Датчики руху для включення світла – види і способи підключення

Напевно кожен опинявся в темному і незнайомому приміщенні і проводив якийсь час в пошуках вимикача, обмацуючи стіни. Добре якщо вимикач з підсвічуванням, але далеко не завжди це так. Добре, якщо підлога в приміщенні рівний, а якщо ні? А якщо це сходи?

До недавнього часу такі неприємні ситуації обходили тим, що залишали постійне загальне або чергове освітлення особливо в громадських місцях: в під’їздах і перед ними, на сходах, автостоянках, тротуарах.

У сучасних жорстких вимогах щодо економії енергії краще скористатися новим елегантним, технологічним і ефективним способом – включення освітлення тільки тоді, коли в освітлюваної зоні з’являється людина або відбувається який-небудь рух. Для цього й існують датчики руху.

Види датчиків руху

Датчик руху, як і слід з його назву, – це пристрій, яке виявляє пересування будь-яких об’єктів в зоні своєї дії. Розвиток високих технологій і широке впровадження їх у життя дозволило зробити такі пристрої компактними і цілком доступні за ціною кожному. Де їх застосування виправдане?

  • У підвалах, коморах, гаражах, де зазвичай важко знайти вимикач. Тим більше що в цих приміщеннях дуже часто у людини зайняті руки.
  • У прохідних приміщеннях, де люди з’являються часто, але недовго. Це: сходи, під’їзди, коридори прохідні приміщення.
  • У місцях, де включення світла повинно відбуватися завчасно, до появи там людини. Це: вхідні двері в під’їзди, ганок будинку, в’їзд в гараж.
  • Для комфорту датчики руху можуть застосовуватися у ванній кімнаті і туалетах, причому вони можуть включати не тільки освітлення, але і витяжну вентиляцію.
  • Датчики руху широко застосовуються в системах охоронної сигналізації.

За принципом дії датчики руху можна розділити на кілька груп:

  • Ультразвукові датчики, які використовують для реєстрації руху відбиті від об’єктів ультразвукові хвилі
  • Мікрохвильові, які застосовують енергію електромагнітних хвиль високої частоти
  • Інфрачервоні датчики реєструють рух за інфрачервоним випромінюванням, яке властиво всім нагрітим тіл, в тому числі і людині

Датчики руху за способом отримання сигналу від об’єктів поділяються на:

  • Активні датчики, які самі випромінюють і реєструють від об’єктів відбитий сигнал. Для їх роботи потрібно випромінювач і приймач. Це сильно ускладнює конструкцію, що позначається на ціні.
  • Пасивні датчики – ті, які реєструють власне випромінювання об’єкта. Більш проста конструкція робить їх дешевше, але ймовірність помилкових спрацьовувань у таких датчиків вище.

ультразвукові датчики

Принцип роботи ультразвукового датчика полягає в опроміненні навколишнього простору в зоні дії звуковими хвилями з частотою 20-60 кГц. Відбиваючись, вони реєструються датчиком, і в них йде порівняння частот. Якщо в зоні дії були рухомі предмети, то відповідно до ефекту Доплера відбудеться частотний зсув у відбитого сигналу, що зареєструє датчик.

Ультразвукові датчики застосовуються в основному в автомобільних охоронних системах і парктроника завдяки своїм перевагам:

  • Невисока вартість.
  • Чи не схильні до впливу навколишнього середовища (зміни температури, високої вологості або запиленості).
  • Для них не важливий матеріал рухається об’єкта.
  • Природно, такі датчики можуть використовуватися для включення освітлення, але в цьому їх застосування обмежене в силу їх недоліків:
  • Ультразвукові частоти чують домашні тварини, що викликає у них занепокоєння.
  • Дальність дії їх обмежена.
  • Такі датчики можуть спрацювати тільки на досить різкі рухи, неспішний крок людини може не викликати їх спрацювання.

Мікрохвильові датчики руху

Аналогічно ультразвуковому датчику мікрохвильовий теж є активним, тобто випромінюють хвилю і приймають відбитий сигнал. Тільки в ньому використовується не звукова хвиля, а електромагнітна, з частотою 5,8 ГГц. По суті, він є міні-радіолокаційною станцією – РЛС.

У певному секторі мікрохвильової датчик випромінює радіохвилю, від якої потерпають від всіх предметів, що знаходяться в зоні його видимості. Якщо всі предмети нерухомі, то відбитий сигнал буде з такою ж частотою. Як тільки з’являється зсув частот, датчик спрацьовує, тому що це говорить, що з’явився об’єкт, що рухається.

Мікрохвильові датчики мають ряд переваг, які обумовлюють їх застосування насамперед в охоронних системах:

  • Вони мають невеликі габаритні розміри, що дозволяє робити їх приховану установку.
  • Залежно від потужності передавача і чутливості приймача вони можуть мати великий радіус дії.
  • Мікрохвильові датчики можуть працювати навіть за легкими огорожами з непровідних матеріалів.
  • Вони дуже точні, навіть найменший рух в зоні видимості визначається з високою точністю, на їх роботу не впливають погодні умови.
  • Для включення світла вони використовуються вкрай рідко через своїх недоліків:
  • Мікрохвильові датчики мають найвищу ціну з усіх різновидів датчиків руху.
  • Їх висока чутливість може ініціювати помилкові спрацьовування. Наприклад, людина, яка проходить за парканом або вікном, може визначатися як знаходиться в зоні відповідальності.

СВЧ випромінювання щільністю потужності більше 1 мВт / см2 є шкідливим для людини. Тому поблизу датчиків з великим радіусом дії небажано перебування людей і тварин.

Інфрачервоні датчики руху

Як відомо, всі об’єкти випромінюють інфрачервоне випромінювання (ІК) і чим більше температура об’єкта, тим інтенсивніше ІК-випромінювання. В інфрачервоному датчику головним реєструючим елементом є піроелектричний елемент, який при певному рівні ІК випромінювання видає певний потенціал на виході.

Поле зору ІК датчика руху визначає так звана лінза Френеля, яка збирає світло в певному секторі і фокусує його на піроелектричному елементі. Якщо обстановка в поле зору не змінюється, то потенціал на виході буде постійним. При появі і переміщенні будь-якого об’єкта випромінює ИК промені, змінюється і потенціал на виході піроелектричного елемента, що є сигналом для спрацювання датчика.

ІК датчики освітленості знайшли найбільше застосування в якості вимикачів світла в силу своїх переваг:

  • ІК датчики – пасивні, вони нічого не випромінюють, тому не можуть завдати жодної шкоди людям і тваринам.
  • Вони мають необхідні регулювання, що дозволяють точно керувати кут огляду і поріг спрацьовування датчика.
  • ІК датчики прекрасно працюють і в приміщеннях, і на вулиці.
  • Вони мають розумну ціну.

До недоліків інфрачервоних датчиків руху можна віднести:

  • Наявність природних теплових потоків, випромінювань радіаторів опалення, теплових вентиляторів і кондиціонерів може призводити до помилкових спрацьовувань.
  • Стабільна робота датчика можлива тільки в обмеженому діапазоні температур.
  • Об’єкти, покриті матеріалами, що не пропускають ІК випромінювання, реєструватися не будуть.

Оптимальним вибором датчика руху для включення світла є інфрачервоні датчики, яких існує величезна різноманітність по дизайну, технічним характеристикам, типу монтажу і т. Д.

Основні характеристики датчиків руху

1. Датчики руху бувають двополюсними і триполюсними. Двополюсні можуть працювати тільки з лампами розжарювання і включаються послідовно з освітлювальними приладами. Триполюсні моделі – універсальні, до них можна підключати будь-які види ламп.

Крім цього, датчики характеризуються радіусом дії або зоною охоплення, тобто, з якої відстані до об’єкта, що рухається вони починають спрацьовувати. Зазвичай цей показник у різних датчиків становить від 3 до 12 метрів.

2. Наступна найважливіша характеристика – кут виявлення в горизонтальній площині, який в ІК датчиках руху в основному визначається властивостями лінзи Френеля. Зазвичай він становить у різних моделей від 60 до 360 градусів. У вертикально площині кут виявлення всіх ІК датчиків руху становить приблизно 15-20 градусів.

3. Номінальна потужність навантаження, яка може підключатися до датчика руху – найважливіший показник. Якщо сумарне навантаження буде більше, ніж це дозволяє датчик руху, то доведеться ставити проміжне потужне реле або ставити два датчика руху і розподіляти навантаження.

Треба врахувати, що люмінесцентні та енергозберігаючі лампи мають і реактивну потужність і це треба враховувати при проектуванні. Зазвичай приймають допустиму реактивне навантаження в два рази менше, ніж активну, якщо це не вказано в паспорті на датчик.

Датчики руху відключаються не відразу після того, як об’єкт пішов із зони видимості, а з деякою затримкою, яка регулюється в широких межах: зазвичай від 5 секунд до 10 хвилин. Це робиться для того, щоб при появі в освітлюваної зоні людини він зміг пройти її повністю, навіть не перебуваючи в поле зору датчика. Наприклад, освітлення під’їздів або сходів. Такий показник називається затримка часу відключення.

4. Параметри електроживлення. У характеристиках завжди вказується напруга живлення і споживана потужність. ІК датчики зазвичай харчуються від мережі 220 В, а потужність мають мізерно малу – до 1 Вт.

Сучасні датчики рух для освітлення можуть оцінювати рівень освітленості за допомогою спеціального сенсора. Це зроблено для запобігання спрацьовування датчика в світлий час доби або при достатньому рівні освітленості від інших джерел світла. Поріг спрацьовування в більшості датчиків величина регульована, і в характеристиках вказується мінімальний рівень в люксах, наприклад поріг спрацьовування – 5 лк.

За конструктивним виконанням датчики руху можуть бути:

  • Зовнішніми, коли їх монтаж виконується за допомогою спеціальних кронштейнів, які можуть бути стіновими, кутовими, поворотними і іншими.
  • Вбудованими, які монтуються в стандартні монтажні коробки під вимикачі або в отвори в стелі під світильники.

Деякі стельові датчики зроблені так, що їх неможливо відрізнити від світильників, інші вбудовуються в монтажні коробки і поєднують функції датчика руху і вимикача, а це дуже зручно.

За умовами експлуатації датчики руху можна умовно розділити на вуличні зі ступенем захисту не менше IP44, і ті, які можна експлуатувати всередині приміщень. Використовувати датчики для приміщень на вулиці не рекомендується, так як вони швидко вийдуть з ладу. А вуличні датчики в приміщеннях експлуатувати можна, але економічно недоцільно.

Способи підключення датчиків руху

Підключити сучасний датчик руху для управління освітленням дуже просто. Для цього на кожному датчику є клема, що складається з трьох (рідше чотирьох) висновків: L – фазний вхідний провід, N – нульовий вхідний провід, і клема, яка може позначатися стрілкою – → або поєднанням літери L зі стрілочкою →, або буквою A.

У будь-якому випадку разом з новим датчиком в його паспорті повинна бути приведена схема підключення. Дуже рідко зустрічається четверта клема PE, до якої підключається захисне заземлення. Ні в якому разі не можна плутати нуль робочий (N) з захисним заземленням (PE). Вони виконують абсолютно різні функції.

До клеми L підключають фазний провід, який зазвичай в електропроводках має ізоляцію коричневого або червоного кольору. Однак, він може бути і іншого кольору, перед підключенням потрібно переконатися, що провід саме фазний за допомогою викрутки-індикатора. Клема розрахована на підключення мідного дроту площею поперечного перерізу не більше 1,5 мм. Якщо провід багатожильний, то зачищений кінець треба залудити або надіти наконечник і обжати.

До клеми N підключають нульовий робочий провід (не плутати з захисним нулем!). У електропроводках він повинен бути синього кольору, але може бути і іншого. Викруткою-індикатором слід перевірити чи немає на ньому фази, а також переконатися, що між фазним проводом і нулем напруга становить 220 В. Це легко зробити мультиметром.

До третьої клеми підключаються світильник або група світильників. Дуже важливо переконатися в тому, що їх сумарна потужність не перевищує номінальної потужності навантаження конкретного датчика руху. Схема комутації представлена ​​на малюнку 1.

Малюнок 1

Бувають ситуації, що вимагають постійної роботи світильників. Наприклад, при вході гараж датчик включив світло, а потім господар поліз під машину і датчик, не побачивши ніякого руху, світло вимкне через час затримки. Щоб цього не траплялося паралельно датчику додають вимикач.

Такий спосіб підключення показаний на малюнку 2. Після того, як робота в гаражі закінчена, господар вимикає світло, але рух в поле зору датчика активізує його, тому харчування світильників йде через реле датчика. Як тільки будь-який рух в гаражі припиняється, після закінчення часу витримки, датчик відключає світло.

малюнок 2

У довгих коридорах або при русі по сходових маршах, в приміщеннях складної форми бувають ситуації, коли один датчик руху не може «обслужити» всю зону, яка вимагає освітлення. В цьому випадку зона розбивається на ділянки, кожен з них буде обслуговувати свій датчик руху, який підключається до іншого паралельно. Світильники при цьому підключаються до одного з датчиків. Такий спосіб показаний на малюнку.

Більшість датчиків руху розраховані на навантаження від 500 Вт до 1000 Вт, однак може складеться ситуація, коли необхідно підключити потужнішу навантаження. Наприклад, при вході на садову доріжку має загорятися освітлення доріжок, освітлення ставка і запускатися фонтан. Тоді замість потужного навантаження до датчика руху підключають котушку магнітного пускача, яка впливає на силові контакти, розраховані на велике навантаження. Схема підключення при такому способі показана на наступному малюнку.

малюнок 3

Правила розміщення датчиків руху

Установка датчиків руху для включення світла в приміщеннях

Рекомендується до початку установки викреслити план приміщень і намітити місця установки датчиків. Для цього малюються їх діаграми спрямованості і при цьому домагаються того, щоб датчик виконував свою функцію, тобто при вході людини в приміщення і переміщення у всіх його частинах світло продовжував горіти. При плануванні розміщення датчиків слід дотримуватися таких правил:

  • Пряме світло від ламп не повинен падати на датчик руху
  • У зоні відповідальності датчика не повинно бути прозорих перегородок, інфрачервоне випромінювання не проходить через скло
  • У зоні дії датчика не повинно бути великих предметів, сильно ускладнюють огляд
  • Радіатори опалення і кондиціонери також не повинні потрапляти в зоною видимості, так як датчик фіксує рух будь-яких нагрітих об’єктів, в тому числі і потоків повітря
  • У великих приміщеннях виправдане застосування стельових датчиків з круговою зоною виявлення, причому розміщують їх в геометричному центрі

Установка датчиків руху на вулиці

І в цьому випадку рекомендується викреслити план ділянки, де стоїть показати розташування будинку, великих дерев, інших будівель, освітлюваних зон і світильників. Тільки після цього можна приступати до планування розміщення датчиків. На схемі показуються зони відповідальності датчиків. При цьому керуються такими правилами:

  • Датчики не повинні знаходитися в місцях дії прямих сонячних променів і атмосферних опадів
  • Між датчиком і зоною його спрацьовування не повинно знаходитися великих дерев, чагарників, джерел тепла і прямих променів від світильників
  • Не слід розраховувати на максимальну відстань спрацьовування, так як тоді датчик може несанкціоновано спрацьовувати від інших об’єктів. Краще навіть трохи «загрубіть» його зону шляхом невеликого нахилу, але тоді він буде гарантовано спрацьовувати від людини
  • Якщо діаграма датчика занадто широка, її легко звузити спеціальними шторками. При їх відсутності можна приклеїти смужки з непрозорого матеріалу прямо на зовнішню сторону лінзи Френеля
  • Необхідно періодично очищати корпус і скло датчика від забруднень

висновок

Застосування датчиків руху для управління освітленням дозволяє не тільки економити енергію, а й підвищує комфорт і безпеку.

Також для управління освітленням часто використовують диммери – вони допомагають гнучко регулювати освітлення і економлять енергію

Серед всіх видів датчиків руху (ультразвукові, мікрохвильові та інфрачервоні) для управління освітленням оптимально використовувати саме інфрачервоні датчики.

При необхідності розміщення датчика руху на вулиці, потрібно вибирати пристрій з класом захисту не менше IP44.

Всі підключення датчиків повинні проводитися тільки при знятій напрузі.

Ссылка на основную публикацию