Меню

Датчики присутствия для управления светом



Как работает датчик присутствия для включения света

Датчики присутствия как один из элементов системы автоматизации пользуются огромной популярностью. Они позволяют сделать жизнь человека комфортной, а также значительно уменьшить затраты на электрическую энергию. Во многих странах такие датчики представляют собой неотъемлемую часть помещения, что обусловлено удобством их установки и применения. Не менее приятным моментом можно считать возможность как беспрепятственно приобрести такое устройство в специализированном магазине, так и соорудить его своими руками.

Наиболее востребованными устройствами, позволяющими автоматически управлять освещением, являются датчики присутствия для включения света и датчики движения. При установке осветительного прибора данные устройства устанавливаются в его цепь. Как только перемещающийся объект оказывается в радиусе их воздействия, эти приборы включают освещение за счет автоматической подачи сигнала. Если объект остановился или покинул радиус воздействия, осветительный прибор через некоторое время прекращает свою работу.

Датчик присутствия в отличие от датчика движения имеет в основе своей работы сенсор и функционирует благодаря эффекту Доплера, который заключается в динамике длины и частоты волны. Данная динамика улавливается сенсором, который, в свою очередь, направляет ее на устройство с целью включения света или звука. При этом на подачу сигнала не влияют дальнейшее движение или неподвижность объекта, в качестве которого могут выступать люди и крупные звери. Датчик присутствия имеет в своей конструкции антенну и генератор. В случае, если сигнал отсутствует, прибор находится в спящем режиме.

Вы сможете платить за свет на 30-50% меньше в зависимости от того, какими именно электроприборами Вы пользуетесь.

Классификация

Существуют различные критерии для группировки датчиков присутствия. К одному из них относится способ регистрации перемещения, в соответствии с которым устройства разделяются на:

  • датчики звука;
  • приборы, работающие за счет ультразвука;
  • датчики, функционирующие при помощи микроволн;
  • модели, принцип работы которых основан на инфракрасном излучении;
  • приборы со смешанным принципом работы (комбинированные).

Устройства, определяющие присутствие объекта с помощью звука, работают автоматически. Достаточно хлопка (т. е. не более 50 дБ) для срабатывания такого прибора. Настроить датчик звука можно при помощи кнопок, расположенных на его корпусе, одна из которых отвечает за громкость хлопка, а вторая – за продолжительность периода включения.

Выключение такого прибора возможно не только автоматически, но и при помощи того же хлопка. Как правило, это устройство имеет ограниченную зону реагирования, что лишает удобства его эксплуатацию. Датчики звука с высокой чувствительностью, в свою очередь, реагируют даже на незначительные шорохи. С одной стороны, это можно считать достоинством, так как руки не всегда могут быть свободны для совершения хлопков, а с другой – недостатком, вызванным частыми ложными срабатываниями.

Ультразвуковой прибор состоит из генератора шумовых сигналов и приемника. Как правило, такой датчик присутствия нечасто используется при организации освещения. Микроволновое оборудование в своей основе имеет генератор излучений высокой частоты и приемник отраженных сигналов. Эксплуатируется такой прибор, в основном, в качестве сигнализации, реже — в осветительных приборах. И ультразвуковой, и микроволновой датчики присутствия функционируют за счет эффекта Доплера. Отличаются они только по типу излучений.

Инфракрасное устройство осуществляет свою деятельность благодаря маленьким линзам, являющимися составными частями главной линзы, а также за счет дополнительных электронных элементов. Когда человек попадает в радиус действия датчика, линзы способствуют определению сигнала посредством их сосредоточения на фотоэлементе и плоскости объекта.Во время перемещения человека инфракрасное воздействие на фотоэлемент прекращается, и сигнал исчезает. В случае, если человек переходит в радиус воздействия другой линзы, то теперь уже она оказывает воздействие на фотоэлемент. И так далее, пока человек не покинет зону функционирования устройства.

Приборы с комбинированным принципом работы отличаются тем, что способны уменьшить количество ложных срабатываний. Это обусловлено строением их корпуса, который содержит в себе две системы для регистрации перемещения. Освещение может включиться только в том случае, если приходят в действие оба детектора. Зачастую инфракрасные и микроволновые методы применяют совместно.

Помимо вышеуказанных устройств, можно выделить следующие виды датчиков присутствия:

В зависимости от метода управления прибором:

  • автоматические модели;
  • устройство, чье выключение осуществляется в принудительном порядке;
  • устройства, позволяющие контролировать радиус воздействия;
  • датчики, функционирующие с помощью ПДУ.


При использовании датчика автоматического включения света оно происходит в случае, если обнаружено перемещение объектов, а выключение – когда объект исчезает. При использовании такого датчика присутствия существует вероятность того, что осветительный прибор может выключиться, даже если человек находится в помещении, просто перестал двигаться. Во избежание данного факта применяется включатель, позволяющий контролировать освещение в принудительном порядке.

В зависимости от способа установки:

  • встроенные;
  • накладные;
  • влагостойкие (применяются как внутри, так и снаружи здания).
Читайте также:  Как работает свет h4 лампы

Встраиваемые приборы фиксируются при помощи специального отверстия. Накладные модели устанавливаются на стену или потолок дюбелями или саморезами. Уличные устройства имеют высокую степень защиты датчика от внешних условий и повреждений.

Также датчики присутствия различаются по мощности (от 1000 до 2000 Ватт), дальности реагирования (от 8 до 20 метров), радиусу воздействия (от 45о до 360о), разновидности нагрузки (в зависимости от типа используемых ламп: люминесцентных, ламп накаливания или галогенных) и варианту подключения (проходные, контроль которых осуществляется из нескольких точек; и непроходные – контролируются из одной точки).

Область применения

Датчик присутствия является весьма универсальным изобретением, к сферам эксплуатации которого можно отнести:

  1. Жилые помещения. Данный прибор зачастую используется в такой системе как «умный дом», позволяя осуществлять контроль над расходами электрической энергии.
  2. Охранные системы.
  3. Робототехника.
  4. Разнообразные производственные процессы.
  5. Системы видеонаблюдения.
  6. Для контроля над расходом электрической энергии.

Кроме того, датчики присутствия имеют широкое распространение в таких общественных местах как административные и офисные здания, школы, институты, детские сады, гостиницы, спортивные залы, торговые помещения, туалеты и т. д.

Данное устройство также имеет дополнительный функционал. Некоторые датчики способны регулировать деятельность осветительных приборов, исходя из уровня освещения, что позволяет контролировать естественную освещенность. Другие приборы обладают возможностью осуществлять диммирование, т. е. управлять уровнем света в помещении. Для обеспечения аварийного освещения, а также при использовании в ночное время суток приборы снижают яркость света при задержке отключения.

Стоит отметить, что данное устройство крайне эффективно при организации охранной системы. Так, например, в качестве сигнализации используется такая разновидность прибора, как датчик объема. Он реагирует абсолютно на все движения в пространстве, даже самые незначительные. Однако стоимость некоторых датчиков присутствия весьма высока, что подталкивает некоторых к самостоятельному изготовлению такого прибора.

Применение в туалете

Стоит выделить применение датчика для обнаружения присутствия человека в таком помещении как туалет. Это обусловлено, прежде всего, тем, что выключатель устанавливается зачастую вне пространства данной комнаты. Также использование здесь данного прибора обеспечит не только удобство и комфорт, но и значительно снизит затраты электрической энергии, так как исчезнет риск оставить свет после себя включенным.

Для туалета наиболее подходящим вариантом является инфракрасный датчик для определения перемещения. К основным преимуществам такого устройства можно отнести достаточно небольшие размеры, возможность точных настроек, вменяемую стоимость и абсолютную безопасность для окружающих.

Устройство собственного производства

На просторах Интернета можно найти разнообразные методы для сборки датчика присутствия. Главным элементом для его изготовления является схема датчика, которая может быть представлена следующим образом:

  1. Подстроечный резистор.
  2. Питающий элемент, в качестве которого может выступить блок питания.
  3. Реле.
  4. Транзистор и фотоэлемент.

Все необходимые детали можно приобрести в специализированном магазине. Однако собранный прибор по частям собственными руками обойдется гораздо дороже, чем готовое изделие (только реле имеет стоимость примерно 300 р.). Таким образом, целесообразнее купить датчик движения, стоимость его будет варьироваться в пределах 450 руб., чем потратить на его изготовление в два раза больше денежных средств и собственных усилий.

Датчики, позволяющие определить наличие присутствия объекта в пространстве, являются весьма выгодным вложением. Обеспечивая комфорт и безопасность, они также позволяют своим владельцам снизить затраты денежных средств на электроэнергию. Срок окупаемости данного прибора обычно не превышает двух с половиной лет. Кроме того, такое устройство выведет ваше помещение на новый этап обустройства и сделает его более современным.

Источник

Особенности применения и разновидности датчиков присутствия

Детекторы движения — довольно известный элемент, который широко применяется в сфере охраны. Менее известны датчики присутствия для включения света. А, тем не менее, они с успехом находят свое применение в системах автоматизации. Этот элемент из категории более чувствительных приборов, который реагирует даже на незначительные перемещения в зоне его действия. Приборы такого типа позволяют сделать жизнь человека более комфортной и, что еще более важно, позволяют значительно сохранить ваши деньги при оплате счетов за электроэнергию.

Работа датчика и его особенности

Приборы, которые дают возможность автоматического управления освещением всегда будут востребованы. Как дополнение к этой системе включения/выключения света в помещении устанавливаются и датчики присутствия. Они внедряются в цепь управления осветительным прибором и отслеживают обстановку в помещении.

Если в зоне действия прибора был замечен объект, который перемещается по комнате, автоматически подается сигнал и в комнате включается свет. Если человек остановился — свет в комнате погаснет. Так работают обычные датчики движения.

Немного по-другому работают датчики присутствия.

В их конструкции есть сенсор, работа которого основана на эффекте Доплера. Принцип действия заключается в постоянном отслеживании длины и частоты волны. На все эти изменения реагирует сенсор, который и направляет сигнал управления на устройство управляющее включением света. Но что более важно, на работу датчика, не влияет, есть ли дальнейшее передвижение объекта в комнате или нет. Отслеживается степень инфракрасного излучения в зоне его действия. Но срабатывает прибор не сразу. Если накапливается от 2-х до 4-х импульсов и только тогда формируется команда на управление.

Читайте также:  С каким светом ехать с ближним или дальним

Естественно, когда в комнате находится человек, пироэлектрический детектор улавливает изменение температурного фона и подает сигнал на включение света.

Если такого сигнала нет, прибор переводится в спящий режим — свет в комнате отключается автоматически.

Особенности работы

Управляющее устройство может работать как самостоятельный элемент, так и в паре с другими модулями, которые могут реагировать на его сигнал. Если такой элемент включен в комплекс охранной системы, то контроллер может:

  • подать сигнал тревоги;
  • владельцу помещения отослать уведомление о нарушении периметра охранной зоны;
  • включить/выключить свет;
  • включить сирену.

Есть возможность удаленного контроля за работой детектора на веб-портале с помощью мобильного приложения на смартфоне пользователя. Владелец помещения уже сам настраивает параметры работы прибора.

Разновидности

  • Оптический тип основан на блокировке светового потока непрозрачным предметом и может определять его размер. Примером работы таких устройств можно назвать лазерные дальномеры.
  • Ультразвуковые вариации проводят непрерывное сканирование окружающего пространства ультразвуком и находят движущийся объект по изменению расстояния до него.
  • Микроволновые детекторы основаны на свойствах СВЧ волн. Они могут, как проходить через различные окружающие предметы, так и отражаться от некоторых поверхностей. Могут использоваться в системах, которые способны контролировать пространство за стеной.
  • Магниточувствительные установки могут использоваться как выключатели бесконтактного типа. Устанавливаются в системах безопасности, которые реагируют на открывание окон и дверей.
  • Параметрические детекторы способны уловить уровень ИК-излучения от движущегося объекта.

Классификация датчиков

Есть разнообразные способы классификации, по которым определяется датчик присутствия для включения света. Они могут реагировать на:

  • Звук;
  • Ультразвук;
  • Микроволны;
  • Изменения в ИК-излучении;
  • Комбинированные.

Звуковые устройства реагируют на посторонний шум. Для его срабатывания достаточно простого хлопка в ладоши. Или он сработает даже при звуке мощностью не более 50 дБ. Такие датчики легко настраиваются кнопками управления на корпусе прибора.

Звуковое управление прибором возможно не только с помощью хлопка, но и автоматически по таймеру. Есть определенные неудобства использования устройства, работающие по такому принципу. Звуковые детекторы, которые обладают высокой избирательной способностью, могут среагировать даже на незначительный шорох, что в свою очередь вызывают ложные срабатывания.

Ультразвуковой прибор включает в себя генератор звуковых сигналов и приёмник. Использование таких устройств для организации освещения используется редко.

Микроволновое оборудование аналогично ультразвуковому датчику, но отличается типом излучений. Он также состоит из генератора. Но он излучает сигналы высокой частоты и имеет приемник отраженных сигналов. Их чаще можно встретить в системах охранной сигнализации и очень редко в целях управления включением света в помещениях

Инфракрасные устройства работают за счет установленных линз Френеля, которые входят в состав основной линзы. Когда движущийся человек попадает в поле зрения одной линзы, то датчик это фиксирует. Но если человек движется дальше, его перемещение фиксирует другая линза и отправляет на датчик сигнал о передвижении. И только в этот момент детектор сработает и отправит сигнал на включение света в комнате. Свет в комнате будет гореть до тех пор, пока прибор будет фиксировать:

  • перемещение человека в пространстве;
  • пока человек не остановится;
  • покинет пределы зоны действия датчика.

Комбинированные приборы устанавливают для исключения ложных срабатываний. В таких приборах устанавливаются две системы фиксации перемещений. И свет в комнате включится только тогда, когда сработают обе системы. Например, в комбинированных датчиках могут быть установлены инфракрасные и микроволновые методы обнаружения присутствия.

Кроме этого вышеуказанные устройства могут быть:

  • автоматическими;
  • принудительного включения;
  • с контролируемым радиусом действия;
  • работающие при помощи пульта дистанционного управления.

Детекторы принудительного включения нужны в случаях контроля за освещением даже в тех случаях, если человек перестал двигаться, но находится в пределах комнаты.

Также разделят по типу установки. Они могут быть:

  • встроенными, применяются для скрытого монтажа;
  • накладными, устанавливаются на стены или потолки в помещении;
  • влагостойкими (для установки как внутри дома, так и снаружи), обладают более высокой степенью защиты от внешних условий.

Кроме конструктивного исполнения детекторы присутствия могут различаться:

  • по мощности (от 1000 до 2000 Ватт)
  • дальности обнаружения (8–20 метров);
  • радиусу обнаружения (от 450 до 3600);
  • нагрузкой (зависит от типа ламп: люминесцентные, накаливания, галогенные);
  • типу подключения (проходные или непроходные).
Читайте также:  Тот кто гасит свет кто был убийца

Область применения

Датчики такого типа широко распространены в разных областях, например, таких как:

  • В жилых квартирах и домах. Часто встречаются в системах «Умный дом». Собственник жилья мониторит расходы электроэнергии.
  • В охранных системах.
  • В области робототехники.
  • Для контроля за производственными процессами.
  • В системах видеоконтроля.

Теперь датчик присутствия другого человека широко применяется в:

  • административных и офисных помещениях;
  • школах;
  • дошкольных учреждениях;
  • гостиницах;
  • торговых залах и т.д.

Устройства такого типа могут попутно иметь и другие функции. Некоторые контроллеры могут регулировать осветительные приборы, если условия освещенности не соответствуют заданным параметрам. При аварийных ситуациях или в ночное время суток могут перевести осветительные приборы в дежурный режим с пониженным уровнем яркости, чтобы люди могли свободно ориентироваться в пространстве.

Особенно эффективно данное устройство в охранных системах. Особенно если он работает в паре с датчиком объема. Сигнализация среагирует, если один из детекторов обнаружит даже незначительное движение в охраняемом периметре и моментально сработает устройство включающее сирену.

Отличие от датчика движения

Собственно в обоих детекторах применена одна и та же технология. Но все же отличия есть. Индикатор движения не настолько чувствительный как датчик присутствия. В первом используются десятки микролинз, соответственно и контролируемое пространство разбивается на такое же количество зон слежения.

У детектора присутствия таких отражателей могут быть сотни и соответственно зон слежения больше и что, еще важнее, они мельче по размеру, а значит, способны отследить даже минимальные движения.

Но для настройки приборов присутствия требуется более тонкая наладка. Они обладают большей чувствительностью, что зачастую вызывает ложные срабатывания. Чтобы увеличить вероятность правильных срабатываний, в схеме именно этих датчиков, применен свой собственный процессор.

Установка датчика присутствия

Итак, у нас есть датчик обнаружения присутствия человека, но где его установить?

Так как такие детекторы могут быть разного исполнения то надо учитывать:

  • место установки (потолочный или настенный). Настенный прибор лучше размещать над окном, чтобы избежать засветки прибора от солнечных лучей. Для потолочных важно то место, где требуется бóльшая чувствительность;
  • радиус обзора;
  • схема питания устройства;
  • какой объем помещения необходимо взять под контроль;
  • для внутренних помещений важна постоянная температура, отсутствие пыли и влажности;
  • для уличного размещения важна защита от погодных условий с большим радиусом охвата.

Крайне нежелательны препятствия на пути волн, в противном случае потребуется установка дополнительных устройств слежения в разных частях помещения.

Также их нельзя размещать вблизи:

  • радиаторов отопления;
  • кондиционеров;
  • лопастных вентиляторов.

Для уличных датчиков желательно наличие навеса с учетом высоты монтажа прибора согласно паспортным рекомендациям.

Емкостные датчики

Самый простой сенсор — емкостной датчик обнаружения присутствия. По своей конструкции он напоминает обычный конденсатор переменной емкости. Изменение состояния держит на контроле специальная микросхема. Подходят для наблюдения за передвижением в охраняемой зоне.

Такой датчик объема обладает, как определенными достоинствами:

  • малым весом;
  • небольшими габаритами;
  • очень незначительным потреблением электроэнергии;
  • нет контактных групп;
  • большим сроком эксплуатации;
  • адаптация под различные задачи;
  • простота изготовления из доступных и недорогих материалов.

Так и недостатками:

  • в процессе измерений могут возникать грубые ошибки и погрешности;
  • для работы нужны преобразователи и измерители, функционирующие на высоких частотах;
  • наличие защитного экрана для измерительных цепей.

Возможные применения

Как мы уже рассмотрели ранее, датчики присутствия применяются в разнообразных ситуациях и помещениях. Их можно установить даже в туалете.

Если уж начат процесс автоматизации управления светом во всей квартире, то зачем обделять вниманием туалетную комнату? И тут тоже можно получить определенные преимущества, если установить детекторы присутствия в туалете:

  • Не надо искать на стене выключатель. Надо сказать, что такое автоматическое управление светом актуально в любых комнатах и даже в таких помещениях как подвал или кладовка.
  • У вас будет своя система автоматического управления светом в туалете.
  • Посещение этой отдельной комнаты станет более удобным.
  • Можно сэкономить деньги на оплате счетов за электроэнергию, так как люди часто забывают погасить за собой свет.
  • Параллельно можно автоматизировать включение вытяжки.

Заключение

Современные технологии, которые находят свое применение в быту, всё ближе приближают нас такому понятию как «Умный дом». Один из представителей такой передовой технологии это датчик присутствия. С его помощью происходит фиксация движения в помещении и происходит автоматическое включение света. Такие регистраторы возможно установить по всему дому и конечно не забываем про ванную комнату и туалет. Как видно из статьи эти устройства весьма универсальны и могут помочь улучшить комфортное проживание в вашем доме.

Видео по теме

Источник