Схеми датчиків руху та принцип їх роботи, схеми підключення

Датчик руху найчастіше використовується для увімкнення освітлення, коли ви проходите або знаходитесь поряд з ним. З його допомогою можна добре економити електрику і позбавити себе необхідності клацати вимикачем. Цей пристрій також використовується і в системах сигналізації для визначення небажаних проникнень. Крім цього, їх можна зустріти і на виробничих лініях, вони там потрібні для автоматизованого виконання будь-яких технологічних завдань. Датчики руху іноді називають датчиками присутності.

Типи датчиків руху

Датчики руху розрізняють за принципом впливу від цього залежить їх робота, точність спрацьовування та особливості використання. У кожного з них є сильні та слабкі сторони. Від конструкції і роду елемента залежить і кінцева ціна такого датчика.

Датчик руху може бути виконаний в одному корпусі та в різних корпусах (блок управління окремо від датчика).

Контактні

Найпростіший варіант датчика руху – використовувати кінцевий вимикач чи геркон. Геркон (герметичний контакт) це перемикач, який спрацьовує при появі магнітного поля. Суть роботи полягає в установці кінцевого вимикача з нормально-розімкненими контактами або геркона на двері, коли ви її відкриєте і зайдете в приміщення, контакти замкнуться, включать реле, а воно включить освітлення. Така схема зображена нижче.

Інфрачервоні

Спрацьовують від теплового випромінювання, реагують зміну температури. Коли ви входите в поле зору такого датчика, він спрацьовує на теплове випромінювання від вашого тіла. Недоліком такого способу визначення є хибні спрацьовування. Теплове випромінювання властиве всьому, що є навколо. Наведемо кілька прикладів:

1. ІЧ датчик руху стоїть у приміщенні з електрообігрівачем, який періодично включається та відключається за таймером або термостатом. При включенні обігрівача можливі помилкові спрацьовування. Можна спробувати цього уникнути довгим і скрупульозним настроюванням чутливості, а також спробою направити його так, щоб у прямій видимості не було обігрівача.

2. При установці надворі можливі спрацьовування від поривів теплого вітру.

Загалом ці датчики нормально працюють, при цьому це найдешевший варіант. Як чутливий елемент використовується PIR-сенсор, він створює електричне поле пропорційно тепловому випромінюванню.

Але сам собою сенсор немає широкої спрямованості, поверх нього встановлюється лінза Френеля.

Правильніше сказати – багатосегментна лінза, або мультилінза. Зверніть увагу на віконце такого датчика, воно розбите на секції це і є сегменти лінз, вони фокусують випромінювання, що потрапляють у вузький пучок і направляють його на чутливу область датчика. Внаслідок цього на маленьке приймальне віконце піроелектричного сенсора потрапляють пучки випромінювань з різних боків.

Для підвищення ефективності детектування руху можуть встановлювати здвоєні, або счетвертненные сенсори або кілька окремих. Таким чином, розширюється поле зору приладу.

Виходячи з вищесказаного слід відзначити і те, що на датчик не повинен потрапляти світло від лампи, а також у поле його зору не повинно бути ламп розжарювання, це також сильне джерело ІЧ-випромінювання, тоді робота системи в цілому буде нестабільною та непередбаченою. ІЧ-випромінювання погано проходять через скло, тому він не спрацює, якщо ви йтимете за вікном або скляними дверима.

Ультразвукові

Випромінювач працює на високих частотах - від 20 кГц до 60 кГц. Звідси виходить одна неприємність - тварини, наприклад собаки, чутливі до цих частот, навіть вони використовуються для їх відлякування і дресирування. Такі датчики можуть дратувати їх, і з цим виникають проблеми.

Ультразвуковий датчик руху працює на ефект Допплера. Випромінювана хвиля, відбиваючись від рухомого об'єкта, повертається і приймається приймачем, у своїй довжина хвилі (частота) трохи змінюється. Це детектується і датчик видає сигнал, який використовують для керування реле або симмістором і комутації навантаження.

Датчик непогано відпрацьовує рухи, проте якщо рухи дуже повільні – він може не спрацьовувати. Перевагою є те, що вони не є чутливими до змін умов навколишнього середовища.

Лазерні або фотодатчики

Вони є випромінювач (наприклад ІЧ-світлодіод) і приймач (фотодіод аналогічного спектра). Це простий датчик, можлива реалізація у двох виконаннях:

1. Випромінювач та фотодіод монтуються в проході (контрольованій зоні) навпроти один одного. Коли ви проходите через нього ви затуляєте випромінювання і воно не досягає приймача, тоді спрацьовує датчик і вмикається реле. Це можна використовувати й у системах сигналізації.

2. Випромінювач і фотодіод стоять поряд один з одним, коли ви знаходитесь в зоні дії датчика випромінювання відбивається від вас і потрапляє на фотодіод. Це називається також датчиком перешкоди, що з успіхом застосовується в робототехніці.

Мікрохвильовий

Складається також із передавача та приймача. Перший генерує сигнал високої частоти, другий приймає. Коли ви проходите поряд змінюється частота. Приймач налаштований таким чином, що при зміні частоти сигнал посилюється та передається на виконавчий орган, наприклад, реле, і відбувається включення навантаження.

Мікрохвильові датчики руху дуже чутливі, дозволяють «побачити» об'єкт навіть за дверима або за склом, проте це викликає проблеми помилкового спрацьовування, коли об'єкт знаходиться поза полем передбачуваної видимості.

Це досить дорогі датчики, але вони реагують навіть на незначні рухи.

Так само працюють і ємнісні прилади. Така схема зображена нижче.

Як підключити датчик руху?

Можна придумати безліч варіантів і схем підключення датчика руху в залежності від ваших потреб, іноді потрібно щоб система спрацьовувала при русі в різних місцях, наприклад вуличне освітлення по дорозі від будинку до воріт і навпаки, в інших випадках необхідно примусове включення або відключення світла і т.д. . Ми розглянемо кілька варіантів.

Зазвичай датчик руху має три дроти або три клеми для приєднання:

1. Приходить фаза.

2. Фаза, що відходить для живлення навантаження.

3. Нуль.

Якщо вам не вистачає потужності датчика – використовуйте проміжне реле та магнітний пускач із котушкою на 220В. Для цього замість лампочки в наведених нижче схемах підключаються висновки котушки.

Схема №1. Лампа вмикається лише від датчика руху.

Схема №2. Лампа включається від датчика руху або вимикача (примусове включення)

Схема №3. Датчик руху вимикається. Так він не спрацьовуватиме, коли вам це не потрібно, наприклад, у світлий час доби.

Схема №4 – включення лампи від двох датчиків, розміщених у різних місцях.

На фото нижче зображені клеми до яких приєднуються проводи живлення.

Висновок

Використання датчиків руху, хоч би як це звучало, це крок до розумного будинку. По-перше, це допоможе економити електроенергію та ресурс ламп. По-друге, це позбавить необхідності щоразу клацати вимикач. Для освітлення на вулиці при правильному налаштуванні можна зробити так, щоб світло вмикалося, коли ви підходите до воріт будинку.

Якщо відстань від воріт до будинку 7-10 можна обійтися і одним датчиком, тоді не доведеться прокладати кабель на другий датчик або збирати схему з прохідним вимикачем.

Як вже було сказано найчастіше зустрічаються інфрачервоні датчики, їх достатньо для простих завдань, якщо вам потрібна велика чутливість або точність - придивіться до датчиків інших типів.