Понятие об уличных датчиках движения: разъясняем обстоятельно

Схемы подключения датчиков движения

Для подключения в цепь датчик движения с ИК-сенсорами имеет 3 клеммы:

• для подключения фазы,
• для подключения «нуля»,
• фазную клемму для подключения к источнику освещения.

Без выключателя

Схема подключения без выключателя

Схема подключения без выключателя предполагает управление освещением только от датчика движения.

Схема подключения датчика движения с выключателем для освещения

При схеме 1 подключения датчика движения с выключателем последний выполняет роль обычного выключателя и не даст датчику выключить свет, если сам выключатель включен.

Если требуется отключать датчик движения, чтобы он не включался, например, во время сна, смонтируйте приборы по схеме 2.

Неполадки в работе или ошибки подключения

В качестве неполадок в работе датчиков движения выделяются:

1. Подключение фазы и ноля. По логике работы прибора ему все равно где будет подключена ноль и фаза. А вот по соображениям безопасности разрыв должен находится именно на проводнике, подведенного к фазе. Аналогию такого включения можно привести с патроном для лампы.
2. Ложные срабатывания. Возможны при неправильном расположении сенсоров, установку вблизи теплых или нагревательных элементов, монтаж на улице, недалеко от листьев дерева или иных посторонних факторов.
3. Безосновательное включение сразу же после деактивации. Если на фотореле датчика направлен светильник или другой излучающий свет прибор, это и послужит такому поведению устройства. Недалеко размещенный светильник с лампой накаливания, которая при выключении затухает не сразу. Сенсор может уловить ИК волны и запустить цепочку активации освещения. Не исключены случаи бесконечного цикла активации по ИК-волнам.
4. Монтаж датчика движения на стену, хотя по паспорту он потолочный. Не спроста в технических характеристиках указан вариант крепления (стена/потолок). Это связано с устройством диаграмм. У таких устройств разный угол обзора и как следствие, возникают проблемы при неправильной установке.
5. Блики и потоки воздуха. Такие факторы как блики и сильные потоки воздуха заставляют реагировать ИК-сенсор. Если с бликами похожая ситуация рассмотрена в третьем пункте, то с ветром дела обстоят иначе. Не рекомендуется установка с направлением на окна, сплит-системы, на улице, где гуляет сильный сквозняк.
6. Трещины или появление загрязнения на чувствительном элементе, при подключении к прожектору. Этим элементов в датчике служит линза Фрекеля. Она нужна для фокусировки ИК-излучения с помощью, расположенных внутри вогнутых сегментных зеркал. Если загрязнения много или спереди появится трещина, это значит, что прибор неверно работает.

Как сделать (лазерный/с фотоэлементом)?

Сборка датчика

Несмотря на громкое название, лазерный датчик движения – самое техническое решение данного устройства и вполне доступно для сборки в домашних условиях.

Условно, перед началом работ, необходимо четко понимать логическую схему:

1. Сама система состоит из двух взаимосвязанных устройств – датчика, излучающего определенный световой луч, и сенсора на который этот луч направлен.
2. Принцип такой пары сенсоров прост – электроника работает при постоянном воздействии света на фотоэлемент, при прерывании светового воздействия фотоэлемент срабатывает, замыкая или размыкая схему, вследствие чего и происходит включение или выключение источника освещения.

Такая схема функциональна в местах, где необходимым условием является пересечение условной линии между двумя сенсорами.

Скорее всего, при изготовлении самодельного сенсора движения понадобятся следующие инструменты и расходные материалы:

1. Корпус для размещения электронной схемы.
2. Набор элементов или же готовая элементная схема советского периода блока управления.
3. Паяльник с припоем или что еще лучше паяльная станция.
4. Провода различного сечения, резисторы разного номинала.
5. Крепеж.
6. Отвертка, плоскогубцы, изолента, кембрик.

Описание схемы

Схема фотоприемника

Датчик с фотоэлементом в предлагаемой схеме будет использоваться для включения освещения. Фотореле, на основе которого конструируется сенсор, будет играть роль включателя, при прохождении между источником света и фотоэлементом.

Здесь нужно уточнить некоторые элементы схемы:

1. VT1 – фототранзистор.
2. R1 – резистор, играющий одновременно две роли в схеме: устанавливает рабочую точку и нагружает коллектор. В каждом отдельном случае, номинал резистора придется подбирать путем проб и ошибок.
3. C1 – конденсатор.
4. DA1 – операционный усилитель с обратной связью.
5. R2 – резистор, на котором реализована обратная связь ОУ.

Схема будет работать таким образом:

1. При попадании светового луча на фототранзистор, VT1 элемент работает как при подаче малого напряжения на базу транзистора.
2. После этого, фототранзистор открывается и происходит зарядка конденсатора C1.
3. В момент, когда свет перестает поступать на фоторезистор VT1, конденсатор начинает разряжаться, при этом, напряжение падает, и операционный усилитель DA1 срабатывает и включает другие устройства, будь то освещение или звуковой извещатель.

В качестве источника света для фотоэлемента, можно использовать как обычный лазер на расстоянии несколько десятков метров, так и инфракрасный светодиод для уменьшения заметности линии сигнализации.

Пошаговое руководство

Самостоятельная сборка подобного прибора проводится согласно принципиальному алгоритму:

1. Собирается источник питания, производится регулировка, контролируется выдающий ток.
2. На минус блока питания устанавливается резистор.
3. Далее, диод при помощи катода.
4. На анод выводится резистор подстройки.
5. Транзисторный эмиттер соединяется с отрицательным проводом блока питания.
6. С базовой схемой соединяется резистор.

В результате такой манипуляции должна получиться вот такая конструкция: резистор к минусу, контактор, соединенный с реле, а реле с сигнализатором (лампа или ревун)

3 схемы подключения

Схема

Есть несколько способов правильно подключить прибор к электросети. Следовать необходимо по трем путям:

1. Прибор подсоединяется к сети без использования выключателя. Это следует делать, если датчик станет полностью брать на себя всю работу за отключение и включение света. Это делается, когда необходимо осветить бассейн или придомовой участок.

2. Если прибор улавливает колебания воздуха, надо применять еще и выключатель, что принудительно обесточит оборудование. В таком случае лампочку необходимо соединить с электросетью, обойдя датчик.

3. Цепь питания есть смысл дополнить выключателем, с помощью которого отключается датчик движения, чтобы он не включался от любых движений, например, когда человек двигается во сне.

Схема
1 – без использования выключателя. 2 – кнопка для выключения света. 3 – кнопка для включения света.

Для каждой конкретной ситуации понадобится выбирать один из этих способов подключения. Условия всегда разные и универсального варианта нет.

Ссылки СНИП и ПУЭ:

1. ПУЭ 6.5.7;
2. СНиП 23-05-95.

Как подключить датчик движения

Пример изготовления датчика

Световой датчик состоит из источника света и приемника светового излучения. В домашних условиях в качестве источника можно применить лазерную указку. Выбор может упасть также на светодиоды, что уменьшит расстояния между источником и приемником света. В охранной сигнализации источником может быть инфракрасный диод, что сделает устройство менее заметным.

Принципиальная схема приемника светового прибора представлена на изображении:

Что надо иметь для самостоятельного изготовления

Для практической реализации представленной схемы понадобятся следующие основные инструменты и комплектующие.

• Паяльник. Мастер должен уметь работать с этим инструментом.
• Мультиметр — для измерения электрических параметров собираемой схемы.
• Бокорезы, пинцет. Эти инструменты необходимы для выполнения проводки и работы с мелкими электронными комплектующими.
• Транзистор с фотоэлементом. Из него следует изготовить фотоэлемент — собственно основной чувствительный элемент датчика. Для этого подойдет фототранзистор с корпусом как показано на изображении:

  С помощью бокорезов освободить транзистор от крышки. Получится открытая поверхность кристалла фотоэлемента (смотреть изображение), которая будет реагировать на попадание света.

• Операционный усилитель для увеличения параметров сигнала при использовании внешних приемников для подачи сигнала (радиоприемник или другой вид информирования о случившемся событии). Выглядит операционный усилитель как показано на изображении:
• Конденсатор, резисторы, реле. В качестве реле подойдет РЭС55, смотреть изображение:
• Драйвер или блок питания для подачи напряжения (можно бывший в употреблении, но рабочий от 4.5 В до 12 В)

Основные рекомендации и порядок сборки

• Из подготовленных деталей выполняется несложная схема, приведенная выше.
• Производится подключение с помощью паяльника к блоку питания. Собранная плата выглядит, как показано на изображении:
• Собранную схему лучше разместить в каком-нибудь корпусе, подходящем по размеру.

Как работает самодельный датчик света

Источник света направляет излучение на кристалл фотоэлемента транзистора VT1 (смотреть схему), создавая условия аналогичные подаче напряжения на его базу. В таком случае полупроводник откроется, а конденсатор С1 зарядится. Резистор R1 регулирует величину точки срабатывания транзистора и подбирается опытным путем (за базу взято значение 10 кОм). Конденсатор подбирается емкостью 10 мкф.

В тот момент, когда свет перестает падать на фотоэлемент, а это происходит при возникновении преграды в виде человека, конденсатор начнет разряжаться. При этом напряжение в точке А будет постепенно снижаться. Операционный усилитель многократно усиливает сигнал и на выходе можно будет подключить извещатели различного типа.

Анализировать информацию с датчика поможет установка в схему реле. Его подключаем следующим образом: один контакт соединяем с цепью питания, другой заземляем, а третий подключаем к извещателю, например, радиоприемнику, как показано на изображении:

Пока свет попадает на фотоэлемент, питающая цепь реле соединена с корпусом и радио не работает. В отсутствии сигнала от фотоэлемента контакт реле переключается на цепь питания (на изображении 12 В) и радио подает звуковой сигнал.

Варианты применения датчика движения

Наиболее эффективно использование датчика движения для освещения лестничных пролетов в многоквартирных домах. Благодаря этим простым устройствам лампы не потребляют электричество всю ночь напролет, а включаются на 1-2 минуты по мере надобности.

Включение освещения у входной калитки или ворот частного коттеджа тоже очень удобно реализовать при помощи датчика движения. Одновременно с включением лампы можно передавать сигнал в дом и тогда хозяева всегда будут сразу же предупреждены о приходе гостей.

Учитывая ограниченную дальность зоны действия датчика, для обслуживания длинных коридоров применяют специальные приемы. На рисунке снизу хорошо видно, как два датчика могут полностью охватить всю зону длинного коридора.

В комнатах большой площади удобнее пользоваться потолочными датчиками с круговой диаграммой направленности. Однако нужно учитывать, что радиус зоны срабатывания датчика становится равен максимальной дальности, указанной в паспорте изделия, минус высота потолка.

Выбираем место установки

Датчики движения могут быть уличными или для помещений. Уличные сенсоры специально изготовлены для работы на открытом воздухе. Они устойчивы к жаре, морозам, осадкам, пыли и другим неблагоприятным условиям. Конкретные показатели влагозащиты и температурных режимов могут отличаться, поэтому при выборе нужно смотреть на характеристики определенной модели. Особенно это касается северных и южных регионов России, где может быть очень жарко или наоборот очень холодно.  Уличные датчики можно в принципе использовать и для помещений, но они несколько дороже внутренних сенсоров.

Датчики движения для помещений не так хорошо защищены и предназначены для более мягкого климата. Однако и цена на них гораздо ниже. Поэтому если вам нужно поставить сенсор в подъезде или на веранде, берите внутренний датчик движения. Например, можно взять REV DDV-3 с большим углом обзора и возможностью монтажа в стену.

По способу же крепления они могут быть настенными и потолочными. Настенные приборы проще в установке, так как не требуют никаких математических расчетов: достаточно навести сенсор на необходимую зону действия. Правда угол охвата у настенных моделей редко превышает 270°, тогда как большинство потолочных имеют угол охвата 360°.

Потолочные же способны охватить большее пространство, однако их установка требует определенных тригонометрических расчетов, учитывающих высоту потолка, площадь помещения и угол обзора датчика.

Трехпроводная схема подключения датчика движения

Датчики с тремя клеммами обычно используются при конструкции типа ИК-сенсор. Довольно распространенной компанией производителем недорогих инфракрасных датчиков движения является IEK. Без особых проблем можно найти хорошие изделия на Алиэкспресс.

Изделия подороже выполнены по аналогичному принципу, схема подключения светильника с датчиком аналогична для модели датчика от любого производителя. Устройства должны иметь степень защиты IP44 от проникновения твердых объектов более 1 мм и капель влаги. Если же датчик движение нужно вынести за пределы дома, то установка возможно только под козырек.

Если желаете защитить прибор от дождя и снега, ищите модель с пылевлагозащитой IP65 и с температурным режимом для вашего климата. Большинство ИК-сенсоров могут работать только до минус 20 градусов Цельсия.

Для подключения трехпроводного ИК-сенсора движения заводится полноценная фаза и ноль. Для правильной расстановки понадобятся все те же основные 4 элемента:

1. Автоматический выключатель (что в распредщитке).
2. Распредкоробка (в которой основной монтаж).
3. Датчик (к нему подведен провод из распредкоробки).
4. Светильник (второй провод из распредкоробки).

Соединение датчика тремя проводами будет проводится с заводом в распределительный короб трех кабелей:

1. От автомата три жилы: L (фаза), N (рабочий нуль), нулевой защитный или земля (PE).
2. На светильник три жилы, если корпус осветительного прибора из метала.
3. Три жилы на датчик.

Как подключить датчик движения к лампочке с использованием трех жил, детально рассмотрено на схеме.

Нули (N) собираются в одну точку (как в случае с предыдущей схемой). Земля с автоматического выключателя тоже подключается к земле светильника (нулевой привод или PE). На датчик движения с тремя клеммами подается теперь фаза-ноль:

• Две вводных – для питания 220В, обычно подписаны как L (фаза) и N (ноль).
• Один вывод – обозначается литерой А.

Монтаж

Для установки трехжильного датчика движения:

1. Открутите два самореза в корпусе. Клеммы находятся под задней крышкой.
2. Некоторые модели уже выводятся из корпуса тремя проводами разного цвета. По цвету можно определить, что он значит: земля (А) красный, ноль (N) синий, фаза (L) коричневый. Но если крышка открывается без особых потуг, рекомендуется убедится в правильности определенной маркировки лично, глядя на надписи рядом с клеммами.
3. Упрощенная схема подключения датчика движения к лампочке выглядит таким вот образом:
4. Немного наглядности вот на этом рисунке.
5. Можно обойтись без распредкоробки для соединения проводов и все жилы завести прямо в короб датчика, если внутри достаточно просторно и есть собственный клеммник. Фазу-ноль с одного кабеля подали, а с другого фазу-ноль вывели.
6. Выходит упрощенная, но такая же трехпроводная схема, только без распределительного короба.

Настройка и регулировка чувствительности

После успешного подключения светильника с датчиком движения нужно правильно выставить его параметры:

1. На обратной стороне корпуса найдите основные регуляторы. LUX с позициями месяца и солнца отвечает за срабатывание в зависимости от освещенности. Нужно чтобы датчик включался в комнате с окном только когда будет пасмурно или зайдет солнце? Выкрутите регулятор в сторону луны.
2. Вторым регулятором выставляйте время выключения. Задержку можно выставить с нескольких секунд до 5-10 минут.
3. Угол поворота всей сферы позволяет регулировать детектирование животных.

Преимущества и нюансы использования

Чтобы на животных не реагировал датчик, не поворачивайте головку сенсора вниз к полу. Выставите его так, чтобы он захватывал движения на уровне головы (плеч) всех жителей дома. Обычно на этом уровне захват животных не происходит.

Если же нужно, чтобы датчик временно не срабатывал, то головку его направьте в потолок. Таким образом захват перемещения невозможен. Захват движения датчиком зависит от угла наклона. В реалиях максимальное расстояние достигает 9 метров. Но по паспорту может быть выше.

Датчик для детектирования применяет ИК-лучи. Если двигаться от луча к лучу, то устройство замечает активность и реагирует. Когда проходишь прямо на луч, чувствительность сенсора минимальна и прибор может не сразу на вас среагировать.

По этой причине установка датчиков движения проводится не прямо над дверным проемом, а немного сбоку. Например, в углу комнаты.

Недостатки

Минусом трехпроводной схемы подключения датчика движения к лампе является отсутствие включения света принудительно. Если датчик по каким-либо причинам придет в неисправность, начнутся проблемы с корректной его работой. Чтобы этого избежать, рекомендуется в схему добавить выключатель.

Схема подключения

После того как вы приобрели данный прибор и определились с местом его расположения, необходимо определиться с тем, какой будет схема датчика движения. Варианты могут быть следующими:

1. Этот вариант является самым распространенным и очень часто обозначается на корпусе самых приборов. В нашем случае: выходная фаза – A, ноль – N, фаза – L.
2. Подключение прибора освещения к датчику производится параллельно выключателю.
3. Данная схема подключения применяется только в том случае, если суммарная мощность приборов освещения превышает мощность самого датчика. В такой ситуации два устройства подключаются на одну мощность.

Настройки после подключения

Чтобы прибор не реагировал на перемещения домашних питомцев, на включение светильников и другие факторы, необходимо правильно его настроить.

При этом, в зависимости от модели, на корпусе присутствуют 2…4 регулятора. Стандартная маркировка и действие описаны в таблице.

• Освещенность задает интенсивность света, при которой прибор НЕ включает светильник. Это позволяет избежать срабатывания датчика днем или при включенном основном освещении. Если датчик включает не «ночное» освещение, а основное, производители рекомендуют такие параметры для настройки (люксы): на проходах 75…200, в офисах и жилых помещениях – 600, для работ с высокой нагрузкой на зрение – 1000.
• Задержка срабатывания задает промежуток между попаданием объекта в зону охвата датчика и передачей сигнала на выключение светильника (другого электроприбора). Обычно диапазон составляет от 3…5 секунд до 15 минут. Для проходных зон рекомендуют 5 минут, для рабочих – 15 минут. Время задержки до выключения отсчитывается от последней зафиксированной активности объекта. Пример: задержка установлена 10 секунд, в течение 10 минут человек двигался в зоне чувствительности датчика. Свет выключиться через 10 секунд после того, как человек перестал двигаться.
• Чувствительность датчика регулирует степень активности движения, на которую срабатывает датчик, и дальность.
• Последний табличный параметр – чувствительность микрофона – присутствует только в некоторых моделях датчиков. За счет сложности баланса между минимальным и максимальным уровнем звукового воздействия для срабатывания редко используется в быту. Основное применение – в охранных системах.

Еще один интересный момент: в ряде современных датчиков движения присутствует функция «Игнорирование домашних животных». Обычно наличие этой функции обозначается на упаковке рисунком собаки/кошки. Отсутствие ложных срабатываний основано на комбинации анализа цифровой информации и хорошей оптической защищенности линзы.

Любая «нагрузка» в схеме, будь то светильник или кондиционер, срабатывает одинаково: после подачи устройством слежения сигнала о появлении объекта требуемой массы и теплоты в зоне действия электроприбор включается. Поэтому нет особой разницы между тем, как подключить датчик движения к прожектору или использовать его для включения света.

Технические характеристики устройств

В технических характеристиках беспроводных моделей есть еще частота, на которой они работают и тип элементов питания

Технические характеристики указываются в технической документации (в паспорте), которая сопровождает любое техническое изделие, иначе вряд ли удастся подобрать необходимый прибор.

Угол обзора

Существуют изделия с различным углом обзора, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Если необходимо защитить объект с различных сторон, то применяются датчики с углом обзора вплоть до 360 градусов. В случае крепления датчика на стене, достаточно устройства с углом обзора в 180 градусов. Если предполагается установить датчик на столбе, то лучше отдать предпочтение углу обзора в 360 градусов. В данном случае, все зависит от того, какую площадь и какой объект или группу объектов планируется защитить. При установке в квартире, для защиты отдельных комнат, выбирают датчики с меньшим углом обзора, порядка 90 градусов.

В зависимости от места установки и требуемой зоны обнаружения выбирают радиус обзора

При наличии в комнату одного входа, достаточно установки датчика с узким углом обзора, в противном случае приходится устанавливать несколько датчиков с узким углом обзора или один датчик с широким углом обзора. При этом следует помнить, что подобные датчики стоят недешево, поэтому всегда нужно ориентироваться на экономическую целесообразность.

Существует и такое понятие, как угол обзора по вертикали. В простых, недорогих моделях этот показатель составляет не больше 20 градусов. У более дорогих моделей этот показатель значительно выше и может составлять все 180 градусов. Подобные устройства применяются в охранных системах, где подобные затраты оправданы. В системах освещения достаточно самого простого и дешевого устройства. Главное, чтобы датчик был установлен на нужной высоте и включал освещение при определенных условиях.

Радиус действия

Дальность действия следует подбирать с запасом

Выбор датчика движения по дальности действия зависит от того, где он будет установлен: на улице или в помещении. Для помещений достаточно устройств с радиусом действия порядка 5-7 метров. В случае установки датчика во дворе или в другом месте, необходимо учитывать некоторые факторы, иначе возможны ложные срабатывания. Датчики с большим радиусом действия могут срабатывать при движении людей по улице, при появлении соседа в своем дворе и т. д. Поэтому в таких случаях лучше останавливать свой выбор на устройствах с минимальным радиусом действия.

Мощность подключаемых источников освещения

Мощность датчика следует расчитывать с запасом

Каждый датчик рассчитан на определенную мощность нагрузки, которую он может включать/выключать без аварийных режимов. В противном случае устройство просто выйдет из строя, так как не выдержат элементы управления.

В последнее время этот показатель не имеет столь критического значения, поскольку люди переходят на более экономные лампы, вроде энергосберегающих или диодных.

Способ крепления и выбор места установки

Чаще всего датчики крепят на стену

Датчики движения могут отличаться еще и способом крепления. Поэтому существуют:

• Корпусные изделия, в виде небольшой коробочки с кронштейном. Такие модели крепятся:
• На потолке.
• На стене.
• Встраиваемые модели, предназначенные для скрытой установки.

Такие модели отличаются тем, что имеют небольшие размеры, что позволяет их установить незаметно для окружающих.

Если необходимо просто включать/отключать освещение в нужном месте, то можно обойтись более дешевыми корпусными устройствами. Встраиваемые датчики в миниатюрном исполнении больше подойдут для охранных систем, тем более что они еще и дорогие.

Дополнительные возможности

Некоторые модели, в зависимости от назначения и условий эксплуатации, имеют дополнительные функции. К таким функциям следует отнести:

• Порог чувствительности. Он реализован с помощью датчика освещенности, в виде фотореле. Особенно полезен этот датчик при установке устройства на улице. Эта функция необходима для того, чтобы устройство включало освещение только в темное время суток.
• Защита от животных. Естественно, что в каждом частном дворе имеются коты и собаки. Функция необходима для того, чтобы уменьшить количество ложных срабатываний при движении животных. Если во дворе большая собака, то эта функция может и не действовать.
• Задержка отключения. Устройства бывают разные, как с задержкой, так и без нее. В большинстве случаев эта функция регулируется. Достаточно неудобно, если человек часто перемещается в зоне действия датчика, при этом он также часто ее покидает, и датчик движения также часто включает и выключает освещение.