Датчик движения для включения света

К функциям «умного дома» относится автоматическое включение светильника в помещении, как только в него заходит человек и отключение при выходе. Для этого служит датчик движения, который замыкает цепь питания лампы, обнаружив движение в помещении. Через заданный интервал времени, если повторных сигналов не поступает, происходит отключение освещения.

Датчик движения в комнате для включения освещения

На рисунке не показаны подводящие провода, так как проводка к нему сделана скрытой.

Перед тем, как подключить датчик движения к лампочке, для него нужно правильно выбрать место. Обычно его устанавливают в верхней части угла комнаты, чтобы он контролировал большую часть пространства.

Достоинства и недостатки

Принимая решение об установке прибора, надо знать о его положительных и отрицательных характеристиках. К достоинствам относятся:

• экономичный расход электроэнергии, поскольку светильник всегда будет вовремя выключен;
• постоянное сканирование участка и надежное срабатывание при появлении сигнала;
• не нужно искать выключатель в темноте;
• схема предусматривает защитные функции, когда лампа загорается при появлении во дворе посторонних.

К недостаткам датчиков можно отнести высокую стоимость, ложные срабатывания по разным причинам, работа в ограниченных температурных пределах.

Типы датчиков движения

1. Инфракрасные – срабатывание на изменение теплового излучения от движущихся людей. Если прибор сканирует окружающий тепловой фон, он называется пассивным. Такие датчики больше распространены, поскольку они дешевле. Когда схема устройства содержит генератор излучения и устройство измерения отраженных лучей, это активный датчик.
2. Акустические – реакция на звук определенного уровня, в зависимости от настройки.
3. Микроволновые – генерация излучения коротких волн и реакция на изменение отраженного сигнала.
4. Ультразвуковые – генерация высокочастотного звука и реакция на изменение сигнала после его отражения от предметов.

Схема работы прибора любого типа предусматривает реакцию на изменение параметров сканируемого пространства.

Принцип действия инфракрасного датчика

Датчик улавливает тепловое излучение от окружающих объектов, попадающее на светочувствительный сенсор через систему концентрических сегментированных линз (линза Френеля). Их количество составляет 20-60 штук. Чем их больше, тем выше чувствительность оптической системы. Контролируемая зона охвата напрямую зависит от площади поверхности линз. Установка линзы Френеля (рис. а) вместо обычной дает возможность уменьшить вес и габариты датчика.

Линза Френеля (а) и обычная линза (б)

На рисунке ниже в общем виде показана схема работы датчика движения. Он реагирует не на фоновое излучение, а на резкое изменение потока тепла от входящего в помещение человека. Приемником излучения является пиродетектор, генерирующий при этом электромагнитное поле, которое на него направляет оптическая система. Электронная схема усиливает сигнал и замыкает электрическую цепь системы освещения. Для этого применяется управляемый полупроводник – тиристор.

Проводимость тиристора зависит от уровня входного сигнала. Если он достаточный для срабатывания прибора, управляющий блок включает светильник. Для изменения чувствительности датчика есть регулирующее устройство.

Схема включения освещения от датчика движения

В электронном блоке предусмотрено выключение освещения через заданную выдержку времени. Кроме того, в нем расположен сумеречный выключатель для вывода прибора из работы в дневное время.

Выбор места установки

Прибор должен охватывать как можно большее пространство в помещении. При установке следует учитывать особенности комнаты и пути прохождения через них людей. В связи с тем, что обзор составляет 120⁰, датчики размещают в углу, чтобы лучи проходили через все помещение. Вынос к середине комнаты создаст неконтролируемые пространства, хотя при правильном выборе и установке на потолке обзор можно увеличить до 360⁰. Если помещение содержит повороты, вместо одного устанавливают несколько приборов, подключая их параллельно друг к другу, как показано на рис. ниже (в).

Схемы подключения датчика движения

При установке датчика необходимо избегать следующее:

1. Не устанавливать около радиаторов отопления, приборов с электромагнитным излучением, на сквозняке и в других местах, где на работу могут повлиять посторонние сигналы.
2. Препятствия в зоне видимости могут вызывать ложные срабатывания. Это могут быть кусты, деревья, паутина, загрязнение прибора и др.
3. Не допускается попадание на прибор прямого солнечного и искусственного света от светильника.
4. Включаемую нагрузку не следует доводить до предела.
5. Параллельное подключение нескольких датчиков должно быть только через одну фазу.

Способы подключения

Схема подключения датчика вместо обычного выключателя мало чем отличается от него, только работа производится автоматически. Прибор служит для размыкания или замыкания электрической цепи.

Датчик следует подключать только так, как показано на схеме (рис. а). Фазный и нулевой провода соединяются с клеммами датчика (соответственно,  коричневый и синий), а лампа – с нулевым проводом и выходом прибора, на который при срабатывании подается напряжение питания.

Чтобы вместо автоматического включить ручной режим управления, параллельно датчику движения подключаются контакты выключателя (рис. б). Если надо будет вернуться обратно, они снова размыкаются и контроль над освещением снова будет у датчика движения.

Старый выключатель освещения в цепи обычно оставляют. С его помощью можно отключать датчик движения, если тот не востребован или во время ремонта.

В случае, если один прибор не может контролировать все помещение, к нему параллельно подключается еще один датчик (рис. в).

Если требуется включать светильник, прожектор или группу ламп с мощностью, превышающей заданную, сигнал с прибора подают на обмотку магнитного пускателя, который своими силовыми контактами обеспечит требуемые подключения.

К прибору протягиваются 3 провода от распределительной коробки: фазы, нейтрали и лампы. На его клеммнике можно увидеть обозначения фазы (L), нуля (N) и лампы (A).

Подключение производится через клеммники, а провода под винт должны быть лужеными, поскольку медный провод со временем окисляется.

Выбор

Выбор конструкции датчика зависит от места установки: наружного, внутреннего, углового, настенного, потолочного.

Звуковые выключатели

Часто применяют приборы, реагирующие на звук, так как они дешевы. Звуковой выключатель 00090 (производитель Аргос-Трейд, Россия) подключается аналогично обычному, здесь не требуется отдельное подключение нулевого провода. Прибор устанавливается в монтажную коробку и обладает хорошей чувствительностью к звуковому сигналу. Применяется для автоматического включения источников освещения мощностью до 100 Вт в коридорах и на лестничных площадках.

Кроме встроенного датчика звука, у прибора есть датчик освещенности, позволяющий устанавливать порог срабатывания для дневного времени суток.

Звуковой выключатель 00091 имеет аналогичные характеристики, но для подключения применяется нулевой провод.

Датчик движения LX-01

На рисунке ниже изображен распространенный датчик движения LX-01 (фирма Feron, Китай).

Датчик движения LX-01

Датчик LX-01 имеет 3 настройки:

1. Интервал времени включения – продолжительность работы с момента обнаружения (до 2 мин). Если человек продолжает находиться в зоне действия, прибор включается повторно.
2. Уровень освещенности – ниже настраиваемого порогового значения датчик не срабатывает. В работе датчика днем нет необходимости.
3. Чувствительность – для устранения случайных срабатываний, например, от движения домашних животных. Регулируется радиус зоны охвата.

Технические характеристики:

• угол сканирования – 120⁰;
• предельное расстояние обнаружения – 12 м;
• напряжение питания – 220 В;
• предельная нагрузка – 1200 Вт;
• время включения – 5-600 сек;
• диапазон светочувствительности – 10-2000 Лкс.

При низких температурах устройство работает до -10⁰С.

Детектор LX1 состоит из двух боксов:

• аппаратный, состоящий из управляющей платы, пироэлектрического датчика распознавания движения и светочувствительного фоторезистора контроля уровня освещенности;
• монтажный, с креплением корпуса прибора и отверстиями для ввода проводов.

Крепление датчика движения может производиться на стену или кронштейн.

На рисунке ниже изображены другие датчики движения известных фирм, пользующиеся спросом. Они надежны и хорошо вписываются в любой интерьер. Углы обзора могут достигать 360⁰.

Виды инфракрасных датчиков движения

Датчик движения может быть встроен в светильник в виде готового изделия. Здесь уже не требуется отдельное подключение освещения, а затем системы управления, а также траты на монтаж. Прибор устанавливают на место и сразу начинает работать, например, настенный светильник Steinel-L265S. Он охватывает зону на расстоянии до 8 м, угол обзора составляет 360⁰, мощность лампы – 100 Вт, а максимальная продолжительность работы – 15 мин. Светильник стоит около 10 тыс. руб., но это будет экономичней по затратам и времени, чем в случае, когда схема будет собираться из отдельных частей.

Ультразвуковой датчик движения

Прибор излучает ультразвуковые волны, а затем оптическая система улавливает их после отражения и направляет на приемник, подающий при определенном уровне сигнал на электронный выключатель света. Производители: Feron (Китай), Turck (Германия), Мастер Кит (Россия).

В жилых комнатах приборы стараются не использовать, поскольку ультразвук негативно воспринимается домашними животными. Их применяют большей частью в длинных коридорах и на лестницах.

Достоинством датчика является небольшая цена, неприхотливость к воздействиям внешней среды и фиксация предметов из любых материалов.

К недостаткам относится небольшая дальность работы и слабая чувствительность при медленном движении объектов.

Микроволновые датчики движения

Принцип действия и схема прибора аналогичны ультразвуковому, только работа происходит в СВЧ-диапазоне. Рекомендуемые производители: TDM Electric (Китай), Евроавтоматика (Россия, Беларусь). К преимуществам относятся компактность, высокая дальность действия, способность улавливать сигналы от медленно движущихся тел, устойчивость к внешней среде.

Их стоимость выше по сравнению с датчиками, работающими по другим принципам. Сигналы могут улавливаться даже за перегородками из неэлектропроводных материалов, что часто приводит к ложным срабатываниям. В местах постоянного нахождения людей микроволновые датчики не применяются, поскольку СВЧ-излучение вредно для здоровья.

Комбинированные датчики

Совмещая преимущества нескольких способов параллельного контроля движения, датчики компенсируют характерные недостатки и более надежно работают.

Универсальным прибором является изображенный на рисунке ниже датчик «Контроль-Люкс 1100» (компания ТД Пан Электрик, Россия). Схема устройства обеспечивает реакцию на звук и движение, действует на расстоянии до 12 м, не боится влаги, применяется для светильника в помещении или снаружи дома. Нагрузка составляет до 1 кВт.

Датчик движения «Контроль-Люкс 1100»

Датчик своими руками. Видео

О том, как сделать полноценный датчик движения своими руками, можно узнать, просмотрев это видео.

Управление освещением с помощью датчиков движения позволяет экономить электроэнергию и создает дома комфорт. Его можно использовать с устройством плавного включения светильника или диммера для гибкого регулирования силы света. Преобладающее применение имеют инфракрасные датчики. Для их установки необходимо знать правила монтажа и подключений.