Автоматизация систем внутреннего и наружного освещения – мера, позволяющая решить целый комплекс задач. К таковым относятся: включение и выключение света строго по расписанию или только в момент человеческой активности, значительная экономия электрической энергии (до 40-70 %), управление режимами работы светильников и соответственно экономия ресурса источника света, контроль состояния приборов освещения и так далее. Наиболее распространенными устройствами автоматического управления освещением, являются датчики движения для включения света. Это устройства, которые включаются в цепь освещения и при появлении движущегося объекта в радиусе их действия, автоматически дают команду на включение света. Выключение света происходит по истечении небольшого промежутка времени, после того как движущийся объект покинул радиус действия датчика, либо прекратил свое движение. Их использование в первую очередь направлено на обеспечение комфорта людей, а срок окупаемости таких устройств в России – 1-2 года.
Сфера применения датчиков движения
Наибольшее распространение датчики присутствия для включения света получили в жилых помещениях: квартирах, домах, коттеджах. В основном места для их расположения выбирают те, где человек проводит мало времени и появляется редко: кладовые, ванные комнаты, прихожие, погреба, чердаки, подъезды. Иногда их используют во всех помещениях квартиры. Часто устанавливают датчики перед входной дверью со стороны улицы.
Помимо жилых помещений датчики движения активно применяются в офисных, административных, производственных и образовательных учреждениях. Там они устанавливаются в коридорах, на пожарных лестницах, в лифтовых холлах, в переговорных залах, возле входных и выходных дверей.
Типы датчиков движения
Датчики по способу обнаружения движения в зоне их действия делятся на:
- Инфракрасные;
- Микроволновые;
- Ультразвуковые;
- Комбинированные.
Те датчики включения света, которые только принимают излучение, называются пассивными, а которые излучают и принимают волны – активными.
Отдельно стоит упомянуть о звуковых (акустических) датчиках. Они подают сигнал на включение света, когда повышается уровень шума. О них поговорим чуть позже.
По способу управления датчики делятся на:
- Автоматические;
- Датчики, с возможностью принудительного включения света;
- Датчики с возможностью регулирования дальности обзора, времени срабатывания, уровней освещенности и чувствительности.
Автоматические датчики движения подают команду на включение света в автоматическом режиме при обнаружении движущихся объектов и его отключения при исчезновении таковых. Бывают ситуации, когда человек находящийся в зоне действия датчика перестал двигаться (сел на стул или просто встал на одном месте). В этом случае также может произойти отключение света датчиком. Для предотвращения подобных ситуаций в схему подключения датчика добавляют обычный выключатель, при помощи которого человек включает свет принудительно (смотрите фото).
У большинства устройств включения света имеется возможность изменения параметров их работы. Регулировка датчика движения для включения света производится с помощью потенциометров, чьи ручки расположены на дне корпуса. Для настройки доступны 3 параметра: уровень освещенности, чувствительности, а также время срабатывания.
Уровень освещенности выставляют на такое значение, чтобы датчик работал только при наступлении темноты, днем его активность ни к чему.
Изменение уровня чувствительности устройства необходимо для его точной работы. Чем выше чувствительность датчика, тем чаще он будет срабатывать на возмущения. Суть настройки заключается в том, чтобы он реагировал только на появление в «зоне видимости» человека.
Настройка времени срабатывания необходима для того, чтобы датчик не отключался через 5-10 секунд после включения света. Значения времени выставляют на свое усмотрение – от 1 до 10 минут. Ровно столько будет гореть свет после включения.
По типу и месту монтажа датчики делятся на:
- Устройства наружной установки, которые могут быть встраиваемыми или закрепляемыми на кронштейнах;
- Устройства внутренней установки, также встраиваемые или накладные.
Датчики для установки внутри помещений и на улице конструктивно практически не отличаются, разве что уличные устройства имеют повышенную защиту корпуса от атмосферных осадков. Внутри помещения датчики располагают на потолке или стенах. Потолочный датчик движения для включения света, как и настенный, может быть накладным (в этом случае он крепится к поверхности шурупами и дюбель-гвоздями) или встраиваемым (крепление такого датчика осуществляется в специально просверленное отверстие).
Часто датчики устанавливают в подвесной или натяжной потолки. Их механизм крепления, аналогичен механизму крепления точечных светильников. На улице устанавливают преимущественно накладные датчики.
Также датчики отличаются:
- Мощностью нагрузки, которая находится в диапазоне от 8 до 2500 ватт. Разные модели датчиков рассчитаны на свою нагрузку. При их выборе заранее вычисляют мощность подключаемых светильников и учитывают ее. Если со временем к датчику будут подключаться дополнительные светильники, то в схему вводят либо дополнительный датчик, либо промежуточное реле. Если мощность подключаемых к датчику устройств освещения больше, чем та, на которую он рассчитан, могут выйти из строя релейные выходы датчика. В этом случае он подлежит замене;
- Дальностью действия – от 8 до 20-ти и более метров. Датчики присутствия для включения света с максимальной дальностью действия устанавливают на улице, в длинных коридорах или обширных помещениях. В помещениях малой площади монтируют датчики, чья дальность действия находится в пределах 8-12 метров;
- Углом обзора (от 60 до 360 градусов);
- Типом подключаемой нагрузки. Это могут быть лампы: накаливания, люминесцентные, галогенные на 220 вольт и галогенные на 12В с подключением через трансформатор, светодиодные, люминесцентные обычные и компактные люминесцентные;
- Степенью защиты (IP20-IP55).
Датчики движения для включения света уличные или производственные должны иметь защиту от влаги, высокой температуры и пыли (класс IP 44 и выше). Для моделей, устанавливаемых внутри жилых, административных, офисных помещений достаточно датчиков с минимальной защитой от внешних факторов.
Принцип работы и устройство различных датчиков движения
Датчики движения в зависимости от типа по-разному реагируют на присутствие движущегося объекта. У каждого устройства есть свои преимущества и недостатки, но чтобы свести к минимуму наличие негативных факторов, чаще делают выбор в пользу комбинированных датчиков.
Инфракрасный датчик: устройство и принцип работы
Инфракрасные датчики движения для включения света состоят из пироэлектрического инфракрасного датчика (приемника ИК-излучения), головной линзы, которая в свою очередь состоит из нескольких маленьких линз и дополнительных электронных компонентов. Датчики движения реагируют на появление и исчезновение инфракрасного излучения на фотоэлементе, источником которого является человек. Их принцип работы в следующем:
- При появлении человека в зоне действия датчика каждая маленькая линза фокусирует инфракрасный свет на плоскость элемента, а одна из них – на фотоэлемент, при этом происходит регистрация сигнала;
- Через мгновение по мере движения человека, линза перестает фокусировать ИК-излучение на фотоэлементе, так как имеет свой участок (сегмент) чувствительности, пределы которого человек покидает. Сигнал при этом пропадает;
- Когда человек попадает в сегмент чувствительности другой линзы, уже она фокусирует ИК-излучение на фотоэлементе. Этот процесс продолжается до тех пор, пока человек не покидает зону действия датчика.
Появление и исчезновение инфракрасного излучения на фотоэлементах говорит о том, что в зоне действия датчика появился движущийся объект, в данном случае – человек.
Микроволновой и ультразвуковой датчики: устройство и принцип работы
Основные компоненты микроволнового датчика движения – генератор сверхвысокочастотных волн и приемник этих самых волн, но только уже отраженных. Используются датчики в основном в системах охранной сигнализации, но иногда их включают в цепь освещения. Ультразвуковой датчик также состоит из генератора звуковых волн и приемника и в системах освещения используется очень редко.
Принцип работы датчиков одинаковый, основывается на эффекте Доплера. Отличие лишь в типе излучаемых волн. Процесс распознавания движения следующий:
- Генераторы устройств генерируют волны определенной частоты, которые распространяются в установленном диапазоне;
- По мере движения человека, волны, отражающиеся от него, приходят на приемник другой длины и с другой частотой;
- Изменения параметров волн регистрируются приемником.
Комбинированные датчики
Преимущества комбинированных датчиков, по сравнению с другими в том, что они максимально снижают количество ложных срабатываний. В одном корпусе устройства расположены 2 системы обнаружения движения. Свет включается только тогда, когда срабатывают оба детектора. Распространенной является комбинация микроволнового и инфракрасного принципов обнаружения.
Датчик звука для включения света
Акустический датчик включения света дает команду на коммутацию цепи освещения при возникновении разного рода шумов: хлопков, шагов, разговоров, открывания дверей. В качестве приемника звуков используется микрофон, который преобразует звуковые колебания в переменное напряжение. Его чувствительность можно регулировать таким образом, чтобы свет включался только по хлопку или при возникновении других шумов.
Стоит ли делать датчик движения для включения света своими руками
В интернете есть много схем сборки датчика, одна из них включает в себя:
- Блок питания;
- Подстроечный резистор;
- Фотоэлемент и транзистор;
- Реле.
Сборка датчика производится по схемам, которых полно в свободном доступе в интернете. Однако стоимость комплектующих для изготовления датчика составит полутора- а то и двухкратную стоимость готового датчика продаваемого в розницу. Поэтому купить устройство за 300-400 рублей будет куда проще.
Как установить датчик движения для включения света?
Есть три основные схемы подключения датчиков: с выключателем, без него и схема подключения двух датчиков к одному светильнику. На работу схемы датчика без выключателя человек повлиять не может, разве что ему по силам изменить параметры датчика. Если требуется, чтобы свет горел в тот момент, когда движение отсутствует, в схему добавляют выключатель. В помещениях большой площади, где радиуса действия одного датчика не хватает, монтируют два устройства обнаружения движения. Все три схемы представлены на рисунке.
