Стой, кто идет: принцип работы датчиков движения

С каждым днем различные “умные” системы все активнее используются в не только в коммерческой сфере, но и в быту. Владельцы загородных домов и квартир делают все возможное, чтобы повысить функциональность, комфорт и безопасность жилого пространства. И для этого они задействуют не только традиционные методики, но и инновационные технологии. В частности, в последние годы все большую популярность получают разнообразные датчики движения. И если первоначально их устанавливали преимущественно в магазинах, офисах, на промышленных предприятиях, то сегодня они встречаются практически повсеместно.

Принцип действия датчиков движения

Принцип работы современных датчиков движения может незначительно различаться в зависимости от вида прибора. В общем виде его действие основано на пересечении излучений. Так, исходя из особенностей взаимодействия детектора с сигналом, различают следующие сенсоры:

• Прерывающие: это наиболее простая в реализации и в тоже время действенная технология. Она базируется на излучателе, в роли которого выступает лазерный луч. Прибор находится в состоянии покоя, пока фотосенсор фиксирует излучение. Но как только движущийся объект пересекает луч, устройство подает тревожный сигнал. Главным недостатком технологии является тот факт, что лучи отлично заметны невооруженным взглядом и при желании их можно обойти.
• Пассивные: принцип работы датчиков движения этого типа основан на использовании высокочувствительных сенсоров, способных улавливать волны, излучаемые другими предметами. Такие модели являются достаточно простыми в эксплуатации и недорогими по стоимости. Их минус кроется в том, что они реагируют только на живые объекты. Поэтому, например, машина свободно проедет по охраняемому участку.
• Отражающие: излучатель прибора на постоянной основе направляет в окружающее пространство концентрированный или рассеянный сигнал. Устройство остается в состоянии покоя, если на пути сигнала нет препятствий, при их появлении детектор переходит в состояние тревоги. Плюсы отражающих моделей: широкий угол обзора, удобная система вариативных настроек.

Виды датчиков: их достоинства и недостатки

В зависимости от особенностей, условий эксплуатации и принципа действия различают несколько основных видов датчиков движения:

Инфракрасные датчики

Принцип работы инфракрасного датчика движения строится на фиксации излучения от окружающих объектов. При перемещении людей по участку детектор срабатывает на передвижение именно теплового пятна, при этом он не реагирует на нетеплокровные предметы типа движущейся шторы или робота-пылесоса.

Плюсы ИК датчиков движения:

• легкость и простота в использовании;
• невосприимчивость к вибрациям, звукам;
• точная и удобная настройка параметров;
• низкая чувствительность к погодным изменениям;
• абсолютная безопасность для человека, животных, окружающей среды.

Минусы ИК датчиков:

• относительно небольшая зона охвата;
• снижение качества работы при сильном ветре;
• неспособность выявлять передвижение объектов, которые к примеру скрываются за деревянным щитом.

Микроволновые датчики

Сенсоры микроволновых датчиков испускают магнитные волны высокой частоты, которые отражаясь от движущихся объектов, фиксируются сенсором. Микроволновые модели неизменно радуют потребителей расширенным функционалом и разнообразием сферами применения.

Принцип работы микроволновых датчиков движения делает возможным их установку и использование для управления освещением, сигнализацией и электроникой, как внутри, так и снаружи помещения. Благодаря тому, что их корпус и все основные элементы производят из высокопрочного пластика, такие приборы полностью безопасны при возгорании.

Плюсы микроволновых сенсоров:

• распознают движущиеся объекты даже сквозь тонкие стены и межкомнатные перегородки;
• режим и стабильность работы устройства не зависят от температуры окружающей среды;
• срабатывают даже на движения с малой амплитудой и интенсивностью;
• имеют небольшие размеры, что открывает широкие возможности по его скрытому монтажу.

Минусы:

• высокий процент ложных срабатываний;
• СВЧ волны, испускаемые прибором, опасны для человека;
• высокая стоимость.

Преимущества ультразвуковых датчиков движения

Ведут слежку за движущимся объектом с помощью ультразвуковых волн. Устройства этого типа часто размещают в парктрониках машин, автомобильных системах контроля слепых зон, автоматического включения или отключения вентиляции, освещения. Применение ультразвуковых сенсоров в быту существенно упрощает жизнь, комфорт и безопасность других людей, способствует экономии топливно-энергетических ресурсов.

Плюсы УЗ-устройств:

• приборы реагируют на любые типы движущихся объектов, независимо от материала, из которого они изготовлены;
• работают при любых условиях окружающей среды;
• бесперебойное функционирование обеспечивается за счет проводного типа питания;
• не срабатывают на природные явления.

Минусы:

• небольшой охват действия;
• многие животные реагируют на ультразвук - например, у собак он может провоцировать приступы паники и страха;
• УЗ сенсоры не реагируют на движения с медленной амплитудой.

Комбинированные датчики

Принцип работы датчика движения комбинированного типа базируется на сочетании нескольких технологий считывания перемещающихся в пространстве объектов: например, электромагнитной и ультразвуковой. Такие приборы станут удачным выбором для особо охраняемых зон, за счет мгновенной реакции и минимальной вероятности ложного срабатывания. На сегодняшний день, комбинированные устройства являются наиболее функциональными и дорогостоящими.

Плюсы:

• высокая эффективность использования;
• способность работать при любых внешних условиях;
• относительная простота и точность настроек;
• широкий диапазон действия.

Минусы:

• высокая стоимость.

Акустические детекторы

Эти устройства направлены на выявление посторонних звуков. Чтобы обеспечить их эффективную работу необходимо грамотно настроить пределы шумов, включить фильтры, которые снизят вероятность ложных срабатываний.

Принцип работы акустических датчиков движения прост - они создают в охраняемом пространстве невидимое глазу электрическое поле, которое реагирует на незапрограммированные звуки. Как правило, данные сенсоры используют для обнаружения разбивания окон.
Плюсы:

• безопасность для человека и животных;
• широкий охват действия;
• доступная стоимость;
• неприхотливость в обслуживании.

Минусы:

• высокий риск ложного срабатывания.

Какой датчик выбрать

Уже традиционно датчики движения используются в охранных системах. Например, их часто настраивают на работу ночью или в период отсутствия на объекте хозяев. Как только сенсор регистрирует в зоне наблюдения движения, он тут же включает тревожную сигнализацию.

Но с появлением целого ряда передовых технологий сфера применения рассматриваемых устройств значительно расширилась. В частности, в последнее время они стали важной частью системе smart building — умного здания. С их помощью выполняется контроль и управление освещением, открываются и закрываются двери, запускаются системы отопления, освещения, вентиляции.

В видеонаблюдении сенсоры этого типа позволяют в автоматическом режиме обнаруживать движение в потоке поступающей на сервер информации. При регистрации движения датчик включает запись видео, активирует тревожный сигнал, отправляет уведомление.

На что обратить внимание при выборе датчика

При выборе оптимального во всех отношениях датчика движения для вашего объекта обратите внимание на следующие моменты:

• Назначение - закрытое пространство, улица, помещение с высокой влажностью воздуха, перепадами температур и т.д.;
• Уровень влагозащиты и пылезащиты - этот параметр может лежать в диапазоне от IP20 до IP54. Приборы со значение выше IP44 предназначены для эксплуатации в помещениях с высокой влажностью воздуха, установки под открытым небом и в неотапливаемых зданиях.
• Мощность сенсора - она должна соответствовать мощности того оборудования, к которому будет подключаться детектор. Например, если датчик будет подключаться к лампочке, то его мощность должна на 15% превышать мощность данного осветительного прибора.
• Угол обзора - может равняться 120, 180, 240 или 360º.
• Дальность действия - минимальное значение составляет 6 метров, максимальное - 20 метров. Как правило, данный параметр может незначительно изменяться в большую или меньшую сторону с помощью настроек. Допустим, максимальная дальность действия датчика составляет 18 метров. Чтобы устройство не реагировало на проходящих мимо дома людей параметр следует уменьшить до 10 метров.

Отдельное внимание при выборе датчика движения нужно уделить встроенной защите от ложных срабатываний. Здесь необходимо понимать, что большинство сенсоров реагирует только на тепловое излучение, а значит можно не беспокоиться, что прибор будет включать и отключать свет в ответ на колыхание штор в комнате. Кроме того, современные ИК и УЗ модели обладают высочайшей точностью, за счет нескольких зон чувствительности.

Коротко о главном

Датчики движения - современные и функциональные устройства, предназначенные для обнаружения любых передвижений на заданной территории. Они получили широкое применение в быту, при организации охраны промышленных объектов, торговых помещений.

В системах “умный дом” сенсоры отвечают за запуск освещения, вентиляции, отопления, кондиционирования. В зависимости от принципа работы выделяют несколько основных типов датчиков - инфракрасные, ультразвуковые, микроволновые, комбинированные, акустические. Каждый вид приборов обладает своими преимуществами и недостатками.