Да будет свет: как выбрать датчик движения для освещения дома?

Рекомендации по выбору уличных датчиков света

Встроенные или выносные датчики, работающие в автоматическом режиме, значительно упрощают жизнь. Если вы хотите, чтобы наружное освещение придомовой территории, подсветка дорожек или витрин включались самостоятельно, просто установите устройство в месте активного движения.

Приборы не рекомендуется устанавливать в затененных зонах или на высоте ниже 2 м – случайное затемнение или яркий свет фар вызовут ложно срабатывание

Монтаж датчика – это еще и простой способ экономии электроэнергии, особенно при использовании ламп накаливания. Осветительные приборы включатся в сумерках, когда видимость снижается, а выключатся при наступлении рассвета.

Благодаря налаженной системе освещения в летний период не придется вставать в 4-5 часов утра специально, чтобы отключить уличные фонари на придомовой территории.

А сейчас рассмотрим, какие характеристики приборов важно учитывать при покупке

Критерий #1 — конструкция и способ установки

Условно все устройства можно разделить на 2 категории: со встроенным светочувствительным датчиком и с выносным. В первом случае фотореле интегрировано в корпус и устанавливается вместе с лампой на улице, во втором – крепится на DIN-рейку вместе с автоматическими выключателями, а наружу выводится непосредственно провод с датчиком.

Детально о принципе работы фотореле мы рассказали в следующей нашей статье.

Если вы предпочитаете самостоятельную или быструю установку, подойдет встроенная модель. Она напоминает фонарик, а монтаж производится очень легко – на металлический уголок

Для подключения к сети нужно использовать схему, прилагаемую к изделию производителем. У бюджетных моделей следует присоединить 3 проводника, выходящие из-под основания корпуса.

Критерий #2 — возможность регулировки

Очень важно, какое именно освещение вы считаете недостаточным, чтобы установить настройки датчика. Можно отрегулировать нижний и верхний порог отключения

Проще говоря, при одних настройках устройство включится, когда слегка стемнеет, при других – только глубокой ночью.

Для настройки на корпусе устанавливают регулятор (тумблер или колесико), который можно плавно перемещать. Регулировку целесообразно проводить в зависимости от времени года и, соответственно, длины светового дня

Есть недорогие модели с максимальным сумеречным порогом (например, 20 лк), но без возможности регулировки. Есть вероятность, что такой прибор может вас не устроить, так как будет зажигаться слишком рано или, наоборот, только ночью.

Критерий #3 — степень защиты

К уличным устройствам предъявляются повышенные требования, так как они находятся в неблагоприятных условиях. Максимальная защита особенно актуальна для дождливых регионов или пыльных локаций.

Благодаря этой таблице вы сможете определить, с какой степенью защиты датчик потребуется вам. Нужно учесть, есть ли над ним козырек и как высоко он закреплен над землей (чем выше, тем меньше пыли)

Если показатель IP небольшой, можно соорудить нечто вроде дополнительного чехла – например, надеть сверху отрезок пластиковой бутылки. Но не нужно забывать протирать от грязи и корпус, и защитный экран, чтобы прибор не выдавал ложные срабатывания.

Критерий #4 — рабочая температура и размеры

Рабочая температура — это диапазон, при котором рекомендуется применять датчик. На практике выбор прибора не всегда соответствует действительности. Обычно нижний порог ограничен температурой -20-25°С, а в зимний период она бывает и намного ниже. Что делать? По мере возможности утеплить корпус, разместить датчик в стенной нише или купить более дорогую модель, рассчитанную на сильные холода.

Размеры устройства — для встроенных устройств габариты не так важны, так как чаще всего они крепятся на любом свободном участке стены и имеют высоту не более 10 см. А вот корпус выносного фотореле размещается внутри электрощита, среди множества защитных устройств. Под него заранее нужно выделить место, а также продумать, как лучше вывести наружу датчик.

Если вы еще сомневаетесь о целесообразности покупки фотореле, тогда предлагаем присмотреться к лампам с датчиком движения или к уличным фонарям на солнечных батареях.

Разновидности датчиков

Разновидности датчиков Не смотря на одинаковый принцип действия, их назначение может быть разным, в зависимости от условий эксплуатации. Поэтому, выбирая датчик, следует в первую очередь определиться с тем, где он будет установлен.

Устройства, предназначенные для установки на открытом воздухе, выполняются в более защищенном корпусе, тем более, если они работают от сети 220V. Степень защиты помечается двумя буквами (IP) и цифрами. Так, для эксплуатации вне помещения следует выбирать электрооборудование, имеющее степень защиты IP 55 и не ниже, а в случае установки внутри помещения – с пометкой до IP 55.

Выбор по типу питания

В зависимости от конструкционных особенностей, датчики работают:

• От сети, напряжением 220 V.
• От гальванических элементов питания (батареек или аккумуляторов).

  Датчики движения бывают проводными и беспроводными

Наиболее востребованными считаются устройства, работающие от напряжения 220 V, то есть проводные. Меньший спрос на датчики, которые работают от батареек или аккумуляторов, но в последнее время все больше отдают предпочтение независимым источникам питания. К тому же, бывают случаи, когда необходим именно беспроводной датчик движения, работающий от солнечной батареи, например.

Принцип действия датчика движения

Принцип работы датчиков движения может быть различным. Поэтому различают:

• Инфракрасные датчики движения, которые реагируют на тепло, излучаемое теплокровными существами. Представляют пассивные устройства, поскольку сами никаких сигналов не излучают, а только реагируют на них. Такие типы датчиков реагируют не только на появление человека, но и на движения животных.

  Работа инфракрасных датчиков движения основаны на отслеживании тепла, выделяемого человеком

• Акустические датчики, реагирующие на звуковые сигналы. Это также пассивные устройства, которые включают различные устройства от хлопка руками или от звука открывающейся двери и т.д. Их удобно устанавливать в подвалах частных домов или городских квартир. Как правило, в подвалах появляется шум только тогда, когда в него кто-то заходит. Что касается других условий эксплуатации, то нужно хорошо подумать.
• Микроволновые датчики движения. Это уже группа активных устройств, поскольку датчики движения сами генерируют микроволны и сами их отслеживают. Если в их «поле зрения» появляется движущийся объект, то они включают сигнализацию, как световую, так и звуковую. Чувствительные модели таких устройств могут контролировать помещения, находящиеся за перегородками. Как правило, подобные типы датчиков применяются в охранных системах.
• Ультразвуковые датчики отличаются от микроволновых только диапазоном излучаемых сигналов. Используются не так часто, поскольку на него могут реагировать животные. Длительное излучение ультразвука может также негативно сказаться на здоровье человека.

  Разное исполнение, но цвет, в основном, белый и черный

• Комбинированные, в которых заложено несколько принципов реагирования на движущиеся объекты. Эти устройства считаются наиболее надежными, но и стоят они гораздо дороже.

Как правило, в основном используются инфракрасные датчики, поскольку это недорогие устройства, а их радиус действия устраивает потенциальных покупателей. К тому же, датчики оборудованы регуляторами для более точной настройки. Ультразвуковые и микроволновые датчики лучше устанавливать в длинных коридорах или на лестницах, поскольку у них гораздо больше радиус действия. Для охраны важных объектов лучше подойдут микроволновые датчики, тем более что они способны обнаружить движущийся объект даже за перегородкой.

Датчик Движения. Схема подключения датчика движения. Как самостоятельно подключить датчик движения.

Плюсы и минусы видов датчиков движения

УЗ-детекторы

Преимущества УЗ датчиков радарного типа:

• источники теплового излучения, к примеру, радиаторы отопления не приводят к ложному срабатыванию датчиков;
• подходят для использования в условиях высокой влажности и запыленности;
• движение объекта определяется вне зависимости того, исходит от него тепловое излучение или нет.

Недостатки УЗ-датчиков:

• приборы работают только направленно;
• из-за затухания уз-волны детекторы не подходят для больших помещений;
• применение невозможно на открытом воздухе, так как существует слишком много движущихся природных объектов, которые приводят к срабатыванию датчика;
• уз-детекторы способны уловить только резкие перемещения;
• уз-извещатели негативно воздействуют на животных, воспринимающих ультразвук.

МВ-детекторы

Преимущества микроволновых извещателей:

• они способны уловить движение объектов с малой скоростью;
• свч-излучение проходит через плохо проводящие ток препятствия (стекло, межкомнатные перегородки, двери и др.);
• на работу датчика не влияет температурный режим фона или сила теплового излучения объектов;
• мв-извещатель имеет более компактные размеры, чем его аналоги.

Недостатки МВ-извещателей:

• датчики на открытом воздухе демонстрируют большое число ложных срабатываний, кроме того они реагируют на помехи вне зоны наблюдения, которые находятся за дверями, за окном и т. д;
• мв-излучатели вредны для человеческого здоровья, поэтому мощность их излучения не должна превышать 1 мвт/см2.

ИК-детекторы

ИК-детекторы чаще всего используются и в жилых помещениях, и на улице.Преимущества ИК-датчиков:

• относительно точная регулировка дальности и угла наблюдения за движущимися объектами;
• датчики подходят для работы на открытом воздухе;
• ик-детекторы безопасны и для здоровья человека, и не вызывают беспокойств у домашних питомцев.

Недостатки ИК-детекторов:

• ложные срабатывания из-за теплых потоков воздуха, которые могут исходить от радиаторов отопления, кондиционеров и т. д.;
• точность работы на улице снижается из-за дождя и снега, яркого солнечного света, попадающего на фотоэлемент излучателя;
• у аппарата узкий диапазон рабочих температур.

ИК-извещатель движения работающий по методу счета импульсов. Способен мгновенно срабатывать на передвижение, и работает только по истечению периода, когда аппарат отсчитает заданное количество импульсов.

Это приводит к следующим недостаткам

• Медленное генерирование итогового сигнала.
• Недостаточная надежность работы, так как мимо такого датчика легко пройти незамеченным, если передвигаться медленно.
• Ведь на неподвижный инфракрасный объект датчик не реагирует.
• А если количество импульсов было недостаточным для включения электроприбора, счетчик начинает отсчет заново.

Извещатели движения с микропроцессором. Обрабатывают сигнал, поступающий с пироэлемента, анализируют показатели и сравнивают их с имеющимися шаблонами импульсов различных объектов теплового излучения, к примеру кондиционеров, животных, отопительных приборов и др. Показатели значений характерны для движения человека, датчик движения включает электроприбор.

Преимущества датчика движения с микропроцессором:

• реакция на движение человека даже при прохождении одного импульса, что делает работу датчика мгновенной;
• практически к нулю сводятся ложные срабатывания от других ИК-объектов.

Комбинированные датчики движения

Среди комбинированных самыми популярными являются датчики, совмещающие в себе принцип работы микроволнового активного детектора и ПИК-датчика.

Преимущества:

• меньшее количество ложных срабатываний;
• устойчивы к наружной засветке и другим помехам как в закрытом помещении, так и на открытом воздухе;
• мгновенно реагируют даже на незначительные перемещения человека.

Особенности конструкции инфракрасного PIR датчика

Инфракрасный датчик движения (PIR-датчик) предназначен для регистрации теплового (инфракрасного) излучения предметов, находящихся в рабочей зоне устройства. Основная особенность его конструкции заключается в отсутствии самостоятельного излучения. Датчик движения Arduino лишь реагирует на внешнее излучение, анализируя полученные величины и подавая сигналы на управляющее устройство. Примечательно, что это устройство может выполнять и другие задачи, работая как датчик расстояния или детектор температуры. Существует масса вариантов конструкции, выпускаются различные модели подобных датчиков. Однако, несмотря на внешние различия, все они действуют на едином принципе.

Конструкция

Основным элементом датчика являются высокочувствительные пироэлектрические элементы (сенсоры, пироприемники, пиродетекторы). Они принимают инфракрасное излучение, которое фокусируется с помощью линзы Френеля. В наиболее эффективных моделях датчиков используется два подобных элемента. Если в помещении нет движущихся излучающих объектов, сигналы с обоих сенсоров будут одинаковыми. При любых изменениях появится разница сигналов, так как объект в любом случае сначала будет регистрироваться одним элементом, затем вторым. Если показания обоих пироприемников начинают отличаться друг от друга, значит, в рабочей зоне датчика возникло движение.

Использование двух первичных датчиков позволяет увеличить чувствительность устройства, регистрировать перемещения объектов с разной температурой. Регистрируется совсем незначительная разница показаний обоих сенсоров, что позволяет управлять сложными и тонкими процессами.

Кроме сенсоров, конструкцию датчика составляет фокусирующая линза, детали (микросхема) электронной развязки и контактная группа. На нее подается питание, здесь же имеется управляющий и сигнальный электроды.

Особенности фокусирующей линзы

Конструкция пироэлектрического элемента не позволяет ему принимать инфракрасное излучение с достаточной эффективностью. Для концентрации потока тепловых лучей используется специальная линза. Существует два варианта конструкции:

Линза ФренеляОт обычных линз она отличается более плоской, компактной формой. Поверхность такой линзы разделена на участки, обеспечивающие фокусировку лучей в заданной точке. Эффективность линзы Френеля не уступает традиционным видам, но габариты значительно меньше

Это важно для датчиков, использующихся в технологических линиях, или предназначенных для скрытого монтажа.
Сферическая выпуклая линза.Вся поверхность этой линзы разделена на отдельные сегменты, являющиеся самостоятельными линзами. Такая конструкция увеличивает угол охвата датчика, позволяя с одинаковой эффективностью принимать ИК поток с разных направлений.. Большей популярностью пользуются ПИР-датчики со сферическими линзами, например, модуль HC-SR501

Они способны охватить наибольшее пространство, обеспечить максимальный сектор обзора. Однако, модели с плоскими линзами также пользуются спросом

Большей популярностью пользуются ПИР-датчики со сферическими линзами, например, модуль HC-SR501. Они способны охватить наибольшее пространство, обеспечить максимальный сектор обзора. Однако, модели с плоскими линзами также пользуются спросом.

Где используется

Инфракрасные ПИР-датчики активно используются в разных сферах деятельности:

• технологические линии или установки;
• охранные системы;
• бытовые комплексы, системы умного дома и тому подобное.

ИК датчик подобного типа не создает никакого излучения. Он не может ставить помехи другой чувствительной аппаратуре или оказывать вредное воздействие живым организмам. Благодаря этому, его применение постоянно расширяется. Работа в связке с микропроцессором Ардуино значительно расширяет область применения датчиков, далеко выводя их из привычных рабочих рамок. Появляется возможность увеличения функционала путем подключения фоторезисторов, термисторов и других дополнений. При этом, сами датчики являются вполне самостоятельными устройствами и могут подключаться не только на Ардуино. Существует масса альтернативных вариантов, использующихся в различных областях техники, системах наблюдения и управления. Однако, особенности и преимущества Ардуино делают его наиболее предпочтительным образцом управляющего устройства.

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 фоторелеДатчики могут ложно срабатывать на домашних животныхФункцию 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.

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.

Выбор датчика по приниципу работы

Для определения движения используются разные технологии:

Инфракрасные (ИК) волны

Эти датчики реагируют на тепло, исходящее от объекта. Подходят как для улицы, так и для дома или квартиры.

Плюсы: сравнительно невысокая цена; можно регулировать зону и дальность захвата; простой монтаж и эксплуатация.

Минусы: реагируют на животных, тепло от батарей отопления или других бытовых приборов; радиус действия сокращается при высокой температуре, запылённости и влажности воздуха; не реагируют на человека в защитном покрытии, не пропускающем тепло.

Ультразвуковые сканеры

Реагируют на волны, отраженные движущимся объектом в пределах радиуса захвата.

Плюсы: работа не зависит от температуры, влажности или запылённости воздуха; срабатывают при движении тёплых и холодных объектов; сравнительно невысокая цена.

Минусы: не реагируют на медленно движущиеся объекты; дальность действия в 1,5–2 раза меньше по сравнению с ИК датчиками;

Датчики с микроволнами

Генерируют сверхвысокие волны и контролируют отражённые сигналы.

Плюсы: реагируют на движение за стеклом, тонкими стенами или перегородками; повышенная точность срабатывания; зона обнаружения — 360 градусов.

Минусы:

Дуальные (комбинированные) приборы

Датчики, которые работают с использованием двух технологий (например, ультразвук и инфракрасные волны). Это надёжные, но дорогие приборы.