Датчики движения: виды и устройство, принципы монтажа и подключения

В современном мире все большую популярность приобретают «умные» технологии, которые призваны частично заменять человека, предугадывая его желания либо помогая в их реализации, либо, наоборот, препятствуя злому умыслу. Датчик движения – механизм, который стал стремительно набирать популярность лишь в последнее десятилетия, но сегодня им уже оснащено большинство подъездов, понемногу он стал интересовать даже частных потребителей.

Современный датчик движения обычно выглядит как небольшой пластиковый корпус округлой формы, который крепится на видном месте (чтобы и самому «видеть» происходящее вокруг). Его главной задачей является определение движения в наблюдаемом секторе с целью заранее запрограммированных дальнейших действий. Ярким примером может послужить автоматический включатель света на первых этажах подъездов многоквартирных домов – заметив, что кто-то показался поблизости, он зажигает лампочку. На самом же деле первоначально такая техника появилась у охранных агентств, и там она зажигала другие лампочки – на пульте вызова по тревоге.

Современные датчики организованы по-разному, факт движения они определяют каждый по-своему. У каждого из способов определения возникшего присутствия есть свои преимущества и недостатки. Класс такой техники тоже может отличаться в зависимости от стоимости и потребностей покупателя. Некоторые приборы реагируют только на весьма заметное движение, их используют в том случае, если движущийся объект, скорее всего, не станет прятаться, и даже может специально привлекать внимание датчика, зная о его наличии.

Если вам кажется, что в своей жизни вы никогда или почти никогда не сталкивались с датчиками движения, то тут вы сильно ошибаетесь – они окружают современного человека. В наши дни датчики движения встроены даже в некоторые современные гаджеты, не говоря уж о тех же автомобилях – не только потенциальных беспилотных, но и пилотируемых, оснащенных парктрониками. Датчик движения есть в любом супермаркете, где двери перед вами открываются автоматически, и в любом подъезде, где также автоматически включается свет. Подобной аппаратурой массово пользуются как охранники складов и магазинов, так и военные, а также люди, работающие в сфере авиации.

Хронологически первое применение датчика движения – это защита от несанкционированного проникновения. Нет необходимости расставлять наблюдательные посты с живыми людьми, равно как и сильно снижается потребность отслеживать мониторы с отображением камер видеонаблюдения – во всех случаях есть вероятность, что человеческий фактор позволит охранникам пропустить факт нарушения. Датчик же, фиксируя перемещение на территории, где никого не должно быть, способен мгновенно передать сигнал на пульт, что позволяет меньшему количеству охранников точечно реагировать на существующие проблемы, а не бороться с ними превентивно, что помогает сократить штат сотрудников.

Если первоначально защита от проникновения при помощи датчиков стоила очень дорого и использовалась только крупными предприятиями, то с удешевлением подобной аппаратуры она понемногу становится массовой. Снижение стоимости происходит за счет того, что уже не обязательно нужен специальный пульт – современные модели отправляют тревожное сообщение в SMS-сообщении или на электронную почту, их очень легко подключить. Благодаря этому сравнительно небольшая охранная структура сегодня может вести одновременное наблюдение за десятками подопечных объектов, даже не будучи на месте. Современная система безопасности не только срочно зовет на помощь, но и способна оборонять свою территорию самостоятельно – она может автоматически блокировать замки, отключать освещение и технику, включать звуковую сигнализацию на месте.

Другой популярной сферой применения является автоматизация света. Не всегда удобно искать выключатель для самостоятельного включения, например, в подъезде вы уже выйдете на свет, минуя потенциально опасные ступеньки, пока доберетесь до него, или не сможете выключить свет после себя, если вы спускались. На большом складе выключатели могут быть разбросаны повсеместно, но работающий здесь человек, например, постоянно имеет занятые руки, поэтому ему просто неудобно. В каких-нибудь общественных местах вы, случайный посетитель, можете просто не знать, где находится выключатель, или не желать его трогать, сомневаясь в чистоте. Во всех случаях датчик движения, обнаружив активность, заставит свет зажечься автоматически.

В последние годы растет популярность использования датчика движения и в еще одной сфере – контроле климата. В этом случае принцип действия очень похож на аналогичный, используемый при автоматическом включении света – техника автоматически реагирует на появление людей и меняет схему своей работы в соответствии с установленной программой. Например, в летнее время кондиционер может интенсивно охлаждать помещение только в том случае, если есть для кого, в то же время зимой теплый пол или обогреватель при отсутствии людей могут поддерживать температуру минимального комфорта, полноценно включаясь лишь при появлении посетителей.

Работа любого датчика движения базируется на улавливании волн определенного типа, но одни из них улавливают только посторонние волны и называются пассивными, другие же сами излучают эти волны и оценивают их отражение от окружающих объектов, именуясь активными. Существует еще понятие комбинированного датчика, когда источник и улавливатель волн располагаются в отдельных корпусах, составляя целостную систему. Ни один вид датчика не является стопроцентно надежным – в зависимости от используемого вида волн агрегат способен и на ложную тревогу, и на отсутствие срабатывания в ситуации, когда все основания для этого были. Для устранения проблемы многие производители пытаются объединить два типа волн в одном приборе, но и это может стать проблемой, если устройство, среагировав лишь по одному типу волн, не посчитает это поводом для тревоги. Рассмотрим каждый из типов волн, которые могут быть использованы.

• Инфракрасные (ИК) датчики в пассивном исполнении считаются одними из самых простых и доступных, поэтому составляют добрую половину всех датчиков движения в мире. Такой агрегат реагирует на тепловое излучение, обычно предполагается, что со всех сторон он получает примерно одинаковое количество тепловой энергии. При этом чувствительная зона разделена на несколько секторов, а механизм сравнивает их показатели в реальном времени. Человек, выделяющий тепло всегда, не может подойти к датчику со всех сторон сразу, поэтому при его появлении в зоне наблюдения один из секторов начинает получать больше инфракрасного излучения, и механизм срабатывает.

• Ультразвуковые датчики практически всегда активны, они используют ту же принципиальную схему работы, которой пользуется каждая летучая мышь. По сути, это радар – он посылает сигнал (фактически, звуковой, только мы его не слышим) и улавливает его отражение с дальнейшим анализом. Если движения нет, сигнал возвращается всегда одинакового вида, а вот при любом передвижении объектов появляются отличия.

• Радиоволновые (томографические, микроволновые) датчики по принципу работы очень напоминают ультразвуковые, только используют иной тип сигнала – радиоволны. В отличие от ультразвука, радиоволна отражается только от металлических препятствий, а вот сквозь стены и мебель проходит свободно, поэтому прибор способен контролировать движения даже в соседних помещениях. Такой вариант особенно полезен для охраны крупных неосвещенных складов.

• Фотоэлектрические датчики часто еще называют лазерными, хотя на самом деле они используют инфракрасное излучение. От обычного ИК-датчика пассивного типа их отличает то, что они как раз активны. Такой агрегат не покрывает все пространство, он лишь отмечает невидимую линию, которую нельзя пересекать. Если нарушитель разорвет первоначальную траекторию линии излучения и ее отражение будет принято в измененном виде, датчик сработает. Подобную технологию можно увидеть на большинстве турникетов в метро или других общественных местах – когда вы подносите билет к валидатору, блокировка турникета на несколько секунд отключается, даже если вы пересечете грань.

Помимо этого, датчики движения классифицируются еще по ряду признаков. Так, уличные модели должны быть защищены от тех же осадков, для комнатных вариантов – это необязательно. Стандартный настенный датчик обычно довольно маленький, пример его размера – типичный подъездный датчик для включения света. При этом те модели, что не должны бросаться в глаза, могут быть совсем миниатюрными и встроенными, скажем, в подрозетник.

Проводные модели датчиков требуют обязательного проводного подключения к той технике, которой они отдают команду в случае обнаружения движения. Раньше даже в целях безопасности использовались именно проводные датчики, сегодня же повышенным спросом пользуются беспроводные – они оснащаются сим-картой и «общаются» с подопечными приборами через GSM или более современные сети. Такие датчики более автономные, допускают их периодическое перемещение с места на место.

Конкретных советов относительно выбора той или иной модели в мире датчиков движения просто не может быть – они все разные и все по-своему хороши, поэтому определяться стоит, отталкиваясь от того, какие потребности заявлены и какие возможности ожидаются от купленного прибора.

• С выбором типа прибора следует определяться исходя из характеристик каждого типа. Если вы бытовой пользователь и хотите поставить в квартире или подъезде датчик для включения света, можно взять даже простой инфракрасный. Если наблюдаемая территория открытая, но в тени деревьев, которые могут качаться на ветру и делают прогрев воздуха неравномерным, доверять датчику только с таким типом определения движения не стоит. Если же речь идет об охране не столько любых подступов к территории, сколько самого входа на нее, то, как и в метро, ориентируйтесь на ультразвуковые агрегаты.

• Комнатные устройства обычно стоят дешевле, но пытаться использовать их на улице не следует. В первую очередь механизм, скорее всего, не будет защищен от низких температур и может прийти в негодность при первых заморозках. Кроме того, типичные уличные устройства рассчитаны на крепеж не только в углу, но даже и на шесте, поэтому обзор у них часто расширенный – в их поле действия попадает больше объектов.

• Проводное подключение датчика к чему-либо имеет смысл лишь в том случае, если он расположен в помещении, да еще и в непосредственной близости от остальной связанной техники. Проводка остается одним из наиболее надежных способов передачи сигнала, но на большом расстоянии с ней просто неудобно возиться, кроме того, если датчик должен быть скрытым, придется найти способ скрывать и провода. В условиях улицы для кабеля дополнительную опасность могут представлять погодные условия – ветром шнур может порвать, от влаги его может закоротить. По этой причине потребители все чаще выбирают технику, рассчитанную на беспроводные способы связи – тот же Wi-Fi или GSM.

• Для датчика движения принципиальную важность приобретает безотказность его работы – это особенно важно, если он непрерывно отвечает именно за безопасность. Впрочем, даже свет, который должен зажигаться автоматически, но делает это через раз или вовсе перестал реагировать на присутствие человека, тоже разочаровывает. Обычно нельзя заранее предугадать, насколько качественным и долговечным будет выбранный экземпляр. Но такие компании, как Legrand, Iek, Sonoff наиболее часто собирают положительные отзывы о своей продукции как о надежной и несклонной к поломкам.

Во многих случаях монтаж прибора осуществляется по аналогичной схеме с установкой обычного электрического выключателя. В идеале устанавливать такой прибор должны профессионалы, но при наличии соответствующих знаний и опыта справиться с задачей вполне способен и хозяин помещения. В подробностях схема монтажа выглядит примерно следующим образом:

• электроэнергия в сети отключается во избежание чрезвычайных происшествий;
• на приборе есть защитная крышка (обычно сзади) – ее снимают, извлекая контакты;
• некоторые модели датчиков движения содержат в инструкции рекомендации по установке – если такие есть, следует изучить их и дальше действовать в соответствии с предписаниями и обозначениями;
• через распределительную коробку устройство подключается к общедомовой электропроводке.

Последний этап – это детальная настройка параметров реагирования прибора и проверка его работоспособности. При неправильно выбранном месте установки или неточной настройке возможен низкий уровень эффективности работы прибора, в этом случае следует отыскать причину неудовлетворительного результата и устранить проблему, даже если это предполагает демонтаж прибора и его установку с нуля в другом месте.

Настройка параметров может отличаться в зависимости от типа прибора, но в целом она подробно расписана в инструкции и может быть должным образом выполнена без посторонней помощи. При выборе значений каждого из параметров вы должны ориентироваться на специфику той территории, которая находится в поле зрения датчика – максимальная чувствительность уместна лишь в том случае, если речь идет о помещении, в котором не бывает сквозняков и игры света и тени. В противном случае ваше новое приобретение будет срабатывать даже тогда, когда в этом не будет необходимости – например, свет будет включаться для мух или случайно забредшего на территорию кота.

Первым чаще всего выставляется показатель времени. Для большинства типичных недорогих датчиков для включения света – это мера предосторожности от лишних срабатываний. Предполагается, что даже при мгновенном резком перемещении такой прибор не сработает – он отреагирует лишь в том случае, если движение фиксируется на протяжении нескольких секунд. В зависимости от размеров территории вы можете определить, насколько сильно нужно активничать, чтобы привлечь внимание датчика.

Другой важный параметр – чувствительность. При высоком значении чувствительности прибор немедленно реагирует на малейшее движение, которое способен уловить, снижение этого показателя позволяет сильно уменьшить количество ложных срабатываний. Как показывает практика, с первого раза угадать с чувствительностью обычно не получается – потребитель хочет выжать максимум из покупки, из-за чего она реагирует даже на незначительные раздражители. В среднем правильные настройки устанавливаются где-то с третьего раза. Если прибор относится к уличным, а погодные условия (температура или уровень освещенности) в силу аналогии с используемыми лучами агрегата способны влиять на качество работы датчика.

О том, как правильно настроить датчики движения, смотрите в следующем видео.