Принципы работы инфракрасных датчиков

Настройка параметров

Для оптимизации процесса включения света очень важно правильно выполнить регулировку датчика в зависимости от характера движения и параметров самого объекта. Как правило, учитываются четыре основных характеристики – угол установки, чувствительность, освещенность и время задержки после срабатывания. Рассмотрим их подробно

Рассмотрим их подробно.

Угол установки

Согласно правилам, угол установки датчика для включения света должен быть таким, чтобы центр поля действия приходился на точку максимально интенсивного или наиболее вероятного движения объекта. Добиться этого можно, соблюдая:

  1. Правила монтажа, указанные в инструкции. Особенно актуально их выполнение для приборов, не имеющих никаких механических настроек. В них обзорный угол полностью задается техническими особенностями самого устройства, а также высотой и местом его расположения. Например, датчик с углом в 180 градусов, устанавливаются на стену, в 360 градусов – на потолке, а 90 градусов – в углу.
  2. Практическая регулировка. Детектор с наклонно-поворотным кронштейном позволяет опытным путем выполнить более тонкую настройку. Такие устройства дают возможность менять поле и дальность действия сенсора. Это, например, необходимо на охраняемой или придомовой обширной территории или рядом с оживленным пешеходом или автострадой, чтобы исключить попадание движения объектов на них в поле объектива.

Чувствительность

Регулировка датчика по уровню чувствительности позволяет исключить включение света в ответ на движение мелких объектов и посторонних предметов в дальней области зоны слежения. Настройка этого параметра выполняется опытным путем:

  1. Для начала нужно установить максимальную чувствительность.
  2. Далее необходимо проверить, как он будет работать на оптимальном расстоянии.
  3. Нужно постепенно уменьшать уровень – до тех пор, пока он перестанет реагировать на человека средних параметров.
  4. Затем проверить, как он отреагирует на мелких животных или посторонние предметы.
  5. Установить найденный порог чувствительности.

В идеале степень чувствительности датчика на движение должна быть такой, чтобы включение света происходило на границе достаточной освещенности от фонаря или люстры при прохождении человека со средними антропометрическими данными.

Каждый, кто устанавливает датчик на движение, должен знать, как самостоятельно уменьшить чувствительность сенсора. Во время эксплуатации могут возникнуть непредвиденные обстоятельства и включение света будет происходить незапланированно. Перед или сразу после установки устройства необходимо удостовериться, как это сделать своими руками наиболее быстрым и правильным путем без вызова мастера-установщика.

Освещенность

Чтобы датчик перестал посылать сигнал на включение света днем, поздним утром и ранним вечером, необходимо выполнить его регулировку по параметру освещенности — LUX. Настройка состоит из следующих действий:

  1. Повернуть стрелку регулятора до максимального уровня (куда она увеличивается).
  2. С наступлением достаточного уровня темноты медленно поворачивать его в обратном положении пока сенсор не сработает и не начнет включать свет.

Настроенные таким способом датчик чувствительности далее всегда (до изменения его положения) будет включать свет при наступлении такого же уровня темноты.

Время задержки

Как правильно настроить датчик для включения света по движению на время задержки после срабатывания волнует тех, кто выполняет такую регулировку впервые. Также, как и в том случае, когда требовалось задать параметры освещенности и чувствительности, необходимо найти шлиц или винт на панели прибора с надписью Time.

Чтобы правильно выполнить регулировку по времени задержки необходимо:

  1. Перевести регулятор в минимальное значение.
  2. Инициировать датчик посредством движения.
  3. Засечь время.
  4. Опытным путем определить необходимое время, сохранив параметры.

Современные датчики на движение позволяют настраивать время задержки после включения света от 5 секунд до 10 минут.

Например, если сенсор установлен на входе в подъезд, а человеку нужно подняться по лестнице на 5-ый этаж, после чего отдышаться, найти ключи и открыть квартиру, то параметр должен быть установлен на максимальное значение. Другое дело – коридор в квартире, когда прохождение через него не занимает дольше 2-3 секунд. Здесь значение этой характеристики можно свести к минимуму.

Внимание на детали

Как получить вид на жительство в США

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.

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

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.

Как устроен датчик движения (присутствия) и ...Как устроен датчик движения (присутствия) и …

Использование

Основные направления, где используются ДД:

  1. Для защиты от проникновения.
  2. Автоматизации освещения.
  3. Автоматизации установок климат контроля.

Защита от проникновения

В любое время суток детекторы эффективно фиксируют незаконное проникновение на частную территорию. В темных местах и с наступлением сумерек датчики автоматически включат свет, если увидят передвижение людей. Могут работать в паре с видеорегистратором.

Автоматизация света

Зачем гореть лампочке, если людей в помещении нет? Детектор движения поможет автоматически включать/выключать свет именно тогда когда в комнате находятся люди. Так можно достигнуть существенной экономии электричества.

Автоматизация климата

Очень удобно управлять температурным режимом в домах и квартирах с помощью извещателей движения. Они могут подавать команды на блок управления кондиционера, если зафиксировано присутствие/отсутствие людей в подконтрольной зоне.

Пакля

Популярные модели инфракрасных датчиков движения

При выборе ИК датчика движения необходимо учитывать следующие параметры, представленные:

  • Областью применения.
  • Углом восприятия прибора.
  • Целью монтажа.
  • Конфигурацией контролируемого участка.
  • Точной временной настройкой.
  • Производителем устройства.

Самыми востребованными являются датчики:

  • Flash-SRP600, LC100.
  • Стриж П-314.
  • PIR-3SP.

Два первых излучателя в списке, не реагируют на домашних питомцев весом до 25-ти килограммов. Также они относятся к разряду комбинированных, что делает их самым популярным среди прочих. Эти датчики отправляют сигнал на пульт только в том случае, если замечают движущийся объект сверх указанной массы. Их монтируют в охранные системы, реагирующие на проникновение. Излучатели используют как для охраны домов, так и производственных помещений.

Их достоинства представлены:

  • Простотой монтажа.
  • Современным дизайном.
  • Возможностью наружного размещения.
  • Поддержкой всеми блоками центральной охранной системы.

К беспроводным моделям ИК датчиков относится PIR-3SP. Он как и два предыдущих не реагирует на наличие животных в помещении. Схема, применяемая для его изготовления, позволяет обрабатывать сигналы при помощи микропроцессора, который обеспечивает дополнительную проверку. Это устройство может быть использовано для охраны любых объектов.

Его достоинства представлены:

  • Подачей тестовых сигналов на центральный блок.
  • Информированием о заряде батареи.
  • Применением протокола шифрования с использованием плавающего кода.

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 действия

Существует много детекторов движения, действующих по различным физическим принципам. Рассматриваться же будет только один из них — 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.

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.

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;

Внутренний датчик

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.

Особенности клеевого состава

Не стоит слишком доверять инструкциям, которые указаны на упаковках. На самом деле они не соответствуют должному практическому применению. Состав, который готовится точно по прилагаемой инструкции, получается излишне жидким. Он подойдет для поклейки легких бумажных обоев, но не более того.

  • Для приготовления состава нужной консистенции понадобится десятилитровое ведро. Туда следует налить теплую воду.
  • В ведро нужно всыпать стандартную упаковку клея. Делать это необходимо быстро. То же касается и процесса размешивания. Для этого лучше всего использовать палку. Размешивание стоит проводить посредством круговых движений.
  • Необходимо размешать раствор до такой консистенции, чтобы он напоминал желе. Далее требуется добавить немного воды. Таким образом, должна получиться консистенция густой сметаны.

Клей, приготовленный в соответствии с вышеизложенными рекомендациями, отлично подходит для работы с обоями на основе флизелина. Стоит отметить, что излишняя экономия раствора не приветствуется. Качество отделки зависит от клея. Далее рассмотрим подробно, как правильно клеить обои флизелиновые.

Сферы применения

Высокотехнологичные устройства в равной степени востребованы в промышленности и на транспорте в качестве элементов контроля. Особое место датчикам отводится в охранных системах и системах жизнеобеспечения типа «умный дом».

Охранные системы

Охранные датчики считаются своего рода «чувствительными рецепторами» систем охранной сигнализации. Они помогают обнаружить преступника в помещении или на контролируемой территории, формируют и передают сигнал тревоги на пульт, извещая о необходимости принятия мер реагирования.

Системы «умного дома»

Обычно инфракрасным датчикам, интегрированным в систему «умный дом», отводится роль важнейшего компонента системы интеллектуального включения/выключения света (сенсора присутствия). С его помощью включаются светильники в помещениях дома или уличные фонари при появлении теплокровного объекта.

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.

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.

Когда применяются ИКДД

Прибор в первую очередь предназначен для фиксации движения людей. Перемещения объекта в зоне обзора инфракрасного датчика движения (ИКДД) замечают фотоэлементы головки прибора. Сигнал подаётся в электронный блок управления, который, в свою очередь, через реле включает то или иное устройство.

Датчики движения эксплуатируются, преследуя различные цели в определённых условиях. ДД различаются по назначению:

  • охранные системы;
  • управление освещением;
  • система «Умный дом».

Охранные системы

Проблема охраны придомовых территорий и помещений в зданиях и сооружениях во многом решается за счёт установки ИКДД. Контрольные устройства работают совместно с системой видеонаблюдения, звуковой сигнализацией.

В отсутствии хозяина детектор движения, установленный в салоне автомобиля, при приближении человека к машине включает камеру видеорегистратора. Если произошло воровство, водитель потом может увидеть, кто это сделал.

Управление освещением

Установленные датчики в доме или квартире могут существенно сэкономить затраты на оплату электроэнергии. Подсоединенные к приборам освещения в доме или на улице инфракрасные датчики мгновенно включают свет при появлении человека в зоне охвата ИК детекторов.

ИКДД, управляющие освещением, имеют три опции настроек, это:

  • освещённость;
  • чувствительность;
  • время задержки.

Освещённость

Реакцию прибора на степень освещённости зоны контроля регулируют винтом «LUX». В зависимости от места установки регулятор поворачивают в определённую позицию. В закрытых помещениях от наружного света шлиц винт ставят напротив отметки «Max». Если прибор должен срабатывать при наступлении сумерек, то положение регулятора фиксируют опытным путём.

Чувствительность

Винтом «Sens» добиваются реакции ИКДД на определённый объём движущегося объекта. Особенно это нужно для уличных приборов, чтобы они не реагировали на мелких животных.

Время задержки

Время задержки регулируют поворотом винта «Time». Это даёт возможность работать освещению некоторое время после прекращения какого-либо движения в поле обзора ДД. Временной промежуток устанавливают в пределах от 5 секунд до 10 минут.

Важно! Универсальность применения ДД позволяет создавать комбинированные схемы охраны различных объектов. Датчики устанавливают на огородах и в полях, гаражах и мастерских, складских помещениях и т.д

ИК датчик может производить одновременное включение света, сирены, видеокамеры и передать по беспроводной связи информацию на смартфон.

Система «Умный дом»

Операционная система «Умный дом» приобретает всё большую популярность у населения страны. Управляющий комплекс может устанавливать режимы работы различных домашних устройств и оборудования. Датчики движения являются неотъемлемой частью этой системы.

Инфракрасные детекторы при появлении хозяев в жилище передают сигналы в операционную систему, которая может включить тёплые полы, вентиляцию, открыть шторы на окнах и многое другое. Управлять «Умным домом» можно дистанционно с помощью мобильного телефона.

Как самостоятельно установить датчик движения для управления освещением

При самостоятельном монтаже оборудования специалисты рекомендуют придерживаться следующего алгоритма.

  1. Выбор места установки с учётом радиуса действия, угла обзора, степени защиты корпуса.
  2. Подключение в соответствии с рекомендациями производителя.
  3. Монтаж датчика движения.
  4. Настройка устройства с помощью винтовых регуляторов.

Если основной задачей датчика движения является управление освещением, технология монтажа аналогична алгоритму подключения к системе одноклавишного выключателя стандартного исполнения. При этом специалисты рекомендуют предусматривать для подобного оборудования отдельный контур. Алгоритм предусматривает следующие операции.

  1. Монтаж подрозетника (высота при настенной установке внутри жилых комнат, офисных помещений может варьироваться от 1.2 до 2 метров, в коридорах, подъездах аналогичные устройства размещают под потолком).
  2. 2-жильный провод от датчика, 3-жильный кабель подводится в распределительную коробку от автоматического выключателя.
  3. К коробке прокладывается кабель от светильника, другой техники, управляемых с использованием датчика движения.
  4. Жилы соединяются в строго определённой последовательности. Ноли питающей линии и осветительного прибора, заземление (при его наличии в системе), а затем «фаза» автомата с аналогичным проводником датчика. После этого вторая жила кабеля, подведённого от микроволнового прибора, к L светильника.
  5. Сам датчик подключается к сети в соответствии с обозначениями на корпусе, предусмотренными производителем.
  6. Корпус прибора монтируется на стене или потолке.

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.
Как работает датчик движенияКак работает датчик движения

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.

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.

Принцип работы

Каждый теплокровный объект является источником теплового излучения. Длина волны теплового излучения зависит от температуры и находится в инфракрасной части спектра. ИК излучение невидимо для глаза, но улавливается пироэлектрическими датчиками.

  • В радиусе видимости датчика полная тишина. Каждый чувствительный элемент PIR-сенсора получает постоянную дозу излучения. Следовательно выдаваемое напряжение равноценно.
  • В области видимости появляется человек. Персонаж первым делом попадает в зону обозрения первого элемента, на котором появляется положительный электрический импульс.
  • Человек движется и пересекает второй элемент, который генерирует отрицательный импульс.
  • Разнонаправленные импульсы регистрируются электронной схемой модуля, которая фиксирует перемещение объекта. В результате на выходе модуля генерируется положительный импульс.
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий