Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Устройства автоматики » Типовые схемы подключения датчика движения для освещения
Количество просмотров: 108190
Комментарии к статье: 12


Типовые схемы подключения датчика движения для освещения


Датчиками движения называют приборы, которые реагируют на движущиеся, а не неподвижные предметы. Этим они отличаются от датчиков присутствия, настроенных на срабатывание при исчезновении, пропадании двигающихся объектов в контролируемой зоне.

Другими словами, прибор, контролирующий движение, должен сработать при нахождении человека внутри наблюдаемого пространства, когда он передвигается или замер, но хотя бы просто пошевелил пальцами. В то же время устройства контроля присутствия срабатывают тогда, когда люди полностью покинули помещение либо в нем остался совершенно замерший человек, не совершающий никаких движений.

Содержание статьи

Принципы работы датчиков движения

Обе группы этих датчиков могут работать на основе:

  • улавливания звуковых колебаний чувствительными акустическими системами;

  • восприятия теплового излучения, вызываемого человеческим телом инфракрасными приемниками пассивного действия;

  • перекрытия невидимых человеческому глазу инфракрасных лучей, направляемых от излучателя к приемнику активным методом.

Существуют еще другие способы выявления движущегося человека, но они, как и акустический метод, используются редко. А в бытовых устройствах чаще всего применяются датчики движения, работающие с электромагнитными колебаниями волн, расположенных в инфракрасном спектре. 

Инфракрасные пассивные датчики движения (PIR) имеют конструкцию, состоящую из пироэлектрического ИК блока, главной линзы, которая в свою очередь состоит из ряда небольших линз и вспомогательных электронных элементов. Датчики движения срабатывают при возникновении и исчезновении ИК волны на фотоэлементе, где источником, в нашем случае, является человек. Датчики движения следят за изменением инфракрасного или ультразвуковых полей. Датчики присутствия работают на основе той же технологии, но они более чувствительны к изменению параметров.

У приемников ИК датчиков общий принцип работы.

Принцип работы инфракрасного датчика движения

Датчики движения и датчики присутствия улавливают инфракрасное излучение, распространяемое во все стороны от любых предметов, расположенных в зоне обзора. Тепловые лучи, как в обычной оптической системе, например, фотоаппарата попадают на сегментную линзу, работающую по принципу Френеля.

Эта стеклянная или из сортов оптических пластмасс конструкция создается с большим количеством концентрических секторов/сегментов, каждый из которых формирует узконаправленный пучок параллельных тепловых лучей на ИК сенсор.

Его еще называют термином «PIR-сенсор» потому, что он обладает пироэлектрическим эффектом — создает электрическое поле, пропорциональное получаемому тепловому потоку. Принятый им сигнал обрабатывается электронными устройствами.

У большинства конструкций датчиков пиродетектор работает с аналоговыми величинами. Примером может служить датчик движения серии HC-SR501.

Датчик движения серии HC-SR501
Аналоговый датчик движения

Он обладает небольшими габаритами, работает на основе микросхемы, имеет три клеммы для подключения проводов питания и нагрузки, два регулировочных потенциометра. При срабатывании выдает управляющий электрический сигнал напряжением 3,3 вольта и ток в несколько миллиампер.

В последнее время стали внедряться блоки, осуществляющие двойное преобразование и обработку команд на основе цифровых сигналов.

Пиродетектор двойного преобразования

Это позволяет использовать микропроцессорные устройства и компьютерные технологии для дальнейших преобразований сигнала и формирования различных алгоритмов управления автоматическими устройствами.

Как аналоговые электронные, так и цифровые датчики подключаются к блокам питания и имеют выходные устройства, коммутирующие нагрузку в первичной сети.

В алгоритм работы электроники закладывается один из принципов:

  • обнаружения движения;

  • срабатывания по пребыванию.

Когда в поле действия датчика появляется человек, то он своим присутствием вносит изменения в тепловой баланс окружающей среды, а все его передвижения фиксируются через линзу Френеля как объективом фотоаппарата. Электронные блоки срабатывают и выдают электрический сигнал на управляющий контакт.

На этом функции самого датчика заканчиваются, хотя процесс переключения исполнительных механизмов еще не выполнен, а мощности управляющего сигнала датчика движения для коммутации светильников освещения, включения звуковой сирены, отправления СМС на мобильный телефон или выполнения других задач недостаточно.

Этот сигнал необходимо усилить и обеспечить его передачу на мощный контакт для коммутации нагрузки.

Рассмотренный нами выше датчик движения HC-SR501 не может выполнить эти функции самостоятельно. Для их реализации можно собрать простой транзисторный ключ на биполярных транзисторах.

Схема транзисторного ключа к датчику движения

На клеммы VCC и GND у датчика движения и ключа подается питание =4,5÷20 вольт от дополнительного источника, а управляющий сигнал с вывода OUT датчика подводится на одноименную клемму усилителя. Нагрузка соответствующего напряжения подключается на выходную цепь.

Если использовать эту схему для включения мобильного телефона, то можно получать СМС на свой мобильник, которые будут сигналом о появлении нежданных гостей в охранной зоне.

В большинстве готовых модулей для схем освещения с датчиками движения встроен его усилитель и силовой контакт, коммутирующий схему нагрузки. У конструкций таких блоков, питаемых от сети ≈220 вольт, прямо на корпусе размещены три клеммы для подключения проводов, два из которых подают питание (фазу L и ноль N) а третий L' совместно с нулем N используется для коммутации светильников.

Какие основные варианты могут использоваться при подключении датчиков движения? Как правильно настроить работу оборудования для эффективного использования, управления и экономии? Смотрите видео:

 

Датчики движения активного действия

Приборы, работающие по принципу контроля канала между ИК излучателем и приемником, имеют примерно такой же алгоритм, настроены на общую частоту, как у пульта дистанционного управления телевизора или манипулятора беспроводной компьютерной мыши с их приемниками. Они могут иметь автономное, независимое от стационарной электрической сети питание.

Схемы расположения ИК излучателя и ИК приемника

При этом выполняется одна из схем расположения модулей прямого или поворотного способа образования тракта с помощью зеркал.

Устройство и приницп работы различных датчиков движения подробно рассмотрено здесь: Схемы датчиков движения и приницп их работы

Схемы подключения датчика

Электрическая схема простого подключения показана на картинке.

Схема подключения светильника к датчику движения

При этом подключении режим работы светильника полностью соответствует алгоритму, заложенному электронной схемой, и настраивается потенциометрами регулировки.

На простых конструкциях датчиков устанавливается два регулятора:

1. LUX — уровня освещенности, при достижении которого происходит срабатывание датчика (к примеру, нет необходимости пользоваться электрическим светом в солнечную погоду). Для регулирования первоначально выставляется его наибольшее значение;

2. TIME — продолжительности включения таймера или, другим словами, отрезка времени, в котором будет гореть светильник после обнаружения движения. Обычно устанавливают минимальную величину, ведь при каждом новом движении датчик станет постоянно перезапускаться.

Обычно этих двух параметров регулировок достаточно для настройки управления бытовыми светильниками. У сложных охранных датчиков движения встречаются еще два потенциометра:

1. SENS — чувствительности или дальности действия. Им пользуются для уменьшения зоны контроля в тех случаях, когда ограничить ее изменением ориентации датчика движения не получается;

2. MIC — акустического уровня шумов встроенного микрофона, при котором срабатывает датчик. Но в бытовых условиях эта функция не нужна — датчик будет срабатывать от посторонних звуков проезжающих машин, детских возгласов…

Датчики движения Schneider Electric:

 

Схема подключения светильника к двум датчикам

Схема подключения светильника к двум модулям датчиков движения

Этот способ используется в местах, когда возникает необходимость управлять освещением из двух удаленных точек с ограниченным обзором для одного датчика.

Одноименные клеммы приборов подключаются по параллельной схеме друг к другу и выводятся на сеть питания и осветительный прибор. При срабатывании выходного контакта любого датчика загорается светильник.

Схема подключения через выключатель

Схема подключения светильника с выключателем

Этим способом пользуются, когда добавляют к действующему светильнику с выключателем блок датчика движения. При включенном выключателе схема полностью работает так, как она настроена электроникой. А при разомкнутом контакте фаза снимается с блока питания и датчик движения выводится из работы.

Практика показала, что среди владельцев квартир при выходе из помещения сохранилась привычка машинально отключать свет выключателем. После этого при заходе в комнату человека датчик движения оказывается выведенным из работы. Чтобы исключить подобные ситуации контакты выключателя шунтируют, чем осуществляется переход на предшествующую схему.

Схема №2 подключения светильника к модулю датчика движения с выключателем

В этой схеме включенный выключатель полностью шунтирует выходной контакт датчика движения. Ее применяют, когда человек длительно находится в неподвижной позе, а выдержка у таймера маленькая и для включения светильника приходится делать лишние отвлекающие движения.

Схема подключения мощных нагрузок электромагнитными приборами

Схема подключения светильника повышенной мощности

Как подключить датчик движения к прожектору? Блок датчика движения с маломощными контактами можно использовать для управления светом очень мощных осветительных приборов. Для этого используется промежуточное устройство — магнитный пускатель, реле или контактор соответствующих номиналов. Его обмотка подключается к маломощному контакту датчика, а силовой контакт коммутирует нагрузку системы осветительных приборов.

В этой схеме, как и во всех других, необходимо точно рассчитать коммутируемые мощности и подобрать под них силовые контакты. После включения в работу обязательно замеряют токи нагрузок и сравнивают их еще раз с мощностью контактов. Для надежной длительной работы системы необходимо создать запас по мощности.

Подобная схема с электромагнитными приборами способна длительно и надежно работать. Но, у нее есть два существенных недостатка:

1. повышенный уровень шума и возникающие электромагнитные помехи, сопровождающие процесс перемещения якоря во время переключений;

2. постоянный износ контактной системы вследствие разрядов, возникающих при разрыве цепи, что требует выполнения периодических профилактических работ.

Этих недостатков лишены симисторные и тринисторные схемы.

Схема подключения мощных нагрузок полупроводниковыми приборами

Схема подключения светильника повышенной мощности

В этом случае отсутствуют всевозможные шумы и помехи. Но для работы полупроводникового прибора необходимо преобразовать управляющий сигнал датчика движения в гармонику, совпадающую по частоте с напряжением сети. Для этого создается специальная схема согласования, которая выдает переменный ток на управляющий электрод симистора.

При работе схемы согласования симистор открыт. и светильники горят. Когда управляющий сигнал отсутствует, то триак закрыт, а управляемое им освещение отключено.

Недостатком этой схемы является сложность конструкции согласующего сигнала электронного устройства.

Про особенности подключения мощных нагрузок смотрите также здесь: Как смонтировать и подключить уличный прожектор с датчиками движения и освещенности

Электромонтажные работы при подключении датчика движения:

 

Выбор места установки и способа ориентации датчиков

В зависимости от своей конструкции датчик движения может иметь различный угол наблюдения для контроля пространства от нескольких градусов до кругового обзора, который обычно применяется при потолочном креплении.

Датчики движения с различными углами обзора

Эти углы распределяются в горизонтальной и вертикальной плоскостях, определяют зону наблюдения, указываются в документации.

Пространство, контролируемое настенным датчиком движения

Датчики, предназначенные для установки на стену, обычно имеют обзор порядка 110÷120 или 180 градусов по горизонту и 15÷20 — по вертикали.

Вне этого пространства никакие движения датчиками не фиксируются. Поэтому при установке датчика движения важно не только подбирать их по характеристикам обзора, но еще и регулировать после монтажа для корректировки направления. Конструкции с подвижным органом обзора облегчают наладку, а у остальных приборов надо очень тщательнее продумывать и выполнять первоначальный монтаж.

Потолочные датчики обычно имеют круговой обзор 360о по горизонтали, который распространяется конусом сверху вниз. Его зона контроля значительно больше, но она тоже может иметь непросматриваемое пространство в углах помещений.

Пространство, контролируемое потолочным датчиком движения

Влияние посторонних объектов на работу датчиков

При монтаже и настройке датчика движения важно учесть условия их размещения, оценить влияние на их надежность расположенных рядом предметов и различных источников энергии. Тепловые нагреватели, колышущиеся ветки деревьев, проезжающие мимо автомобили, кабины поднимающихся/опускающихся лифтов и другие объекты могут вызывать частые ложные срабатывания устройств.

Когда нет возможности от них избавиться, то загрубляют чувствительность прибора потенциометром или экранируют зону помех. 

Читайте также: Как выбрать, настроить и подключить фотореле для наружного или внутреннего освещения

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Устройства автоматики

Подпишитесь на наш канал в Телеграм "Автоматика и робототехника" (современные технологиии, инновации и будущее автоматизации). Нажмите на ссылку ниже и будьте в центре событий в мире автоматики: Автоматика и робототехника 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Датчик движения – маленький помощник для большой экономии
  • Как устроены и работают инфракрасные датчики движения
  • Как настроить датчик движения
  • Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения
  • Как выбрать датчик движения для включения света
  • Как правильно подключить датчик движения для управления светом
  • Как смонтировать и подключить уличный прожектор с датчиками движения и осве ...
  • Беспроводные датчики движения
  • Как устранить ошибки срабатывания датчиков движения
  • Светильники с датчиком движения для квартиры и дома - особенности конструкц ...
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Устройства автоматики

    Электротехника в картинках, Автоматика, Схемы электропроводки, Датчики движения, Уличные светильники, Светодиодные прожекторы, Реле, Электрические схемы, Датчики, Прожектор с датчиком движения, Схемы подключения, Фотоэлемент

      Комментарии:

    #1 написал: taimur | [цитировать]

     Как всегда-высший пилотаж! И теория и практические советы по установке.
    Именно то,что нужно 

      Комментарии:

    #2 написал: Андрей | [цитировать]

    Я слышал что к этим датчикам нельзя напрямую подключать энергосберегающие лампы и люминисцентные. Это так?

      Комментарии:

    #3 написал: andy78 | [цитировать]

    Андрей, не желательно при очень частых включениях и выключениях, так как уменьшается срок службы ламп. Если включаться и выключаться люминесцентные лампы будут не часто (не чаще, чем обычным выключателем), то использовать их с датчиком движения можно.

      Комментарии:

    #4 написал: Valeri | [цитировать]

    Андрей,
    Можно подключить трехпроводные, успешнее подключаются те, где на выходе стоит реле, а не транзисторный или тиристорный ключ . Еще одна проблема: - В некоторых схемах параллельно контактам реле ставят, типа защиты от помех, цепочку из конденсатора и резистора. По этой цепи течет небольшой ток в нагрузку, его достаточно, чтобы ламы данного типа стали подмаргивать. Помех от замыкания контактов реле не больше , чем от обычного выключателя, поэтому эти элементы можно убрать из схемы.

    А транзисторный или тиристорный ключ может, тоже, иметь ток в открытом состоянии, здесь рекомендую подключить дополнительную нагрузку в виде резистора на 20-30кОм, 2-х ваттник, но нужно посмотреть,чтобы он сильно не грелся, иначе опасно. Или, без проблем, - параллельно любую маломощную лампу накаливания на 220V, если это возможно.

      Комментарии:

    #5 написал: Анатолий | [цитировать]

    Будьте внимательными, читайте инструкции. Мне попался датчик движения, при подключении которого нельзя параллельно контактам реле подключать выключатель. Тот что мне попался: Euroelectric ST-42

      Комментарии:

    #6 написал: сергей | [цитировать]

    Отличная статья! Спасибо Автору! Отдельная благодарность, что есть (схемы-план). Будем ждать новых статей.

      Комментарии:

    #7 написал: Иван | [цитировать]

    Чем можно заменить КТ307Б и КТ812?.
    Иван. 

      Комментарии:

    #8 написал: Иван | [цитировать]

    Ответьте пожалуйста чем можно заменить КТ307Б и КТ812.
    Иван. 

      Комментарии:

    #9 написал: Андрей | [цитировать]

    Иван,
    схема на кт812 дана весьма условно,  именно такая схема годится только в случае если напряжение 12 вольт и лампочка на 12в. в то же время кт812 является высоковольтным (сам датчик при подаче большого напряжения (>20v) сгорит и работать не будет).

      Комментарии:

    #10 написал: Адиль | [цитировать]

    Всем привет, решмил задать вопрос здесь, рассчитывал найти ответ в сатье, ответа не нашел. Пытаюсь подключить вместео лампы или вместе с лампой ажаптер на 12в и 12в сирену. При указанном подключении сирена раьботает постоянно, получаетс что через датчик даже в открытом состоянии течет малый ток которго достаточно для работы сисрены. Пришли в голову 2 варианта или резистор поставить или реле контактор с мощной катушкой, что бы существующий ток был ендостаточным для срабатываения. Вопросы: Какой их вариантов более практичный по цене, по реализайции? Какие параметры резистора ли пускателя должны быть примерно?

      Комментарии:

    #11 написал: Александр | [цитировать]

    Я не понял как мне подключить чтоб загоралась лампочка когда движение происходит кто нибудь объясните мне по русски пожалуйста 6 контактов +- tamp. Rclay куда кого подключать я так понимаю что это ни как датчик что на 220. Люди плизззз объясните пока я его методом тыка не разобрал на детальки. Заранее благодарствую.

      Комментарии:

    #12 написал: Вадим | [цитировать]

    Датчики движения для освещения могут быть подключены по разным схемам в зависимости от их типа, количества светильников и требований к управлению освещением. Вот несколько типовых схем подключения датчика движения:

    1. Одиночный датчик движения и один светильник. В этой схеме датчик движения подключается к светильнику через выключатель. Когда датчик обнаруживает движение, он включает светильник, а когда движение прекращается, светильник выключается.

    2. Одиночный датчик движения и несколько светильников. В этой схеме датчик движения управляет несколькими светильниками одновременно. Когда датчик обнаруживает движение, все светильники включаются, а когда движение прекращается, светильники выключаются.

    3. Несколько датчиков движения и несколько групп светильников. В такой схеме каждый датчик движения управляет своей группой светильников. Это удобно, если нужно управлять освещением в разных зонах помещения или на разных этажах здания.

    4. Датчик движения и фотоэлемент. В этой схеме вместе с датчиком движения используется фотоэлемент, который определяет уровень освещенности в помещении. Если уровень освещенности ниже заданного, датчик включает освещение, а если выше, то освещение остается выключенным.

    5. Датчик движения, выключатель и фотоэлемент. Эта схема позволяет управлять освещением вручную с помощью выключателя и автоматически с помощью датчика движения и фотоэлемента.
    Иван,
    Вместо КТ307Б можно использовать транзисторы типа КТ3102Б, КТ315Б, КТ503Б или другие с аналогичными параметрами. Вместо КТ812 можно использовать транзисторы типа КТ814, КТ816, КТ837 или другие с подходящими характеристиками. Однако, перед заменой транзисторов необходимо проверить их параметры и убедиться, что они соответствуют требованиям схемы. 
    Адиль, Для решения вашей проблемы можно использовать либо резистор, либо реле. Резистор: Сопротивление резистора должно быть таким, чтобы через датчик тек недостаточный ток для срабатывания сирены. Для расчета сопротивления резистора можно использовать закон Ома: R = (U - Uresistor)/I, где U - напряжение питания, Uresistor - напряжение на резисторе (падение напряжения), I - требуемый ток через датчик. Параметры резистора должны быть следующими: сопротивление - рассчитанное по формуле выше, мощность - желательно не менее 1 Вт, чтобы избежать перегрева. Реле: Параметры пускателя (реле) должны быть следующими: напряжение катушки - равно напряжению питания, ток катушки - достаточный для срабатывания сирены, но недостаточный для срабатывания датчика. Оба варианта решения проблемы потребуют некоторых знаний в области электроники и навыков работы с паяльником. Кроме того, использование резистора может привести к потере части мощности, а использование реле - к дополнительным затратам.

    Александр, Судя по описанию, вам нужно подключить датчик так, чтобы при обнаружении движения он подавал напряжение на лампочку. У датчика есть 3 контакта: “+” и “-” для питания и “Tamp” или “Rclay” для подключения к нагрузке (лампочке). Сначала определите, какой контакт датчика соответствует каждому из этих обозначений. Обычно, “+” и “-”, соответственно, подключаются к источнику питания, а “Tamp”/“Rclay” - к лампочке. Затем, подключите “+” датчика к “+” источника питания, “-” датчика - к “-” источника питания. Теперь, оставшийся контакт (“Tamp”/“Rclay”) подключите к одной из нитей накала лампочки (обычно, это контакты 1 и 3 в цоколе лампочки, или центральные контакты в двухконтактной лампочке). Если у вас есть только одна нить накала, подключите этот контакт к ней. Не забудьте убедиться, что напряжение источника питания соответствует требованиям, указанным на датчике. После подключения датчика, при обнаружении движения, он должен подавать напряжение на лампочку, и она загорится.

     

     

    Добавление комментария

    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.