"25" декабря 2021 г.

КАК РАБОТАЕТ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ

Датчики движения достаточно часто используются в системах сигнализации, автоматики, управления технологическими процессами.

Наиболее известными являются охранные и датчики включения света. Принцип их работы примерно одинаков, а разница заключается в устройстве узла управления.

С точки зрения способов обнаружения движения все датчики можно разделить на:

• инфракрасные;
• микроволновые (радиоволновые);
• ультразвуковые.

Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, что определяет их область применения.

Инфракрасный датчик движения.

Принцип работы этого устройства заключается в обнаружении перепадов инфракрасного (ИК) излучения между зонами (секторами), формируемыми специальной линзой (Френеля) на чувствительном (пироэлектрическом) модуле (рис.1).

Обратите внимание – абсолютная температура объекта не измеряется.

В результате пересечения движущимся объектом зон контроля за счет возникновения перепадов температур (представьте мелькание света, если перед глазами провести ладонью с растопыренными пальцами) на пиромодуле формируются электрические сигналы, которые обрабатываются электронной схемой датчика.

Это на схеме условно показано два сектора, на самом деле их больше и расположены они как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

Специальный алгоритм обработки максимально исключает ложные срабатывания, но полностью от них избавиться нельзя.

Помехами, которых нужно нужно избегать, для инфракрасного датчика являются:

• потоки воздуха (конвекционные – от обогревателей), от систем вентиляции, сильные сквозняки;
• засветка посторонними источниками света (например, автомобильные фары).

Датчик, который имеет описанный принцип действия является пассивным – он работает только "на прием" и ничего не излучает.

Микроволновый датчик движения.

Принцип работы здесь иной и основан на эффекте Допплера (рис.2).

Микроволновый датчик является активным, то есть работая излучает радиочастоту (отсюда второе название – радиоволновый).

Излученные радиоволны, отражаясь от движущегося объекта изменяют свою частоту (при движении последнего в сторону датчика частота увеличивается, а в противоположном направлении – уменьшается). Разница частот определяется схемой обработки, после чего формируется сигнал управления.

Принцип работы ультразвуковых датчиков аналогичен микроволновым. Разница только в том, что в качестве контролируемого сигнала используется ультразвук.

ПРИМЕНЕНИЕ ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ

Как уже говорилось, датчики движения активно применяются в охранной сигнализации и системах управления освещением.

Охранные датчики движения.

В системах охранной сигнализации принято вместо термина "датчик" употреблять "извещатель", хотя, в принципе, большой разницы нет.

Диапазон обнаруживаемых скоростей.

Как правило, он лежит в пределах 0,3-3 м/сек. Эта величина определена ГОСТом и меньше быть не может. Некоторые производители расширяют этот диапазон, но для решения большинства задач его достаточно.

Защита от мелких животных.

Этот параметр, большей частью актуален для охранных датчиков. Такая защита нужна, если в доме или квартире, оборудованной системой сигнализации в охраняемое время находятся домашние животные. Такая защита позволяет избежать ложных срабатываний.

Зона обнаружения.

Это часть пространства, в котором датчик гарантированно обнаруживает движение. Они представлены и описаны на этой странице.

Дальность действия.

В паспортных данных эта величина указывается в направлении главной оптической оси. По бокам диаграммы направленности они будет ниже.

Кроме того, следует помнить, что чувствительность для инфракрасных извещателей выше при движении объекта поперек главной оси зоны обнаружения, а для радиоволновых – вдоль.

При прохождении через стены и перекрытия сигнал, конечно ослабляется, но степень затухания зависит от материала конструкции. Фанера, например, или гипсокартон для радиоволн практически прозрачны.

Инфракрасные такой особенностью не обладают. Даже лист бумаги для них является непреодолимой преградой.

Датчик для включения света.

С точки зрения обнаружения движения работают такие приборы так же как охранные и им присущи такие же особенности.

Но, поскольку они коммутируют бо́льшие токи и напряжения реле в них мощнее.

Что касается выбора способа обнаружения:

• инфракрасный;
• или микроволновый,

то здесь нужно учитывать особенности эксплуатации и особенности этих двух типов, описанные выше. Микроволновый, скорее всего будет дороже, но работать в сложных условиях он должен устойчивей.

С точки зрения конструктивного исполнения выпускаются изделия выполненные в виде отдельного блока и встроенные в светильники.

Очевидно, что в первом случае датчик является более универсальным. Он одинаково хорошо будет работать с любым типом светильников, отдельными лампами, прожекторами.