Включение света в помещении традиционными методами (с использованием выключателей) не всегда удобно. Если впереди длинный коридор, то для управления освещением с обоих его сторон устанавливают два переключателя, собранных по определенной схеме. Для ее реализации кабели от переключателей должны встретится в одной соединительной коробке, в которую требуется завести еще и кабель питания, кабели к светильникам. Схема получается сложной. А если посередине коридора есть еще одна дверь, из которой тоже могут выходить люди? Им тоже нужен свет, но придется пройтись в темноте до ближайшего выключателя, чтобы он появился.
Второй пример: дачный участок. Чтобы прогуляться по нему поздним вечером, требуется наружное освещение. При выходе из дома проблем нет, если выключатель стоит у входной двери. Но вот вы вышли за пределы участка, идете дальше, а свет продолжает гореть. Для кого? Ведь вас уже нет на территории. А если вы возвращаетесь с прогулки поздно вечером, то включите свет на участке только тогда, когда он уже вам будет не нужен. Редко выключатель освещения устанавливают у калитки.
Для решения подобных проблем используют датчики движения. Но не те, что используются для охраны помещений. Они выполняют простейшую функцию: выдают сигнал при появлении движущихся живых объектов. Но такой датчик будет включать свет даже днем, ведь он не знает освещенность в зоне контроля.
Для того, чтобы датчик движения использовался для управления освещением, он дополнительно снабжается:
- датчиком освещенности;
- реле времени, регулирующее задержку на отключение света по окончании движения;
- выходным реле, способным коммутировать осветительные приборы непосредственно.
Принцип работы датчика движения
В конструкции датчика движения есть элементы, реагирующие на температуру — пиродетекторы. Каждый элемент «смотрит» на свой сектор в пространстве. Неподвижные предметы в нем нагреты до температуры, отличной от нуля, но датчик в целом на них не реагирует, потому что они не двигаются. При появлении в контролируемом секторе человека или животного тепло от его тела приводит в изменению температуры. Элементы фиксируют его на фоне постоянной температуры окружающих его предметов.
По мере перемещения объекта он попадает поочередно в поле зрения пиродетекторов. Изменение сигнала на их выходе вызывает срабатывание выходного реле. Оно остается в этом состоянии, пока продолжается движение и изменяется сигнал на выходе пиродетекторов.
Стоит объекту остановиться или покинуть зону действия датчика, изменение сигнала прекращается, и запускается реле времени, отсчитывающее выдержку до снятия выходного сигнала датчика движения. Если движение возобновилось, действие реле времени отменяется, процесс слежения продолжается снова.
Характеристики датчиков движения
Датчики характеризуются углом сектора в горизонтальной плоскости, в котором они контролируют движение. Возможные значения этого параметра от 60˚ до 360˚.
Вертикальная плоскость зоны контроля датчика движения ограничена 15-20˚.
Элементы датчика характеризуются уровнем чувствительности. Более чувствительный датчик способнее реагировать на более удаленные от него объекты. Чем меньше размеры объекта, тем на меньшем расстоянии его почувствует датчик. В паспорте датчика движения его чувствительность определяется зоной охвата (радиусом действия).
Дополнительные элементы, делающие из датчика движения прибор для управления освещением, характеризуются:
- уровнем освещенности, от которого срабатывает датчик и диапазоном его регулирования;
- диапазоном регулировки выдержки времени на отключение света.
Монтажные характеристики корпусов датчиков движения включают в себя:
- степень защиты, от которой зависит, можно ли устанавливать датчик на улице (IP44, 54, 55 и выше) или только в помещении (IP20, 40, 41);
- способ монтажа.
Достоинства и недостатки инфракрасных датчиков движения
К достоинствам этих датчиков относятся:
- точность настройки дальности и углов обнаружения;
- реакция только на живые объекты;
- полностью безопасны, так как не излучают никаких волн, работая только «на прием».
Но есть у них и недостатки:
- ложные срабатывания: теплый воздух от кондиционеров и приборов отопления сбивает датчик с толку, заставляя срабатывать;
- необходимость отстройки от домашних животных;
- прямой свет от солнца и осветительных приборов снижает точность работы и мешает ей;
- небольшой рабочий диапазон температур;
- не реагирует на людей в плотной одежде, препятствующей прохождению инфракрасного излучения от тела.
Ультразвуковые датчики
Минусы инфракрасных датчиков компенсируются в устройствах, использующих другие физические принципы. В ультразвуковых датчиках для детектирования движения используются звуковые волны. Их частота лежит выше порога слышимости человеческого уха (от 20 до 60 кГц).
Датчик передает в окружающее его пространство непрерывную звуковую волну. При наличии в нем движущегося объекта звук отражается от него и возвращается к приемнику датчика. При этом он изменяет свою частоту благодаря эффекту Доплера. Приемник регистрирует отраженный сигнал и выдает команду на включение света.
Принцип работы очень похож на то, как ориентируются в пространстве летучие мыши, также посылающие ультразвуковые сигналы и принимающие отраженные от препятствий звуковые волны.
Но и у этой системы есть недостатки. Ультразвуковые волны слышат некоторые домашние животные, в числе которых – собаки, наиболее популярные для содержания в квартирах и частных домах. Звук вызывает у них беспокойство и дискомфорт. Дальность действия датчиков невысока, он нечетко регистрирует плавные движения объекта.
Микроволновые датчики
Микроволновой датчик использует при работе не звуковые, а электромагнитные волны высокой частоты – порядка 5,8 ГГц. В остальном его принцип работы схож с ультразвуковым: для обнаружения движущихся предметов также используется эффект Доплера, одинаково действующий как для звуковых, так и для электромагнитных волн.
Точность этого типа датчиков выше, они даже обнаруживают движения за препятствиями. Но это достоинство обращается в недостаток, когда датчик начинает ловить движения предметов вне контролируемой зоны: за стенами или дверями небольшой толщины, оконными стеклами.