Устройство и принцип работы датчиков движения: виды устройств, особенности их работы

Датчик движения – это электронное устройство, которое обнаруживает движения в своем поле зрения и активирует определенную реакцию. Эти устройства могут использоваться в различных условиях, например, в системах безопасности, системах освещения и автоматических дверях. Они работают, обнаруживая изменения в тепловой энергии, микроволнах или других видах энергии в своем окружении. Как только датчик обнаруживает движение, он отправляет сигнал на приемник или панель управления, чтобы активировать выбранный ответ. Датчики движения значительно повысили безопасность и удобство во многих приложениях, устранив при этом необходимость в ручном управлении.

В каких устройствах могут быть установлены датчики движения?

• Системы безопасности являются одним из наиболее распространенных областей применения для датчиков движения. Они используются для обнаружения, когда человек, животное или объект перемещаются там, где этого быть не должно. Например, когда кто-то врывается в дом или офис, датчики движения обнаружат злоумышленника и отправят сигнал для включения сигнализации. Это, в свою очередь, предупреждает владельцев или сотрудников службы безопасности и может помочь предотвратить дальнейшее повреждение или потерю имущества. В некоторых случаях датчики движения также могут быть подключены к камерам видеонаблюдения для записи действий злоумышленника, что может помочь в его идентификации.
• Системы освещения – еще одно распространенное применение датчиков движения. Они используются для управления включением и выключением освещения в зависимости от движения, обнаруженного в заданном диапазоне. Это может быть важной функцией для энергосбережения и экономии средств, потому что свет не используется, когда он не нужен. Например, в комнате, где больше естественного света, датчик движения предотвратит включение света, пока кто-нибудь не войдет в комнату. Кроме того, системы наружного освещения могут использовать датчики движения для освещения территории, когда кто-то входит в помещение; при недостаточном использовании свет автоматически выключается.
• Датчики движения также используются в автоматических дверях, где они обнаруживают движение людей или объектов и активируют механизм открытия или закрытия. Эта технология делает двери более удобными и снижает риск контакта людей с предметами. Например, в торговых центрах, больницах или аэропортах пешеходы могут безопасно переходить из комнаты в комнату, не открывая двери вручную, что предотвращает распространение микробов в местах с интенсивным движением.

Датчик движения в видеорегистраторе — это важное технологическое достижение, которое произвело революцию в том, как мы снимаем видео во время вождения. Датчик движения в видеорегистраторе, принцип работы которого заключается в обнаружении движения, после чего он включает видеорегистратор для записи. Датчик может обнаруживать как движение, так и удар и активируется при обнаружении движущегося объекта или столкновения.

Возможные действия при срабатывании датчика движения

Системы, содержащие датчики движения, запрограммированы на автоматическую активацию при срабатывании:

• передавать полученные данные на ПКП;
• инициировать оповещения безопасности;
• включить или выключить свет на объекте;
• механизм запуска или остановки соединения;
• начать запись;
• включить отопление, освещение или вентиляцию.

Другие действия тоже запрограммированы, но цель та же: при срабатывании датчика движения подключить какой-то алгоритм.

Виды датчиков движения

Существуют в основном следующие типы датчиков перемещения:

• Наиболее распространенным типом датчика движения, используемого в системах безопасности, является пассивный инфракрасный датчик (PIR). Датчики PIR работают, обнаруживая инфракрасную энергию, излучаемую движущимся объектом. Они состоят из двух основных компонентов: пироэлектрического датчика и линзы Френеля. Когда объект перемещается перед ИК-датчиком, он посылает сигнал в систему охранной сигнализации или камеру видеонаблюдения, указывая на то, что кто-то присутствует. Датчики PIR обычно используются в системах внутренней и наружной безопасности, поскольку они надежны, энергоэффективны и просты в установке.
• Еще одним типом датчика движения является микроволновый датчик. Микроволновые датчики работают, излучая микроволновые сигналы, которые отражаются от объектов и возвращаются к датчику. Если объект движется, сигнал меняется, и датчик фиксирует это изменение частоты. Микроволновые датчики используются на больших площадях, таких как парковки или склады, поскольку они могут обнаруживать движение на расстоянии. Они имеют широкий диапазон, что делает их пригодными для использования на открытом воздухе, но они могут быть не такими надежными, как датчики PIR, в обнаружении небольших движений.
• Ультразвуковые датчики движения также используются в в определенных областях. Они работают, излучая высокочастотные звуковые волны, которые отражаются от объектов и возвращаются к датчику. Если объект движется, звуковые волны прерываются, и датчик обнаруживает изменение. Ультразвуковые датчики обычно используются в помещениях с большими окнами или на открытых пространствах, поскольку на них не влияют изменения света или температуры, которые могут повлиять на датчики PIR. Они также используются в автоматических дверях, где обнаруживают присутствие человека и соответствующим образом открывают дверь.

Помимо этих датчиков существуют также устройства, сочетающие в себе принципы работы обоих датчиков. Такие датчики движения называются комбинированными или сдвоенными.

Принцип работы датчика движения охранной сигнализации инфракрасного типа

Технология работы датчика инфракрасного типа означает, что оборудование срабатывает при повышении температуры контролируемой зоны. Реакция прибора вызывается перемещением и излучением горячих тел и предметов в поле зрения. Инфракрасный датчик движения является пассивным устройством, который не способен ничего излучать, но способен «чувствовать» тепловое излучение от других посторонных предметов.

Для достижения наилучших результатов при обнаружении разницы температур инфракрасный датчик движения нельзя накрывать или экранировать. Чувствительность прибора может быть снижена у людей в толстой зимней одежде или при сильном дожде.

Как работают микроволновые датчики движения безопасности?

Микроволновые датчики движения генерируют коротковолновые и высокочастотные электромагнитные колебания. При достижении объекта в зоне контроля волна отражается и возвращается к приемному элементу датчика движения. Датчик способен уловить отраженную энергию, после чего, когда объект был обнаружен, подает сигнал на управляющее устройство.

Преимущество микроволновых датчиков движения в том, что их можно устанавливать в незаметных местах, благодаря их небольшим габаритным размерам. Электромагнитные волны имеют свойство проникать сквозь твердые материалы, кроме стекла, дерева и металла. Поэтому их можно устанавливать в различных местах и не бояться, что через дверь или стену они не смогут уловить движение.

Основное различие между микроволновыми (высокочастотными) и инфракрасными датчиками заключается в том, что радиочастотные датчики не полагаются на тепловые лучи. Они реагируют только на движение, поэтому колебания температуры не влияют на работу устройства.

Как работает ультразвуковой датчик движения охранной сигнализации?

Как и микроволны, ультразвуковые датчики движения относятся к активным датчикам. В отличие от радиочастотных датчиков эти устройства используют звуковые колебания, а не электромагнитные волны, для обнаружения изменений в зоне контроля.

Пространство, в котором распространяются звуковые колебании – это воздух, поэтому отсутствует необходимость установки данных устройств за шторами, над системами отопления и в районе вентиляционных систем. Мощные и громкие источники звука рядом с датчиком движения также могут ухудшить работу датчика.

Принцип работы датчика движения камеры видеонаблюдения

Эти устройства также используются для обнаружения движения. Для распознавания движения используется электронная оценка информации. Если изображение с камеры меняется, датчик сравнивает картинку с предыдущей записью и оценивает ее как движение.

На что обратить внимание при выборе датчика движения?

Собираясь приобрести датчик движения, учитывайте его характеристики, к которым относятся:

• Расстояние обнаружения;
• Угол обзора;
• Волновой диапазон;
• Уровень защиты;
• Возможные места установки;
• Фиксированный тип;
• Варианты установки оборудования;
• Варианты настройки.

Важно определить зону, которую датчик движения будет контролировать во время работы. Дальность обнаружения датчика напрямую зависит от угла обзора, который колеблется от 90 до 360 градусов. Датчики движения с круговым полем зрения обычно монтируются на потолке.

Требования к углу обзора индивидуальны и могут быть скорректированы по мере необходимости. При выборе датчика движения необходимо убедиться, что его дальность действия и параметры зоны обнаружения по вертикали и горизонтали адекватны вашей конкретной задаче. Расстояние обнаружения часто играет решающую роль при выборе, особенно для наружного оборудования.

Если вы не уверены, какой угол обзора должен быть у вашего датчика движения, выберите устройство с большими параметрами для настройки в полевых условиях.

Место установки

Важно не только понять, нужно ли устанавливать датчик на улице или в помещении, но и позаботиться о том, чтобы точка подключения находилась поблизости. Зона обнаружения не должна закрываться растениями или предметами. Проверьте наличие отражающих поверхностей на пути луча.

При установке извещателя вне здания важно защитить устройство от ветра и осадков. Минимальная степень защиты этого датчика – IP 44. Для устройств, расположенных внутри помещений, достаточно IP 20.

Варианты установки

Тип крепления напрямую зависит от места установки. Датчики движения могут быть установлены на потолке или стене. Потолочные крепления для установки внутри помещений обеспечивают идеальные зоны обнаружения.

Датчики должны располагаться на высоте не менее двух метров, если смотреть с внешней стороны здания. Это увеличит зону покрытия и предотвратит доступ третьих лиц к устройству.

Что следует учитывать при настройке и подключении датчика движения

В некоторых моделях датчиков движения помимо регулировки угла обзора можно настроить светочувствительность и время освещения. Были бы полезны дополнительные функции (например, диммер, встроенный в датчик).

Для обеспечения качественной работы датчика движения его необходимо правильно настроить после установки. При этом следует учитывать ряд факторов:

• местоположение устройства. На работу датчика движения может повлиять теплый или холодный воздух от обогревателей и кондиционеров, прямые солнечные лучи, движущиеся объекты (размахивающие флаги, качающиеся деревья).
• Высоту. Данным показателем нельзя пренебрегать, в противном случае устройство будет работать некорректно или не работать вообще. Оптимальный вариант для большинства моделей регистратора – это его установка на высоте 2,5 метра от пола или земли. Объектив датчика движения должен иметь желаемое направление и панораму зоны контроля.
• Таймер. Данная функция требуется для определения отрезка времени датчиком движения. Диапазон настройки зависит от модели датчика.
• Сумеречный переключатель. Эта функция позволяет настроить порог яркости таким образом, чтобы освещение включалось по сигналу датчика движения.

 Многие модели датчиков движения можно запрограммировать на работу.

Тонкости, которые нужно учесть при обслуживании датчика движения

Датчик движения не имеет функции самодиагностики, при возникновении неисправности датчик не сообщит об ошибке. Поэтому регулярный осмотр и обслуживание датчиков движения поможет вовремя обнаружить проблемы.

• Проверьте состояние проводки. Если на них имеется обрыв или надлом, то они могут повредить извещатель и представлять опасность для персонала.
• Если датчик движения является автономным, то в этом случае рекомендуем проверить батарейки.
• Проверьте состояние переключателя диммера. Если свет не загорается, когда должен, возможно, его необходимо перенастроить.
• Проверьте лампочку. Иногда свет не включается не из-за датчика движения, а из-за перегоревшей нити накаливания.
• При настройке параметров датчика движения обратите внимание на настройку порога яркости. Если значение установлено слишком высокое, а рядом с извещателем есть уличные фонари со стандартной яркостью 15 лк, датчик движения может не сработать.

В заключение, датчики движения играют решающую роль в повышении безопасности, удобства и энергосбережения в различных условиях. Они обеспечивают основу для автоматизации многочисленных систем и оборудования, обеспечивая плавную интеграцию и повышая удобство работы пользователей. Хотя они имеют свои ограничения и могут быть изменены, недавние технологические усовершенствования сделали датчики движения более надежными и чувствительными; что делает их незаменимыми в различных областях.