Датчик движения принцип работы: 404 — несуществующая страница

Датчики движения-принцип работы и схемы подключения

Продукция   СВЕТИЛЬНИКИ              ABB Levit

Главная / Полезная информация / Датчик движения Датчики движения позволяют экономить электроэнергию за счет автоматического включения света при появлении человека в зоне действия датчика и автоматического выключения по истечении времени задержки, заданного установкой.Датчик движения приводится в действие объектом,излучающим тепло и перемещающимся в зоне действия линзы датчика, т. е. автоматически управляет включением нагрузки (света) в местах прохождения людей. Датчики движения можно использовать как внутри, так и снаружи помещения (влагозащищенные датчики с IP44 и выше).Высота установки для разных типов датчиков 1,1-2,5 м, угол обзора 70-360º. Датчики движения в зависимости от типа и назначения  имеют регулировку времени задержки выключения как правило 10с-60мин.,регулировку освещенности 0,5-2000 Люкс, регулировку чувствительности сенсора линзы,переключатель режимов работы выключено-авто-включено, ручной режим, полуавтоматический режим (автоматическое включение-ручное выключение, ручное включение-автоматическое выключение). Некоторые датчики имеют пульты дистанционного управления, позволяющие управлять датчиком вручную,осуществлять сервисные настройки и т.п Так же бывают беспроводные датчики движения (работающие по радиоканалу),особенно актуально когда нет возможности инсталяции к существующей проводки. Механизмы датчиков движения могут управлять как одной, так и несколькими линями нагрузок. Существует большой выбор механизмов по коммутируемой мощности,виду подключаемых нагрузок. Датчики движения  можно разделить по функциональности на несколько групп: датчик движения (настенное ,потолочное исполнение,различных форм и цветов, по дизайну серий ЭУИ, влагозащищенные и т.п.) датчик присутствия ( потолочное исполнения с зоной обнаружения 360º, в отличии от датчика движения реагирует на малейшее движение объекта в зоне видимости линзы)                               комфортный выключатель производства ABB (имеет плоскую линзу в различных цветовых исполнениях и гармонирует по цвету и дизайну с клавишей выключателя из серий электроустановочных изделий ABB)

Новости 09.09.2022 Серия Atlas Design дополнена уличными влагозащищёнными розетками и выключателями Profi54. Изделия выполнены в 2х цветах: белый и чёрный. Подробнее… 18.02.2022 Умные розетки — работают пока вас нет дома. Подробнее… 28.12.2020 Обновление серии JUNG Eco Profi — новые рамки Eco Profi STANDART. Подробнее… 22.10.2020 Новая серия дизайнерских розеток ABB LEVIT Подробнее… 12.02.2020  Программируемые модульные контроллеры  CL на 220В от ABB Подробнее… Лента

особенности работы, принцип действия, использование в повседневной жизни

Устройства, которые определяют наличие перемещений в своей зоне действия, называют датчиками движения. Их чаще всего используют для создания охранных сигнализаций и систем. Самым распространённым из таких приборов является ИК-датчик движения. Он реагирует на невидимые человеческому глазу инфракрасные волны и, сравнивая их уровень с фоновым, подаёт сигнал о появлении их источника — например, человека.

• Принцип действия
• Устройство прибора
• Плюсы и минусы
• Сферы использования
  • Охрана помещений
  • Системы «умного дома»
• Критерии выбора

Принцип действия

Каждый объект, излучающий тепло, вырабатывает инфракрасное излучение. В фиксировании этого процесса заключается принцип работы датчика движения. Он сравнивает уровень излучения на конкретном участке с фоновым и при достижении определённой разницы между ними подаёт сигнал соединённой с ним аппаратуре, будь то выключатель лампы или сигнализация.

Важной деталью в этом процессе является правильный диапазон чувствительности устройства. Если он слишком высокий, то датчик может срабатывать ложно — например, на тёплый воздух. Если же показатель ниже, чем нужно, то прибор не среагирует даже тогда, когда в поле его действия появится человек.

Устройство прибора

Простейший ИК-датчик состоит из двух небольших линз Френеля — сложных составных конструкций из множества призматических фасеток, образующих выпуклую чашу. Они собирают информацию о тепловых волнах с конкретного участка и передают её подсоединённым к ним чувствительным сенсорам. Обычно полученные обеими линзами данные примерно одинаковы — это значит, что движения нет. Если же между ними появляется существенная разница, то в «поле зрения» детектора появился человек или другой объект, излучающий большое количество тепла.

На деле устройство с двумя линзами будет непрактичным из-за слишком низкой чувствительности. В современных моделях датчиков их установлено по несколько десятков — от 20 до 60.

Точные схемы детекторов движения отличаются у разных производителей, но их примерное устройство похоже. Прибор состоит из следующих элементов:

• Оптическая система. Включает в себя множество линз, которые в зависимости от модели устройства могут быть разных форм и размеров, необходимых для покрытия нужного участка пространства. Отделена от прочих элементов системы герметической камерой, чтобы избежать воздействия вырабатываемого ими тепла. Может контролировать одну или несколько плоскостей пространства, а также делать это вкруговую или по лучу.
• Сенсор. Чаще всего им является пироэлектрический элемент, но иногда встречаются модели с термопарами, микроболометрами и полупроводниками. Регистрирует показания, полученные от оптической системы, и при возникновении в них неоднородности подаёт сигнал необходимому прибору.
• Блок обработки сигнала. Анализирует длину, амплитуду и форму помех в инфракрасном излучения, чтобы предотвратить ложные срабатывания. Их могут вызвать такие факторы, как солнечный свет, вибрация, электромагнитные волны, движения животных, тепло бытовых приборов или электроники и даже перемещение потоков воздуха. Более простые блоки обработки всего лишь «отсеивают» слишком слабые сигналы, в то время как сложные версии устройств анализируют длительность и частоту неоднородностей и на их основании определяют, помехи это или нет.

Стоит отметить, что всё, в чём заключается принцип действия датчика движения — это получение информации о наличии в его зоне действия человека. Поэтому он почти никогда не используется без подключения к другим устройствам, которые эту информацию используют. Ими могут быть такие приборы:

• сигнализация, включающая тревогу;
• охранные системы, отправляющие уведомление владельцу датчика и службе безопасности;
• лампы, подсветка бассейна и прочие осветительные приборы, которые включаются или выключаются в зависимости от наличия в их зоне действия людей;
• климатическая техника, изменяющая свои параметры по такому же принципу.

Чаще всего продаются ИК датчики тоже не самостоятельно, а в комплекте с охранными системами или другой техникой.

Но бывают и исключения — тогда подключать и настраивать устройства придётся самостоятельно.

Пользователю для этого будет предоставлен доступ к личному кабинету на сайте и в мобильном приложении, откуда он сможет задать параметры взаимодействия приборов.

Плюсы и минусы

Детекторы движения, которые реагируют на инфракрасное излучение, конкурируют с ультразвуковыми, микроволновыми и комбинированными датчиками. У каждого из них имеются свои плюсы и минусы, позволяющие каждому типу оставаться на рынке. Среди преимуществ ИК датчиков можно выделить такие их особенности:

• Абсолютная безопасность для здоровья. Устройство не генерирует никаких волн, а только принимает их от окружающих объектов и анализирует. Это выгодно выделяет его на фоне приборов, которые подвергают помещение пусть и небольшому, но постоянному воздействию ультразвука (он безопасен для человека, но может вызвать дискомфорт или даже серьёзные проблемы со здоровьем у домашних животных) или СВЧ-излучения.
• Возможность точной настройки расстояния и угла, под которым должен находиться движущийся объект для подачи сигнала.
• Возможность работы на улице. Датчик реагирует только на объекты, создающие разницу температур.

Есть у него и существенные недостатки. К ним можно отнести такие свойства:

• Высокая вероятность ложных срабатываний от безобидных воздействий.
• Зависимость от окружающей среды. Датчик не может эффективно работать при слишком высокой или низкой температуре — выше +50 °C или ниже -35 °C.
• Возможность обмануть детектор. Если перед ним двигаться очень медленно, то прибор может посчитать возникшие от этого колебания в инфракрасном излучении помехами. Кроме того, датчик не видит объекты, покрытые не пропускающими ИК-излучения материалами или обладающие отличной теплоизоляцией и сливающиеся с температурным фоном.

При всех этих плюсах и минусах он относится к средней ценовой категории — дешевле, чем СВЧ-детекторы, но дороже ультразвуковых.

Иногда ИК датчик совмещается с ними в комбинированные устройства, чтобы разные типы улавливателей излучения могли покрыть недостатки и слабые места друг друга.

Сферы использования

Среди всех этих видов датчиков именно инфракрасные наиболее распространены — и судя по аналитике, их рынок будет только расти. Устройства довольно часто встречаются в повседневной жизни и используются в следующих сферах деятельности:

• производство электроники, в том числе сенсорных телефонов и планшетов, игровых консолей и умных часов;
• установка систем автоматического открывания дверей в домах и общественных зданиях;
• автомобилестроение — датчики входят в конструкции подушек безопасности, систем для облегчения маневрирования при парковке и автомобилей с системами автоматического управления;
• здравоохранение;
• оборонное производство;
• строительство самолётов.

Но наибольшая их доля приходится на системы безопасности различного рода и контроль за системами умного дома.

Охрана помещений

Установка ИК детектора движения — очень распространённый способ узнать о проникновении нарушителей в жилой дом или на любую другую территорию. Для этого его подключают к охранным системам, которые помогут предотвратить дальнейший ущерб и оповестить о нарушении границ собственности не только её владельца, но и правоохранительные органы, охрану и службы безопасности.

В зависимости от настроек охранная система может послать владельцу СМС, электронное письмо, уведомление или даже позвонить при получении сигнала от прибора. Кроме того, ею могут быть активированы дополнительные защитные механизмы: включение сигнализации или оповещателя, закрытие автодверей и блокировка замков, выключение света или полное обесточивание помещения.

Эффективность такой охраны во многом зависит от правильности размещения инфракрасного сенсора на охраняемом периметре. Помимо покрытия всей территории, он должен располагаться на определённой высоте и под правильным углом, чтобы минимизировать шансы злоумышленника слиться с тепловым фоном. При установке также учитывается наличие козырьков, оконных и дверных рам, украшений — всё это может оказать воздействие на сенсор при его неправильном монтаже.

Кроме того, для охранных датчиков очень важно наличие антисаботажной системы, которая активирует сигнал и оповещает владельца, если кто-то попытался сломать устройство или оказать воздействие на его радиус обзора.

Системы «умного дома»

Помимо использования в охранной сфере, инфракрасные датчики движения широко применяются для автоматизации освещения и регуляции температуры в жилых домах, офисах и прочих помещениях, где часто бывают люди. Они получают информацию об изменении внешней среды — например, о появлении в зоне действия датчика излучения, вызванного теплом человеческого тела — и передают её другим устройствам, которыми могут быть лампы, кондиционеры, системы для открытия дверей и прочие полезные в быту устройства. Они реагируют на сигнал и изменяют свои параметры соответствующим образом.

По подсчётам зарубежной компании исследования рынка Markets and Markets, которые были проведены в 2015 году, автоматизация техники с помощью датчиков снижает траты на освещение на 60—70%, а общий расход электроэнергии — на 40%.

В зависимости от типа отслеживающего устройства, его возможности фиксировать длительное присутствие и реагировать на движения, оно может как просто контролировать включение-выключение света, так и регулировать его яркость, цвет, мощность и прочие параметры. Инфракрасный датчик движения в таких системах часто совмещают с другими типами отслеживающих устройств, например, с детектором света. Такая комбинация позволяет поддерживать в определённом помещении один и тот же уровень освещённости в любое время суток, когда там кто-то находится.

Регуляция температуры работает похожим образом. ИК датчик улавливает присутствие или отсутствие людей в помещении и передаёт технике соответствующие сигналы: включиться, выключиться или изменить настройки. Например, он может дать обогревателю или тёплому полу команду повысить мощность или включить кондиционер, если кто-то вошёл в слишком холодное или тёплое помещение.

В комплексах для автоматической регуляции климата, помимо детекторов ИК излучения, почти всегда присутствуют датчики температуры и другие механизмы, дополняющие друг друга для достижения лучших результатов.

Критерии выбора

Чтобы правильно выбрать инфракрасный датчик движения, необходимо сначала определить цель, для которой он будет использоваться. Для дома можно выбрать прибор с меньшим диапазоном рабочих температур, но с большим углом обзора. Для улицы устройство должно обладать определённым классом защиты — 55 или 65 — и быть защищённым от воздействия ветра, дождя и прочих факторов окружающей среды. Кроме того, стоит обратить внимание на следующие параметры:

• угол и дальность обнаружения неоднородностей в тепловом фоне;
• точность и удобство настройки параметров включения и выключения, например, промежуток времени срабатывания и порог чувствительности;
• потребление электричества, наличие энергосберегающей функции;
• сфера деятельности, под которую приспособлен датчик;
• эффективность как охранного устройства.

Немаловажную роль в выборе датчика движения играет и его финансовая доступность для покупателя. Однако стоит отметить, что в случае с этим прибором самый дорогой вариант всегда является лучшим: например, оснащённый зеркальной оптикой детектор с огромным радиусом действия будет не нужен при установке умного освещения в небольшой ванной, а сверхчувствительный датчик будет лишним на улице, где животные и машины будут провоцировать ложные срабатывания.

Как работают PIR | ИК-датчик движения

Как работают PIR

Сохранить Подписаться

Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.

После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.

Датчики

PIR более сложны, чем многие другие датчики, описанные в этих руководствах (например, фотоэлементы, FSR и переключатели наклона), потому что существует множество переменных, влияющих на вход и выход датчика. Чтобы начать объяснять, как работает базовый датчик, мы будем использовать эту довольно красивую диаграмму 9. 0007

Сам ИК-датчик имеет две прорези, каждая прорезь сделана из специального материала, чувствительного к ИК-излучению. Используемый здесь объектив на самом деле мало что делает, и поэтому мы видим, что два слота могут «видеть» на некотором расстоянии (в основном чувствительность датчика). Когда датчик не используется, оба слота обнаруживают одинаковое количество ИК-излучения, окружающее количество, излучаемое из комнаты, стен или снаружи. Когда теплое тело, такое как человек или животное, проходит мимо, оно сначала перехватывает одну половину датчика PIR, что вызывает  положительный дифференциал  изменение между двумя половинами. Когда теплое тело покидает зону восприятия, происходит обратное, в результате чего датчик генерирует отрицательное дифференциальное изменение. Эти импульсы изменения и обнаруживаются.

ИК-датчик

Сам ИК-датчик помещен в герметичный металлический корпус для повышения устойчивости к шуму/температуре/влажности. Имеется окно из материала, пропускающего ИК-излучение (обычно это кремний с покрытием, так как его очень легко достать), которое защищает чувствительный элемент. За окном находятся два сбалансированных датчика.

Левое изображение из спецификации Murata

Изображение из технического описания RE200B

Вы можете видеть выше схему, показывающую окно элемента, две части чувствительного материала

Изображение из технического описания RE200B

На этом изображении показана внутренняя схема. На самом деле внутри есть JFET (тип транзистора), который очень малошумящий и буферизует чрезвычайно высокое сопротивление датчиков в то, что может воспринять недорогая микросхема (например, BIS0001).

Линзы

Датчики PIR довольно общие и в большинстве случаев различаются только ценой и чувствительностью. Большая часть настоящего волшебства происходит с оптикой. Это довольно хорошая идея для производства: датчик PIR и схема фиксированы и стоят несколько долларов. Объектив стоит всего несколько центов и может очень легко изменять ширину, диапазон, схему восприятия.

На схеме вверху линза — это просто кусок пластика, но это означает, что область обнаружения — всего два прямоугольника. Обычно мы хотели бы иметь зону обнаружения, которая намного больше. Для этого мы используем простой объектив, такой как в фотоаппарате: он сжимает большую область (например, пейзаж) в маленькую (на пленке или ПЗС-сенсоре). По причинам, которые скоро станут очевидными, мы хотели бы сделать PIR-линзы маленькими, тонкими и легко формуемыми из дешевого пластика, даже если это может добавить искажения. По этой причине датчики на самом деле представляют собой линзы Френеля:

Изображение из журнала Sensors Magazine

Линза Френеля конденсирует свет, обеспечивая больший диапазон инфракрасного излучения для датчика.

Изображение с сайта BHlens.com

Изображение из приложения Cypress 2105

Итак, теперь у нас гораздо больший диапазон. Однако помните, что на самом деле у нас есть два сенсора, и, что более важно, нам нужны не два действительно больших прямоугольника с сенсорной областью, а скорее набор из нескольких небольших областей. Итак, что мы делаем, так это делим линзу на несколько секций, каждая из которых представляет собой линзу Френеля.

Здесь вы можете увидеть многогранные секции

На этом макроснимке показаны различные линзы Френеля в каждой грани!

Различная огранка и дополнительные линзы создают диапазон областей обнаружения, перемежающихся друг с другом. Вот почему центры линз на гранях выше «несовместимы» — каждый второй указывает на другую половину чувствительного элемента PIR

.

Изображения из технического описания NL11NH

Вот еще одно изображение, более качественное, но не такое количественное. (Обратите внимание, что датчик в магазине Adafruit имеет угол 110°, а не 90°)

Изображение с IR-TEC

 Обзор Подключение к PIR

Это руководство было впервые опубликовано 28 января 2014 г. обновлено 28 января 2014 г.

Эта страница (Как работают PIR) последний раз обновлялась 03 ноября 2022 г.

Текстовый редактор на базе tinymce.

Датчики движения

По мере того, как технологии становятся все более стильными и ненавязчивыми, все больше и больше домохозяйств и/или компаний покупают системы освещения с датчиками движения. Желание добиться большего с меньшими затратами распространилось и на системы безопасности, где такие устройства, как датчики движения, обеспечивают высокий уровень безопасности, занимая мало места и потребляя меньше энергии, чем старые системы безопасности. Сама технология, однако, не является чем-то новым: обнаружение инфракрасной энергии, основной механизм в датчике света, использовался во многих других приложениях до его применения в устройствах безопасности и системах домашнего освещения.

Как работают датчики движения

Процесс, с помощью которого датчик движения обнаруживает движение и инициирует реакцию, зависит от пассивного инфракрасного датчика (PIR или PID). Слово «пассивный» указывает на то, что датчик не излучает инфракрасное излучение, а получает инфракрасные данные — ФИД улавливает инфракрасную энергию (свет), излучаемую объектом, например человеком. Разница в температуре, определяемая ФИД, является основным элементом запуска реакции.

ФИД-датчик движения обычно состоит из печатной платы с пироэлектрическим чипом датчика, размещенного в монтажной конструкции, которая размещается в месте, где датчик полностью беспрепятственный. Печатная плата служит устройством декодирования и интерпретирует сигналы, получаемые пироэлектрическим чипом. Чип реагирует на температуру, и когда количество инфракрасного излучения превышает заданный предел, пироэлектрический чип подает сигнал, активируя свет или сигнал тревоги.

Для того, чтобы инфракрасный свет попадал на датчик чипа, в смонтированную конструкцию встроено небольшое окошко, которое непосредственно освещает датчик обозначенной контролируемой зоной. Если человек входит в заданную область, изменение инфракрасного излучения в результате температуры его тела регистрируется датчиком через маленькое окошко. Окно прозрачно для инфракрасного света, поэтому оно не блокирует сигналы, но также помогает защитить устройство от пыли и насекомых, которые могут вызвать ложное срабатывание.

Во избежание ложных срабатываний следует внимательно отнестись к выбору места установки. Избегайте контакта с вентиляционными отверстиями, такими как вентиляционные отверстия систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, это может помочь предотвратить активацию датчика колебаниями температуры воздуха.

Применение системы освещения с датчиком движения

Датчик движения срабатывает при обнаружении движения. Они могут быть установлены внутри помещений, на стенах, потолках и в дверных проемах или снаружи, на внешней стороне зданий и домов. Некоторые виды светильников с датчиками движения, называемые датчиками присутствия, отключают свет в незанятых комнатах и ​​пространствах. При обнаружении движения датчик включает свет; когда движение перестает обнаруживаться, датчик выключает свет. Датчики присутствия — это один из не требующих особого ухода методов сокращения счетов за электроэнергию из-за того, что свет остается включенным, когда никого нет дома или в комнате.

Датчики присутствия

можно контролировать и настраивать в соответствии с потребностями пользователя, но как настроить подсветку датчиков движения? Обычно предлагаются две формы управления освещением по датчику движения: чувствительность и временная задержка. Настройка чувствительности позволяет пользователю регулировать величину движения, которое должно произойти для срабатывания датчика. При правильной настройке человек, идущий в комнате с триггером датчика движения, должен активировать датчик, но пролетающая муха не должна приводить к включению движущихся огней. Настройка временной задержки позволяет пользователю определить, как долго свет должен оставаться включенным после срабатывания датчика, если дальнейшее движение не обнаружено.

Датчики движения

также можно использовать снаружи домов и зданий для подачи сигнала тревоги или включения наружного освещения для оповещения о присутствии человека.