Типы инфракрасных датчиков и способы их подключения
Инфракрасным (ИК) датчиком (сенсором) называется электронное устройство, сигнализирующее об изменении интенсивности инфракрасного излучения в определенном секторе обзора.
Разновидности и особенности
Существующие инфракрасные датчики бывают пассивные и активные.
Пассивные сенсоры обнаруживают объект при помощи пироэлектрического чувствительного элемента. С целью повышения чувствительности датчики оснащается оптической системой линз. В условиях перепадов температуры для повышения термостабильности обычно используется парный вариант соединения, при котором элементы включаются встречно.
В отличие от пассивных аналогов, активные датчики сами являются источником инфракрасного излучения и отслеживают отраженные инфракрасные волны. Они обладают большей достоверностью отсылаемого сигнала и меньшим числом ложных срабатываний, однако не столь энергоэффективны – потребляют электроэнергию от встроенного аккумулятора или электросети.
Извещатели скорости
Извещатели скорости осуществляют синхронизацию скоростей нескольких двигателей. Также в существующих системах охранной сигнализации с помощью извещателей скорости осуществляется контроль внутреннего объема помещений, с высокой эффективностью блокируется территория «на проход» человека, перемещающегося со скоростью 0,3–3,0 м в секунду. Он оперативно реагирует на перепады температур в секторах «нарезки» контролируемого объема (с помощью оптической детали со ступенчатой поверхностью, называемой линзой Френеля), если он находится в пределах зоны чувствительности.
Детекторы PIR
PIR детекторами называют пассивные (не излучающие тепловые лучи) инфракрасные устройства, служащие для визуальной фиксации положения объекта. PIR детекторы обычно используются для контроля общественных помещений и автоматического открывания дверей.
Пироэлектрический чувствительный элемент представляет цилиндрическое устройство с кристаллом прямоугольным формы в центре, улавливающем ИК свет. Поскольку PIR детектор должен реагировать на движение объекта, излучающего тепло, одна половина датчика улавливает больший уровень излучения, чем другая. Вследствие этого на выходе будет генерироваться цифровой сигнал «high» (обычно напряжением 3В), когда есть движение, или «low, когда движение объекта отсутствует.
ПИР датчики используют в случае необходимости определить присутствие человека в пределах контролируемого пространства. Они не определяют расстояние и количество человек на территории.
Возможно ложное срабатывание на домашних питомцев и другие теплокровные объекты.
Извещатели температуры
ИК извещатель относится к наиболее распространенному типу извещателей температур, используемых для промышленного контроля температуры технологических процессов. Минимальная достаточная чувствительность пироэлектрического элемента обычно находится на уровне 0,1°С, для этого используется пироэлемент размером 1,0 х 2,0 мм и толщиной в несколько микрон.
Сенсоры объемные
Инфракрасные объемные сенсоры – пассивные экземпляры. Очень часто они используются для охраны автомобилей. Приспособления не излучают ничего, работая только «на прием», и реагируют на изменение распределения ИК лучей с раскрывом по вертикали/горизонтали порядка 90º, то есть являются объемными. Дальность действия разных моделей отличается, как правило, она составляет 6–12 метров.
В случае перемещении объекта с температурой отличной от окружающего фона, пироэлектрический сенсор генерирует электрический импульс.
Принцип действия
Принцип действия инфракрасного датчика основывается на явлении пироэлектрики. Основой датчиков является пироэлемент – искусственно синтезированный кристалл. По свойствам он аналогичен природным кварцу или турмалину, но обладает большей пироэлектрической чувствительностью, позволяющей на большем расстоянии визировать инфракрасное свечение.
Применение
ИК датчики составляют около 50% работающих сенсоров движения в мире. В быту высокочувствительный компонент используются в системах сигнализации. В комбинации с акустическими, ультразвуковыми и оптическими аналогами инфракрасный сенсор задействован в системах пожаротушения и охраны.
Радиационные термометры
Радиационный термометр (пирометр) – бесконтактный датчик температуры, действие которого основывается на зависимости температуры от количества передаваемой мощности теплового электромагнитного излучения. Они способны на расстоянии мерять температуру от -50ºС до +3000 ºС. В различных сферах деятельности применяют пирометры с показателем визирования 1:5 – 1:200.
Анализаторы влажности
В одном распространенном способе измерения влажности используется облучение инфракрасным светом с длиной волн 1,1–2,7 мкм, которые поглощаются влажным объектом, и эталонными частотами. Отраженные излучения детектируются и сравниваются (анализируются). Полученное значение соотношения определяет процент влажности сыпучего вещества или твердотельного предмета. Современный инфракрасный анализатор влажности определяет содержание влаги с точностью от 0,1 до 0,01%.
Газовые анализаторы
Инфракрасные датчики применяются в промышленности в качестве газоанализаторов, также контролируют утечку бытового газа в доме/на даче и определяют содержание вредных веществ в выхлопе автомобилей. Контроль содержания метана в помещении, концентрации CO и CO
ИК-приемники
В отличие от стандартного ИК детектора, инфракрасный приемник не только принимает, но и производит цифровое преобразование инфракрасного сигнала. Образующиеся в приемнике импульсы фиксированной частоты определенной длительности защищают устройство от ложных срабатываний. Это особенно актуально в местах с высоким фоновым излучением и помех со стороны бытовых приборов в инфракрасном диапазоне.
Преимущества и недостатки
ИK датчики обладают рядом преимуществ, обеспечивших повсеместное использование этого вида:
- избирательность по отношению к контролируемому объекту;
- надежность канала передачи информации и неприхотливость в процессе эксплуатации;
- способность современных моделей передавать тревожный сигнал самыми различным получателям: на панель охраны, компьютер, мобильный телефон через GSM модуль с SIM картой;
- возможность наращивать систему за счет подключения дополнительных датчиков.
К недостаткам инфракрасных датчиков следует отнести:
- игнорирование охранными датчиками человека, облаченного в плотную, не пропускающую наружу тепло, одежду;
- возможность глушения радиосигнала 315 и 433 МГц беспроводных датчиков системами подавления.
Критерии выбора
При выборе ИК датчиков покупателей интересует внешний вид, эргономичность и оперативность срабатывания современных моделей. Существуют свойства товарных позиций, на которые покупателям следует в первую очередь обратить внимание.
Устойчивость к атмосферным осадкам
Атмосферные осадки могут негативно влиять на функционирование чувствительной электроники. Наилучшим способом защиты от дождя, снега и града считается размещение прибора в корпусе с высокой степенью пылевлагозащищенности IP66.
Доступные виды источников питания
В комплект поставки устройства обычно входит аккумуляторная батарея или аксессуары для подключения к источнику питания. Это может быть шлейф с разъемами, сетевой адаптер.
Возможность подключения к центральной системе сигнализации
Инфракрасные сигнальные датчики адаптированы для взаимодействия с различными контрольно-приемными панелями. В ряде модификаций предусмотрена подача тестовых сигналов на центральный блок и сигналов о разряде батареи.
Возможность настройки чувствительности
Датчики с регулируемой настройкой чувствительности имеют преимущество перед моделями без такой регулировки. Настройка производится поворотом колесика регулятора из положения max (high или +) в сторону отметки min (low или -).
Параметр настраивается таким образом, чтобы устройство не реагировало на мелких животных, но срабатывало при обнаружении человека.
Возможность скрытой установки
Существуют охранные датчики скрытой установки, встраиваемые в потолок или стену. Корпус устройства утапливается в заранее подготовленное отверстие, снаружи видна только оптика пироэлектрического элемента, осуществляющая круговое обнаружение.
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.
Правила эксплуатации
Правила эксплуатации устройства производитель прописывает в руководстве по эксплуатации. В составе сопроводительной документацией оно передается покупателю при покупке товарной позиции.
оптическая схема и блок обработки сигналов
Просмотров: 5 589
Среди большого многообразия охранных извещателей, инфракрасный датчик движения является самым распространенным устройством. Доступная цена и эффективность, вот качества, обеспечившие им популярность. А все благодаря тому, что в начале девятнадцатого века обнаружили инфракрасное излучение.
Оно находится за границей видимого красного света в диапазоне 0,74-2000 мкм. Оптические свойства веществ сильно различаются и зависят от типа облучения. Небольшой слой воды является непрозрачным для ИК излучения. Инфракрасное излучение солнца составляет 50 процентов всей излучаемой энергии.
Область применения
Инфракрасные датчики движения для охраны применяются давно. Они фиксировали перемещения теплых объектов в помещениях, и передавали сигнал тревоги на контрольную панель. Их стали совмещать с видеокамерами и фотоаппаратами. При нарушении происходила фиксация происшествия. Потом область применения расширилась. Зоологи стали применять в фотоловушках для контроля исследуемых животных.
Больше всего ИК датчики применяются в системе умный дом, где играют роль сенсора присутствия. При попадании теплокровного объекта в область действия устройства, оно включает освещение в помещении или на улице. Экономится электричество и облегчается жизнь людям.
Инфракрасный датчик движения для освещения
В системах контроля доступа извещатели движения управляют открыванием и закрыванием дверей общественных сооружений. По расчетам экспертов рынок ИК сенсоров будет расти на 20% ежегодно ближайшие 3-5 лет.
Принцип работы ИК датчика движения
Работа ИК извещателя заключается в контроле инфракрасного излучения определенной области, сравнении его с фоновым уровнем, и по результатам анализа выдачи сообщения.
ИК датчики движения для охраны используют активные и пассивные виды сенсоров. Первые для контроля используют собственный передатчик, облучающие все в зоне действия устройства. Приемник получает отраженную часть ИК излучения и по его характеристикам определяет, было нарушение зоны охраны или нет. Активные датчики бывают комбинированного типа, когда принимающие и передающие блоки разделены, это извещатели контролирующие периметр объекта. Имеют большую дальность действия по сравнению с пассивными устройствами.
Зона действия инфракрасного датчика
Пассивный инфракрасный датчик движения не имеет излучателя, он реагирует на изменение окружающего ИК излучения. В общем случае, извещатель имеет два чувствительных элемента, способных фиксировать инфракрасное излучение. Перед сенсорами устанавливается линза Френеля, разбивающая пространство на несколько десятков зон.
Маленькая линза собирает излучение с конкретного участка пространства и посылает на свой чувствительный элемент. Соседняя линза, контролирующая смежный участок посылает поток излучения на второй сенсор. Излучения соседних участков примерно одинаковы. При нарушении баланса, превышении какого-то порогового значения, прибор извещает контрольную панель о нарушении зоны охраны.
Схема ИК датчика
Каждый производитель имеет уникальную принципиальную схему ИК извещателя, но функционально они примерно одинаковы.
Устройство инфракрасного датчика
ИК датчик имеет оптическую систему, пирочувствительный элемент, блок обработки сигналов.
Оптическая система
Рабочая область современных датчиков движения весьма разнообразна благодаря различным формам оптической системы. От устройства расходятся лучи в радиальном направлении в различных плоскостях.
Так как извещатель имеет сдвоенный сенсор, то все лучи раздваиваются.
Сенсор инфракрасного датчика
Оптическая система ориентируется таким образом, что будет контролировать только одну плоскость или несколько плоскостей на разных уровнях. Может контролировать пространство вкруговую или по лучу.
При построении оптики ИК-датчиков часто используются линзы Френеля, представляющих множество призматических фасеток на выпуклой пластиковой чашке. Каждая линза собирает ИК поток со своего участка пространства и отправляет на ПИР элемент.
Конструкция оптической системы такова, что избирательность по всем линзам одинакова. Чтобы защититься от собственного тепла элементов, насекомых в устройстве устанавливается герметичная камера. Редко используется зеркальная оптика. Это значительно повышает дальность действия устройства и цену прибора.
Пирочувствительный элемент
Роль сенсора в ИК датчике играет пироэлектрический преобразователь на чувствительных полупроводниковых элементах. Он состоит из двух сенсоров. На каждый из них от двух соседних лучей поступает поток излучения. При одинаковом равномерном фоне сенсор молчит. При возникновении дисбаланса, в одной зоне появляется дополнительный источник тепла, а в другой нет, сенсор срабатывает.
Для повышения надежности и уменьшения ложных срабатываний в последнее время стали применять счетверенные ПИР элементы. Это увеличило чувствительность и помехозащищенность прибора. Но уменьшило расстояние уверенного распознавания нарушителя. Для решения этого приходится использовать прецизионную оптику.
Блок обработки сигналов
Главной задачей блока является надежное распознавание человека на фоне помех.
Они бывают самые разнообразные:
- солнечное излучение;
- искусственные ИК источники;
- кондиционеры и холодильники;
- животные;
- конвекция воздуха;
- электромагнитные помехи;
- вибрация.
Блок обработки для анализа использует амплитуду, форму и длительность выходного сигнала пироэлектрического преобразователя. Воздействие нарушителя вызывает симметричный двухполярный сигнал. Помехи выдают несимметричные значения на обрабатывающий модуль. В простейшем варианте сравнивается амплитуда сигнала с пороговым значением.
Распознавание животных инфракрасным датчиком
При превышении порога извещатель сообщает об этом, подавая определенный сигнал на контрольную панель. В более сложных датчиках измеряется длительность превышения порога, количество этих превышений. Для повышения помехозащищенности прибора используется автоматическая термокомпенсация. Она обеспечивает постоянную чувствительность во всем диапазоне температур.
Обработка сигнала осуществляется аналоговыми и цифровыми устройствами. В новейших устройствах начали применять цифровые алгоритмы обработки сигнала, что позволило улучшить избирательность прибора.
Эффективность использования ИК извещателя в охранной сигнализации
От правильности выбора вида сенсора, расположения на объекте охраны во многом зависит его эффективность. Пассивные ИК датчики движения уличные и внутреннего применения реагируют на перемещения теплых по сравнению с фоном объектов при определенных скоростях перемещения. При маленькой скорости движения, изменения потоков инфракрасного излучения в соседних секторах настолько незначительны, что он воспринимается, как фоновый дрейф, и не реагирует на нарушение зоны охраны.
Если нарушитель облачится в защитный костюм с отличной теплоизоляцией, то ИК датчик движения не отреагирует, не будет нарушения баланса излучения в соседних зонах. Человек сольется с фоновым излучением.
Нарушитель двигается вдоль лучей извещателя движения с малой скоростью, в этом случае он нередко молчит.
Схема работы инфракрасного датчика движения
Изменения потоков оказываются недостаточными для срабатывания устройства. Особенно свойственно извещателям с функцией защиты от животных. В них уменьшают чувствительность, чтобы избежать реакции на появления домашних питомцев.
Важно правильно установить инфракрасный датчик. Требуется по конфигурации здания применять устройство типа «шторка», следует так и делать. Производитель рекомендует монтаж прибора на определенной высоте, надо соблюсти и это.
Для повышения эффективности работы инфракрасных датчиков их применяют совместно с сенсорами, работающими на других принципах.
Обычно, дополнительно придается радиоволновой извещатель с высокой чувствительностью, что снижает процент ложных срабатываний и повышает надежность охранной сигнализации. При защите окон от проникновения дополнительно устанавливается ультразвуковой извещатель, реагирующий на разбитие стекла.
Заключение
Постепенно ИК датчики усложняются, повышается их чувствительность, улучшается избирательность. Сенсоры находят широкое распространение в системах «умный дом», видеонаблюдения, контроль доступа. Совместное использование с различными устройствами повысило потребительские свойства датчиков. Им уготована долгая жизнь.
Видео: Датчик движения, принцип работы
Инфракрасный датчик движения: обзор, установка
Все мы стремимся к комфорту. А где его можно создать максимально отвечающим требованиям, как не дома? Самым частым неудобством, с которым сталкивается человек в своем доме, является система освещения и необходимость включения света в вечернее и ночное время суток. Современные технологии в лице сенсорных выключателей и датчиков движения позволят автоматизировать систему включения и управления света. Используя для включения света датчик движения, можно в разы повысить комфортность любого помещения в плане пребывание или перемещения по нему. Среди современных аппаратов наибольшей популярностью пользуются инфракрасные модели.
Инфракрасный датчик движения является специальным устройством, которое позволит вам своими руками создать в своем доме систему «умный свет». Но чтобы вопросы подключения к сети и осветительным приборам не ставили вас в тупик, нужна не только схема, но и знание особенностей данного изделия. Разобраться во всех этих вопросах и даже больше поможет сегодняшняя статья. После этого вы сможете своими руками проделать любые процедуры подключения.
Приступим к азам
Детектор движения представляет собой тепловой (инфракрасный) датчик. Он способен обнаружить в исследуемой зоне перемещение любых живых объектов и использовать полученные данные для включения или выключения света. Устройство и схема прибора практически ничем не отличается от других аналогичных аппаратов (микроволновых, комбинированных и ультразвуковых датчиков).
Обратите внимание! Различия между всеми возможными вариантами заключаются в принципе работы сенсора.
Строение ИК-датчика
В ИК-датчике сенсор представлен в виде пироэлектрического элемента, который основан на принципе повышения на его выходе напряжения в ситуации возрастания величины инфракрасного излучения по сравнении с фоновым.
Чтобы данное устройство могло использоваться для включения света, в него вмонтировано специальное реле. В результате получается, что инфракрасный датчик движения, применяемый для влечения света, представляет собой специальное электронное устройство, которое способно реагировать в зоне его действия на даже незначительные изменения интенсивности теплового фонового излучения.
Обратите внимание! Любой живой объект является источником теплового излучения. Поэтому при неправильной настройке, или если схема неисправна, датчик может срабатывать на появление в помещении не только людей, но и животных.
Принцип работы инфракрасного извещателя базируется на обнаружении в установленной зоне изменений в тепловом излучении объектов, находящихся в этой области.
Принцип работы ИК-датчика
Прибор, благодаря наличию в его устройстве специальных линз, а также сегментированных вогнутых зеркал, пропускает через них испускаемое инфракрасное излучение. Это излучение попадает внутрь приемника и регистрируется сенсором. При приеме неизменного сигнала датчик продолжает работать в пассивном режиме.
Этот принцип воплощается в следующем алгоритме функционирования ИК-устройства:
- при перемещении объекта в зоне, которая контролируется прибором, происходит поочередное фокусирование инфракрасного излучения на системе линз сенсора. В различных моделях количество линз может варьироваться в пределах от 20 до 60 штук;
Обратите внимание! Чем большее число линз в устройстве, тем большей чувствительностью он будет обладать. Это следует помнить при выборе модели для организации системы автоматического включения света в доме или квартире. Также следует знать, что чем больше поверхностная площадь системы линз, тем шире будет зона обхвата прибора.
- фокусирование излучения на линзах служит сигналом для перехода датчика в активное состояние;
- при улавливании сигнала происходит срабатывание датчика. Здесь в работу вступает электронная схема устройства. В результате того, что схема была активирована и происходит передача сигнала на осветительный прибор, что сопровождается активацией света.
Инфракрасные излучатели могут подключаться и к другим электроприборам.
Область применения
Использовать ИК-датчик, установив его своими руками, можно для подключения самых разнообразных приборов. Наиболее часто они применяются для подключения разнообразных осветительных приборов. Также их можно использовать для подключения различных элементов охранной системы. К примеру, к ИК-извещателю можно подключить звуковую сигнализацию. Для подключения допускается даже одновременное подсоединение нескольких приборов для включения звуковой сигнализации и света.
Обратите внимание! В каждой ситуации имеется своя схема для подключения того или иного электроприбора. Схема иллюстрирует правильный вариант подключения, при котором прибор будет функционировать качественно и эффективно.
Охранная система
В результате того, что инфракрасные устройства для отслеживания движения в контролируемой зоне имеют доступную цену и простую установку, их монтаж может проводиться своими руками. Такие изделия на сегодняшний день широко используются в следующих областях:
Автоматическая подсветка улиц
- создание системы «умный дом» в домашних условиях и своими руками;
- автоматизация подсветки в помещениях общественного назначения: офисы, коридоры, лестничные проемы и т.д.;
Обратите внимание! Установка любого типа датчика движения наиболее эффективна в тех помещениях, где люди не задерживаются на длительный период времени.
- подсветка улиц, парков, дорог и жилмассивов;
- освещение промышленных и производственных объектов.
Стоит отметить, что в данной ситуации не существует принципиальных различий в том, где будет функционировать инфракрасный датчик, реагирующий на движение.
Недостатки модели
Все приборы обладают определенными недостатками. И их в обязательном порядке необходимо учитывать при выборе изделия для создания автоматизированной системы включения освещения в доме или на улице.
Обычно, превалирующее большинство недостатков базируются на конструкционных особенностях изделия, а также принципе его работы. При рассмотрении инфракрасных моделей к негативным сторонам их установки можно отнести:
- наличие ложного срабатывания. Ложные срабатывания связаны с тем, что сенсор прибора способен воспринимать любые инфракрасные излучения. К примеру, ложное срабатывание может случиться от чрезмерно нагретого воздуха, который бывает на улице в жаркую погоду или поступает от кондиционера, батарей отопления, обогревателей и радиаторов;
Датчик внутри дома
Обратите внимание! Активация устройства может быть вызвана перемещением через контролируемую область домашних питомцев: собак и кошек. При этом маленькие дети также могут спровоцировать срабатывание включения света. Чтобы избежать этого, необходима точная настройка своими руками прибора. Схема настройки будет указана в инструкции к датчику.
- снижена точность функционирования прибора при установке на улице. Такая особенность основана на том, что датчик может неправильно работать из-за разнообразных климатических условий: жары, осадков (снег, дождь, град) и т.д. Это следует учитывать при создании автоматической системы наружного освещения;
- незначительный диапазон рабочей температуры;
- наличие материалов, не пропускающих инфракрасное излучение.
Эти недостатки следует учитывать при выборе модели датчика движения. Здесь обязательно необходимо учитывать место размещения и предназначение прибора, а также то, что вы хотите получить от него в конечном счете.
Достоинства прибора
Инфракрасные датчики, помимо недостатков, обладают еще и достаточно внушительным перечнем достоинств. К ним следует отнести следующие моменты:
- наличие возможности достаточно точной и тонкой настройки. Здесь можно своими руками настроить дальность действия, а также угол для обнаружения в контролируемой зоне движущихся объектов;
- отлично подходит для эксплуатации в домашних условиях;
- можно использовать вне дома, на улице. Но в данной ситуации необходимо учитывать все вышеперечисленные недостатки, чтобы избежать скорой порчи прибора или его неадекватной работы.
Отдельно необходимо отметить, что в отличие от остальных датчиков движения, применяемых для включения света в доме или на улице, инфракрасный извещатель не несет вреда здоровью человека. Это устройство безопасно не только для взрослых и детей, но и для домашних питомцев. Поэтому такой прибор можно спокойно устанавливать в детской комнате, спальне и другом домашнем помещении.
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.
Варианты установки
Подключение датчика инфракрасного типа может вестись по разнообразным схемам. Наиболее часто востребованы схемы, указывающие подключение изделия к осветительным приборам. Подключение ИК-датчика возможно двумя способами:
- через распределительную коробку;
- непосредственно в месте размещения.
Какой бы способ вы не выбрали, нужна специальная схема, отвечающая тем или иным вашим запросам.
Самым простым способом подключения данного типа детектора является установка его с помощью выключателя. В этой ситуации подключение лампы происходит на другую электрическую цепь. Здесь, если выключатель полностью снять, датчик сможет самостоятельно отвечать за включение и выключение света. Схема такого подключения приведена ниже.
Схема подключения через выключатель
Можно подключить детектор непосредственно к проводке. Здесь следует определить провод, идущий к лампе. От него протягиваем новый и соединяем с красным контактом датчика. Схема подключения в такой ситуации имеет следующий вид.
Схема подключения к проводке
Для того чтобы датчик исправно работал, схема подключения должна соблюдаться неукоснительно.
Заключение
Для создания в доме системы «умный свет» инфракрасный датчик отлично подойдет. Он обладает массой преимуществ, которые позволят вам автоматизировать систему управления светом наилучшим образом, а также снизить собственные затраты на потребление электроэнергии. Кроме этого подобного рода устройства, установленные своими руками, вполне могут применяться и для создания наружного освещения. Здесь они отлично впишутся в охранные системы, обеспечив вас дополнительной безопасностью.
Что нужно знать об Инфракрасных датчиках движения.
Так как в современном мире безопасность занимает важное значение, охранные системы и оборудование, входящее в их состав постоянно совершенствуется. Ультразвуковые извещатели отходят в небытие, уступая место инфракрасным датчикам движения. Эти приборы обладают доступной ценой и простой конструкцией. Но все же, главным их достоинством является минимальное количество ложных срабатываний.
Помимо этого, они успешно применяются на объектах с низким температурным режимом и обладают системой маскировки, позволяющей свести к минимуму их обнаружение и блокирование.
Принцип работы устройства
В состав охранного пассивного инфракрасного датчика движения входят следующие узлы, представленные:
- Оптикой (изогнутыми зеркальными элементами или линзами Френеля).
- Чувствительными элементами, помещенными в герметичный корпус.
В зависимости от типовой принадлежности оптической системы, происходит отражение или фокусирование инфракрасного излучения человека. Чаще всего используют датчики оснащенные линзами Френеля, так как они обладают невысокой стоимостью и простотой изготовления.
В конструктивном плане, подобный датчик является плоской пластиной с линзами разной толщины на поверхности. Эти элементы позволяют сфокусировать инфракрасный луч на каждом из участков, имеющих повышенную чувствительность.
Также существуют инфракрасные датчики движения, оснащенные сферической оптической системой. Их монтируют в пассивные устройства, которые зачастую размещаются в потолочной зоне.
Разновидности ИК излучателей
Охранные инфракрасные датчики движения активного типа бывают:
- Фотоэлектрическими.
- Ультразвуковыми.
- Микроволновыми.
Принцип работы данных устройств, заключается в фиксировании движения, постороннего шума, а также температурных перепадов при помощи просвечивания охраняемой территории инфракрасным излучением.
По конструкции они также имеют различия и бывают однопозиционными и двухпозиционными. В состав датчиков первого типа входит передатчик и приемник, размещенные в одном блоке. У датчиков второго типа, передающий и принимающий элемент, находятся в разных блоках. Также извещатели бывают и многопозиционными. Они состоят из нескольких блочных структур, оснащенных передатчиками и приемниками.
В состав охранных ИК устройств входит нормальный замкнутый входной контакт, включающийся в шлейф сигнализационной системы. Через него протекает ток небольшого вольтажа. Контакт размыкается при срабатывании датчика либо при отключении электроэнергии.
Где используют ИК излучатели?
Инфракрасные излучатели используются в составе охранных систем, устанавливаемых в квартирах, коттеджах, различных организациях и производственных объектах. Невзирая на то, что ИК устройство можно обезвредить, заклеив окошко инфракрасного излучателя, оно весьма эффективно в сочетании с другими датчиками.
Размещают подобные устройства на стенах и потолках, а благодаря их малогабаритности, они практически незаметных для окружающих.
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.
На что обратить внимание при выборе датчика?
Инфракрасный датчик движения приобретают с учетом места его установки. При монтаже в помещении, следует учитывать одни характеристики, а при установке на улице – другие.
Если устройство будет следить за придомовой территорией, то его параметры будут представлены:
- Диапазоном рабочих температур.
- Наличием антисаботажного функционала.
- Классом защиты датчика.
- Качеством настройки устройства.
Температурный диапазон ИК датчика должен составлять от -35-ти до +50-ти градусов, при стопроцентной относительной влажности. Класс защиты такого устройства должен быть не менее IP55. Датчик должен настраиваться таким образом, чтобы он реагировал только на приближение к участку людей. Животных, птиц, транспорт и прочие движущиеся объекты, система учитывать не должна. Важным фактором является защита от повреждений. При наличии антисаботажной системы, о порче датчика, можно будет узнать по подаваемым им сигналам на центральный блок.
Для закрытого помещения, температурный диапазон должен быть небольшим, но при покупке устройства данного устройства важно определиться с зоной обнаружения, которая может быть объемной, поверхностной и линейной.
Установка устройства и его подключение
Устанавливать инфракрасный датчик движения следует на поверхности не подверженные вибрациям, таким образом, можно свести к минимуму количество ложных срабатываний. Также важно, на каком расстоянии от пола будет установлен извещатель. Согласно его паспортным данным, расстояние монтажа будет равно трем метрам.
ИК датчики следует монтировать так, чтобы не было прямой засветки чувствительных элементов. Рядом с ними не должно быть нагревательных приборов, излучающих тепло. Ну и самое главное – это определится с зоной обнаружения с целью контроля за передвижением злоумышленника.
Беспроводные датчики не имеют схем подключения. Каждому из устройств следует присвоить сигнальный адрес, который при включении будет переводить датчик в режим работы. Об этом можно узнать в инструкции выбранного устройства.
Проводные датчики также подключаются по-разному. Порядок их подключения к охранной системе будет описан в инструкции по эксплуатации устройства.
Вот в принципе и все важные моменты, которые следует учитывать при выборе и установке ИК датчика движения. Но если вы сомневаетесь в своих силах, лучше обратиться к специалистам, занимающимся подбором и установкой данного оборудования.
Инфракрасный датчик движения (Zelo-модуль) [Амперка / Вики]
Видеообзор
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.
Примеры работы
Простой датчик движения
Инфракрасный датчик может работать даже без микроконтроллера. Соберите простой детектор движения объекта.
Что вам понадобится?
Схема устройства
При появлении объекта в зоне видимости датчика, лампочка загорится.
Используйте инфракрасный датчик движения как одно из зёрен в своём умном доме. Тут уже не обойтись без Arduino, Raspberry Pi или Iskra JS.
Пример для Arduino
Подключим датчик движения к Arduino Uno через Troyka Shield к 4
цифровому пину.
Схема устройства
Код программы
Выведем в Serial-порт текущее состояние датчика с обновлением каждые 100 миллисекунд.
- motionState.ino
// пин инфракрасного датчика движения #define MOTION_PIN 4 void setup() { // открываем монитор Serial-порта Serial.begin(9600); // настраиваем пин в режим входа pinMode(MOTION_PIN, INPUT); } void loop() { // считываем состояние пина int motionState = digitalRead(MOTION_PIN); // выводим в Serial-порт Serial.println(motionState); delay(100); }
После прошивки платы, вы увидите бегущие нули. А как только появится живой объект на горизонте — нули сменятся на единицы.
Пример для Iskra JS
Скоммутируем PIR-сенсор к Iskra JS через Troyka Shield к 4
цифровому пину.
Схема устройства
Код программы
Зафиксируем движение объекта с помощью Espruino и языка JavaScript.
- motionDetect.js
// наблюдаем за датчиком движения setWatch(function() { // если датчик зафиксировал движение // печатаем об этом в консоль print("Movement detected"); }, P4, { // функция вызывается многократно repeat: true, // фиксация восходящего фронта edge: "rising" });
В результате вы увидите сообщение в консоле, при обнаружении живого объекта в зоне видимости сенсора.
Пример для Raspberry Pi
Поймаем живой объект одноплатником Raspberry Pi. Подключите сенсор движения к 4
пину Raspberry. Для избежания макеток и проводов используйте плату расширения Troyka Cap.
Схема устройства
Код программы
- motionState.py
# библиотека для работы с методами языка Wiring (Arduino) import wiringpi as wp # инициализация WiringPi wp.wiringPiSetup() # пин 4 в режим входа wp.pinMode(4, 0) while (True): # считываем состояние с датчика движения motionState = wp.digitalRead(4) # печатаем результат в консоль print(motionState); # ждём 100 мс wp.delay(100)
После запуска скрипта вы увидите текущие показатели сенсора. Пока движения нет — в консоле выводятся нули, при обнаружении живого объекта — единицы.
Элементы платы
Пироэлектрический сенсор с линзой Френеля
Модуль выполнен на пироэлектрическом сенсоре RD-624 в металлическом герметичном корпусе. Внутри компонента расположено два чувствительных элемента, которые смотрят на внешний мир через прямоугольное окно, которое пропускает инфракрасное излучение.
На пироэлектрический сенсор одевается Линза Френеля, которая концентрируют излучение, значительно расширяя диапазон чувствительности датчика.
Микросхема управления
Мозгом сенсора является микросхема BISS0001. Чип считывает и обрабатывает сигналы с PIR-сенсора. В итоге на выходе модуля бинарный цифровой. Есть движение — единица, нет — ноль.
Выбор режима работы
Режим работы модуля задается перемычкой . Есть два режима — режим H и режим L. На фото выше в модуле установлен режим H.
Режим H — в этом режиме при срабатывании датчика несколько раз подряд на его выходе (на OUT) остается высокий логический уровень.
Режим L — в этом режиме на выходе при каждом срабатывании датчика появляется отдельный импульс.
Регулировка режимов работы
На модуле расположено три потенциометра отвечающие за подстройку режима работы:
T.on
— регулировка длительности сигнала при обнаружении движения объекта. Время на которое сенсор будет выдавать гарантированно высокий уровень при детектировании объекта. Диапазон длительности: от одной секунды до пяти минут.T.off
— регулировка длительности игнорирования движения при повтором срабатывании датчика. Время на которое сенсор не будет реагировать на движущий объект при циклическом срабатывании датчика. Временной диапазон: от нуля до пяти секунд.SENS
— регулировка чувствительности сенсора.
Световой индикатор
Индикаторный светодиод дублирующий выходной сигнал с датчика движения. При высоком уровне сигнала с модуля — светодиод горит, при низком — не горит.
Датчик освещённости
Датчик освещённости на фоторезисторе GL5528, подкорректирует чувствительность модуля на солнечный свет. Это удобно при необходимости отключение работы сенсора в дневное время суток.
Troyka-контакты
На модуле выведена группа Troyka-контактов:
Сигнальный (S) — цифровой выход сенсора. Используется для передачи текущего состояния модуля. Подключите к цифровому пину микроконтроллера.
Питание (V) — соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
Земля (G) — соедините с землёй микроконтроллера.
Принципиальная и монтажная схемы
Габаритный чертёж
Характеристики
Напряжение питания: 3.3–5 В
Расстояние наблюдения: 7 м
Угол обзора: 110°
Длительность сигнала при обнаружении движения (Ton): от 1 секунды до 5 минут
Длительность игнорирования движения при повтором срабатывании (Toff): до 5 секунд