Наша сеть партнеров Banwar
Датчиками руху називають прилади, які реагують на рухомі, а не нерухомі предмети. Цим вони відрізняються від датчиків присутності, налаштованих на спрацьовування при зникненні, пропажі рухаються об'єктів в контрольованій зоні.
Іншими словами, прилад, який контролює рух, повинен спрацювати при знаходженні людини всередині спостережуваного простору, коли він пересувається або завмер, але хоча б просто поворушив пальцями. У той же час пристрої контролю присутності спрацьовують тоді, коли люди повністю покинули приміщення або в ньому залишився абсолютно завмерлий людина, не здійснює ніяких рухів.
Принципи роботи датчиків руху
Обидві групи цих датчиків можуть працювати на основі:
уловлювання звукових коливань чутливими акустичними системами;
сприйняття теплового випромінювання, що викликається людським тілом інфрачервоними приймачами пасивного дії;
перекриття невидимих для людського ока інфрачервоних променів, які направляються від випромінювача до приймача активним методом.
Існують ще інші способи виявлення рухомого людини, але вони, як і акустичний метод, використовуються рідко. А в побутових пристроях найчастіше застосовуються датчики руху, які працюють з електромагнітними коливаннями хвиль, розташованих в інфрачервоному спектрі. Вони описуються в цієї статті .
У приймачів ІК датчиків загальний принцип роботи.
Датчики руху і датчики присутності вловлюють інфрачервоне випромінювання, яке розповсюджується на всі боки від будь-яких предметів, розташованих в зоні огляду. Теплові промені, як у звичайній оптичній системі, наприклад, фотоапарата потрапляють на сегментну лінзу, що працює за принципом Френеля.
Ця скляна або з сортів оптичних пластмас конструкція створюється з великою кількістю концентричних секторів / сегментів, кожен з яких формує вузько направлений пучок паралельних теплових променів на ІК сенсор.
Його ще називають терміном «PIR-сенсор» тому, що він володіє піроелектричні ефектом - створює електричне поле, пропорційне отримується тепловому потоку. Прийнятий їм сигнал обробляється електронними пристроями.
У більшості конструкцій датчиків піродетектор працює з аналоговими величинами. Прикладом може служити датчик руху серії HC-SR501.
Він володіє невеликими габаритами, працює на основі мікросхеми, має три клеми для підключення проводів харчування і навантаження, два регулювальних потенціометрів. При спрацьовуванні видає керуючий електричний сигнал напругою 3,3 вольта і струм в кілька міліампер.
Останнім часом стали впроваджуватися блоки, які здійснюють подвійне перетворення і обробку команд на основі цифрових сигналів .
Це дозволяє використовувати мікропроцесорні пристрої і комп'ютерні технології для подальших перетворень сигналу і формування різних алгоритмів управління автоматичними пристроями.
Як аналогові електронні, так і цифрові датчики підключаються до блоків живлення і мають вихідні пристрої, комутуючі навантаження в первинній мережі.
В алгоритм роботи електроніки закладається один з принципів:
Коли в поле дії датчика з'являється людина, то він своєю присутністю вносить зміни в тепловий баланс навколишнього середовища, а все його пересування фіксуються через лінзу Френеля як об'єктивом фотоапарата. Електронні блоки спрацьовують і видають електричний сигнал на керуючий контакт.
На цьому функції самого датчика закінчуються, хоча процес перемикання виконавчих механізмів ще не виконано, а потужності керуючого сигналу датчика руху для комутації світильників освітлення, включення звукової сирени, відправлення СМС на мобільний телефон або виконання інших завдань недостатньо.
Цей сигнал необхідно підсилити і забезпечити його передачу на потужний контакт для комутації навантаження.
Розглянутий нами вище датчик руху HC-SR501 не може виконати ці функції самостійно. Для їх реалізації можна зібрати простий транзисторний ключ на біполярних транзисторах .
На клеми VCC і GND у датчика руху і ключа підключений до джерела живлення = 4,5 ÷ 20 вольт від додаткового джерела, а керуючий сигнал з виведення OUT датчика підводиться на однойменну клему підсилювача. Навантаження відповідного напруги підключається на вихідний ланцюг.
Якщо використовувати цю схему для включення мобільного телефону, то можна отримувати СМС на свій мобільник, які будуть сигналом про появу нежданих гостей в охоронній зоні.
У більшості готових модулів для схем освітлення з датчиками руху вбудований його підсилювач і силовий контакт, коммутирующий схему навантаження. У конструкцій таких блоків, що живляться від мережі ≈220 вольт, прямо на корпусі розміщені три клеми для підключення проводів, два з яких подають харчування (фазу L і нуль N) а третій L 'спільно з нулем N використовується для комутації світильників.
Датчики руху активної дії
Прилади, що працюють за принципом контролю каналу між ІК випромінювачем і приймачем, мають приблизно такий же алгоритм, налаштовані на загальну частоту, як у пульта дистанційного керування телевізора або маніпулятора бездротової комп'ютерної миші з їх приймачами. Вони можуть мати автономне, незалежне від стаціонарної електричної мережі живлення.
При цьому виконується одна зі схем розташування модулів прямого або поворотного способу утворення тракту за допомогою дзеркал.
Схеми підключення датчика
Електрична схема простого підключення показана на картинці.
При цьому підключенні режим роботи світильника повністю відповідає алгоритму, закладеному електронною схемою, і налаштовується потенціометрами регулювання.
На простих конструкціях датчиків встановлюється два регулятора:
1. LUX - рівня освітленості, при досягненні якого відбувається спрацьовування датчика (наприклад, немає необхідності користуватися електричним світлом в сонячну погоду). Для регулювання спочатку виставляється його найбільше значення;
2. TIME - тривалості включення таймера або, іншим словами, відрізка часу, в якому буде горіти світильник після виявлення руху. Зазвичай встановлюють мінімальну величину, адже при кожному новому русі датчик діятиме на постійній основі перезапускатися.
Зазвичай цих двох параметрів регулювань досить для настройки управління побутовими світильниками. У складних охоронних датчиків руху зустрічаються ще два потенціометра:
1. SENS - чутливості або дальності дії. Ним користуються для зменшення зони контролю в тих випадках, коли обмежити її зміною орієнтації датчика руху не виходить;
2. MIC - акустичного рівня шумів вбудованого мікрофона, при якому спрацьовує датчик. Але в побутових умовах ця функція не потрібна - датчик буде спрацьовувати від сторонніх звуків проїжджаючих машин, дитячих вигуків ...
Схема підключення світильника до двох датчиків
Цей спосіб використовується в місцях, коли виникає необхідність керувати освітленням з двох віддалених точок з обмеженою оглядовістю для одного датчика.
Однойменні клеми приладів підключаються по паралельній схемі один до одного і виводяться на мережу живлення і освітлювальний прилад. При спрацьовуванні вихідного контакту будь-якого датчика загоряється світильник.
Схема підключення через вимикач
Цим способом користуються, коли додають до діючого світильника з вимикачем блок датчика руху. При включеному вимикачі схема повністю працює так, як вона налаштована електронікою. А при розімкнутому контакті фаза знімається з блоку живлення і датчик руху виводиться з роботи.
Практика показала, що серед власників квартир при виході з приміщення збереглася звичка машинально відключати світло вимикачем. Після цього при заході в кімнату людини датчик руху виявляється виведеним з роботи. Щоб виключити подібні ситуації контакти вимикача шунтируют, ніж здійснюється перехід на попередню схему.
У цій схемі включений вимикач повністю шунтирует вихідний контакт датчика руху. Її застосовують, коли людина тривалий час перебуває в нерухомій позі, а витримка у таймера маленька і для включення світильника доводиться робити зайві відволікаючі рухи.
Схема підключення потужних навантажень електромагнітними приладами
Блок датчика руху з малопотужними контактами можна використовувати для управління світлом дуже потужних освітлювальних приладів. Для цього використовується проміжний пристрій - магнітний пускач , Реле або контактор відповідних номіналів. Його обмотка підключається до малопотужного контакту датчика, а силовий контакт комутує навантаження системи освітлювальних приладів.
У цій схемі, як і в усіх інших, необхідно точно розрахувати комутовані потужності і підібрати під них силові контакти. Після включення в роботу обов'язково заміряють струми навантажень і порівнюють їх ще раз з потужністю контактів. Для надійної тривалої роботи системи необхідно створити запас по потужності.
Подібна схема з електромагнітними приладами здатна довго і надійно працювати. Але, у неї є два суттєвих недоліки:
1. підвищений рівень шуму і виникають електромагнітні перешкоди, які супроводжують процес переміщення якоря під час перемикань;
2. постійний знос контактної системи внаслідок розрядів, що виникають при розриві ланцюга, що вимагає виконання періодичних профілактичних робіт.
Цих недоліків позбавлені сімісторних і тріністорние схеми.
Схема підключення потужних навантажень напівпровідниковими приладами
В цьому випадку відсутні всілякі шуми і перешкоди. Але для роботи напівпровідникового приладу необхідно перетворити керуючий сигнал датчика руху в гармоніку, збігається за частотою з напругою мережі. Для цього створюється спеціальна схема узгодження, яка видає змінний струм на керуючий електрод сімістора .
При роботі схеми узгодження симистор відкритий. і світильники горять. Коли керуючий сигнал відсутній, то Тріак закритий, а кероване ним освітлення відключено.
Недоліком цієї схеми є складність конструкції узгоджувального сигналу електронного пристрою.
Вибір місця установки і способу орієнтації датчиків
Залежно від своєї конструкції датчик руху може мати різний кут спостереження для контролю простору від декількох градусів до кругового огляду, який зазвичай застосовується при стельовому кріпленні.
Ці кути розподіляються в горизонтальній і вертикальній площинах, визначають зону спостереження, вказуються в документації.
Датчики, призначені для установки на стіну, зазвичай мають огляд близько 110 ÷ 120 або 180 градусів по горизонту і 15 ÷ 20 - по вертикалі.
Поза цим простору ніякі руху датчиками не фіксуються. Тому при установці датчика руху важливо не тільки підбирати їх за характеристиками огляду, але ще і регулювати після монтажу для коригування напрямку. Конструкції з рухомим органом огляду полегшують налагодження, а у інших приладів треба дуже ретельніше продумувати і виконувати початковий монтаж.
Стельові датчики зазвичай мають круговий огляд 360о по горизонталі, який поширюється конусом зверху вниз. Його зона контролю значно більше, але вона теж може мати непросматріваемих простір в кутах приміщень.
Вплив сторонніх об'єктів на роботу датчиків
При монтажі і налаштуванні датчика руху важливо врахувати умови їх розміщення, оцінити вплив на їх надійність розташованих поруч предметів і різних джерел енергії. Теплові нагрівачі, колишуться гілки дерев, які проїжджають повз автомобілі, кабіни піднімаються / опускаються ліфтів і інші об'єкти можуть викликати часті помилкові спрацьовування пристроїв.
Коли немає можливості їх позбутися, то загрубляти чутливість приладу потенціометром або екранують зону перешкод.
Читайте також: Як вибрати, налаштувати і підключити фотореле для зовнішнього або внутрішнього освітлення і Схеми електропроводки в квартирі та будинку - кращі статті