Принцип действия устройств основан на обнаружении изменений инфракрасного (ИК) излучения в результате движения человека. Их присутствие обнаруживается по более высокой интенсивности (по сравнению с внутренними объектами) излучения, которое напрямую связано с температурой тела.
Датчики присутствия
Датчики присутствия — это тип датчиков, которые используются везде, где необходимо реагировать не только на движения, но и на присутствие человека. Это особенно актуально для офисов и санитарных комнат, где использование датчиков присутствия позволяет добиться максимального комфорта — при недостатке света включается освещение, а система вентиляции работает независимо от общего освещения и отключается через определенное время.
Эта статья поможет вам выбрать наиболее подходящий датчик движения или датчик присутствия для вашего применения.
Зачем нужны датчики движения и датчики присутствия?
- Для комфорта, чтобы в темноте не шарить по стене в поисках выключателя.
- Для снижения затрат на освещение. Светильники включаются только при обнаружении человека при условии, что естественного света (например от окон) недостаточно.
- Затраты на электроэнергию после установки датчика движения (присутствия) снижаются на 40-50%.
22% — Экономия энергии при включении и выключении освещения при обнаружении человека. 20% — экономия затрат при включении/выключении освещения на основе естественного света. Рисунок 1: Экономия от использования детекторов движения и датчиков присутствия.
Разновидности датчиков присутствия
Датчик присутствия характеризуется рядом определенных параметров, которые отличают эти устройства друг от друга.
В зависимости от принципа управления существуют следующие типы датчиков:
- С возможностью регулировать показатели работы. В таких детекторах можно настроить степень чувствительности, время автовключения и уровень освещенности. Последний параметр выставляют в такое значение, чтобы светильники зажигались при наступлении сумерек.
Уровень чувствительности устанавливается таким образом, чтобы устройство работало как можно точнее. Чем выше значение, тем чаще датчик реагирует на движения. Важно, чтобы датчик подавал сигнал на включение света только тогда, когда человек входит в зону обнаружения датчика.
Время активации устанавливается таким образом, чтобы автоматический выключатель активировался не через 15 секунд (как предварительно установлено) после включения лампы, а через другой промежуток времени, который составляет от 2 до 15 минут по выбору владельца устройства.
- Автоматические. Работают в полностью автоматическом режиме: включение света происходит при появлении объекта в зоне охвата устройства, а выключение – когда датчик перестает «видеть» объект.
- С опцией ручного включения освещения. Предыдущая разновидность иногда оказывается не совсем удобной. Например, если человек стоит и не двигается, то свет гаснет. Поэтому в системе предусматривается выключатель, с помощью которого можно включить свет принудительно.
- С управлением по беспроводной связи (с помощью пульта).
Тип подключаемой нагрузки определяется типом используемых ламп:
- Накаливания.
- Светодиодные.
- Галогенные.
- Люминесцентные.
- «Экономки».
Мощность нагрузки: минимум 7 ватт, максимум 2400 ватт. Каждое устройство рассчитано на определенную мощность. При выборе детектора рассчитайте общую мощность ламп, которые будут использоваться с ним: Если в будущем к торговому автомату будут подключены дополнительные лампы, необходимо добавить промежуточное реле или другой детектор.
Типы установки и конструкции следующие:
- Встраиваемые в стену или потолок.
- Навесные (потолочный, настенный, поворотный).
- Влагоустойчивые с разным уровнем защиты. Степень гидроизоляции зависит от места установки (во дворе или внутри помещения). Если перед вами модель для монтажа в комнате, то следует понимать, что такое устройство не выдержит эксплуатации под открытым небом.
Блоки, предназначенные для использования в больших общественных зданиях со сложными системами освещения, имеют более расширенные возможности. В этих случаях возможно определение настроек через шину EIB.
Схема работы датчика присутствия
Структура инфракрасных детекторов состоит из инфракрасного пироэлектрика и большой линзы, состоящей из нескольких линз меньшего размера.
Принцип работы заключается в следующем:
- Когда человек появляется в зоне охвата датчика, все микролинзы направляют свои волны на объект, а одна из них – на фотоэлемент, это момент фиксации сигнала.
- Если человек движется, то первая линза перестает фокусироваться на фотоэлементе, так как человек выходит из зоны ее действия.
- При переходе человека на участок действия другой линзы, она работает так же, как и первая, и так происходит с каждой микролинзой, пока объект не покинет зону охвата детектора.
Способ работы и конструкция
В зависимости от типа датчики присутствия могут по-разному реагировать на присутствие движущегося объекта. Каждая модель имеет свои преимущества и недостатки, но чтобы минимизировать присутствие негативных факторов, выбор обычно падает на комбинированные устройства.
Инфракрасный датчик: принцип работы
Инфракрасные модели имеют инфракрасный пироэлектрик, основную линзу, состоящую из нескольких маленьких линз, и вспомогательную электронику для активации света. Датчики присутствия активируются при появлении и исчезновении инфракрасной волны в фотоэлементе, источником которой является атом. Принцип их работы заключается в следующем:
- Во время появления человека в области действия устройства каждая микро линза сосредотачивает инфракрасное излучение на плоскость объекта, а одна определенная – на фотоэлемент, в это время происходит определение сигнала;
- Спустя мгновение, по мере передвижения человека, линза завершает фокусирование инфракрасного сигнала на фотоэлементе, потому что имеет определенный участок чувствительности, через область которого человек проходит. В это время сигнал пропадает;
- Если человек попадает в область чувствительности следующей линзы, уже она сосредотачивает инфракрасное излучение на фотоэлементе. Данный процесс проходит до тех пор, пока человек не выйдет из области действия оборудования.
Появление и исчезновение ИК-излучения в фотоэлементах означает, что в рабочей зоне датчика появился движущийся объект, в нашем случае атом.
Ультразвуковой и микроволновой датчики: способ работы и конструкция
Основными компонентами микроволнового устройства являются генератор высокочастотного излучения и приемник такого же, но уже отраженного излучения. Такие системы обычно встраиваются в системы сигнализации, но также могут быть подключены к цепям освещения. Ультразвуковые устройства также имеют генератор шума и приемник и редко используются в системах освещения.
Работа этих моделей аналогична и осуществляется с использованием эффекта Доплера. Единственное различие заключается в типе излучаемого сигнала. Метод определения движения одинаков:
- Генераторы оборудования генерируют конкретные сигналы на своей частоте, которые распространяются в определенном диапазоне;
- По степени передвижения человека, сигналы, отражающиеся от него, поступают на приемник иной длины и с иной частотой;
- Изменения частоты сигнала определяются приемником.
Комбинированные устройства
Основное преимущество комбинированных устройств в том, что, в отличие от других, они в наибольшей степени снижают количество ложных срабатываний. Две системы обнаружения движения расположены в одном корпусе датчика. Свет включается только тогда, когда активированы оба детектора. Наиболее популярной является комбинация инфракрасного и микроволнового детекторов.
Звуковое устройство для включения света
Звуковой триггер заставляет цепь освещения замыкаться при появлении различных звуков: Шаги, хлопки, открывание дверей, разговоры. В качестве приемника шума встроен микрофон, который преобразует звуковые волны в переменное напряжение. Чувствительность микрофона можно настроить таким образом, чтобы свет включался только тогда, когда слышен хлопок или другой шум.
Виды устройств
Детекторы универсальны и могут использоваться как дома, так и в офисах или производственных помещениях. Устройства могут быть настенными, накладными или потолочными. Датчики присутствия делятся на 3 типа.
Звуковые
Модели реагируют на любой шум. Для активации устройства достаточно прикосновения руки. В настройках часто устанавливается предел мощности не более 50 дБ. В конструкции предусмотрены кнопки управления, которые расположены на корпусе.
Акустический виртуальный детектор присутствия может быть активирован по таймеру во время отсутствия оператора. Звуковой детектор реагирует на малейший шум, что приводит к ложным срабатываниям. Выборочные настройки позволяют регулировать порог чувствительности и время срабатывания, что позволяет избежать ошибок.
Слуховая система Источник mytorg.zakupka.com
Устройство датчиков присутствия
Датчики — это устройства, состоящие из одного (однопозиционные), двух (двухпозиционные) или более (многопозиционные) блоков. Каждый блок помещен в пластиковый корпус и содержит микросхему для передачи, приема и обработки сигналов.
Они характеризуются тем, что не имеют движущихся, механически напряженных частей. Исключение составляют резиновые подложки с тензометрическими датчиками в тензодатчиках.
Следовательно, любые неисправности ограничиваются выходом из строя компонентов микросхемы и не могут быть отремонтированы заказчиком.
Варианты установки датчиков. В зависимости от модели датчики устанавливаются в монтажные коробки или непосредственно на стены или потолок (модели поверхностного монтажа).
Ни один из этих способов не дает эксплуатационных преимуществ; выбор может зависеть только от конструктивных соображений.
Метод обнаружения сигнала. Существует два типа датчиков присутствия, в зависимости от способа получения сигнала:
- активные – излучают энергию в окружающую среду и получают данные на основе отклика (ультразвуковые, фотоэлектрические);
- пассивные – фиксируют объекты по их свойствам, предварительно не посылая сигналы (инфракрасные, акустические, емкостные, датчики нагрузки).
Передача сигнала от датчиков присутствия. После получения и обработки информации датчик присутствия посылает сигнал на исполнительные механизмы:
- посредством электрических проводов;
- по защищенному радиоканалу.
При беспроводной передаче сигнала датчик получает код для связи с определенным исполнительным механизмом. Это делается путем установки перемычек.
Для устройств с обучаемым кодом установка перемычек не требуется: Для переключения достаточно одновременного нажатия специальных кнопок на датчике и на приемном устройстве.
Преимуществами беспроводной передачи сигнала являются простота монтажа и меньшие затраты на проводку.
Производители и модели датчиков присутствия
Рассмотрим модели датчиков присутствия, предлагаемые международными компаниями.
Theben AG (Германия)
В 1921 году Пауль Швенк основал в Штутгарте компанию по производству реле времени и аксессуаров для часов.
Жаждущий экономии владелец компании изобрел первые часы обратного отсчета времени для управления освещением и выпустил их в 1930 году, которые стали бестселлером.
Этот успех мотивировал дальнейшие инновации и сделал Theben AG лидером европейского рынка эффективных энергосберегающих устройств, различных датчиков, «умных» розеток Wi-Fi и т.д.
Датчики присутствия Theben для управления системой освещения:
| SPHINX 104-360 | SPHINX 104-360/2 | SPHINX 104-360 AP |
 |
 |
 |
| Принцип действия | ||
| инфракрасный | инфракрасный | инфракрасный |
| Способ монтажа | ||
| потолок, встроенный | потолок, встроенный | потолок, накладной |
| Угол охвата | ||
| 360 о | 360 о | 360 о |
| Радиус контроля | ||
| 7 м | 7 м | 7 м |
| Число каналов | ||
| 1 | 2 | 1 |
| Макс. мощность ламп | ||
| 1800 Вт | 1800 Вт | 2000 Вт |
| Уровень освещенности | ||
| 10-2000 Лк | 10-2000 Лк | 10-2000 Лк |
| Задержка выключения | ||
| 1 с-20 мин | 1 с-20 мин | 1 с-20 мин |
| Уровень защиты | ||
| IP 41 | IP 41 | IP 41 |
Все устройства оснащены встроенным регулируемым люминометром и пультом дистанционного управления (см. розетки с дистанционным управлением).
SPHINX 104-360/2 имеет второй выходной канал с задержкой выключения от 10 секунд до 60 минут, сигнал с которого может быть подключен к системе кондиционирования, электрическому радиатору или вентилятору.
OMRON (Япония)
Компания OMRON (Киото), основанная Кадзумой Татеиси в 1933 году, стала одним из творцов «японского экономического чуда» в послевоенные годы.
Основным направлением деятельности компании является производство устройств автоматизации и датчиков. Компания занимает более 40% японского рынка в этой области. Годовой оборот компании превышает 5 миллиардов долларов США.
Фотоэлектрические датчики обнаружения OMRON:
| E3FA/E3FB-B/-V | E3H2 | E3T-C |
 |
 |
 |
| Обнаружение объекта: максимальное расстояние срабатывания | ||
| Барьерный режим | ||
| 20 м | 15 м | 4 м |
| Рефлекторный режим | ||
| 4 м | 3 м | 2 м |
| Диффузный режим | ||
| 1 м | 0,3 м | 0,3 м |
| Источник света (длина волны) | ||
| красный светодиод (624 нм) | красный светодиод (624 нм) | светодиоды: инфракрасный (870 нм), красный (630 нм) |
| Напряжение питания | ||
| 10-30 V постоянный ток | 10-30 V постоянный ток | 10-30 V постоянный ток |
