Схемы датчиков движения: виды, устройство, подключение и принцип работы

Автор: Александр Старченко 0 комментариев

Датчики движения являются одним из основных элементов систем охранной сигнализации. Они фиксируют малейшие перемещения физического объекта, оказавшегося в зоне контроля такого датчика, и своим срабатыванием активируют подачу сигнала тревоги. По своей конструкции такой датчик – это реле, реагирующее на движение,  и поэтому такие устройства получили широкое распространение в системах автоматического управления светом. Существуют датчики движения, работа которых основана на разных физических принципах, поэтому схема датчика движения может отличаться. Все устройства такого типа очень компактны, отличаются хорошим дизайном и вписываются в интерьер любого помещения.

Содержание:

1. Устройство, виды и особенности датчиков движения
2. Типовая схема датчика движения
3. Схема подключения датчика движения для освещения
4. Схема включения датчика движения для сигнализации

Устройство, виды и особенности датчиков движения

Существуют и широко применяются следующие типы датчиков движения:

1. Радиоволновые;
2. Ультразвуковые;
3. Инфракрасные;
4. Гибридные.

Радиоволновые или СВЧ датчики работают на доплеровском эффекте. Основными элементами такого датчика являются излучатель СВЧ сигнала и приёмник отражённого сигнала. Если в поле излучения перемещается какой-либо объект, то частота отражённого сигнала меняется. Электронная схема обрабатывает разницу между прямым и отражённым сигналом и переключает реле, которое может включить сирену или подать сигнал тревоги. Радиоволновые датчики движения отличаются высокой чувствительностью, но стоят достаточно дорого. В детских и лечебных учреждениях микроволновые датчики не применяются из-за СВЧ излучения, несмотря на то, что уровень его минимален и абсолютно безвреден. Из-за высокой чувствительности радиоволновые датчики подвержены ложным срабатываниям.

Ультразвуковые датчики так же используют эффект Доплера, только вместо колебаний высокой частоты в таких системах применяется ультразвук. Эти устройства нашли применение в системах парковки «Парктроник», а в быту применяются достаточно редко. Частоту 25-60 КГц хорошо слышат кошки и собаки, поэтому применение таких датчиков вызывает у них сильный стресс. Кроме того, ультразвуковые датчики имеют небольшой радиус действия и их можно обмануть если  передвигаться медленно.

В охранной сигнализации и системах автоматического управления освещением чаще всего применяются инфракрасные объёмные датчики движения. Тепловое (инфракрасное) излучение объекта, который проходит в зоне захвата датчика, через линзу Френеля попадает на ИК-сенсор, после чего на выходе электронной схемы формируется сигнал тревоги (происходит разрыв цепи).

Вследствие невысокой стоимости такие устройства широко применяются для автоматического управления освещением, например, в подъезде, когда при появлении человека освещение включается на 1-3 минуты, а затем выключается. Для управления светом на стоянке или придомовой территории используются уличные датчики движения.

Гибридные или комбинированные датчики движения представляют собой два датчика разной конструкции, размещённые в одном корпусе и подключаемые к различным входам прибора охранной сигнализации. Обычно в одном корпусе объединяют инфракрасный и радиоволновой датчики движения. Применение таких устройств повышает надёжность охранной системы. Они могут использоваться в банках, депозитариях и денежных хранилищах. Схема включения датчика движения для сигнализации позволяет подавать тревожный сигнал и управлять работой сирены или прожектора.  Датчики движения могут иметь следующие основные характеристики:

• Чувствительность;
• Наличие антисаботажной зоны;
• Объём зоны захвата по горизонтали и вертикали;
• Напряжение питания.

Датчики движения с постоянной чувствительностью не рекомендуется применять в квартирах, где имеются домашние животные, иначе, при отсутствии хозяев, на каждый проход кошки будет включаться сигнал тревоги. Величину порога срабатывания можно регулировать, в зависимости от конструкции, плавно или специальными перемычками на плате. Так же существуют модели датчиков, которые не реагируют на животных.

Антисаботажная зона – это дополнительная зона захвата направленная от датчика вертикально вниз и блокирующая попытку вывести прибор из строя. В паспорте указывается угол обзора датчика в градусах и размеры зоны гарантированного срабатывания. Все датчики независимо от конструкции подключаются к типовым устройствам, поэтому схема подключения датчика движения всегда одинакова, а их  напряжение питания обычно равно 12V. На корпусе, обычно, установлен светодиод, индицирующий режим ожидания или срабатывания.

Типовая схема детектора движения

Все модели объёмных инфракрасных датчиков движения по схемотехнике и конструкции похожи между собой. Отличия могут быть в некоторых электрических параметрах и дизайне корпуса. Схема датчика движения состоит из следующих элементов:

• ПИК сенсор;
• Операционный усилитель;
• Схема термокомпенсации;
• Компаратор;
• Реле.

Пассивный Инфракрасный Сенсор фиксирует температуру постороннего объекта оказавшегося в зоне захвата. Сигнал усиливается операционным усилителем и поступает на компаратор, который сравнивает сигнал соответствующий температуре окружающей среды и сигнал, поступивший с ПИК сенсора. Разница в уровнях сигналов означает наличие теплового фона постороннего объекта. Разностный потенциал вызывает срабатывание реле, контакты которого могут использоваться для включения различных устройств.

Если температура в помещении приближается к температуре человеческого тела, что может нарушить работу устройства, включается система термокомпенсации. Популярная модель инфракрасного датчика движения Colt 10 DP имеет следующие основные характеристики:

• Зона обнаружения объекта – 10 метров 90°;
• Не реагирует на животных до 10 кг;
• 3 установки чувствительности;
• Цифровая схема термокомпенсации;
• Не восприимчив к электромагнитному излучению до 50 В/м;
• Имеет защиту от статического электричества;
• Напряжение питания – 9-16 В;
• Диапазон рабочих температур -25… + 60°С.

В схеме датчика установлено твердотельное реле, с помощью которого можно управлять внешними устройствами.

На рисунке ниже представлена типовая схема датчика движения на примере LX-02.

Подключение датчика движения для освещения

Невысокая стоимость и надёжность инфракрасных датчиков движения позволяет использовать их для автоматического включения освещения. Схема датчика движения для освещения состоит из тех же элементов, что и традиционный охранный датчик. Основу его составляет элемент чувствительный к инфракрасному излучению. Электронная схема обрабатывает сигнал и через реле управляет источником освещения. Такие системы широко используются в подъездах многоэтажных домов, когда освещение включается только при появлении в помещении человека. Через определённое время свет автоматически выключается. Схема подключения датчика движения для освещения очень проста, и вполне может быть выполнена самостоятельно.

Под задней крышкой датчика движения расположена колодка с тремя клеммами, которые подписаны буквами «L», «N» и «A». Клемма «L» подключается к фазовому проводу сети, который нужно определить с помощью отвёртки-индикатора. На клемму «N» подаётся нулевой провод, а источник освещения подключается между клеммами «N» и «A», то есть реле датчика движения управляет фазой, а ноль подаётся постоянно. Датчики движения для включения света так же могут использоваться как элемент охраны загородного дома, когда при проникновении нарушителя, включается прожектор и сирена.

Для того чтобы источником освещения можно было управлять как через автомат так и вручную к схеме добавляется выключатель. Подключение датчика движения через выключатель выполняется очень просто. Сетевое напряжение 220 вольт так же подаётся на клеммы «L» и «N», а между клеммами «L» и «A» ставится обычный двухпозиционный выключатель.

Схема включения датчика для сигнализации

Практически все модели датчиков движения, независимо от принципа работы, подключаются к приёмно-контрольному прибору (ПКП) охранной сигнализации по типовой схеме. Для того чтобы открыть доступ к панели подключения необходимо снять декоративную крышку. Под ней находится плата электроники и колодка из трёх сдвоенных клемм:

• Питание — +12 В и «Общий»;
• Реле – N,C;
• Тампер – T,T.

На клеммы питания подаётся питающее напряжение от блока питания или прибора охранной GSM сигнализации. Клеммы реле не полярные и в режиме ожидания они замкнуты. При появлении физического объекта в зоне обнаружения, его тепловое излучение принимает ПИК сенсор, что вызывает срабатывание реле и цепь размыкается. Это влечёт за собой включение сигнала тревоги приёмно-контрольного прибора. На самом приборе можно выбрать режим с самовосстановлением, когда прекращение действия источника излучения переводит датчик движения в режим ожидания и сигнал тревоги отключается автоматически.

При другом режиме сигнал тревоги подаётся постоянно до нажатия кнопки «Сброс» на базовом блоке охранной системы. Схема подключения датчика движения к сигнализации подразумевает защиту устройства от несанкционированного вскрытия корпуса. Для этого в конструкции датчика предусмотрен микровыключатель, контакты которого выведены на клеммы «Тампер».

Для того чтобы избежать ложных срабатываний  датчика движения необходимо соблюдать некоторые правила. По технологии такие датчики обычно устанавливаются на стенах или в углах помещений на высоте не менее 2-х метров. Монтаж датчика выполняется с помощью специального кронштейна, которым можно выбрать ориентацию сенсора по горизонтали и вертикали. Датчик нельзя направлять на окна, источники искусственного освещения и на устройства, генерирующие сильное электромагнитное излучение. В быту к таким устройствам относятся, прежде всего, микроволновые печи.

Понравилась статья? Сохрани в соц сетях!