Какой датчик движения выбрать Статья
Датчик движения - устройство, которое может определять передвижение объекта в пространстве. Проще говоря, они способны определять движение, что и отображено в их название. Кроме того, когда они засекают движение, то передают сигнал на другое устройство, тем самым запуская нужное действие, либо инициируют его сами. Сфера использования датчиков движения довольно широка, что как раз и обуславливает наличие нескольких разных видов, которые достаточно серьёзно отличаются друг от друга. Например, датчики движения используются для управления освещением, для автоматического открытия дверей (когда вы идёте в магазин и перед вами открываются двери, они обычно срабатывают как раз из-за датчиков). Отдельный класс - те, которые используются в системах сигнализации и охраны, их зачастую даже называют иначе - охранные извещатели или датчики присутствия. У таких выше чувствительность, есть и другие особенности, что обусловлено сферой их применения.
В этой статье мы поговорим о том, какие бывают датчики движения, чем разные типы отличаются друг от друга. Также расскажем, как их можно использовать (в том числе и в быту) и как подобрать подходящий тип. В целом, их можно назвать простыми устройствами (но не по конструкции), так как у них одна функция. Только параметры у разных типов и моделей могут различаться и если один датчик вполне подойдёт к примеру для управления освещение, то для сигнализации он может быть не лучшим выбором.
Какие бывают датчики движения
Они разделяются по типу излучения, где выделяют пять типов, о которых мы поговорим ниже. Правда сразу отметим, что не все из них распространены, кроме того, есть комбинированные типы, в которых используется сразу два принципа. Это повышает надёжность определения движения, при этом ряд датчиков определяют даже неподвижный объект если раньше его не было. Такие устройства называются датчиками присутствия, хотя их можно назвать и датчиками движения, так как на перемещение объекта они тоже реагируют. Их разделяют на активные, здесь прибор сам излучает волны и потом улавливает их и на пассивные, где прибор ничего не излучает, лишь улавливают. Здесь тоже есть комбинированные виды, в которых используются оба принципа.
Инфракрасные датчики
Пожалуй, сегодня это самый распространенный тип, который используется очень широко, особенно если учитывать комбинированные типы, в которых используется анализ инфракрасного излучения. Обычно работают в пассивном режиме: улавливают инфракрасное (тепловое) излучение от объекта, но сами ничего не испускают. Внутри у них установлены элементы, которые измеряют выходящий поток излучения и в случае изменения его параметров они срабатывают. Перед этими элементами установлены линзы, которые служат для фокусирования инфракрасных лучей, при этом обычно их несколько десятков пар. Смысл в использовании двух элементов ещё и в том, что они мониторят определенный объем пространства. Если появляется теплый объект (человек), то показания датчиков начинают различаться, что и позволяет им определить движение. Фактически, они не реагируют именно на движение, они реагируют на тепло от тела.
К их плюсам относят относительно низкое энергопотребление, они могут устанавливаться автономно и работать от батареек. Установка их также в целом простая, кроме того, они способны определять объекты на довольно значительных расстояниях, вплоть до 10-15 метров, а то и выше, это зависит от конкретной модели. Также они дешевле некоторых других типов, на них не влияет шум, изменение освещение и т.д. Они используются в разных сферах, от управления освещением, до систем автоматизации и охраны. Тем не менее, в чистом виде (т.е. не комбинированные) они не являются идеальным вариантом, у них есть и существенные минусы.
В первую очередь недостатком является сам принцип их работы - определение теплового излучения. Соответственно, если объект не излучает тепло (или имеет температуру окружающей среды), то датчик на него не среагирует. Сюда же стоит отнести вероятность ложных срабатываний, например, на животное, поток тёплого воздуха, отопительный прибор и т.д., вариантов тут очень много. Если между объектом и датчиком находится изолирующий материал (который не пропускает тепло), то это также не позволит датчику сработать. Поэтому если вы собираетесь приобрести именно инфракрасный датчик движения, над местом его установки нужно очень хорошо подумать. Их можно устанавливать как на улице, так и в помещения, но если в области действия датчика будут разные зоны, он будет ложно срабатывать. Например, в помещении это может быть даже окно, через которое будет проникать солнечный свет, разогревая локальную поверхность. На улице это может быть теневой и солнечный участок - перепад температуры также может заставить датчик сработать.
Ультразвуковые датчики движения
У таких датчиков внутри есть элемент, который распознаёт ультразвуковые волны, то есть те, которые находятся вне диапазона восприятия слуха человека. Если не вдаваться в подробности, то тут используется эффект Доплера: датчик излучает ультразвуковые волны, улавливает их отражение и замеряет параметры. Если между к примеру стеной и датчиком появился объект, то параметры отраженных волн изменится (частота и интенсивность, это как раз и есть эффект Доплера). Если говорить ещё проще, то тут используется принцип эхолокации. Ультразвуковой датчик движения не реагирует на любое изменение параметров волну, обычно есть некоторый порог срабатывания. Тут опять же получается так, что фактически датчик реагирует на появление объекта, а не на его движения, хотя с практической точки зрения никакой разницы нет.
Преимущества в том, что тут уже не имеют значения многие факторы, такие как температура объекта или окружающей среды. Ультразвуковые датчики среагируют на любой объект из любого материала. Зона их покрытия может быть очень большой - десятки метров, зависит от модели и её настроек. Если объект прозрачный или у него отражающая поверхность, это также не будет препятствием. Этот тип совершенно безопасен для человека, хотя некоторые домашние животные могут улавливать ультразвуковые волны, что вызовет у них дискомфорт. Впрочем, такие датчики и не ставят там, где есть животные, так как они могут вызвать ложные срабатывания.
Но есть и недостатки. У ультразвуковых датчиков движения выше энергопотребление, стоят они также дороже (здесь сравнение с инфракрасными). Они неэффективны на открытых пространствах, при установке такого датчика обязательно должно быть соблюдено требование: наличие поверхности в радиусе его действия. В противном случае волны попросту не будут отражаться. Они могут терять эффективность в шумных помещениях, там, где есть вибрации и т.д. Также считается, что их можно обмануть, если движения очень плавные. Но на деле это очень сложно и зависит от настроек датчика.
Фотоэлектрические датчики движения
Стоит несколько особняком от других, хотя и фотоэлектрические датчики движения могут использоваться во многих сферах, пусть и не так широко, как ряд других видов. Подобные датчики состоят из двух частей: одна испускает свет, вторая улавливает её при помощи фотоприёмника. Соответственно, обе эти части должны быть расположены в зоне видимости. Если какой-то объект окажется между датчиками, то световой пучок прервётся, что вызовет срабатывание его. Подобная схема как раз и ограничивает сферу их применений, например, в системах охраны и сигнализации они используются разве что как вспомогательные. Всё дело в том, что они контролируют лишь ту часть пространства, по которой проходит световой пучок. Зато они очень широко используются для открытия автоматических дверей и турникетах - в метро и магазинах обычно установлены именно они.
К их плюсам относят низкую вероятность ложных срабатываний, фактически на них ничего не может повлиять, кроме прерывания пучка света. Нарушить работу фотоэлектрического датчика может загрязнение одного из элементов. В установке и монтаже они также в целом просты, хотя тут могут быть нюансы. Скорость реакции у них моментальная, кроме того, стоимость их невысока. Зачастую они уже идут в комплекте с другим оборудованием (например, турникетами), то есть, ничего дополнительно делать не нужно. Также к их плюсам относят возможность на больших расстояниях, открытые пространства помехой тоже не являются.
Однако у них есть и минусы. Во-первых, они зависят от окружающего освещения, точнее, от его изменения. Вредна может быть как низкая освещенность, так и слишком яркая. Но это решается выбором места установки, например, нужно исключить попадание солнечного света на приёмник. Во-вторых, они должны быть чистыми, о чём мы уже упоминали, но и это решается правильным местом их установки. Главный недостаток - ограниченность применения, они всё же менее универсальные, чем другие типы.
Микроволновые датчики движения
Здесь принцип действия аналогичен ультразвуковым, однако анализируются не акустические волны, а электромагнитные. В остальном всё тоже самое, есть излучатель, есть приёмник, который улавливает и анализирует волны, анализ также основан на эффекте Доплера. Отметим, что сюда же можно отнести и их разновидность - радиоволновые датчики движения. Сразу стоит отметить, что радиоволновые - самый дорогой тип, зато радиоволны способны проходить через преграды и контролировать пространство за ними. То есть, они подходят для использования в просторных помещениях, в которых есть преграды (например, на складах). Это относится и к микроволновым.
Другой их плюс в том, что они не зависят от внешних условий, влажность, освещённость, температура - всё это не имеет значения. Кроме того, они могут работать на больших расстояния - десятки метров, но это зависит от характеристик конкретной модели. У них отличная чувствительность, они могут реагировать даже на мелкие объекты и незначительные движения. Впрочем, это настраивается чтобы исключить ложные срабатывания из-за мелких животных, хотя и в определенных пределах. Высокая чувствительность микроволновых датчиков движения является и минусом. Хотя их можно настраивать, но в определенных пределах и иногда с этим приходится повозиться. Например, некоторые из них могут срабатывать даже на такие мелкие объекты, как птичка.
Цена на такие датчики высокая, как и их энергопотребления, сам принцип действия требует больше энергии, ведь это ещё и активные датчики. Поэтому зачастую их подключают к электросети, хотя в них зачастую есть и дублирующие батареи. Микроволновое излучение может быть потенциально опасно для человека, создавать помехи для электронных устройств. Но всё зависит от мощности излучения, кроме того, зачастую их используют в системах сигнализации и охраны, а тут не подразумевается нахождение людей. Таким образом, можно добавить ещё один недостаток - требуются опыт и навыки не только для их установки, но и для настройки. Самостоятельно сделать это будет трудно, придётся обращаться к специалистам. По всем этим причинам подобные датчики крайне редко используются в каких-то простых целях, например, для открытия дверей или управления освещением, а вот в системах охраны они нашли широкое применение.
Также стоит упомянуть комбинированные типы, в них могут использоваться разные технологии (совмещение двух и более видов в одном устройстве). Подобный подход позволяет устранить недостатки, присущие тому или иному типу. Однако такие датчики устроены сложнее и стоят значительно дороже, поэтому чаще всего используются в охранных системах. Покупать такой для управления освещением особого смысла не имеет, это будут неэффективные траты.
Как подобрать подходящий датчик движения
Выбор датчика движения зависит от задачи, которую нужно решить, под это подбирается прежде всего один из видов, о которых мы рассказали выше. У каждого из них могут быть свои характеристики, исходя из особенности принципа действия, но вне зависимости от типа есть и общие. О них и поговорим. Первое - рабочая зона, которая складывается из двух параметров: угол обзора и рабочая дистанция. Сразу нужно отметить, что это не относится к фотоэлектрическим датчикам, о чём мы упоминали, там ведь есть один световой пучок.
Угол обзора может быть от 90 до 360 градусов (последние имеет смысл устанавливать на потолке в середине помещения). Рабочее расстояние от нескольких до десятков метров, в целом, чем выше эти параметры, тем дороже датчик и тем больше он потребляет энергии (относится к активным). Соответственно, здесь подбирается такой, который полностью закроет зону, которую он должен контролировать. Опять же, здесь исходят из задач. Одно дело - охрана склада и совсем другое автоматическое включение света. Стоит обратить на тип питания, есть как полностью автономные, так и те, которые питаются от электросети, а также комбинированные. Такие в нормальном режиме работают от электросети, в случае отключения света переключаются на питание от батарей.
Стоит подумать и над чувствительностью, это тоже зависит от типа датчика, выше мы упоминали некоторые нюансы. Учитывать тут стоит потенциальное изменение уровня освещенности, посторонние шумы, животных и т.д. В целом же, с помощью хорошего и подходящего датчика движения можно решать широкий спектр задач.
