Беспроводной датчик движения: виды, принцип действия, схема подключения

Несмотря на постоянную работу правоохранительных органов, проблема хищения имущества граждан и материальных ценностей с предприятий остается актуальной, и по сей день. Одним из способов контроля доступа посторонних лиц к частной или корпоративной собственности является беспроводной датчик движения. Чем примечательно данное устройство и как применяется на практике, мы рассмотрим в данной статье.

Назначение

Беспроводные датчики движения предназначены для распознавания перемещения в заданной области и последующей передачи данных о зафиксированном событии на исполнительное устройство.  Основной сферой их действия являются системы охранной сигнализации. Где датчики движения осуществляют наблюдение за территорией, зданиями, сооружениями, помещениями и прочими объектами. Помимо охранных систем их устанавливают для коммутации систем освещения, произведения контроля доступа к определенным помещениям или их частям.

В зависимости от принципа действия датчики могут предназначаться для фиксации тепловых излучений или определенного спектра волн. На основании чего и происходит их основное деление по видам.

Виды и принцип действия

Все беспроводные датчики движения, в зависимости от их степени защищенности от воздействия внешних факторов подразделяются на сенсоры наружной и внутренней установки. Определяющим фактором которой является степень пыле-влагозащищенности, обозначаемая индексом IP и двумя цифрами. В соответствии с разделом 5 и 6 ГОСТ 14254-2015 цифровые показатели варьируются от 0 до 6 для пылеустойчивости и от 0 до 9 для влагоустойчивости. Чем больше значение, тем в более агрессивных условиях сможет работать датчик движения.

В зависимости от принципа обнаружения перемещающегося предмета, беспроводные датчики движения могут быть пассивными, активными и комбинированными.  Пассивные сенсоры ориентированы на собственные излучения человеческого тела, их сопоставление с состоянием окружающего пространства. Для активных закономерна собственная генерация импульсов в контролируемую область и последующее измерение этого же излучения в прямом или отраженном спектре. Комбинированные модели объединяют принципы и активных и пассивных устройств.

В зависимости от принципа действия датчики движения можно разделить на следующие категории:

  • Инфракрасные – основаны на фиксации тепловой энергии, выделяемой телом человека.
  • Ультразвуковые – согласно п.2.1.1.3 ГОСТ Р 50030.5.2-99 работают на эффекте Доплера. При генерации ультразвуковых колебаний в окружающее пространство  в случае столкновения волны с препятствием, часть сигнала отразится и вернется к приемнику.
Ультразвуковой датчик движения
Ультразвуковой датчик движения
  • Микроволновые – аналогичен предыдущему, но вместо ультразвука выдает микроволны, обладающие отличной чувствительностью. Однако в беспроводных моделях выпускается редко из-за большого расхода электроэнергии.
Микроволновой датчик движения
Микроволновой датчик движения
  • Радиоволновые – оснащаются антенной для генерации радиоволн, отличаются способностью проникать через преграды.

Также беспроводные датчики движения могут выпускаться с передатчиком для трансляции сигнала о движении, либо оснащаться собственной SIM картой и модулем мобильной передачи данных. В первом случае устройство подвязывается под конкретный приемник сигнала. А во втором, самостоятельно передает информацию на мобильное устройство или другой гаджет, оснащенный соответствующим приложением. Наибольшее распространение среди беспроводных датчиков движения получили инфракрасные и радиоволновые модели.

Инфракрасные

Принцип действия инфракрасных беспроводных сенсоров основывается на работе чувствительного пироэлемента. Который способен изменять собственную проводимость в зависимости от повышения температуры в контролируемой области. Пироэлемент здесь выступает в роли электронного ключа, участвующего в подаче питания на исполнительный орган (катушку реле или выход микроконтроллера). Простота конструкции обеспечивает наиболее демократичную цену среди беспроводных датчиков движения.

Принцип действия инфракрасного датчика
Принцип действия инфракрасного датчика

В связи с тем, что угол охвата питроэлемента невелик, его принудительно расширяют за счет установки линзы Френеля, которая позволяет увеличить угол до 120º и более. Линза формирует несколько секций, в некоторых ситуациях обеспечивается и секция для защиты от саботажа. Она формирует зону захвата под сенсором, исключая мертвую зону.  Дальность действия инфракрасных датчиков составляет порядка 12 – 15 м в горизонтальной плоскости.

Радиоволновые

Это бесконтактные датчики, передающие ультразвуковой сигнал в зону чувствительности и принимающие его в отраженном виде. При перемещении человека в этой зоне изменятся параметры ультразвукового сигнала, что зафиксирует измерительный элемент датчика. При возникновении движения в охватываемой области изменится принцип распространения радиоволн и частота их колебаний. Эти изменения фиксируются чувствительным элементом датчика и передаются в цепь управления. После чего управляющий импульс подается на рабочий орган или отправляет сигнал тревоги на пульт охраны.

В виду использования радиосигнала, он способен проникать сквозь стены, мебель и другие преграды. Благодаря чему сам датчик движения можно смело прятать, в отличии от инфракрасных. Однако следует помнить, что расширение рабочей зоны чревато ложными срабатываниями, поэтому место их установки и длину охватываемой зоны выбирают индивидуально.

Установка нескольких радиоволновых датчиков
Установка нескольких радиоволновых датчиков

При монтаже сразу нескольких радиоволновых устройств в одной локации важно использовать модели, работающие на разных частотах, чтобы исключить взаимные помехи.

Схема подключения

В зависимости от поставленных задач существуют несколько способов подключения беспроводных датчиков движения, для чего используются разные схемы. Наиболее простым вариантом является установка датчика движения с питанием от батареек.

Схема подключения датчика движения от батарейки
Схема подключения датчика движения от батарейки

Данный вариант не требует особых знаний или навыков, как правило, конструкция самого датчика предусматривает возможность установки и подключения батареек. Или имеет специальные выводы для присоединения портативного источника питания. Такие модели передают сигнал о возникновении движения на пульт или мобильное устройство.

Более сложный вариант – использование аккумулятора и светильника для включения освещения. Дополнительно схема может комплектоваться солнечной батареей для накопления электрической энергии в светлое время суток.

Схема подключения с солнечной батареей
Схема подключения с солнечной батареей

В данном случае происходит заряд аккумулятора от солнечной батареи и последующее включение светильника, в случае выявления датчиком какого-либо движения. Однако этот способ имеет свои недостатки, так как светильник может включаться круглые сутки, а эффективность такого явления днем практически сводится к нулю. Поэтому на практике существует вариант подключения через фотореле.

Схема подключения с фотореле
Схема подключения с фотореле

Где и как расположить?

При выборе места установки беспроводного датчика движения следует руководствоваться следующими принципами:

  • Наиболее выгодным местом расположения в помещении является угол стены. По высоте желательно устанавливать под потолком или на высоте не менее 2 м.
  • В зону охвата датчика движения должна попадать входная дверь и окна, выходящие на улицу. Так как это наиболее распространенные точки взлома, им следует уделить наибольшее внимание.
  • При наличии открытого балкона или не застекленной лоджии, эти места также следует охватить датчиком движения.
Установка для открытого балкона
Установка для открытого балкона
  • Если на улице необходимо контролировать большие территории или протяженный участок, то в начале и конце размещают элементы линейных сенсоров.
  • Если вы хотите охватить помимо внутренней части помещения и придомовую территорию, датчик следует установить поближе к окну или непосредственно в оконном проеме.
  • Для сигнализации о приближении кого-либо по лестничной клетке можете установить датчик движения в подъезде на пол пролета марша.
  • Не располагайте сенсор вблизи вытяжной трубы или входа/выхода вентиляционной шахты.

Особенности выбора

Выбирая какую-то модель беспроводного датчика движения, обратите внимание на следующие критерии:

  • Наиболее доступным и простым вариантом для внутренней установки в квартире или частном доме будет инфракрасный датчик. Однако в его рабочей зоне не должно располагаться источников тепла, ламп накаливания или мебели.
  • При  расположении на улице, обязательно выбирайте устройства со степенью защиты от пыли и влаги не менее IP56.
  • В случае обитания больших животных и возможности их появления в контролируемой области, приобретайте модель датчика с соответствующей функцией.
  • Для удобства последующей настройки датчика движения, выбирайте модели с регулируемым положением чувствительного элемента.
  • Отдавайте предпочтение проверенным производителям – это убережет вас от лишней траты денег.

Список литературы

  • А. Кашкаров «Электронные системы охраны с пироэлектрическими датчиками и способы их нейтрализации» 2015
  • Дж. Вебстер “Справочник по измерениям, сенсорам и приборам” 2006
  • Виглеб Г  «Датчики», 1989
  • Ю.А.Виноградов «Охранная техника» 2010
  • Фрайден Дж «Современные датчики. Справочник» 2005

Leave a Comment

Your email address will not be published.