Загрузка...Типовые схемы подключения датчика движения для освещения
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.
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.
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.
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:
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.
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.
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.
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
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
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.
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
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
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.
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.
Эти углы распределяются в горизонтальной и вертикальной плоскостях, определяют зону наблюдения, указываются в документации.
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 360 о по горизонтали, который распространяется конусом сверху вниз. Его зона контроля значительно больше, но она тоже может иметь непросматриваемое пространство в углах помещений.
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.
Подключение датчика движения
Вечер, вы заходите на кухню с посудой в руках и свет над раковиной загорается как только вы приближаетесь и гаснет, стоит вам покинуть кухню. Круто? Или свет в коридоре, гостеприимно загорающийся когда кто то входит, согласитесь, очень удобно.
- Что это такое датчик движения и где его можно использовать?
- Схема подключения датчика движения
- Самая простая и распространенная схема включения датчика движения вместо выключателя
- Зона охвата датчика движения
Что это такое датчик движения и где его можно использовать?
Подключение датчика движения чаще всего необходимо в местах, где ваши руки заняты или присутствие кратковременно. Например в туалете (если конечно вы туда без телефона ходите), в подъезде или прихожей где нет постоянного присутствия людей и свет нужен на короткий период времени, вставить ключ в замочную скважину и зайти. Система «Умный дом» не обходится без датчиков движения, впрочем в такие системы включают еще датчик освещенности, согласитесь, освещение дачного участка разумно организовать включив датчик освещения, а за ним уже датчик движения. При такой схеме подключения лампы не будут загораться в светлое время суток.
настенные датчики движения пригодны для крепления на стены и потолоки
Схема подключения датчика движения
Существует три основных схемы включения датчика движения (см. рисунок)
- При включении по схеме 1 датчик полностью управляет освещением.
- Схема 2 предполагает параллельное подключение выключателя, что позволит при включении выключателя включить освещение и датчик не сможет его отключить. Датчик освещения будет управлять лампой только при отключенном выключателе.
- На схеме 3 датчик освещения включен последовательно выключателю. Датчик освещения будет управлять лампой только если выключатель включен. При отключении выключателя схема будет обесточена.
Самая простая и распространенная схема включения датчика движения вместо выключателя
Это трехпроводная схема (см.рисунок выше), по двум проводам подается питание 220 вольт, третий провод выход. Если подключить нагрузку, например лампочку на землю и выход, при приближении к датчику «теплого объекта» — человека или собаки, лампа будет загораться и гореть до его исчезновения из зоны охвата + время задержки, которое можно настроить в диапазоне 5-30 секунд.
датчик движения устанавливаемый вместо выключателя
Вне зависимости от конструкции корпуса датчики движения снабжены регуляторами чувствительности и времени.
Регулятор чувствительности позволяет настроить датчик на массу, т.е., можно настроить его таким образом, что он будет включать свет в присутствии человека и игнорировать домашних животных
Регулятор времени это по сути таймер, позволяющий установить период включения от 3 до 30 секунд.
Зона охвата датчика движения
Как правило это угол в 120 градусов от датчика и расстояние в 2-3 метра, но есть более чувствительные и широкоугольные датчики устойчиво работающие на расстоянии 5-7 метров. Такие датчики предназначены для больших помещений.
[note style=»success» show_icon=»true»]Увеличить радиус действия датчика движения можно удалив матовое защитное стекло или заменив его прозрачным.[/note]
Не так давно появились двухпроводные датчики движения — отличное устройство. В практическом плане это значит можно их включать вместо выключателя, в любом месте установил, подключил, один раз настроил время задержки и чувствительность и готово!
Красота! Схема включения двух проводного датчика проста, можно установить взамен существующего выключателя или параллельно ему, тогда датчик движения будет управлять светом, только при отключенном выключателе.
схема подключения двухпроводного датчика движения
Ток потребляемый датчиком 40-50 микроампер, работает даже с полуволны, т.е., можно через него включать энергосберегающие и светодиодные лампы, а не только лампы накаливания.
Подключение датчика движения с выключателем параллельно ему схема
В последнее время все чаще встречается, что люди хотят что-то автоматизировать в электроснабжении своей квартиры или в своем частном доме. Постепенно на первое место выходят удобство управлением нагрузкой и экономия электроэнергии. Например, датчик движения автоматизирует и упрощает управление освещением. С ним не нужно в темноте искать выключатели и нажимать клавиши. Работа светильников, только в момент присутствия человека, позволяет экономить электроэнергию. Например, в подъездах многоквартирных домов освещение работает круглосуточно (днем и ночью) даже, когда в них никого нет. Все это время счетчик крутит свой циферблат. Если подключить светильники через датчики движения, то появится ощутимая экономия электроэнергии. Освещение не будет же работать, когда в подъезде никого нет, а это большая часть времени. Еще продлится срок службы ламп. Это тоже большой плюс. А в наше современное вирусное время минимум касаний чего-либо (выключателей) в общественных местах пойдет только на благо здоровья людей.
В данной статье я расскажу о решении и дам схему управления светильниками для одной частой и не стандартной ситуации. Она возникает в частном доме, даче, коттедже и т.д., так как здесь есть место для въезда личного автомобиля во двор, на парковку или в гараж. В темное время суток нужно сначала освещать двор фарами, а потом приходится выходить из автомобиля и идти включать свет. Это не удобно. Хочется же, чтобы ворота открылись и автоматически включилось освещение. А если хозяин дома идет пешком, то ему нужен фонарик. Как раз для этих целей и можно применить датчики движения. Они обнаружили машину или человека, включили освещение во дворе и по истечении некоторого времени отключили его. За это время человек паркуется, достает вещи из багажника и заходит в дом. Руки заняты и «клацать» выключателями не нужно. Удобно же? Конечно, в данной ситуации для включения освещения в темное время суток можно использовать и фотореле. Но зачем освещать въезд или двор всю ночь если там никого нет? Поэтому фотореле тут не подходит. А датчики движения тут все-таки нужно подбирать с данной функцией фотореле. Зачем им реагировать на движение и включать освещение, например, днем? Здесь можно все настроить так, чтобы автоматизация освещения работала только в темное время суток.
Описанная ситуация как бы стандартная. Поставили датчик движения и все на этом. Но тут есть один минус. Человек может находиться у автомобиля большее время, чем выставлено на датчике движения. Например, пришел сосед обсудить политическую ситуацию в стране. Во время душевного разговора освещение, после определенного промежутка времени, будет отключаться. Придется с соседом периодически махать руками, чтобы снова сработал датчик. Это уже не удобно. Также можно вечером убираться во дворе, сидеть на завалинке и считать звезды, проводить работы с машиной и т.д. В такие моменты нужно, чтобы освещение постоянно работало. Тут уже хочется поставить обычный выключатель освещения, чтобы его включил и свет работал постоянно, а когда его выключил, то все переключилось обратно на датчик. Получается ситуация, в которой одной группой светильников нужно одновременно управлять и датчиком движения и выключателем. Как это сделать? Вот как раз ниже и расскажу как организовать управление светильниками одновременно через выключатель и через датчик движения?
Я сталкивался с данной задачей несколько раз и пришел к такому самому простому решению. Нужно просто взять не обычный выключатель, а переключатель или в простонародье его называют проходной выключатель. Обычный выключатель нажатием на клавишу либо замыкает цепь, либо размыкает. Переключатель же имеет два выходных контакта. У него нажатием на клавишу происходит только переключение общего входа на первый или второй выходы. У переключателя (проходного выключателя) нет положения, чтобы цепь была разомкнута. У него постоянно замкнут либо выход 1, либо выход 2. Такую его схему и можно применить в нашей ситуации.
Еще стоит обратить особое снимание на выбор датчика движения. Они есть трехпроводные (с использованием нуля) и двухпроводные (без использования нуля). В моей схеме использован трехпроводный датчик, т.е. с подключением нуля. Это самый распространенный вариант. Помните, что двухпроводные датчики не будут работать со светодиодными лампами. Они работают только с лампами накаливания или галогенными лампами. Тут ноль к датчику поступает через нита накаливания самой лампы.
Итак, вернемся к схеме. От РК (распределительной коробки) прокладываются 3-х жильные кабели к светильнику, к датчику движения, к переключателю. Как всегда к светильнику ноль и заземление идут напрямую. Еще ноль идет на датчик движения. Теперь разбираемся с подключением фазы. У нас есть проходной выключатель и у него три клеммы. Это условно один вход (общая контакт) и два выхода. К общей клемме подключаем фазу, которая идет на светильник. На один выход подаем фазу напрямую от сети, а на второй выход подаем фазу от датчика движения. Также от РК фаза идет к самому датчику. При срабатывании он замыкает свой контакт и фазу от сети подает на нагрузку. В нашем случае он фазу подает на один контакт переключателя.
Рассмотрим работу схемы через переключатель и датчик движения. То есть освещение будет включаться только в присутствии человека. Для этого проходной выключатель переводим, путем нажатия клавиши, на замыкания общего контакта с клеммой выхода, на который приходит фаза от датчика движения. Тут путь тока такой. От щита фаза поступает в РК, далее на датчик движения. При его срабатывании фаза подается на проходной выключатель, после которого она возвращается в РК и далее уже поступает к светильнику. Освещение включается и все довольны. В этом режиме нужно все оставлять, так как после отсчета времени датчик разомкнет свой контакт и обесточит светильник.
Теперь рассмотрим работу схемы с принудительным включением освещения помимо датчика движения. Нам нужно просто нажать клавишу проходного выключателя и все. Фаза от РК через переключатель напрямую попадет к светильнику и он включится. В такой ситуации датчик движения остается под напряжением и будет реагировать на движения в его зоне действия. Но его выход в проходном выключателе будет разомкнут и поэтому он никакого влияния на светильники оказывать не будет.
Вот и весь секрет организации управления светильниками одновременно через выключатель и через датчик движения ))) Лично я пришел к данной схеме, когда передо мной встала данная задача. Если у вас есть другое ее решение, то напишите в комментариях. Мне будет очень интересно с ним познакомиться.
Схема подключения датчика движения для освещения
Выполнить подключение датчика движения на практике отказывается не сложнее, чем подключить самый обыкновенный выключатель. И в том, и в другом случае элемент либо замыкает, либо же размыкает электрическую цепь, поэтому схема подключения датчика движения ничем не отличается от подключения через выключатель.
В случае необходимости постоянной работы светильника при условии полного отсутствия какого-либо перемещения, в состав схемы может быть включен выключатель путем параллельного его подключения к датчику движения.
Благодаря этому при включении выключателя лампа освещения будет подключена по другой цепи в обход датчика, тогда как при отключенном выключателе контроль над состоянием освещения целиком и полностью вернется к датчику движения.
Схема подключения нескольких датчиков движения
Нередко возникают ситуации, когда специфика помещения делает физически невозможным охват всей площади помещения средствами лишь одного устройства.
Так, если ограничиться установкой одним датчиком движения в изогнутом коридоре, он не будет срабатывать тогда, когда человек будет передвигаться за изгибом.
В подобных случаях используется такая схема подключения датчика движения, когда несколько устройств подключаются друг к другу параллельно.
Иначе говоря, фаза с нулем отдельно и без прерываний подается на каждый из датчиков, после чего осуществляется подсоединение всех их выходов к освещению. В результате этого срабатывание любого из датчиков замыкает цепь, подавая рабочее напряжение на контакты светильника.
Заметка: При таком подключении важно понимать, что оба датчика движения должны подключаться от одной и той же фазы, а не от разных фаз, иначе возникнет междуфазное короткое замыкание. Кроме того, технические условия и особенности планировки помещения также оказывают непосредственное влияние на подключение.
Устанавливать смонтированный датчик нужно таким образом, чтобы он получал как можно больший угол обзора на предполагаемые зоны вторжения, причем последние не должны экранировать элементы интерьера, а также проемы дверей и окон.
Датчики движения характеризуются средним значением номинальной мощности на уровне 500-1000 Вт. Это выступает ограничением для их использования в условиях большой нагрузки.
При возникновении необходимости в подключении через датчики сразу нескольких мощных ламп лучшим решением станет использование магнитного пускателя.
В завершение – рекомендации относительно установки:
• в зону видимости устройства, устанавливаемого на улице, не должны попадать объекты, излучающие свет или тепло. Не устанавливайте датчик вблизи деревьев и кустов, которые наверняка будут препятствовать правильному выявлению движения;
• принимайте во внимание и старайтесь сводить к минимуму возможное воздействие электромагнитных излучений, которые могут отразиться на ложных срабатываниях устройства;
• устройство следует направлять непосредственно на ту зону, выявление движения в которой должно служить сигналом для включения света;
• поддерживайте датчик в чистоте, поскольку загрязнение отрицательно сказывается на радиусе действия и качестве работы устройства.
- Самая простая и распространенная схема включения датчика движения вместо выключателя
