Сегодня доступны 4 разные технологии:

Пассивный инфракрасный (PIR) датчик: реагирует на движущиеся источники тепла ;

Высокочастотный датчик (5,8 ГГц): обнаруживает движения даже сквозь тонкие стены (например, в туалете) ;

Ультразвуковой датчик (40 кГц): также обнаруживает объекты в комнате без прямого визуального контакта с датчиком (например, за рабочим столом) ;

Пассивный инфракрасный (PIR) датчик

Пассивный инфракрасный датчик реагирует на движущиеся источники тепла. Если человек (или также транспортное средство) входит в зону обнаружения датчика, последний обнаруживает присутствие и преобразует информацию в электрический сигнал, который включает выходную цепь. Эта схема посылает импульс включения или выключения на электронный выключатель света.

Поскольку датчик не излучает сигнал, а принимает только то, что излучают движущиеся источники тепла, он называется пассивным инфракрасным датчиком (датчик PIR).

Работа пассивного инфракрасного датчика

Ограничение зоны обнаружения (не видно сквозь стены) ;

Регулировка зоны обнаружения путем выравнивания или ограничения закрывающими устройствами ;

Очень хорошее обнаружение тангенциальных движений (человек проходит мимо датчика сбоку) ;

Отсутствие обнаружения скрытых людей (например, за растением или перегородкой) ;

Возможная ошибка переключения из-за других сильно меняющихся источников тепла (например, мощный вентилятор) ;

Плохое обнаружение людей с радиальным движением (человек движется к датчику). Это обстоятельство необходимо учитывать при размещении датчиков, например, ИК-датчик в длинном коридоре лучше разместить сбоку, чем посередине.

Датчик присутствия высокой частоты (High frequency presence detector, HF)

В отличие от пассивного инфракрасного датчика, высокочастотный датчик активен и излучает электромагнитные волны в диапазоне гигагерц. Излучаемые волны отражаются объектами в комнате (мебелью, приборами, растениями, людьми) и отправляются обратно на датчик.

Если объект, которого коснулись, находится в состоянии покоя, отраженная волна имеет ту же частоту, что и испускаемая. Если высокочастотная волна попадает в движущегося человека, отраженная волна меняет частоту. Датчик определяет это изменение частоты как движение.

Подобно пассивному инфракрасному датчику, электронная схема активирует импульс переключения, который может включать и выключать освещение или другие объекты, потребляющие электроэнергию.

Работа высокочастотного датчика

Преимущества датчиков HF:

Людей также можно обнаружить за комнатными растениями, перегородками и дверями туалетов ;

Обнаружение очень чувствительно даже для небольших движений ;

В отличие от PIR, датчик HF идеален не только для тангенциального обнаружения, но и для радиального обнаружения (человек движется к датчику).

Недостатки ВЧ датчиков:

Установка точного диапазона обнаружения более сложна, чем с PIR ;

Движущиеся объекты, которые не выделяют тепло (например, электромеханическое оборудование, занавески на ветру), также могут привести к обнаружению присутствия ;

Ассортимент продукции пока невелик, в будущем ожидается более широкое использование.

Ультразвуковой датчик присутствия (Ultrasonic presence detector, UF)

Ультразвуковой датчик присутствия излучает неслышимый человеческим ухом звук с частотой 40 кГц. Ультразвуковые волны окружают практически каждый объект в комнате, при этом положение датчика не играет большой роли. При столкновении с объектами ультразвуковые волны отражаются и, в зависимости от движения, отправляются обратно в том же или другом тоне.

Ультразвуковой датчик не проникает в стены, но может, например, «скользить» под дверью туалета, который не полностью закрыт, и таким образом обнаруживать людей в туалетной кабине.

Работа ультразвукового датчика

Преимущества ультразвуковых датчиков:

Подходит для радиального и тангенциального обнаружения ;

Подходит для больших площадей и коридоров ;

UF-датчики также продаются как комбинированные датчики с технологией PIR, которая позволяет объединить преимущества обеих систем, но они также более дороги.

Недостатки ультразвуковых датчиков:

Как и в случае с датчиками HF, также обнаруживаются движущиеся объекты, которые не излучают тепло (например, электромеханическое устройство, завеса на ветру) ;

Оптические датчики (Optical human presence sensor, видеокамера)

Одной из возможностей обнаружения присутствия, которая все еще мало используется, является оптическое обнаружение с помощью небольшой камеры, поскольку она используется сегодня во всех смартфонах.

Изображения, снятые камерой, передаются на микропроцессор (небольшой компьютер) внутри датчика, который использует обработку изображений для их анализа и обнаружения людей.

Чтобы это работало, в датчике должно быть сохранено большое количество изображений людей со всех возможных направлений. Затем микропроцессор в датчике сравнивает изображения с сохраненными изображениями и решает, присутствуют ли люди или нет.

Работа оптического датчика

Преимущества оптических датчиков присутствия:

Людей можно обнаружить даже без движения.

Помимо обнаружения людей, также может быть определено количество присутствующих.

Дальность обнаружения может быть точно определена программным обеспечением.

Оптические датчики также подходят для одновременного обнаружения присутствия и дневного света.

Недостатки оптических датчиков:

Обнаружение работает только при прямом зрительном контакте между датчиком и людьми.

Датчики также технически подходят для «расширенного» наблюдения, что вызывает вопросы на уровне закона о защите данных.

Интеллектуальный мультисенсор

Благодаря комбинации инфракрасного, акустического и яркостного датчиков интеллектуальный датчик присутствия обеспечивает надежное обнаружение присутствия людей и животных в зданиях:

Области применения

В зависимости от области применения подойдет та или иная технология. При выборе типа датчика необходимо обязательно учитывать описанные выше достоинства и недостатки.

Источник

Чем отличается датчик движения от датчика присутствия

Детекторы движения используются в сфере охраны и системах частной автоматизации. Датчик присутствия относится к более чувствительной группе приборов, он определяет мелкие перемещения в подконтрольной области. Узел сигнализирует об изменении обстановки, формирует команду для автоматического запуска ответа на движение объектов.

Принцип работы датчика присутствия

Датчик присутствия отслеживает степень ИК излучения в зоне видимости

Прибор отслеживает степень инфракрасного излучения в поле зрения. Уровень усредняется и воспринимается как монотонный план. Температура фона повышается во время присутствия человека, пироэлектрический детектор создает напряжение для подачи сигнала.

В основе лежит оптическая схема по принципу линзы Френеля, иногда применяется комплект вогнутых зеркал сегментного типа. Участки фокусируют тепловые лучи на элементе, продуцирующем импульс. При перемещении объекта ИК лучи несколько сегментов улавливают и выдают всплески. Датчик присутствия подает итоговый сигнал обнаружения после накопления 2 – 4 импульсов, количество зависит от чувствительности прибора.

Особенности и характеристики устройства

GSM датчик присутствия посылает сигнал о проникновении посторонних на охраняемую территорию

Датчик работает в комплексе с другими модулями, которые срабатывают от его сигнала. Устройства охранной системы управляются контролером, который ставится в схеме при монтаже.

Охранные устройства выполняют действия по сигналу детектора присутствия:

Умные выключатели, сирены, измерители, мониторы начинают работу, когда датчик виртуального присутствия обнаруживает движение. Производители дают доступ к аккаунту на веб-портале, где пользователь с помощью мобильной программы настраивает взаимодействие и задает параметры.

Разновидности датчиков присутствия

Разновидности датчиков охранной сигнализации

Оптические разновидности функционируют по принципу блокировки светового луча непрозрачным предметом и определяют размеры тела. К ним относятся лазерные дальномеры. Ультразвуковые типы проводят локацию пространства ультразвуком и находят расстояние до движущегося объекта.

Микроволновые датчики применяют принцип СВЧ волн проходить через предметы или отражаться от некоторых поверхностей. Используются в системах, которые контролируют область за стеной, проницаемой для лучей.

Магниточувствительные приборы ставятся в качестве выключателей бесконтактного типа. Включают датчик Холла и электромеханический коммутатор, монтируются в схеме открывания окон и дверей. Пирометрические устройства используют уровень ИК лучей и работают для определения движения.

Для включения света

Датчик присутствия для включения света

Двигательные детекторы начинают работу освещения только при активизации людей, например, если человек идет в зоне видимости. Более чувствительный датчик присутствия для включения света отличается тем, что реагирует на мелкие движения. Он регистрирует движение кистей рук, пальцев, наклоны головы. Прибор выключит освещение, если человек будет сидеть без движения на протяжении заданного времени.

Устройства включают свет, если люди перемещаются в условиях темноты, но не срабатывают днем, когда все видно. Ночью датчики обеспечивают работу ламп до того, как последний человек выйдет из зоны охвата.

ИК датчики

Принцип работы ИК датчика

Приборы изучают изменение инфракрасных лучей, отраженных от окружающих предметов. Пассивные датчики только воспринимают тепловые волны, а активные виды сами испускают колебания и ожидают ответного возврата для анализа.

Тепловые лучи представляют спектральное излучение, которое не различается глазом, но определяется фотоэлектрическими приемниками датчика. Тело человека или животного не светится в видимом диапазоне, а в инфракрасном спектре сияет. Приборы присутствия реагируют на возникновение или исчезновение излучения. Настраивается чувствительность модулей, чтобы они реагировали только на большие объекты и не замечали птиц и мелких животных.

Датчики присутствия человека в помещении

Датчик присутствия фиксирует любые движения человека в помещении

Рабочие параметры устанавливаются так, чтобы контрольная степень была выше уровня акустических, инфракрасных и тепловых помех.

Следящий модуль дает сигнал для направления извещения владельцу о проникновении. Тревога поступает в виде сообщения на телефон в выбранной форме. Можно задавать несколько номеров для оповещения.

Области применения

В помещениях с детекторами слежения энергия экономится на 40%, а расходы уменьшаются на 50 – 60%. Прибор включает кондиционер, когда есть люди, а также координирует освещение и прекращает его в момент отсутствия человека.

Устройства монтируются в виде локальных элементов, оконных координаторов открывания, применяются в системе «умного дома». Дизайнерские модели ставятся в частном секторе, уличные приборы регулируют свет в подъездах, дворах. Датчики присутствия следят за обстановкой на складах, производственных цехах и офисах. Устройства обеспечивают безопасность в отдельных комнатах или во всем строении.

Отличие от датчика движения

Датчик движения менее чувствительный, чем датчик присутствия

В основе работы лежат одинаковые механизмы. У детектора движения стоят десятки микролинз, пространство разбивается на такое же количество частей для исследования. Датчик присутствия содержит сотни таких отражателей, которые координируют минимальные области и отслеживают небольшие по амплитуде движения.

Приборы для определения присутствия человека настраиваются гораздо кропотливее. Из-за высокой чувствительности они часто дают ложную тревогу. Используется электронный вмонтированный процессор для уменьшения таких инцидентов, при этом не используется наладка вручную.

Правила выбора датчика присутствия

Место установки влияет на радиус обзора

На выбор влияет место монтажа, доступные варианты питания, объем координируемого пространства. Для внутреннего размещения выбирается прибор с соответствующими характеристиками, например, без скачков температуры, пыли и влажности. Уличные устройства имеют усиленную защиту от погодных условий и увеличенный радиус охвата.

При подборе учитываются характеристики:

Обращают внимание на дополнительные функции модели. Предусматривается защита от ложной тревоги при появлении мелких теплокровных объектов, задержка включения света при движении и предохранение от включения ламп днем.

Установка датчика присутствия

Расположение датчиков при установке сигнализации

Прибор ставится так, чтобы на него не падали прямые световые лучи, а рядом не стояли предметы, загораживающие обзор. Нежелательны на пути волн стеклянные перегородки, т.к. ИК лучи не проходят сквозь материал. В радиус охвата должны попадать углы помещения, иначе устанавливается несколько приборов, при этом получается перехлест зон внимания.

Следящие детекторы не ставятся вблизи отопительных радиаторов, кондиционеров и лопастных вентиляторов. На улице устройства монтируются под навесом, при этом учитывается рекомендованная высота установки, которая приводится в паспорте.

Изготовление своими руками

Собственноручная сборка представляет альтернативу фабричному устройству, если не подходят параметры. В конструкции применяются недорогие элементы, а для повышенной нагрузки ставится 2 реле.

Используется низковольтный (5 – 12 В) блок в соответствии с нагрузкой, например, числом ламп. К аноду фотоэлемента присоединяется ограничительное для тока сопротивление, а к катоду припаивается положительный полюс питания. Один выход резистора подключается к минусу, а другой подключается к ограничивающему сопротивлению.

Схема

Принципиальная схема датчика прсутствия

В середине детектора ставятся фотоэлементы для приема волн. Элементы закрываются общей линзой, содержащей в составе множество мелких линз для сосредоточения ИК лучей перед подачей на отражатели. При движении фокус сдвигается с элемента и пропадает на одном стекле, но показывается на другом. Датчик срабатывает после нескольких подобных пропаж и появлений.

Устройство содержит генератор волн, усилитель и компрессор. После возвратного приема измеряется сдвиг по частоте, находится скорость движения. Конденсатор в схеме уравнивает частоту с резонансным показателем антенны. Датчик собирается на плате из стекловолокнистого материала и закрывается корпусом, антенна выходит наружу.

Источник

Особенности и виды датчиков присутствия человека: схемы и инструкции

Датчик присутствия – современное устройство, позволяющее определить наличие человека на определенной территории. Размеры контролируемой зоны определяются типом и принципом действия прибора, его функциональность может определяться производимым движением, вероятной опасностью для объекта от расположенных на ней механизмов.

Сфера применения конструкций, способных реагировать на специфические признаки присутствия человека распространяется на промышленные и бытовые надобности, но эксперты прогнозируют их дальнейшее расширение.

Общее описание

Датчик присутствия – это общий собирательный термин для обозначения вариабельных устройств, объединенных по одному признаку – способности обнаружить живой объект по совершаемым движениям и отреагировать на них соответствующим образом. Приборы, подпадающие под это определение, трудно классифицировать, потому что они могут отличаться по нескольким признакам:

Принцип работы датчика присутствия

Основной способ дифференциации устройств другого типа, но в данном случае его основная функция – определить присутствие по частоте и динамике волны и перенаправить сигнал в отсек программного контроля. Он выполняет действие, для которого установлен – включение или выключение, переход в режим бездействия при отсутствии сигнала.

Принцип действия

На электричестве, ультразвуке, инфракрасных волнах, комбинированный, совмещающий несколько принципов, универсального типа, акустический, реагирующий на звук и термодатчик, улавливающий тепло, исходящее от объекта, причем, не обязательно от человека.

Месторасположение

Речь идет не только о дислокации в определенном помещении – в зависимости от предназначения датчики присутствия могут находиться в туалете, на кухне, в коридоре, в ванной, в производственном цеху, в общественном или торговом помещении. Их размещение тоже может варьироваться – в непосредственной близости от выключаемого источника или на некотором удалении, на потолке или полу, вблизи контролируемого входа.

Критерии выбора

По количеству позиций, контролируемых прибором. Однопозиционные считаются не очень надежными, хотя зачастую оказывается, что только одна точка нуждается в постоянном надзоре. Есть датчики с двумя позициями и многопозиционные. Последние считаются универсальными – позволяют реагировать молниеносно в помещении или на улице, но в простой квартире их применение может создавать определённые сложности в обслуживании или установке без помощи специалиста в этой области.

Способ монтажа тоже может стать весомым критерием в определении предмета предпочтения. Накладные датчики устанавливаются легко и под силу даже дилетантам. Встроенные требуют отверстий, ниш, крепежа и декоративной маскировки, но незаменимы там, где велика вероятность повреждений или потенциальной кражи.

Немаловажный критерий для освещения – исходящий сигнал. Его определяют по виду используемой лампы – галогенные, люминесцентные, или светодиодные, которые предполагается устанавливать в доме или специфическом помещении, еще до начала приобретения и последующего монтажа датчиков.

В новом, или заново отремонтированном доме лучше устанавливать прибор, изготовленный промышленным предприятием (покупные). Он надежнее, функциональнее и представлен в большом ассортименте на строительных рынках или в супермаркетах. Простейший, работающий по несложному принципу, можно собрать и своими руками, используя подручные средства или радиодетали из специального магазина. Однако, по мнению специалистов, это выходит ненамного дешевле, зато не так надежно и может обернуться затратами труда и времени.

Простейшая схема работы датчика присутствия, которая легко обнаружит присутствие человека, может выглядеть следующим образом:

Сфера применения такого устройства – помещение небольшого размера. Его нельзя использовать на больших территориях, проходах открытого типа. Внешняя простота сборки своими руками, подразумевает узкую направленность и небольшую область применения.

Устройство датчика присутствия

Может быть бесконечно вариабельным – от простой схемы из геркона и магнита, до полифункциональных приборов в корпусе с надежной защитой, оснащенных фотореле, термодатчиками, акустическим реле, несколькими излучателями. Есть приборы, которыми можно управлять с мобильного устройства, с дополнительными функциями слежения и фиксации полученной информации.

Совет. Люди, определяющиеся с типом необходимого устройства, должны учитывать разные параметры – закрытое или открытое пространство, широту охвата, используемый принцип подачи сигнала и источники света, планируемые к использованию. Недостаток знаний в этой области может обернуться лишними тратами на приобретение прибора, абсолютно непригодного в конкретном случае. Поэтому, если воспользоваться работой специалиста не входит в бюджет строительства, нужно хотя бы проконсультироваться перед покупкой.

Способы практического применения дома

Умный дом, охранные системы, осветительные приборы на автоматическом включении и выключении – только небольшая часть возможного применения любого датчика движения (присутствия). В современном мире существуют устройства, обеспечивающие безопасность производственного цикла (отключение конвейера или станка при ситуации, составляющей опасность для здоровья работника). Емкостные датчики часто используются в автоматизированных системах приготовления определенной продукции, позволяя добавлять ингредиенты автоматически (это особенно ценно, если используются опасные или агрессивные жидкости).

Многообразие функций позволяет экономить: производственные ресурсы, электроэнергию, предотвратить значительный расход воды при включенном и забытом кране или протечке в трубе. Открывать двери, обнаруживать присутствие постороннего на территории, прохожего или злоумышленника, приблизившегося к дорогому автомобилю, контролировать температуру нагревателя или воды в бассейне и многое другое.

Оборудуя свой дом, и используя датчик движения, можно добиться многочисленных бонусов, обезопасить свою жизнь, имущество и сделать проживание в нем комфортным и удобным:

Температурные датчики могут регулировать климат в доме, включать систему против обледенения окон и входных ступеней и даже уличных дорожек, в том случае, если погода резко изменилась в отсутствие хозяев.

Все эти бонусы можно получить только если сделан правильный выбор, что иногда бывает затруднительным. Некоторые из видов можно изготовить самостоятельно, достаточно владеть определённым уровнем знаний, деталями оборудования и схемой, подходящей для использования в конкретных условиях. Заводские надежнее, функциональнее и ненамного дороже. Если нужна не однобокая направленность, а полифункциональность, даже самая опытная рука не сможет провести тестирование при самостоятельной сборке без необходимого оборудования.

Виды по принципу действия

При необходимости, в городской квартире, частном доме, загородном особняке можно использовать датчики движения, устроенные по одному или нескольким принципам.

Датчик присутствия ультразвуковой

Основанный на подаче волн определенной длины. Он знакомом еще со школы и основан на эффекте Доплера. Он может применяться в регулировке освещения или сигнализации, а при необходимости установки многофункционального устройства. Датчик присутствия ультразвуковой может отвечать за одну из функций.

Фотоэлектрический

Пригодится в разных случаях, но в частных владениях его используют, в основном, для оповещения о приближении постороннего на придомовом участке больших габаритов.

Датчик нагрузки

Можно уставить в прихожей, он будет срабатывать, как только человек заходит в квартиру.

Емкостной датчик

Находит применение и в охранных системах, и в регулировании осветительных приборов.

Датчик присутствия потолочный

После ремонта, если в квартире появился потолок, востребован. Его следует оборудовать вместе со светильниками, чтобы не создавать потом сложностей с установкой. Но даже если в квартире или доме нет особых наворотов, датчик присутствия потолочный легко установить. Для этого пойдет накладной, не усложненный дополнительными функциями. Многие так и делают в коридоре, ведущем к ванной и туалету, кухне, входной двери, чтобы избежать травматизма ночью или при срочном открывании двери. Схему датчика можно разработать самостоятельно или подсмотреть у кого-то, кто уже собрал ее своими руками и использует в доме.

Источник