Принцип работы инфракрасного датчика движения

Инфракрасные (ИК) датчики движения

Принцип Действия Инфракрасного датчика движения

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.

Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.

Как работает инфракрасный датчик движения?

Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.

Основные недостатки инфракрасных датчиков движения:

— Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.

— Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.

— Относительно небольшой диапазон рабочих температур

— Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК — излучение материалами

Плюсы инфракрасных датчиков движения:

— Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов

— Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.

— При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая

Подробное описание установки и подключения инфракрасного датчика движения описано в нашей статье :

RozetkaOnline.ru

Подключение датчика движения | Фото-инструкция Подробная пошаговая фото-инструкция — Подключение датчика движения Раздел:Инструкции

Блок обработки

Аналоговое, цифровое или комбинированное устройство, обеспечивающее обработку поступающих от прироприемника сигналов с целью выделения импульса, вызванного нарушителем, из общего потока помех.

Алгоритм обработки основан на анализе формы, длительности и величины сигнала. Сигнал от человеческой фигуры является симметричным и двухполярным, в отличие от шумовых несимметричных сигналов.

Величина сигнала – основной параметр, по которому происходит анализ поступающего импульса.

В недорогих моделях БО анализируют только его, сравнивая с пороговым показателем и подсчитывая количество срабатываний. После превышения определенного числа за единицу времени включается сигнал тревоги.

Такой метод несовершенен и приводит к большому количеству ложных срабатываний от вибраций или электромагнитных помех.

Если настроить низкую чувствительность, то в датчиках с зоной контроля типа «одиночная завеса» может не произойти срабатывания вообще, если будет пересечен всего один луч.

В более дорогих датчиках дополнительно анализируется полярность и симметрия формы поступающего сигнала.

Устройство датчика ТДМ ДДМ-01

Лучше один раз увидеть, чем 100 раз прочитать. Именно поэтому я всегда стараюсь снабдить свои статьи большим количеством реальных фотографий.

Вскрываем корпус датчика. Как обычно, такие устройства собираются защелками и парой шурупов.

Схема микроволнового датчика движения. Внутренний вид.

Вот эта антеннка посередине – это как раз и есть тот самый излучающий и принимающий элемент.

Вид с другого ракурса, на силовое реле. Именно это реле выгорает, если неправильно подключить датчик:

Схема микроволнового датчика. Реле для включения освещения

На СВЧ-модуль, как видно на фото, приходит всего три проводочка. Видимо, этого вполне хватает для его функционирования. Поднимаем модуль,

СВЧ-модуль микроволнового датчика движения

и видим под ним конденсатор схемы питания. На самом СВЧ-модуле никаких надписей нет, кроме даты вверху.

Фото печатной платы со стороны пайки:

Электрическая схема микроволнового датчика движения, вид со стороны пайки

Датчик движения для включения света: схемы установки

В самом простом случае датчик движения подключается в разрыв фазного провода, который идет на лампу. Если речь идет о темном помещении без окон, такая схема работоспособна и оптимальна.

Схема включения датчика движения для включения света в темном помещении

Если говорить конкретно о подключении проводов, то фаза и ноль заводятся на вход датчика движения (обычно подписаны L для фазы и N для нейтрали). С выхода датчика фаза подается на лампу, а ноль и земля на нее берем со щитка или с ближайшей распределительной коробки.

Если же речь идет об уличном освещении или включении света в помещении с окнами, надо будет или ставить датчик освещенности (фотореле), или устанавливать на линии выключатель. Оба устройства предотвращают включение освещения в светлое время суток. Просто одно (фотореле) работает в автоматическом режиме, а второе включается принудительно человеком.

Схема подключения датчика движения на улице или в помещении с окнами. На месте выключателя может быть фотореле

Ставятся они также в разрыв фазного провода. Только при использовании датчика освещенности, его надо ставить перед реле движения. В таком случае оно будет получать питание только после того как стемнеет  и не будет работать «вхолостую» днем. Так как любой электроприбор рассчитан на определенное количество срабатываний, это продлит срок эксплуатации датчика движения.

Все описанные выше схемы имеют один недостаток: освещение нельзя включить на длительное время. Если вам надо вечером проводить какие-то работы на лестнице, вам придется все время двигаться, иначе периодически свет будет отключаться.

Схема подключения датчика движения с возможностью длительного включения освещения (в обход датчика)

Для возможности длительного включения освещения, параллельно с детектором устанавливается выключатель. Пока он выключен, датчик в работе, свет включается когда он срабатывает. Если вам надо включить лампу на длительный период, щелкаете выключателем. Лампа горит все время, пока выключатель снова не будет переведен в положение «выключено».

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.

Критерии выбора

Самый важный критерий выбора датчика — угол обзора

Чтобы выбрать подходящую модель, необходимо принять во внимание рекомендации:

• Место установки. От этого зависит требуемый класс защиты IP. На улице, где датчик подвержен влиянию воды и пыли, предпочтительнее устройства со степенью защиты IP65. Детектор, установленный под навесом, может иметь класс защиты IP44, а для помещений вполне подходят датчики с более низкой степенью защиты.
• Тип датчика. Поскольку приборы отличаются по способу обнаружения движущихся объектов, необходимо определить, какая именно разновидность подходит в конкретном случае. Например, для дома лучше приобретать ИК датчики, для систем сигнализации – микроволновые, для подъездов – ультразвуковые.
• Угол обзора. Зависит от количества входов в помещение. Если их 2–3, наилучшим образом себя проявит детектор движения с углом обзора 360°. Если свет должен включаться при проходе через один участок помещения, можно обойтись прибором с углом обзора 180°. Для этого необходимо направить его в нужную сторону.
• Мощность. Детектор подбирается с учетом мощности светильников. Мощность датчика должна быть немного больше.
• Радиус действия. Большое значение имеет радиус обнаружения или максимальное расстояние до объекта, на которое реагирует детектор. Если помещение небольшое, достаточно датчика с минимальным радиусом обнаружения. При подборе детектора для уличного освещения нужно подойти к определению этого параметра более ответственно.
• Наличие фотореле. Благодаря фотореле, освещение будет включаться только когда это нужно – при недостаточном уровне освещенности.
• Защита от животных. Эта функция необходима, чтобы при наличии домашних питомцев, например собаки, датчик не реагировал на их движение.

Последний аспект – производитель. Не рекомендуется покупать датчики по подозрительно низкой цене, от неизвестных производителей.

Критерии выбора

При покупке детектора движения для создания охранной системы дома, в квартире, на даче, в производственном помещении или на открытой территории учтите:

• Условия работы устройства в месте монтажа.
• Общие требования, которые предъявляются к системе.

Также обратите внимание на ряд критериев:

• Тип детектора.
• Длительность зоны обнаружения объекта.
• Питающее напряжение.
• Угол охвата.
• Производитель.
• Стоимость и другие параметры.

Для защиты жилого помещения (дома, квартиры), а также охраны офиса подходят ИК-датчики. Но не экономьте при выборе — выбирайте изделия с лучшими характеристиками. Если монтаж производится на объектах, где требуется защита материальных ценностей, желательно комбинировать детекторы различных типов для повышения эффективности.

Для защиты небольшой территории частного дома лучше использовать ИК-детекторы линейного типа, которые стоят дешевле лучевых датчиков, но при этом обеспечивают достаточную защиту.

Достоинства прибора

СВЧ датчик движения в устройстве освещения и безопасности применяется достаточно часто. Выбор в пользу подобной системы происходит из-за следующих качеств:

• реакция на токопроводящие объекты осуществляется даже при минимальном контакте, через стены, заграждения, предметы мебели или стекла;
• независимо от изменения температуры, влажности и других параметров помещения, прибор будет срабатывать при заданной программе, на его качество работы не действует изменения в окружающей среде;
• система срабатывает, даже если скорость объекта слегка отличается от нуля, за счет чего осуществляется высокая точность работы;
• прибор имеет минимальные размеры, что даёт возможность крепить его в помещениях любого масштаба;
• может закрепляться в одной зоне, но обслуживать несколько, не имеющих зависимость между собой. Единственный датчик может стать эффективным сразу для 3 или 4 помещений при правильном расчете зоны его работы и соответствующей настройке.

Количество и качество достоинств устройства позволяет говорить о его востребованности на рынке. Многие производители стремятся сократить количество недостатков, путем комбинирования СВЧ приборов с аналогичными системами за счет чего получается достигнуть идеального результата.

Внутренняя коммутация

Когда Вы откроете заднюю крышку, то увидите клеммную колодку, и три цветных провода, выходящих изнутри корпуса и подключенных к колодке. Здесь с левой стороны колодки, я нарисовал, как должен подключаться датчик движения

Так же к левой стороне колодки подходят мои провода, не обращайте внимание. Просто я не стал их отключать

Все три жилы, выходящие изнутри корпуса, имеют стандартные цвета, которые используются в бытовой аппаратуре:

1 – коричневый или сиреневый провод – входящая фаза (L); 2 – синий провод – нулевая жила (N); 3 – красный провод – выходящая фаза.

На следующем рисунке привожу полную монтажную схему подключения датчика движения, светильника и выключателя.

Фаза L (коричневый цвет) заходит в соединительную коробку, и в точке (1), соединяясь с жилой провода А, подключается к нижнему контакту выключателя.С верхнего контакта выключателя, этим же проводом А, фаза в точке (2) соединяется с жилой провода В и уходит на контакт (1) клеммы датчика.

С контакта клеммы (3) датчика, фаза (красный цвет) трехжильным проводом В уходит в соединительную коробку, где в точке (3) соединяется с жилой провода С, и уходит на контакт лампы накаливания.

Нулевая жила N (синий цвет) заходит в коробку, где из точки (4) уходит на лампу и на контакт (2) клеммы датчика.

Возможные проблемы и их решение

Может возникать ситуация, когда выключение света не происходит, хотя прибор работает исправно. Здесь стоит проверить настройку длительности срабатывания (TIME), которая может быть выкручена в максимальное положение. Свет остается включен так долго, что просто не успевает погаснуть. В таком случае нужно уменьшить этот интервал до приемлемого результата.

Проблема может быть и в других настройках: слишком низкая чувствительность (SENS) или неверный порог освещения (LUX). Проверьте работу датчика, вывернув ручки на максимум, чтобы исключить эти варианты.

Неверно выбрано место установки

Для правильной установки прибора необходимо учитывать принцип его работы: ИК датчик отлично реагирует на движения «мимо», но может не сработать при движении на него, а ультразвуковые и микроволновые воспринимают движение «на себя».

Если между прибором и зоной действия находится какой-либо предмет, это также становится причиной осечек: необходимо убрать препятствия перед излучателем. Иногда электроприборы дают ложные срабатывания, когда находятся на близком расстоянии от светильника. Если замечена такая проблема, необходимо разместить лампу немного дальше.

Технологии отслеживания движений

Перегорание лампы

Перед установкой новой лампы проверяйте ее на работоспособность. Также это делается с помощью вольтметра, хотя способ не самый точный. Еще можно вкрутить лампу в другой светильник, который до этого работал с другой лампой.

Неисправности проводки

Когда все возможные причины неполадок проверены, но датчик все равно не запускается, нужно прозвонить мультиметром все участки цепи. Если проблема в проводке, требуется обесточить систему и заново подключить устройство.

Важно! Иногда проблема кроется в соединении провода с клеммным блоком. Из-за попадания пыли и мусора провод окисляется, и детектор перестает работать

Нужно очистить кабель от окисления, конец опрессовать НШВИ.

НШВИ наконечники

Брак и неправильные условия эксплуатации

К сожалению, от производственного брака и неправильной транспортировки устройства никто не застрахован. Часто это касается дешевых моделей с низким уровнем защиты. Или, например, к датчику была подключена мощная лампа, превышающая рекомендуемые показатели, и он не справился с нагрузкой. В корпус могла попасть вода или пыль. Перед покупкой не забывайте проверять исправность устройства.

Виды датчиков движения

На современном рынке можно встретить множество устройств, которые так или иначе определяют присутствие кого-то в доме или на улице. Общее понятие «датчик движения для включения света» можно разделить на 4 типа, в зависимости от основного сенсорного элемента:

• ИК датчик для включения света (инфракрасный).
• УЗ датчик (ультразвуковой).
• СВЧ датчики (микроволновые).
• Комбинированные.

Кроме того, существует датчик звука для включения света и хлопковый датчик.

Каждый из них устанавливается в определенном месте и наиболее хорошо выполняет свои функции при правильной, рациональной установке.

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.

Инфракрасный датчик движения

Рассмотрим принцип работы инфракрасного датчика движения. Любой объект с собственной температурой является источником теплового излучения. Соотношение между температурой тела и длиной излучаемой волны излучения определяется законом Вина.

Инфракрасное излучение излучается любым телом с температурой ниже 500 градусов Цельсия, но оно невидимо для глаз. Здесь людям на помощь приходит ИК-датчик. Когда инфракрасный извещатель анализирует объект, наиболее важным является диапазон среднего и дальнего инфракрасного диапазона. Кроме того, с учетом того, что в большинстве случаев объекты находятся в движении или в воздухе, диапазон излучения сужается.

Для ИК-датчиков наиболее важным является способность реагировать на движение человека, следовательно, объекты, излучающие инфракрасное излучение с длиной волны 10 мм. Мощность излучения человеческого тела относительно невелика. Небольшая разница уровня излучения, вызванного движением человека в пространстве, становится относительно сложной задачей для ИК-датчика. Решением этой проблемы являются передовые оптические системы, которые позволяют надлежащим образом формировать поле зрения извещателя. В настоящее время в беспроводных сигнализациях чаще всего используются линзы Френеля.

Другим способом обнаружения инфракрасного излучения является использование зеркальной оптики. Каждый вход или выход объекта из поля зрения обнаруживается датчиком, который регистрирует изменение спектра инфракрасного излучения. Затем изменение спектра ИК-излучения анализируется детектором. В случае, если изменение является достаточно большим, срабатывает тревога.

Стоит также отметить, что резкое изменение температуры может вызвать ложную тревогу, однако медленное, постепенное изменения температуры, не вызывают реакции извещателя. Для решения этой проблемы используются дифференциальные пироэлектрические датчики охранной сигнализации, которые повышают устойчивость к изменениям температуры окружающей среды и тепловым движениям воздуха

Это очень важно, если устанавливать сигнализацию для дачи с датчиком движения и сиреной

Интегральные датчики Холла — статья Георгия Волович

Интегральные датчики Холла — продолжение публикации. Рассмотрены типы датчиков — линейные датчики, логические датчики. Отрасли применения таких датчиков и фирмы производители.

Интегральные датчики Холла

Рис.3 Схема ИМС линейного датчика Холла (а) и график его характеристики преобразования (б)

Датчики Холла являются основой многих типов датчиков, таких как датчики линейного или углового перемещения, датчики магнитного поля,
датчики тока, датчики расхода и др. Удобство бесконтактного срабатывания (полное отсутствие механического износа), низкая стоимость, простота использования
делают их незаменимыми в приборостроении, автомобильной, авиационной и других отраслях промышленности. Интегральные датчики Холла производят такие фирмы,
как Honeywell, Melexis, Allegro Microsystems, Micronas Intermetall, Siemens, Analog Devices и др. Первая группа интегральных датчиков Холла – это линейные
устройства, применяющиеся в измерителях напряжённости магнитного поля. Как правило, эти устройства содержат схемы усиления сигнала датчика. Необходимая
предварительная обработка сигнала обычно заключается в усилении и температурной компенсации. Может понадобиться также стабилизация питающего напряжения.
При отсутствии магнитного поля выходное напряжение датчика должно быть равно нулю, поэтому требуется дифференциальный усилитель (рис. 3). Современные
технологии позволяют ввести в состав ИМС датчиков магнитного поля сложные цифровые системы обработки информации. Примером такой ИМС может служить HAL805
фирмы Micronas Intermetall, содержащий на кристалле в трёхвыводном корпусе ТО92 АЦП, ЦАП, ЦПС и энергонезависимую память.

Рис.4 Логический датчик Холла

Такая структура позволяет программировать чувствительность и смещение датчика, осуществлять фильтрацию помех
и механических возмущений. Вторая группа включает в себя микросхемы компараторного типа с логическими уровнями напряжения на выходе. Эта группа более
многочисленна в силу большего числа возможных применений. Микросхемы с логическим выходом (рис. 4а) делятся на две подгруппы: переключатели и триггеры.
Униполярный переключатель срабатывает только при наличии магнитного поля одной полярности и гарантирует выключенное состояние в отсутствие магнитного поля;
магнитное поле противоположной полярности не оказывает на него никакого влияния (см. рис. 4б). Биполярный триггер, напротив, реагирует на обе полярности:
включается при приближении северного или южного полюсов магнита и выключается только в том случае, если поле с противоположным знаком достигнет определенного
уровня. Термин «биполярный переключатель» обычно применяется к триггерам, реагирующим на пропадание поля. Такие переключатели переходят во включённое состояние
при наличии магнитного поля, а выключаются при снижении уровня той же полярности, отсутствии поля, или в присутствии поля с противоположным знаком
(см. рис. 4в). Наличие ступени гистерезиса, которая является разностью между величинами магнитного поля в точках включения и выключения, повышает
помехозащищенность устройства. Логический двухвыводной датчик Холла HAL556 производит фирма Micronas Intermetall. Эта микросхема (рис. 5) потребляет
большой ток при приближении положительного полюса магнита к маркированной стороне корпуса и малый ток при удалении. HAL566 реализует обратные функции.
Микросхемы имеют встроенную систему, увеличивающую напряжение, приложенное непосредственно к кристаллу датчика Холла, с тем чтобы сделать возможным применение
недорогих постоянных магнитов, имеющих сравнительно малую коэрцитивную силу.

Рис.5 Двухвыводный логический датчик HAL556 обеспечивает изменение
протекающего через него тока при изменении уровня магнитного поля

Назначение и применение

Изначально датчиками движения пользовались с целью охраны территории внутри и снаружи здания. Позднее область применения распространилась на частный сектор. Современные технологии позволяют контролировать освещение с помощью различных подобных устройств.

Охранные системы

Используемые приборы для охраны территории при срабатывании могут включить освещение, видеокамеры и сигнализацию. В помещении устанавливают чаще ИК детекторы, которые настраивают на контроль открытого пространства. Однако для узких коридоров лучше выбирать УЗ или радиоволновое устройство.

Снаружи применяются датчики, срабатывающие на тепловое излучение и комбинированного типа. Для охраны периметра актуальнее выбирать активные.

Что касается автомобильных охранных систем, то здесь важна компактность. Этот параметр имеют ультразвуковое и радиоволновое оборудование.

Управление освещением

Для включения света применяются, как правило, пассивные датчики, реагирующие на тепловое излучение. Главным параметром для выбора считается дальность действия. Она составляет 12 м.

Угол обозрения может быть разным. Срабатывание происходит только, когда человек находится в контролируемой зоне. Если встроен датчик освещения, то в светлое время дня освещение не включается. Это позволяет сэкономить на затрачиваемом электричестве.

В системах умного дома

Управление различных технических устройств, которыми оснащен дом, осуществляется посредством пульта или мобильного телефона. Для этого устанавливаются различного рода датчики.

Приборы, реагирующие на движение, функционально предназначены для включения света и охраны территории. Любые изменения в системе безопасности фиксируются видеокамерами, которые автоматически направляются в зону движения. Владелец и охранник параллельно получает сигнал об этом.

Освещение может быть настроено в двух вариантах:

• выключение происходит через настраиваемый промежуток времени;
• свет горит в течение всего периода нахождения человека в зоне действия датчика.

В заключение

В наше время каждый старается сэкономить максимум электрической энергии, так как ее стоимость ложится непомерным грузом на семейный бюджет. Причем приходится экономить там, где это возможно. Электрическое освещение, особенно в осенне/зимне/весенний период составляет немалую долю от общего количества потребленной электроэнергии. Поэтому многие стараются экономить именно на освещении, поскольку никто не хочет отказываться от остального комфорта. На холодильнике или на морозильной камере, на электрической духовке и других элементах нашей цивилизации экономить в наше время мало кто будет. Поэтому люди устанавливают датчики движения, чтобы хоть как-то сэкономить на электричестве. К тому же не нужно думать о том, что на улице или в подсобном помещении можно просто забыть выключить свет и тогда освещение может остаться включенным до следующего раза. Обидно то, что электрическая энергия расходуется впустую, но за нее все равно придется платить.

С другой стороны, если посмотреть на эту проблему, датчики движения стоят недешево, поскольку собраны на радиоэлементах, которые недешевые. Поэтому, приобретая такой датчик, следует исходить из разумных соображений. Если учесть, что в последнее время многие используют энергосберегающие лампы и более современные светодиодные, то подобный подход к экономии просто неуместен. Скорее всего, датчик движения может быть использован исключительно, как высоко функциональный элемент. Тогда его применение может быть оправдано.

Наиболее оптимальный вариант применения датчика движения – это защитные функции. Если подсчитать, что вор может унести из дома или из квартиры, то стоимость подобных устройств не является столь высокой. Другими словами, наиболее оптимально использовать подобные устройства в охранных системах и здесь, альтернативы им практически нет. Главное – это правильно выбрать модель, в зависимости от типа охраняемого объекта.

Датчики движения, как и множество других радиоэлектронных или электромеханических приборов, облегчают человеку жизнь. Особенно это актуально в наши дни, когда человек испытывает большие морально-психологические нагрузки. Это приводит к тому, что человек зачастую многое забывает и электричество может работать в холостую, без пользы. А ведь для его генерации нужно затратить массу средств и материальных ресурсов, которые не безмерные и в ближайшее время скоро закончатся. И здесь вопрос экономии уже не столько финансовый, сколько этический. Каждый должен думать о том, что лишний киловатт энергии, выброшенный на ветер, это несколько килограммов сырья или земельных ресурсов, выброшенных также на ветер. Причем эти ресурсы не возобновляемые.