Датчик движения для освещения: какие бывают, как включать

Вступайте в наши группы в социальных сетях:

Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).

Контактные

Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.

В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.

Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.

Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.

Ультразвуковые

Излучатель работает на высоких частотах – от 20 кГц до 60 кГц. Отсюда выходит одна неприятность – животные, например собаки, чувствительны к этим частотам, более того они используются для их отпугивания и дрессировки. Такие датчики могут раздражать их и с этим возникают проблемы.

Ультразвуковой датчик движения работает на эффекте Допплера. Излучаемая волна, отражаясь от подвижного объекта, возвращается и принимается приёмником, при этом длина волны (частота) незначительно изменяется. Это детектируется, и датчик выдает сигнал, который используют для управления реле или симмистором и коммутации нагрузки.

Датчик неплохо отрабатывает движения, однако если движения очень медленные – он может не срабатывать. Преимуществом является то, что они не чувствительны к изменениям условий окружающей среды.

Рекомендуем:  Как правильно подключить дифавтомат?

Лазерные или фотодатчики

В них есть излучатель (например ИК-светодиод) и приемник (фотодиод аналогичного спектра). Это простой датчик, возможна реализация в двух исполнениях:

1. Излучатель и фотодиод монтируются в проходе (контролируемой зоне) напротив друг друга. Когда вы проходите через него вы заслоняете излучение и оно не достигает приемника, тогда срабатывает датчик и включается реле. Это можно использовать и в системах сигнализации.

2. Излучатель и фотодиод стоят рядом друг с другом, когда вы находитесь в зоне действия датчика излучение отражается от вас и попадает на фотодиод. Это называется также датчиком препятствия, с успехом применяется в робототехнике.

Микроволновый

Состоит также из передатчика и приемника. Первый генерирует сигнал высокой частоты, второй их принимает. Когда вы проходите рядом изменяется частота. Приемник настроен таким образом, что при изменении частоты сигнал усиливается и передается на исполнительный орган, например реле, и происходит включение нагрузки.

Микроволновые датчики движения очень чувствительны, позволяют «увидеть» объект даже за дверью или за стеклом, однако это вызывает и проблемы ложного срабатывания, когда объект находится вне поля предполагаемой видимости.

Это достаточно дорогостоящие датчики, но они реагируют даже на самые незначительные движения.

Подобным образом работают и емкостные приборы. Такая схема изображена ниже.

Как подключить датчик движения?

Можно придумать бесчисленное множество вариантов и схем подключения датчика движения в зависимости от ваших потребностей, иногда нужно чтобы система срабатывала при движении в разных местах, например уличное освещение по пути от дома до ворот и наоборот, в других случаях необходимо принудительное включение или отключение света и т.д. Мы рассмотрим несколько вариантов.

Обычно у датчика движения есть три провода или три клеммы для подсоединения:

1. Приходящая фаза.

2. Фаза, отходящая для питания нагрузки.

3. Ноль.

Если вам не хватает мощности датчика – используйте промежуточное реле и магнитный пускатель с катушкой на 220В. Для этого вместо лампочки в нижеуказанных схемах подключаются выводы катушки.

Схема №1. Лампа включается только от датчика движения.

Схема №2. Лампа включается от датчика движения или от выключателя (принудительное включение).

Схема №3. Датчик движения отключается. Так он не будет срабатывать, когда вам это не нужно, например, в светлое время суток.

Схема №4 – включение лампы от двух датчиков, расположенных в разных местах.

На фото ниже изображены клеммы к которым подсоединяются питающие провода.

Заключение

Использование датчиков движения, как бы это ни звучало, это шаг к умному дому. Во-первых, это поможет экономить электроэнергию и ресурс ламп. Во-вторых, это избавит от необходимости каждый раз щелкать выключатель. Для освещения на улице при правильной настройки можно сделать так, чтобы свет включался, когда вы подходите к воротам дома.

Если расстояние от ворот до дома 7-10 – можно обойтись и одним датчиком, тогда не придется прокладывать кабель на второй датчик или собирать схему с проходным выключателем.

Как уже было сказано чаще всего встречаются ИК-датчики, их достаточно для простых задач, если вам нужна большая чувствительность или точность – присмотритесь к датчикам других типов.

Алексей Бартош

Принципиальные электрические схемы подключения

Подключение датчика движения в цепь для управления устройством освещения в целом не должно вызвать большой сложности даже для обычного пользователя, который не сильно разбирается в электрике. Конечно, такой монтаж лучше всего доверить профессиональному электрику, но, чтобы сохранить деньги, можно ознакомится с приведенными ниже принципиальными схемами и подключить всё самостоятельно.

Двухпроводное подключение датчика движения

Такой способ подключения датчика движения выполняется с помощью двух проводов и предполагает наличие только фазы (без использования ноля). Такие устройства часто применяют для монтажа в стандартные подрозетники для замены обычных выключателей или для совместного использования выключателей и датчиков движения.

Такие датчики движения имеют всего два вывода: первый служит для подключения питающей фазы, а второй для отходящего фазного проводника к светильнику. Всё подключение делается по аналогии с обычным одноклавишным выключателем без использования ноля.

Этот способ часто применяется при внедрении датчиков движения в помещения с уже произведенным ремонтом, так как позволяет заменить клавишные выключатели на переключатель с датчиком движения.

Трёхпроводная схема подключения

Самая распространенная схема для подключения датчиков движения – та, которая имеет трехпроводную схему подключения. Они применяются как внутри помещений, так и на улице (при установке на улице важно обращать внимание на степень пыле- и влагозащищенности).

Для подключения трехпроводных датчиков необходимо подводить к ним фазу и ноль. Схема выглядит следующим образом:

  • от распределительной коробки к датчику подводят питающую фазу и нулевой проводник;
  • от вывода отходящей фазы датчика движения проводник напрямую (или через распределительную коробку) тянется к прибору освещения.
  • также к светильнику от распределительной коробки подводят нулевой проводник.

Подводящие провода к датчику подключаются к выводам L (фаза) и N (нуль), а отходящий к выводу L’ (или другой буквой, например, A).

Схема включения датчика движения с выключателем

Универсальная схема подключения датчика движения включает в себя его использование совместно со стандартным одноклавишным выключателем. Схема такого подключения выглядит следующим образом: питающую фазу подводят не только к автоматическому датчику движения, но и к выключателю (то есть выполняют параллельное соединение). От клавишного выключателя отходящий фазный проводник подводят к светильнику, как и отходящую фазу от датчика движения.

Рекомендуем:  Лучший котел для отопления дома. Какой выбрать именно вам?

Читайте также:  Что измеряется в люменах и какие нормы освещенности на 1 квадратный метр?

Данный способ очень удобен для управления освещением, так как позволяет включать и отключать осветительный прибор вне зависимости от времени суток, а также исправности и чувствительности датчика движения.

Можно также подключить выключатель последовательно с датчиком движения до него и отключать им как сам датчик, так и осветительный прибор. Сложно представить, где может использоваться такая схема подключения, так как она имеет очевидные минусы:

  1. При отключении выключателя, датчик не будет работать и свет не включится автоматически при обнаружении движения.
  2. При переключении одноклавишного выключателя в положение «ВКЛ» — осветительный прибор может не включится сразу, так как для запуска датчика движения в рабочий режим необходимо от 15 до 30 секунд.

Схема подключения нескольких датчиков

Для управления светом можно подключать несколько датчиков движения. Такой способ используют в просторных помещениях или длинных коридорах. Например, в длинном коридоре нет возможности управления освещением с помощью одного датчика, так как он имеет ограничение по радиусу действия (обычно 10-12 метров), а если имеются повороты, то еще сложнее включать свет таким способом. Для этого в проходных зонах устанавливают несколько датчиков движения с шагом установки равным радиусу их действия. В этом случае человек, выходя из зоны действия одного устройства, непременно попадет в зону действия другого датчика и свет не отключится.

Для корректной работы освещения применяют параллельное подключение таких приборов регистрации движения, при этом не имеет значение их количество в цепи.

Схема с пускателем или контактором

Для управления мощными нагрузками, например, для управления уличным освещением, состоящим из светильников мощностью более 1 кВт, управление напрямую с помощью датчика движения не годится – он может выйти из строя из-за большого тока, проходящего через него.

В таком случае используется схема с включением нагрузки с помощью магнитного пускателя или контактора. Схема управления будет выглядеть следующим образом:

  • нагрузка (несколько мощных приборов освещения) будут подключаться к контактору или электромагнитному реле пускателя;
  • датчик движения также подключается к реле или контактору, но на управляющие выводы.

Работать это будет так: при регистрации движения, датчик подает напряжения на катушку пускателя, соленоид в пускателе с помощью электромагнитной индукции замыкает контакты и включает нагрузку. При этом датчик движения и нагрузка имеют гальваническую развязку и не связаны между собой.

Разновидности датчиков

Выключатели света с датчиком движения бывают различных типов. Выбор зависит от условий, в которых планируется применять датчик.

Уличные датчики оснащают надежным корпусом, для защиты от осадков.

Тип питания

Датчики бывают:

  • Проводные, которые работают от электричества.
  • Беспроводные, работающие на аккумуляторе или батарейках.

Более популярны проводные датчики.

Определение наличия движения

По виду определения вхождения людей в помещение датчики бывают:

Инфракрасные — реагируют на тепло, вырабатываемое человеком. Кроме человека они могут включать свет при появлении животных.

Акустические — включаются, услышав шум, который издает человек. Их стоит ставить там, где люди бывают редко, чтобы исключить ложные срабатывания.

Микроволновые — вырабатывают волны и контролируют их возврат. Обнаружив движущегося человека, они замыкают контакт. Чаще всего данный тип используется в системах охраны.

Ультразвуковые — применяются редко, поскольку ультразвуковые волны негативно влияют на человека при длительном воздействии.

Комбинированные. Самый надежный вариант, поскольку сочетает в себе несколько типов анализа наличия человека.

Для улицы и жилых комнат очень часто применяют инфракрасные модели. Они имеют приемлемую стоимость. На лестницах чаще всего оборудуют микроволновыми датчиками.

Технические характеристики устройств

В технических характеристиках беспроводных моделей есть еще частота, на которой они работают и тип элементов питания

Технические характеристики указываются в технической документации (в паспорте), которая сопровождает любое техническое изделие, иначе вряд ли удастся подобрать необходимый прибор.

Угол обзора

Существуют изделия с различным углом обзора, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Если необходимо защитить объект с различных сторон, то применяются датчики с углом обзора вплоть до 360 градусов. В случае крепления датчика на стене, достаточно устройства с углом обзора в 180 градусов. Если предполагается установить датчик на столбе, то лучше отдать предпочтение углу обзора в 360 градусов. В данном случае, все зависит от того, какую площадь и какой объект или группу объектов планируется защитить. При установке в квартире, для защиты отдельных комнат, выбирают датчики с меньшим углом обзора, порядка 90 градусов.

В зависимости от места установки и требуемой зоны обнаружения выбирают радиус обзора

При наличии в комнату одного входа, достаточно установки датчика с узким углом обзора, в противном случае приходится устанавливать несколько датчиков с узким углом обзора или один датчик с широким углом обзора. При этом следует помнить, что подобные датчики стоят недешево, поэтому всегда нужно ориентироваться на экономическую целесообразность.

Существует и такое понятие, как угол обзора по вертикали. В простых, недорогих моделях этот показатель составляет не больше 20 градусов. У более дорогих моделей этот показатель значительно выше и может составлять все 180 градусов. Подобные устройства применяются в охранных системах, где подобные затраты оправданы. В системах освещения достаточно самого простого и дешевого устройства. Главное, чтобы датчик был установлен на нужной высоте и включал освещение при определенных условиях.

Радиус действия

Дальность действия следует подбирать с запасом

Выбор датчика движения по дальности действия зависит от того, где он будет установлен: на улице или в помещении. Для помещений достаточно устройств с радиусом действия порядка 5-7 метров. В случае установки датчика во дворе или в другом месте, необходимо учитывать некоторые факторы, иначе возможны ложные срабатывания. Датчики с большим радиусом действия могут срабатывать при движении людей по улице, при появлении соседа в своем дворе и т. д. Поэтому в таких случаях лучше останавливать свой выбор на устройствах с минимальным радиусом действия.

Рекомендуем:  Какой теплоноситель выбрать для периодического отопления частного дома

Мощность подключаемых источников освещения

Мощность датчика следует расчитывать с запасом

Каждый датчик рассчитан на определенную мощность нагрузки, которую он может включать/выключать без аварийных режимов. В противном случае устройство просто выйдет из строя, так как не выдержат элементы управления.

В последнее время этот показатель не имеет столь критического значения, поскольку люди переходят на более экономные лампы, вроде энергосберегающих или диодных.

Способ крепления и выбор места установки

Чаще всего датчики крепят на стену

Датчики движения могут отличаться еще и способом крепления. Поэтому существуют:

  • Корпусные изделия, в виде небольшой коробочки с кронштейном. Такие модели крепятся:
  • На потолке.
  • На стене.
  • Встраиваемые модели, предназначенные для скрытой установки.

Такие модели отличаются тем, что имеют небольшие размеры, что позволяет их установить незаметно для окружающих.

Если необходимо просто включать/отключать освещение в нужном месте, то можно обойтись более дешевыми корпусными устройствами. Встраиваемые датчики в миниатюрном исполнении больше подойдут для охранных систем, тем более что они еще и дорогие.

Дополнительные возможности

Некоторые модели, в зависимости от назначения и условий эксплуатации, имеют дополнительные функции. К таким функциям следует отнести:

  • Порог чувствительности. Он реализован с помощью датчика освещенности, в виде фотореле. Особенно полезен этот датчик при установке устройства на улице. Эта функция необходима для того, чтобы устройство включало освещение только в темное время суток.
  • Защита от животных. Естественно, что в каждом частном дворе имеются коты и собаки. Функция необходима для того, чтобы уменьшить количество ложных срабатываний при движении животных. Если во дворе большая собака, то эта функция может и не действовать.

    Для многих полезной функцией будет защита от срабатывания при появлении животных

  • Задержка отключения. Устройства бывают разные, как с задержкой, так и без нее. В большинстве случаев эта функция регулируется. Достаточно неудобно, если человек часто перемещается в зоне действия датчика, при этом он также часто ее покидает, и датчик движения также часто включает и выключает освещение.

Основные характеристики

Разобравшись с разновидностями датчиков движения, рассмотрим их технические характеристики, чтобы правильно выбрать нужную модель устройства. ДД различаются по следующим показателям:

  • дальности;
  • углу обзора;
  • мощности подключаемой нагрузки;
  • наличию дополнительных функций.

Угол обзора и дальность действия

Датчик движения может иметь горизонтальный угол обзора в 90-360°. В том случае, если на объект можно попасть с любого направления, используют сенсорные устройства с радиусом действия 180-360°. При установке ДД на поверхность стен, достаточно будет устройства с обзором в 180°. При монтаже прибора на вышке или на столбе, нужен сенсор на 360°. В помещениях можно устанавливать датчики, мониторящие движение в небольшом секторе.

Существуют модели датчиков движения с вертикальным углом обзора. В недорогих устройствах он составляет 15-20°, в некоторых ДД угол охвата может быть до 180°. Однако подобные приборы, в основном, устанавливают в системах безопасности, а не для включения освещения.

Угол обзора – одна из важнейших характеристик датчика движения для управления освещением

Дальность действия обуславливается местом расположения устройства: снаружи зданий или в помещении. Для установки в квартире или доме достаточно прибора с радиусом обнаружения на 5-7 м. Если же сенсоры будут устанавливаться на улице, то нужен более дальнобойный прибор. Но, в этом случае, нужно быть готовым к частым ложным срабатываниям.

От дальности срабатывания зависит эффективность сенсоров

Мощность подключаемой нагрузки

Каждое устройство с сенсором рассчитано на работу с определённой нагрузкой, то есть оно рассчитано на пропуск тока конкретного номинала. По этой причине, при выборе датчика, необходимо знать суммарную мощность осветительных элементов, которые будут подключены к прибору. Чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию и не переплачивать за пропускную способность устройства, следует использовать газоразрядные, светодиодные или люминесцентные лампы.

Обязательно нужно учитывать мощность подключаемой нагрузки

Дополнительные функции

Производители оснащают некоторые свои модели дополнительными функциями. Одни действительно нужны, а без других вполне можно обойтись. Среди таких возможностей:

  • встроенный датчик освещённости. В дневное время нет необходимости в освещении на улице или в помещениях с окнами. Чтобы датчик движения не срабатывал днём, некоторые модели оснащаются встроенным фотореле;
  • настройка на срабатывание от животных. С подобным дополнением прибор не будет реагировать на котов и собак среднего размера. К сожалению, с крупными животными данная опция не поможет;
  • задержка выключения. Большая часть устройств выключает освещение после того, как объект выходит из зоны действия прибора, что довольно неудобно. Именно потому, производители выпускают модели, в которых предусмотрена задержка отключения, а также её настройка.

ДД с фотореле

Датчики могут ложно срабатывать на домашних животных

Функцию срабатывания можно настроить по своему усмотрению

Это все полезные дополнения для ДД включения света. Особенно важны две последние опции. Всё остальное – это просто ненужные навороты, которые приводят к излишнему удорожанию устройства.

Способы питания

Есть датчики движения для включения света, питающиеся:

  • от переменного напряжения 220 В.
  • от постоянного напряжения 12 В или 24 В.
  • от батареек и аккумуляторов.
  • используя комбинированный способ питания.

Выбор по питанию, наверное, самый простой. Если доступно питание от 220 В, можно брать такие модели. В случае если у вас есть преобразователь на 12 В или 24 В, лучше выбрать такую модель — более безопасно. Если тянуть провода или покупать преобразователь надо специально, имеет смысл поставить датчик на батарейках или аккумуляторах. Они более автономны, но надо периодически заменять элементы питания.

Еще можно выбирать внешний вид. Корпуса бывают самые разные — от простых коробочек белого цвета, до моделей интересного дизайна (и не менее интересной цены)

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: