Принцип работы датчика движения для освещения

Согласно экспертным оценкам, установив датчик движения, можно сэкономить от 20 до 58% электроэнергии. Установка такого устройства весьма выгодна, если подобрать детектор с учетом его характеристик и особенностей использования.

Виды датчиков движения и характеристики

Существует несколько видов детекторов, которые различаются тем, что реагируют на разные условия – обнаруживают объект разными способами.

• Инфракрасные – реагируют на тепловое излучение, поэтому включают свет при попадании в зону обнаружения движущегося объекта, излучающего тепло, в том числе животных. Из-за последней особенности в квартирах с домашними питомцами, особенно крупными, их не рекомендуют устанавливать.
• Звуковые или акустические – срабатывают при возникновении шума, поэтому свет включается еще до непосредственного появления объекта в радиусе действия.
• Ультразвуковые – излучают ультразвуковые волны и сравнивают отраженный сигнал с испускаемым.
• Микроволновые – похожи на ультразвуковые, только действие основано на излучении СВЧ волн, которые могут проходить сквозь препятствия (тонкие кирпичные стены, деревянные перегородки). Датчики все равно будут реагировать на движение.
• Комбинированные – сочетают в себе несколько вариантов обнаружения объекта, например инфракрасный и акустический, благодаря чему недостатки одного способа обнаружения компенсируются за счет другого.

По месту и способу установки датчики движения бывают потолочными (их также называют настенными или накладными) и встроенными в подрозетник.

• Потолочные детекторы снабжены универсальными кронштейнами. Они крепятся на ровной поверхности, могут поворачиваться. Высота установки составляет около 2,5 м.
• Детекторы, которые встраиваются в подрозетник, устанавливаются вровень с поверхностью стены. Для монтажа обычно выбирают участок недалеко от светильника.

По типу питания выделяют датчики проводные и беспроводные. Проводные запитываются от электросети 220 В, а беспроводные, передающие сигнал посредством радиоволн, работают от аккумуляторных батарей на 12 В.

В отдельных моделях датчик движения выступает не основной, а вспомогательной частью: в светодиодных светильниках с датчиком движения или датчиках с сиреной. Первые оснащаются активным или пассивным контроллером. Изделия с активным контроллером излучают сигнал, а затем сравнивают отраженные волны. Это позволяет свести к минимуму ложные срабатывания, но и стоимость таких устройств выше. Светильники, дополненные датчиком движения с пассивным контроллером, популярны за счет более низкой стоимости, но и процент ложных срабатываний у них выше, потому что они работают только на прием волн.

Автономные датчики с сиреной, срабатывая, включают сирену. Современные модели могут также подавать не только звуковой, но и световой сигнал, отправлять сообщение о происшествии по каналу GSM-связи на телефон владельца или пульт охраны.

Принцип работы

Принцип работы ИК датчика движения для освещения заключается в реакции на появление или исчезновение инфракрасного света на фотоэлементе. Заметный инфракрасный свет излучает человек, в связи с тем, что его температура тела значительно выше температуры окружающей среды. Однако иногда датчик может реагировать на тепловое излучение бытовых приборов. Последнее приводит к ошибочным срабатываниям.

В центре устройства, на котором размещена схема обработки сигнала, находится пироэлектрический ИК датчик. Основная линза состоит из множества маленьких линз, каждая из которых фокусирует ИК свет на плоскость фотоэлемента, а одна из них непосредственно на сам фотоэлемент, и происходит регистрация сигнала. Во время движения человека фокус линзы смещается с фотоэлемента, сигнал пропадает. В то же время подключается другая линза, которая в свою очередь фокусирует ИК свет, и сигнал вновь появляется. Чем больше линз, тем выше чувствительность датчика. В приборе их может быть от 20 до 60.

ИК детекторы совершенно безопасны, не производят никакого излучения, но требуют тщательного выбора местоположения.

Ультразвуковые датчики излучают сигнал на частоте 20–60 кГц. Работают по принципу локатора, т.е. сравнивают отраженный сигнал с исходным. Отраженные волны принимаются приемником. Если сигнал изменяется из-за эффекта Доплера, детектор замыкает цепь.

Приборы стоят недорого, прогоняют мышей, так как вызывают дискомфорт у животных, но отличаются важной особенностью: безошибочно реагируют только на быстрые движения. Настройка чувствительности возможна, но тогда увеличивается процент ложных срабатываний.

Микроволновые датчики излучают волны в СВЧ диапазоне, чаще всего на частоте 5,8 гГц. По принципу действия похожи на ультразвуковые, потому что благодаря встроенному процессору сравнивают отраженный сигнал с излучаемым. Их главный недостаток в том, что они постоянно излучают СВЧ волны, которые вредны для здоровья человека. Мощность излучения должна соответствовать требования ВОЗ: не более 1 мВТ/см2.

Датчики движения реагируют на движение в области обнаружения, появление препятствий. Они могут применяться в системах охранных сигнализаций, а также для включения приборов, в частности элементов освещения. Ультразвуковые детекторы широко применяются в системах автоматической парковки, длинных коридорах.

Критерии выбора

Чтобы выбрать подходящую модель, необходимо принять во внимание рекомендации:

• Место установки. От этого зависит требуемый класс защиты IP. На улице, где датчик подвержен влиянию воды и пыли, предпочтительнее устройства со степенью защиты IP65. Детектор, установленный под навесом, может иметь класс защиты IP44, а для помещений вполне подходят датчики с более низкой степенью защиты.
• Тип датчика. Поскольку приборы отличаются по способу обнаружения движущихся объектов, необходимо определить, какая именно разновидность подходит в конкретном случае. Например, для дома лучше приобретать ИК датчики, для систем сигнализации – микроволновые, для подъездов – ультразвуковые.
• Угол обзора. Зависит от количества входов в помещение. Если их 2–3, наилучшим образом себя проявит детектор движения с углом обзора 360°. Если свет должен включаться при проходе через один участок помещения, можно обойтись прибором с углом обзора 180°. Для этого необходимо направить его в нужную сторону.
• Мощность. Детектор подбирается с учетом мощности светильников. Мощность датчика должна быть немного больше.
• Радиус действия. Большое значение имеет радиус обнаружения или максимальное расстояние до объекта, на которое реагирует детектор. Если помещение небольшое, достаточно датчика с минимальным радиусом обнаружения. При подборе детектора для уличного освещения нужно подойти к определению этого параметра более ответственно.
• Наличие фотореле. Благодаря фотореле, освещение будет включаться только когда это нужно – при недостаточном уровне освещенности.
• Защита от животных. Эта функция необходима, чтобы при наличии домашних питомцев, например собаки, датчик не реагировал на их движение.

Последний аспект – производитель. Не рекомендуется покупать датчики по подозрительно низкой цене, от неизвестных производителей.

Особенности подключения

Различают шесть принципиальных вариантов подключения датчика движения:

• Беспроводной (работает от батарейки). Такие детекторы устанавливают там, где трудно или невозможно подвести линию электросети.
• Напрямую к светильнику. Эта схема подключения наиболее простая, но неудобна с точки зрения использования в квартире, потому что свет будет включаться только по реакции датчика движения. Если движения не будет, свет отключится.
• Через выключатель. Такой способ подключения позволяет организовать постоянное освещение в обход детектора.
• Через розетку. Таким способом подключают детектор, когда он нужен. Например, если он не оборудован фотореле, днем его отключают от сети.
• В комбинации с другим детектором. Параллельная схема подключения датчиков движения необходима на улице или в доме, где из-за большой территории или наличия преград одного детектора будет недостаточно. Монтаж детекторов осуществляется в нескольких точках.
• С магнитным пускателем. Применяется, когда сумма мощностей всех источников освещения превышает номинальную мощность датчика. Наиболее широко представлены приборы с номинальной мощностью в пределах от 500 до 1000 Вт.

Одним из важных моментов является выбор места установки, потому что необходимо расположить датчик так, чтобы максимально сократить мертвые зоны. Учитывается угол наклона и высота.

Выбрав схему и место подключения, можно приступать к монтажу:

1. На вводном щитке отключают подачу электроэнергии.
2. Подсоединяют провода к датчику и светильнику. Важно не перепутать полярность. Цвета проводов и маркировка над разъемами помогут сориентироваться.
3. Затем следует выставить регуляторы в нужные положения так, чтобы датчик работал в оптимальном режиме.

Регуляторов может быть до четырех:

• Lux – уровень освещения при срабатывании. Настройку выполняют, выставив изначально максимальное значение. При наступлении сумерек необходимо отрегулировать положение, чтобы датчик реагировал.
• Time – задержка отключения. Настраивают прибор от минимальных значений.
• Sens – чувствительность. Его настраивают так, чтобы датчик срабатывал не на мелких животных, а только на человека. Рекомендуется выполнять настройку от максимального положения, постепенно уменьшая чувствительность.
• Mic – уровень шума, при котором происходит срабатывание.

Если отрегулировать все параметры правильно, можно сэкономить до 50% электроэнергии.

Изготовление датчика движения своими руками

Чтобы сделать датчик движения своими руками, можно воспользоваться готовой схемой.

Для изготовления самодельного прибора потребуются следующие инструменты, детали и материалы:

• вольтметр;
• паяльник;
• соединительные провода;
• прокладка для смесителя;
• шуруп;
• лазерная указка;
• реле РЭС 55А;
• транзисторы;
• резисторы;
• фотодиод ФД 265;
• блок питания.

Инструкция по сборке:

1. С блока питания срезается разъем и с помощью вольтметра находится плюсовой контакт. Припаивают резистор 10 кОм. А уже к резистору подсоединяют фотодиод катодом.
2. Анод фотодиода припаивают к построечному резистору. Эмиттер транзистора припаивают к минусу резистора. Базу VT1 соединяют с R1 и припаивают к требуемому коллектору.
3. Эмиттер транзистора VT2 соединяют с минусом, а реле – с коллектором VT2. С плюсом блока питания спаивают другой контакт реле.
4. Затем берут лазерную указку. К блоку питания подсоединяют два дополнительных провода.
5. Шнур вставляют в водопроводную прокладку, а затем шляпкой внутрь в указку. Шляпка должна упереться во внутреннюю пружину.
6. Один провод питания подключают к шурупу, другой просовывают между корпусом указки и прокладкой.

Датчик следует установить на высоте примерно метр от пола. Указку монтируют параллельно полу, чтобы луч от нее попадал на фотодиод. Необходимо следить, чтобы фотоэлемент и указка не загрязнялись, иначе чувствительность будет снижена.

Правила ремонта

Разборка датчика выполняется в определенном алгоритме. На примере датчика движения типа ДД 009 порядок будет выглядеть таким образом:

1. Ставят регуляторы в крайнее положение, чтобы потом не возникло проблем с выставлением настроек.
2. Затем их аккуратно снимают плоскогубцами.
3. Отверткой, как рычагом, поддевают крепление держателя и вытаскивают сферу.
4. Там, где половинки сферы соединяются, нужно вставить плоскую отвертку, провернуть ее, и защелки откроются.
5. Внутри установлена плата, она закреплена также на защелках. Они отгибаются отверткой. Под платой расположена пластиковая пластина, которая в центре закреплена саморезом. Под пластиной – силовая плата.

Нередко из строя выходит реле. Оно расположено как раз на силовой плате.

Сборка осуществляется в обратной последовательности.

Датчик движения выходит из строя редко, но если возникла какая-либо неисправность, ее можно устранить своими руками. Типичных неполадок всего 5:

• датчик не включается – может возникать из-за перепада напряжения, механического или атмосферного воздействия;
• детектор не выключается – могут быть замкнуты контакты реле или выставлены неправильные настройки;
• работает сам по себе: то включается, то отключается – такое возникает из-за перегрева на солнце, воздействия электромагнитных полей, попадания в зону обнаружения каких-либо предметов;
• ложно срабатывает – неправильные настройки или плохие контакты;
• не выключает лампу, когда движение прекратилось или не включает ее – может объясняться уменьшением зоны обнаружения со временем.

Отремонтировать прибор можно двумя способами в зависимости от неисправности: разобрав устройство и проверив внутренние детали или заново выполнив регулировку.

Очевидными признаками неисправности при разборке являются:

• запах гари;
• потемневшие, вздувшиеся или ненадежно закрепленные элементы;
• выгоревшие дорожки платы.

Сгоревшие и вздувшиеся детали нужно заменить на аналогичные, дорожки восстановить перемычкой, а плохо закрепленные элементы перепаять.

Лучшие модели

Лучшими производителями датчиков движения для включения света считаются: Rev Ritter, Orbis, Camelion. В ТОП-3 лучших датчиков движения для освещения вошли:

• Orbis 360 градусов CIRCUMAT PRO CR белый ДУ OB134912. Датчик испанского производства с углом обнаружения 360°, работающий от сети 220 В. Может функционировать в широком температурном диапазоне: от –10 до +40°C. Подходит для больших помещений, потому что радиус обнаружения составляет до 30 м.
• Camelion LX-28A 6438. Предназначен для внутреннего использования. Устанавливается на потолок. Диапазон выключения от 5 секунд до 9 минут. Что важно, устройство совсем не дорогое.
• Rev Ritter «Action»110. Экономичный компактный светодиодный ИК датчик. Устанавливается на стену или потолок. Отлично срабатывает и отличается привлекательной ценой. Однако радиус действия небольшой.

Правильно подобранный и настроенный датчик движения гарантирует экономию электроэнергии и удобство эксплуатации. Датчики можно использовать в системе «умный дом» для включения/выключения света и в качестве элементов охранной системы.