Схемы подключения датчика движения для включения света с включателем и без такового

Датчики движения для сигнализации, называемые инфракрасными детекторами, являются основным элементом внутренней защиты системы охранной сигнализации. Инфракрасные извещатели работают по принципу изменения теплового излучения из инфракрасного диапазона с помощью пироэлектрического датчика, электрический сигнал которого анализируется специальной электронной схемой извещателя. Устройство такого типа не излучает собственную энергию и работает на батарейках, что гарантирует точное обнаружение любого изменения инфракрасного излучения в их поле зрения.

Инфракрасный датчик движения

Рассмотрим принцип работы инфракрасного датчика движения. Любой объект с собственной температурой является источником теплового излучения. Соотношение между температурой тела и длиной излучаемой волны излучения определяется законом Вина.

Инфракрасное излучение излучается любым телом с температурой ниже 500 градусов Цельсия, но оно невидимо для глаз. Здесь людям на помощь приходит ИК-датчик. Когда инфракрасный извещатель анализирует объект, наиболее важным является диапазон среднего и дальнего инфракрасного диапазона. Кроме того, с учетом того, что в большинстве случаев объекты находятся в движении или в воздухе, диапазон излучения сужается.

Для ИК-датчиков наиболее важным является способность реагировать на движение человека, следовательно, объекты, излучающие инфракрасное излучение с длиной волны 10 мм. Мощность излучения человеческого тела относительно невелика. Небольшая разница уровня излучения, вызванного движением человека в пространстве, становится относительно сложной задачей для ИК-датчика. Решением этой проблемы являются передовые оптические системы, которые позволяют надлежащим образом формировать поле зрения извещателя. В настоящее время в беспроводных сигнализациях чаще всего используются линзы Френеля.

Другим способом обнаружения инфракрасного излучения является использование зеркальной оптики. Каждый вход или выход объекта из поля зрения обнаруживается датчиком, который регистрирует изменение спектра инфракрасного излучения. Затем изменение спектра ИК-излучения анализируется детектором. В случае, если изменение является достаточно большим, срабатывает тревога.

Стоит также отметить, что резкое изменение температуры может вызвать ложную тревогу, однако медленное, постепенное изменения температуры, не вызывают реакции извещателя. Для решения этой проблемы используются дифференциальные пироэлектрические датчики охранной сигнализации, которые повышают устойчивость к изменениям температуры окружающей среды и тепловым движениям воздуха. Это очень важно, если устанавливать сигнализацию для дачи с датчиком движения и сиреной.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ОХРАННЫХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ

Схема подключения извещателя (Астра, Арфа, Стекло, Шорох, Фотон

, короче говоря- любого) всегда приводится в паспорте конкретного прибора сигнализации, но содержит только назначение контактов клеммной колодки.

Стоит заметить- приведенный здесь пример максимален, встречается редко.

Практически всегда колодка имеет одну пару контактов ПЦН и контакты подключения питания. Две пары контактов ПЦН иногда встречаются у некоторых комбинированных извещателей.

Дополнительный контакт «РЕЗ» присущ извещателям «Астра 5», контакты TMP- извещателям «Шорох». Используемые сокращения обозначают:

• 12В ОБЩ «+»- полярность и напряжение питания
• ПЦН- пультовая пара (выход извещателя, информирующий о его состоянии)
• РЕЗ- дополнительный контакт для подключения оконечного элемента шлейфа сигнализации (резистора). Со схемой извещателя никак не связан, просто висит в воздухе, то есть является технологическим
• TMP (ТАМП)- контакты выключателя тампера- размыкаются при вскрытии корпуса извещателя

Схема подключения нескольких извещателей в шлейф сигнализации (то есть соединения их между собой), как правило, не приводится, а это, несмотря на кажущуюся простоту и очевидность для начинающих может представлять нешуточную проблему.

Большинство охранных извещателей имеют выход ПЦН (пультовую пару), реализованную на базе контактов реле. Причем, в режиме «охрана» («норма») контакты замкнуты, а при отключении извещателя или переходе в режим «тревога»- разомкнуты.

Поэтому подключение пультовой пары таких извещателей в шлейф сигнализации осуществляется последовательно, с установкой после последнего извещателя (ИN) оконечного элемента шлейфа сигнализации, в большинстве случаев резистора (R).

Смотреть видео

Как реально датчики сигнализации соединяются между собой образуя шлейф сигнализации показывают следующие четыре рисунка.

Эта схема включения извещателей встречается очень редко.

Единственно что может из нее пригодиться- подключение контактов тампера (например, для извещателей «Шорох 2»). Правда, часто эти контакты, даже при их наличии, игнорируют, оставляя висеть в воздухе.

Следующий пример подключения охранных извещателей практическое значение имеет и используется, например, при организации шлейфа сигнализации второго рубежа охраны с использованием извещателей «Астра 5».

Хочу сказать, что цветовая гамма в схемах подключения датчиков сигнализации используется не только для красоты и удобства восприятия.

Практически, соединение охранных извещателей осуществляется четырехпроводной линией, каждый из проводов которой имеет свой цвет, что значительно облегчает монтаж шлейфа сигнализации.

Третья по счету схема включения является частным вариантом предыдущей и используется при отсутствии у извещателя клеммы «РЕЗ». (Черным кружком обозначена пайка проводов).

Рассмотренные выше варианты хороши при использовании скрытой прокладки шлейфа сигнализации.

В этом случае соединительная линия выводится из стены или иной строительной конструкции непосредственно под извещателем, который закрывает собой место вывода, а вся коммутация осуществляется в корпусе прибора сигнализации (дизайн помещения не страдает).

Минусом такого способа монтажа извещателей является сложность в обслуживании (для поиска неисправности необходимо вскрывать корпус прибора), относительно небольшое свободное пространство внутри корпуса, миниатюрность клеммной колодки. Иногда подобный способ монтажа становится поистине ювелирной работой.

Особенно наглядно это проявляется при монтаже извещателей шлейфа сигнализации первого рубежа охраны.

Включение в него,наряду с клеммными извещателями, магнитоконтактных извещателей, которые имеют гибкие выводы, делает коммутацию внутри корпуса прибора, как правило, невозможной.

Можно, конечно, использовать пайку, но тогда опять встает вопросудобства поиска неисправностей в процессе эксплуатации системы охранно пожарной сигнализации (иногда- ошибок, допущенных при монтаже).

Оптимальным вариантом здесь является применение коммутационных устройств, что демонстрирует последний пример подключения охранных, в том числе магнитоконтактных извещателей.

Еще раз обращаю внимание- извещатели сигнализации, имеющие в режиме «норма» замкнутые контакты, включаются в шлейф сигнализации последовательно.

Есть хороший способ проверить правильность монтажа датчиков в шлейфе сигнализации. Пройдите по цепи соединений в направлении стрелки на желтом проводе до выхода на зеленом.

Если Вам удалось при этом пройти через контактные пары ВСЕХ датчиков, причем только ОДИН раз по каждой, значит все в порядке. Это что-то вроде задачи Эйлера о семи мостах.

© 2010-2022 г.г.. Все права защищены. Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов

Пироэлектрический детектор в инфракрасных датчиках

Основным компонентом конструкции любого автономного инфракрасного датчика движения, является так называемый пироэлектрический детектор. В зависимости от степени качества извещателя, он может иметь до нескольких детекторов. Стандартные извещатели сигнализации содержат два светочувствительных устройства. Более продвинутые модели датчиков движения с сиреной, оснащены четырьмя светочувствительными устройствами, которые изготавливаются из специального кристалла, демонстрирующего пироэлектрический эффект.

Пироэлектрический эффект — явление образования электрических зарядов на поверхности диэлектрических кристаллов под влиянием изменения их температуры. Пироэлектрический эффект происходит только в кристаллах, не имеющих центра симметрии и с не более чем одной обычной осью симметрии.

Пироэлектрический охранный датчик движения — это прибор, который реагирует только на изменения температуры. Спектральные характеристики пироэлектрического сенсора практически не зависят от длины волны (диапазон от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного). Для систем сигнализации пространственная визуализация распределения температуры не является существенной. Существенным фактором является лишь выявление изменений, происходящих в этом распределении.

Появление злоумышленника в поле зрения беспроводного датчика движения, вызывает изменение первоначальной температуры. Это изменение может быть вызвано, например, тепловым обнаружением фрагмента тела злоумышленника на фоне стены, которая характерно имеет гораздо более низкую температуру. К сожалению, подобные нарушения в распределении температуры могут быть вызваны другими факторами, такими как сквозняки и солнечный свет.

Подробнее про датчик движения, настройка для более высокой точности срабатывания, особенности использования в других системах.

Классификация по типам устройств

В зависимости от того каким образом осуществляется получение информации, объемники делятся на активные и пассивные.

Пассивные

Более простые по конструкции пассивные датчики охранной сигнализации анализируют данные полученные только из внешней среды. Эти устройства фиксируют изменение положения объекта в пространстве, могут отследить направления его движения. Пассивный прибор не применяет дополнительный источник энергии, он ее получает от предметов контролируемого объема и преобразует в выходной сигнал.

Активные

В отличие от пассивного, активному устройству необходима энергия от внешнего источника. Присутствие в конструкции генератора и приемного устройства повышает шанс обнаружить факт нарушения в зоне контроля, так как принудительное излучение сканирует все охраняемое пространство. Если сигнал возбуждения попадает на движущийся объект, то отраженный сигнал будет иметь уже другие параметры. Этот факт будет причиной подачи сигнала тревоги.

Установка диафрагмы

Для обеспечения высокой эффективности обнаружения датчика движения Wi-Fi, необходимо эффективно устранить все изменения температурного распределения, вызванные природными факторами. Как правило, устранение этих факторов состоит в разделении сферы поля зрения детектора на несколько фрагментов. Это означает, что детектор будет реагировать на изменения распределения температуры только в очень маленьких срезах наблюдаемого пространства.

Разделение сфер поля зрения охранной сигнализации чаще всего осуществляется путем установки на оптической оси специальной диафрагмы с прорезями, выделяющими меньшее поля зрения. Благодаря такому решению, движущийся нарушитель будет появляться последовательно в наблюдаемых зонах, что приведет к обнаружению большего количества инфракрасного излучения и возврата датчика в исходное состояние в момент, когда злоумышленник окажется за диафрагмой. Детектор будет работать так же, как источник напряжения переменного сигнала, в котором соответствующая электронная схема будет последовательно подсчитывать сигнал. При превышении определенного порога подсчета, детектор включит сигнал тревоги.

Описание и назначение

Охранные системы сигнализации, применяемые в помещениях, могут иметь как специализированное назначение, так и строится на принципе многопланового обнаружения несанкционированного доступа. В построении таких систем используются:

1. Датчики вскрытия.
2. Датчики разбития окон.
3. Объемные датчики.

Первая группа ориентирована на установку в дверных и оконных конструкциях и призвана обеспечить охрану периметра помещения. Вторая обеспечивает охрану только оконных проемов и срабатывает при нарушении целостности оконных стекол. Объемные датчики дают возможность контролировать весь внутренний объем помещения, подавая сигнал при обнаружении в охраняемой зоне посторонних объектов или людей.

Сенсоры объема в отличие от герконов и контактных выключателей обладают большим спектром рабочих функций и возможностей регулировок. При установке они могут использоваться не только как часть охранной сигнализации, но и выступать в качестве элементов системы «умного дома» обеспечивающих включение освещения, контроля влажности воздуха, пожарной сигнализации.

Фильтры

Самая большая проблема в работе охранных инфракрасных датчиков движения — обнаружение ложных срабатываний. Для ограничения этого явления используются специальные фильтры, которые отсекают ненужное видимое излучение. Эти фильтры чаще всего представляют собой германиевые пластины, которые монтируются в корпусе пироэлектрического датчика. Благодаря использованию фильтров, устраняются помехи, вызванные, например, включением и выключением освещения.

К сожалению, это решение не без недостатков. Применение такого фильтра связано поглощением до 20% ИК-излучения, которое не достигает пластины пироэлектрического сенсора. Кроме того, следует также иметь в виду, что рядом с пироэлектрическим эффектом существует и пьезоэлектрический эффект, который делает инфракрасные детекторы чувствительными к ударам и вибрации.

Датчики движения с сигнализацией работают наиболее эффективно, когда человек пересекает зону обнаружения под прямым углом. Другими словами, инфракрасный детектор обеспечивает эффективное обнаружение в тот момент, когда движение объекта происходит перпендикулярно оптической оси извещателя. Также, благодаря новейшей линзе Френеля, некоторые извещатели имеют несколько десятков лучей наблюдения. Любое движение, происходящее внутри зоны наблюдения извещателя, фиксируется — приводя к срабатыванию тревоги.

Обзор популярных моделей

Эхо -5

Охранный сенсор, применяемый как в централизованных системах безопасности, так и в локальных системах сигнализации. Ультразвуковой прибор обнаружения движения нарушителя в охраняемой зоне.

Особенности и характеристики:

• Системный контроль внешнего воздействия перекрытия излучения;
• Автоматическая система проверка работоспособности;
• Регулировка уровня чувствительности при настройке;
• Максимальный объем гарантированной зоны контроля – 250 м2;
• Дальность действия — 10 метров;
• Скорость движения объекта для срабатывания прибора – 0,3-2 м\с;
• Степень защиты ІР 30;
• Размеры 150х45х25 мм;
• Масса – 75 гр;

Аргус -3

Радиоволновой объемный извещатель. Предназначен для работы в отапливаемых и неотапливаемых помещениях в составе централизованных и локальных систем безопасности. Отличается высокой надежностью и достоверностью обнаружения нарушения охраняемой зоны. Допускается применение с однотипными приборами в одном помещении.

Особенности и технические характеристики:

• Минимальная дальность действия – 2-3 м;
• Температурный режим эксплуатации — -30 +50 градусов Цельсия;
• Гарантированная площадь обнаружения – 20 м2;
• Масса – 100 гр.

PYRONIX COLT QUAD P1

Пассивный инфракрасный датчик. Применяемый для установки в системах централизованных и локальных систем безопасности. Особенность конструкции заключается в возможности использования в закрытых помещениях с принудительной вентиляцией. Допускается маскировка материалами, не препятствующими распространению радиоволн – тканью, деревянными решетками. Прибор обладает высокой степенью защиты от естественных и искусственных помех. Не реагирует на животных с массой тела до 27 кг.

Особенности и характеристики прибора:

• Зона обнаружения нарушителя – 10 м с углом обзора по горизонтали 90 градусов;
• Тип корпуса – герметичный;
• Корпус защищен от статического напряжения;
• Температура внешней среды от -30 до +70 градусов Цельсия;
• Размеры – 75х52х44;

Оптические системы инфракрасных детекторов

Инфракрасные извещатели для дома и дачи оснащаются специальными оптическими системами, задачей которых является концентрация инфракрасного излучения на пироэлектрическом датчике. Выделяют две основные оптические системы: на основе зеркальной техники или на линзах Френеля.

Анализируя обе системы с точки зрения способности обнаруживать злоумышленника, можно сделать вывод, что они равноправны, и каждая из них имеет определенные преимущества и недостатки. Производители стремятся создать оптические системы, конструкция которых позволила бы получить изображение на пластине в виде точки. Конечно, на практике создать оптическую систему с таким свойством невозможно. На сегодняшний день достаточным решением является уменьшение объёмного луча излучения до размеров детекторной пластины.

Чаще всего можно столкнуться с инфракрасными детекторами, построенными на основе широкоугольных линз, которые позволяют получить угол поля зрения от 90 до 130 градусов. Диапазон таких извещателей колеблется от 12 до 15 метров.

Критерии выбора

Атмосферостойкость

Согласно требованиям безопасности, корпус должен обеспечивать защиту электронных компонентов от попадания пыли и твердых частиц не менее 4 уровня защиты. Защита от проникновения влаги рассчитывается на менее чем 6 уровня.

Для домашнего использования достаточно иметь приборы отвечающие степени защиты IP44 и IP54 что обеспечивает защиту от пыли и брызг воды.

Реакция на внешние факторы

Активные извещатели должны иметь защиту от электромагнитного излучения, для пассивных критерием надежности выступает фактор защита относительно реакции на домашних животных.

Назначение

Для внутренних производственных и складских помещений применимы все типы устройств, для помещений в которых может находиться персонал исключение составляют ультразвуковые сенсоры.

Внешний вид

Приборы подбираются для открытого или скрытого монтажа. Открытое размещение должно обеспечивать эстетический внешний вид, а при скрытом монтаже компактность корпуса и подвода кабельных линий.

Инфракрасные извещатели типа QUAD

Также стоит упомянуть про инфракрасные детекторы типа QUAD. Задача любого беспроводного датчика движения, заключается в обнаружении только движения злоумышленника, без реакции на побочные явления. На практике оказывается, что это совсем не так просто, потому что и человек, и животное, и сквозняк в помещении, и заходящее солнце — вызывают очень похожие пироэлектрические явления. Поэтому важной задачей стало сделать устройство, которое способно отличить события тревожного характера от ложных срабатываний, вызванных одним из вышеупомянутых факторов.

Одним из способов снижения чувствительности детекторов к ложным срабатываниям оказалось создание сенсора, в котором использовались два пироэлектрических детектора, расположенных горизонтально бок о бок. Сконструированный таким образом датчик имеет в два раза больше зон обнаружения, чем датчик с одним пироэлектрическим устройством. Устранение ложных срабатываний заключается в логическом суммировании сигнала от обоих детекторов. Они подключаются таким образом, что изменение их поляризации в результате обнаружения излучения всегда противоположно по отношению к другому.

Конечно, это решение не идеально. Благодаря развитию технологий, все чаще используется другое решение. Если в одном Wi-Fi датчике движения можно было использовать два пироэлектрических устройства, то почему бы не использовать больше. В результате этого мышления, была разработана инновационная технология QUAD, которая позволила использовать до четырех пироэлектрических детекторов.

Виды по зоне обнаружения

Зачастую в системах сигнализации внутри здания применяются различные типы устройств, отличающиеся по характеристикам контролируемых зон. Для небольших помещений часто требуется контроль всего объема помещения. В коридорах устанавливаются сенсоры имеющих большую дальность действия, а для контроля больших помещений зачастую достаточно установить оборудования возле основных выходов. Эти особенности и легли в основу классификации датчиков по зоне обнаружения объектов:

• Объемные;
• Коридорные;
• Шторки.

Объемные

Устройства основным назначением которых выступает контроль всего объема помещения является большой угол рабочей зоны сенсора. Перемещение человека или животного фиксируется прибором как в горизонтальной, так и в вертикальной проекции, при этом угол обзора составляет от 240 до 360 градусов. Большинство устройств способно обнаружить движение во фронтальной плоскости так и перпендикулярной. Оптимальным вариантом установки такого оборудования выступает потолочный вариант.

Коридорные

Коридорные сенсоры в отличие от объемных, имеют узконаправленные зоны действия. Оптимальными параметрами для этих сенсоров выступают следующие показатели:

• Горизонтальный угол 15-45 градусов;
• Вертикальный угол обзора до 60 градусов.

Такие характеристики позволяют обеспечить высокую эффективность в длинных коридорах или проходах на всю их длину.

Шторки

Модели устройств типа «шторки» позволяют обеспечить контроль на отдельном участке периметра. Датчики имеют узконаправленную полосу захвата. Это позволяет надежно фиксировать все пересечения условного рубежа охраны даже самыми маленькими объектами.

Принцип работы технологии

Дистанционные инфракрасные извещатели, использующие технологию QUAD, имеют четыре пироэлектрических детектора. Расположены они по-разному. Стандартно, их устанавливают друг рядом с другом, что позволяет получить четыре зоны обнаружения с помощью одной линзы Френеля или одного зеркала. Однако, в настоящее время гораздо более часто используемое расположение пироэлектрических устройств, заключается в их расположении в два ряда по два детектора.

Благодаря такому расположению, зоны обнаружения сгруппированы в группы по четыре луча. Глядя на приведенную выше схему, можно сделать вывод, что детекторы QUAD имеют два детектора с двойными пироэлектрическими датчиками. В инфракрасных извещателях с технологией QUAD, электрический сигнал от каждой пары пироэлектриков обрабатывается отдельно в аналого-цифровом чипе.

Преимущества и недостатки

При рассмотрении датчиков удара выделяют следующие преимущества:

• Надежная защита территории.
• Возможность включения света, когда объект на месте.
• Точное определение людей.
• Широкий ассортимент продукции.

Вместе с тем модели бесполезны на территории, где бегают домашние животные. Дальность обнаружения, как правило, небольшая, устройства не всегда срабатывают. Нет возможности точной подстройки чувствительности, наблюдается большое количество ложных сигналов.

Установка датчиков движения

Для обеспечения правильной работы датчиков движения для охраны помещения, необходимо руководствоваться несколькими основными (но чрезвычайно важными) принципами:

• из-за конвекции, инфракрасный детектор не должен устанавливаться непосредственно над источником тепла;
• уличный датчик движения не должен находиться в месте, где он подвергается воздействию прямых солнечных лучей;
• не используйте ИК-извещатели для защиты окон (движение воздуха в области окна может привести к ложной тревоге);
• все движущиеся предметы должны находиться на расстоянии не менее 3 метров от беспроводного датчика движения;
• ни один из секторов обнаружения инфракрасного детектора не должен охватывать места, где происходят значительные изменения в распределении температуры;
• детектор должен быть установлен стабильно, так как вибрация и удары негативно влияют на его работу и являются причиной ложных срабатываний;
• если при установке извещателя одно из вышеупомянутых требований не выполнено, используйте инфракрасные извещатели более высокого класса.

Безусловно, наиболее важным правилом подсоединения является правильный выбор места установки. При установке инфракрасного детектора, в первую очередь следует избегать мест, где работа пироэлектрического сенсора может быть нарушена одним из следующих факторов:

• падающее на детектор солнечное излучение;
• быстрые или сильные изменения температуры;
• сильное движение воздуха;
• слишком громкие звуки;
• сильное электромагнитное излучение;
• радиопомехи;
• электрические разряды;
• вибрация;
• скопление животных, например, на даче;
• прямое взаимодействие водяных или масляных паров.

Также стоит помнить о еще малоизвестном эффекте беспроводных датчиков движения. Установка инфракрасного извещателя в квартире, размеры которой значительно меньше номинального диапазона датчика, может привести к явным нарушениям его функционирования. Одним из негативных последствий такой ситуации является частое появление ложных срабатываний. Учитывая этот факт, имейте в виду, что не стоит использовать звуковые сигнализации с датчиком движения в помещениях размером менее 30–50 % от стандартного диапазона детектора.

Особенности установки и подключения

Для каждого устройства фирма производитель в инструкции по эксплуатации обязательно указывает критически важные моменты установки и подключения прибора.

Стандартными для внутренних сенсоров выступают следующие варианты установки:

• потолочный вариант;
• купольный вариант установки;
• монтаж в углу помещения;

При выборе места монтажа учитываются:

• технические характеристики датчика;
• фронтальный и горизонтальный углы рабочей зоны сенсора;
• линейные размеры помещения, размещение дверных и оконных проемов;
• факторы, влияющие на работу прибора – угол возвышения над поверхностью, запыленность и загазованность помещения, температурный режим;
• специфика объекта охраны – открытая или скрытая установка приборов;
• защищенность точки установки от сторонних воздействий.

Кроме того, обязательно при установке нужно рассчитать трассу прокладки кабельных линий, место установки модуля беспроводной связи и источника питания для сенсора.

Где купить датчики

Приобрести датчики движения можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых светильников есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»

Особенности периметральной системы

В основе периметральной системы лежит понятие периметра — это замкнутая фигура. Датчики полностью должны покрывать территорию. На их работоспособность влияют такие факторы:

• Погодные осадки.
• Наличие тумана.
• Движение деревьев.
• Полёт птиц.
• Наличие животных.

Охранные компании, учитывая все вышеуказанные факторы, не подключают систему к центральному пульту, однако устройство является первым барьером для злоумышленников.