный и ультразвуковой ДД) или появятся ложные срабатывания (ВЧ датчик)

Потолочные датчики имеют угол обзора до 360 градусов. При его установке на стену не будет использоваться половина возможностей (инфракрасный и ультразвуковой ДД) или появятся ложные срабатывания (ВЧ датчик).

Угол обзора настенного датчика составляет 180 градусов. Такие устройства контролируют территорию перед входом.

Дальность действия

Не меньшее значение имеет расстояние контроля. Попытка увеличить его, повесив устройство выше, чем предусмотрено производителем, приведет к появлению слепых зон. Радиус зоны контроля составляет от 6 до 50 метров. Поэтому для включения уличного освещения дальность датчика должна соответствовать размерам территории.

Мощность подключаемых светильников

Мощность нагрузки, которую можно подключать к устройству, также имеет большое значение. Она определяется по мощности ламп или светильников, которые к нему подключаются. Кроме того, необходимо предусмотреть 20% запас мощности.

Если мощность устройства недостаточна, то светильники можно включить через реле или пускатель.

Дополнительные функции

В некоторых ситуациях только фиксации движения в зоне контроля недостаточно. В этих случаях необходимо приобрести устройство с дополнительными возможностями:

• Датчик освещенности. При использовании прибора для автоматического включения светильников он должен работать только в темное время суток. Для этого необходим датчик освещения, иначе лампы будут гореть в светлое время суток. Он может быть встроенным или подключаться дополнительно.
• Защита от животных. При высокой чувствительности будут ложные срабатывания при перемещении собак или кошек. Для того чтобы предотвратить возникновение этой проблемы, необходима защита от срабатывания прибора при появлении животного весом до 25 кг. Для этого регулируется чувствительность прибора. Но от ложных срабатываний на крупных собак, вес которых близок к весу человека, эта опция не спасает.
• Задержка отключения света. При подключении датчика к системе управления освещением, возможна ситуация, при которой человек какое-то время не двигается, например, в туалете или ванной, но находится в помещении или сделал шаг за порог, но не отошел от двери. Если свет в это время будет гаснуть, то это неудобно и неприятно для глаз. Для предотвращения подобной ситуации используется функция задержки времени.

Выбор датчика по приниципу работы

Для определения движения используются разные технологии:

Инфракрасные (ИК) волны

Эти датчики реагируют на тепло, исходящее от объекта. Подходят как для улицы, так и для дома или квартиры.

Плюсы: сравнительно невысокая цена; можно регулировать зону и дальность захвата; простой монтаж и эксплуатация.

Минусы: реагируют на животных, тепло от батарей отопления или других бытовых приборов; радиус действия сокращается при высокой температуре, запылённости и влажности воздуха; не реагируют на человека в защитном покрытии, не пропускающем тепло.

Ультразвуковые сканеры

Реагируют на волны, отраженные движущимся объектом в пределах радиуса захвата.

Плюсы: работа не зависит от температуры, влажности или запылённости воздуха; срабатывают при движении тёплых и холодных объектов; сравнительно невысокая цена.

Минусы: не реагируют на медленно движущиеся объекты; дальность действия в 1,5–2 раза меньше по сравнению с ИК датчиками;

Датчики с микроволнами

Генерируют сверхвысокие волны и контролируют отражённые сигналы.

Плюсы: реагируют на движение за стеклом, тонкими стенами или перегородками; повышенная точность срабатывания; зона обнаружения — 360 градусов.

Минусы:

Дуальные (комбинированные) приборы

Датчики, которые работают с использованием двух технологий (например, ультразвук и инфракрасные волны). Это надёжные, но дорогие приборы.