Как работает датчик: Как работает датчик движения — устройство и принцип действия, схема, разновидности и сферы применения

принцип работы, устройство, какие бывают, как проверить, как выбрать

При упоминании прибора под названием «датчик движения», в первую очередь возникают ассоциации с охраной банков, музеев и секретных объектов. Воображение рисует картинку пересекающихся лазерных лучей, через которые виртуозно пробирается шпион или грабитель.

Отчасти, это верно, поскольку некоторые виды датчиков обнаружения движения используются в охранных комплексах. Однако по мере удешевления технологии, эти устройства стали доступными для широких масс. Тем более что принцип работы датчика движения никогда не являлся секретом, и от использования его в домашних условиях удерживала только высокая стоимость.

Для чего нужен датчик движения

В шпионских боевиках он показан, как грозный страж, включающий пулеметы при проникновении на важный объект. Может быть, такая система и существует, проверять не будем. На самом деле, датчики движения регистрируют любые виды перемещения объектов, и сообщают информацию в некую электронную систему.

Что происходит дальше

В зависимости от того, как устроен алгоритм работы, после срабатывания сенсора может произойти следующее:

• включение (отключение) освещения;
• запуск вентиляции;
• начало (прекращение) работы некоего механизма;
• включение отопительной системы;
• срабатывание охранной тревоги;
• старт видеозаписи;
• передача информации на центральный пульт управления объектом либо механизмом.

Список можно продолжить, но из него уже понятно назначение прибора: любые его разновидности предназначены для подключения некоего алгоритма при появлении в секторе обзора предмета или живого организма.

Принцип действия датчика движения

За исключением механических приспособлений, вроде натянутой проволоки или веревки (такие типы датчиков движения существовали до изобретения электричества), сенсоры представляют собой электронное устройство. Для того чтобы обнаружить перемещение объекта, необходимо работа по принципу радара. Собственно, радары и эхолокаторы — это разновидности вышеупомянутых датчиков, только покрупнее масштабом. Принцип работы бытового (гражданского) датчика движения также основан на пересечении любого вида излучения. По принципу работы с сигналом, сенсоры бывают трех видов:

• Прерывающие (линейные): в основе излучатель линейного сигнала (как правило, лазерный луч), и приемник. Пока фотодатчик фиксирует излучение — прибор в состоянии покоя. При пересечении луча движущимся объектом — устройство подает сигнал.Преимущество такой технологии в простоте реализации. Недостаток — одиночный луч легко обойти. Кроме того, такой сенсор состоит из двух частей, что не всегда удобно.
• Отражающие (объемные): в основе лежит принцип работы радара. Излучатель посылает рассеянный или концентрированный сигнал (по выбору заказчика). Если на его пути нет препятствия, датчик в состоянии покоя. Любой попавший в сектор действия предмет, отразит часть излучения.Отраженные волны улавливаются приемником, установленным в том же корпусе, и сенсор переводится в состояние тревоги. Преимущества: широкий сектор обзора, удобно монтировать (электроника в одном корпусе), возможность настройки. Недостаток: нужно отсекать ложные срабатывания, иначе прибор будет функционировать невпопад.
• Пассивные: сами ничего не излучают. Как же работают такие датчики движения? Их чувствительные сенсоры улавливают волны, испускаемые другими предметами. Преимущество — простота и дешевизна, отсутствие ненужного волнового фона. Недостаток: улавливают только одушевленные предметы (люди, животные). Большинство сенсоров этого типа настроены на тепловой фон живых существ.

Какой прибор выбрать? Зависит от задач. Для защиты или фиксации появления объекта в коридоре или некоем портале (дверь, проем, окно), подойдет прерывающий комплект сенсоров. Если необходимо зафиксировать перемещение в замкнутом пространстве или на территории — лучше выбрать отражающий или объемный датчик.

Именно по этому принципу работают популярные датчики движения для включения (выключения) света. Только при попадании объекта в сектор действия, не срабатывает сигнал тревоги, а включается освещение.

Информация: Экономистами подсчитано, сколько электроэнергии сохраняет использование датчиков движения для автоматического включения света. Деньги, затраченные на приобретение этого оборудования, окупаются в течение 1–2 лет.

Правда, есть несколько оговорок:

• использование сенсора для освещения разумно только на территориях (в помещениях), где редко находятся люди;
• при многократном подключении (отключении), люминесцентные и спиральные лампы быстро выходят из строя: лучше использовать LED или галогеновые светильники.

Устройство и технологии датчика движения

• Начнем с прерывающих. Как мы уже знаем, прибор состоит из излучателя и приемника. Простейшая реализация — фото пара с линзой, формирующей направленный луч. Однако подобные устройств не применяются уже несколько десятков лет. Какой датчик можно считать современным? Тот, который использует когерентный или поляризованный луч. То есть, лазер.
  

  Для справки: Лазерный луч может быть видимым или невидимым. Это расширяет возможности прибора при использовании в охранных системах.

  Вариантов исполнения два: в одном корпусе или с разделенным приемником и передатчиком. В первом случае необходимо электрическое объединение двух узлов в единую электрическую систему. Второй вариант использует отражающую поверхность, и луч возвращается в приемный сенсор, расположенный рядом с излучателем.

  Для улицы такое исполнение не подойдет, слишком много потенциальных предметов для срабатывания (птицы, животные). Поэтому необходимо дублировать лучи, расположенные на расстоянии (чтобы не было ложных срабатывания на малые объекты).

• Отражающие также являются излучателями, со своим приемником в корпусе. По использованию волн, делятся на три группы:
  • Как работает микроволновый датчик движения? Он излучает СВЧ волны, которые формируют вокруг него некий фон из волн высокой частоты. Они отражаются от предметов, и «мозг» датчика запоминает объемную картинку в виде уровня излучения в разных плоскостях. При появлении внутри этого фона постороннего предмета, уровень отраженного излучения меняется. Это фиксируется приемником, и включается сигнал оповещения. После исчезновения объекта, датчик возвращается в состояние покоя.
  • Еще один похожий вариант — электромагнитный сенсор. Регистрирует изменение магнитного поля при попадании в сектор объемных предметов. Чувствительность ниже, высокая зависимость от помех.
  • Ультразвук. Практическое его применение мы знаем по прибору УЗИ, который применяется в медицине. Бывают и другие варианты использования: датчики движения. Генератор ультразвука постоянно испускает УЗ волны в заданном секторе. Проверить (засечь) работу прибора сложно, поэтому эти виды сенсоров популярны в охранных системах. При возникновении препятствия, звуковые волны возвращаются и регистрируются приемником. Происходит срабатывание датчика.

  Несмотря на высокое качество и скрытность, эти виды сенсоров применяются и в системах автоматического включения освещения.

  Информация: Единственное ограничение — нежелательно применение на объектах с домашними животными. Некоторые особи негативно реагируют на ультразвук.

  Такие датчики отлично работают в помещении и на улице. Выглядят они по-разному, но обязательно с цилиндрическим окошком в корпусе.

  

• Пассивные инфракрасные системы редко применяются в охранной сигнализации, зато активно работают с источниками освещения. Задайтесь вопросом: как выбрать датчик движения для включения света? Он не должен регистрировать неодушевленные предметы (например, автомобили) и птиц с животными. При этом прибор обязан фиксировать появление в зоне действия человека. Получаем единственно верное решение: приемник инфракрасного излучения. Сенсор настраивается на тепло человеческого организма и соответствующий размер источника излучения. Для этого чувствительный инфракрасный сенсор располагается за специальной линзой Френеля, концентрирующей тепло в одной точке. Далее сигнал поступает в электронный блок управления, оснащенный вспомогательными модулями:07
  • реле времени задерживает момент включения от случайных кратковременных срабатываний;
  • сумеречный выключатель отключает прибор в светлое время суток;
  • блок ступеней переключения настраивается под определенный размер «объекта», чтобы кошки и птицы не включали свет.
• Комбинированные приборы сочетают в себе сенсоры разных типов, и применяются для решения особо ответственных задач, где не допускаются ошибки в срабатывании.

Можно ли изготовить такой прибор самому, и как его отключить

Любой домашний умелец задается вопросом: как сделать датчик движения своими руками? Саму электросхему управления собрать несложно. Проблема в источнике и приемнике излучения. Проще использовать готовый излучатель волн, просто интегрируя его в свой проект. Наиболее удачными являются датчики для систем на базе Arduino.

Еще одна популярная самоделка — лазерная указка с фотоприемником, размещенным на линии пересечения. Но это не более чем развлечение: для серьезных задач такой прибор не подходит.

Еще одна мысль, которая приходит в некоторые беспокойные головы: как отключить датчик движения.

Важное предупреждение: Информация не предназначена для криминального применения!

Если отключение связано с режимом использования — нет проблем. Просто отсоедините сенсор от блока питания, и он перестанет включать свет. Например, когда объект закрыт. В остальных случаях поступайте так (не для злого умысла):

• инфракрасные сенсоры заклеиваются металлическим скотчем;
• микроволновый прибор перестает принимать сигналы, если покрыть окошко прозрачным лаком из аэрозольного баллончика;
• УЗ датчик экранируется только металлом или металлизированным скотчем в 2–3 слоя.

В любом случае, информация о том, что на объекте не работает датчик движения, будет зарегистрирована владельцем. Кроме того, прежде чем вам удастся отключить сенсор, ваше появление будет зафиксировано.

Какой датчик выбрать

О производителе мы не говорим, это личное предпочтение каждого. Исходя из информации в данной статье, вы можете выбрать тип сенсора по виду излучения, подходящий для ваших целей.

Совет: Не пытайтесь получить высокие показатели качества от прибора в нижнем ценовом сегменте.

Равно как и нет смысла искать универсальный датчик: тип определяется условиями применения.

Видео по теме

Хорошая реклама

принцип работы уличных детекторов, как работает световой сенсор

Сначала датчики движения использовались как охранные системы и устанавливались исключительно на важных стратегических объектах. Сегодня установки слежения гораздо функциональнее и чаще применяются для включения света. С помощью них можно сэкономить примерно 85% электроэнергии, поэтому стоит разобраться в принципе работы, видах и тонкостях монтажа этих устройств.

Принцип действия

Датчики движения работают как охрана, контролирующая определенную местность, которая охвачена сектором обзора. Притом эта область ограничивается не только углом действия устройства, но и определенным расстоянием. Именно поэтому прибор устанавливается на участке, который обеспечивает максимальный обзор, в таком случае дальность действия будет выше, а работа эффективнее.

Принцип работы датчика движения на свет заключается в фиксировании инфракрасных излучений. Как только в определенной местности, находящейся под его защитой, появляется объект с температурой живого существа, в прибор поступают специальные импульсы. Они воздействует на цепь, и вследствие этого включается освещение. Как только объект покидают зону, импульсы прекращают поступать, происходит разрыв цепи и свет просто отключается.

Стоит сразу обратить внимание на достоинства и недостатки использования подобных устройств. К плюсам можно отнести следующие факторы:

• датчики работают в автоматическом режиме, что существенно снижает расходы за электроэнергию;
• современные приборы очень функциональны, наличие сенсора позволяет включать и отключать не только уличные осветительные приборы, но и бытовую технику, например, телевизор, музыкальный центр или кофеварку.

Существуют у приборов и минусы, одним из которых является высокая стоимость, поэтому установить подобную систему на своем участке сможет не каждый желающий. Кроме этого, монтаж требует определенных знаний и выполнения строгих требований. А значит, произвести установку самостоятельно смогут не все, так как допущение даже незначительной ошибки может вывести прибор из строя.

Разновидности сенсоров

Датчики движения для включения света на улице и в квартире могут различаться. Выделяют несколько видов, а именно:

• по месту расположения — сенсорные устройства могут быть наружного типа и внутреннего;
• по типу сигнализатора — это может быть ультразвуковой, инфракрасный, микроволновой или комбинированный прибор.

Уличные световые датчики движения занимаются контролем заданного периметра. В основном они устанавливаются на большой территории, так как их радиус реагирования может достигать более 500 метров. Такие дистанционным приборам не требуются сигнализаторы, так как любое проникновение на участок не останется без внимания, они среагируют моментально.

Внутреннее оборудование предназначается для обустройства квартир и других помещений. Для улицы они не подходят, так как неустойчивы к резким температурным перепадам, а также к воздействию ультрафиолетового облучения.

Ультразвуковые приборы

Прежде чем выбрать устройство, необходимо определиться, с какой именно целью его планируется использовать. Принцип работы этих беспроводных сенсоров основывается на отражении ультразвуковых волн, которые исходят от различных предметов.

Если происходит какое-то движение, частота импульсов начинает изменяться. Датчик оснащен специальным механизмом, который генерирует ультразвук, неслышный человеческому уху. Кроме своей основной функции — включения света, подобные устройства часто используют в автоматическом оборудовании «парктроник».

Многие потребители выделяют несколько преимуществ таких прибор:

• невысокая стоимость;
• обладают высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям;
• имеют способность определять живой организм от неживого объекта, поэтому включаются только на активные действия, не реагируют на движение веток или другие явления, вызванные ветром.

К сожалению, имеются у этих сенсоров и ряд недостатков. Во-первых, стоит отметить, что такие устройства обладают небольшим радиусом действия, поэтому контролируется достаточно маленький периметр. Кроме этого, многие люди отмечают, что некоторые домашние питомцы с повышенной чувствительностью к ультразвуку становятся неспокойными, а в некоторых случаях даже агрессивными.

Инфракрасное устройство

Эти детекторы срабатывают от изменения температуры окружающей среды. Когда на территорию действия прибора проникают высокотемпературные объекты, устройство срабатывает и включает осветительные приборы. Действует это следующим образом: инфракрасное излучение, исходящее от человеческого тела, проходя через специальные линзы и зеркала, воздействует на встроенный сенсор и приводит в работу систему освещения.

Прежде чем выбрать необходимое устройство, стоит обратить внимание на показатель чувствительности. Дело в том, что чем больше линз, тем эффективнее работает детектор движения, их бывает до 30 пар.

К плюсам этих систем можно отнести:

• датчик легко регулируется на дальность или угол обзора;
• реагирует исключительно на объекты, источающие тепло, поэтому существует возможность устанавливать их на улице;
• высокий показатель безопасности: они не наносят вреда окружающим людям и домашним животным.

Недостатки также имеются. Подобные механизмы имеют очень маленький диапазон регулирования, к тому же у них часто наблюдаются сбои в работе. При любом неблагоприятном атмосферном явлении в виде ветра и дождя сенсор фиксирует нарушение и включает освещение. Кроме этого, стоит отметить, что если объект проникает на территорию в одежде, которая не пропускает инфракрасное излучение, то он пройдет незамеченным: прибор его просто не увидит.

Микроволновые детекторы

Эти датчики функционируют по принципу радиолокаторов, то есть от прибора исходит сигнал, а возвращается уже его отражение. Микроволновой детектор работает на высокочастотных волнах, поэтому даже незначительные отклонения в возвращенных сигналах способны вызывать цепную реакцию в виде включения света.

Плюсы этого сенсорного устройства:

• способны обнаруживать движение даже через стенку, стекло;
• функционируют при любом температурном режиме;
• включают освещение даже при малейшем передвижении;
• одновременно обслуживают сразу несколько областей;
• современные модели имеют встроенный таймер.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость, так как установка такого оборудования обойдется гораздо дороже, нежели аналогичных устройств. Кроме этого, микроволновые датчики слишком чувствительны, поэтому часто срабатывают ложно, так как реагируют даже на движение, которое происходит вне действия его зоны. А все это приводит к лишней трате электроэнергии. Еще один существенный минус — это излучение, которое может нанести вред здоровью.

Комбинированный вариант

Встраиваемые датчики комбинированного типа используются в жилом доме или квартире не так часто. В основном детекторы устанавливают для охраны производственных помещений или для обеспечения освещения в больших цехах.

В этих устройствах совмещено сразу несколько функций, что позволяет им быстро обнаружить движущийся объект и определить его происхождение. У подобных установок практически отсутствуют недостатки, единственное, что можно отметить: слишком высокая цена, которую многие потребители считают неоправданной.

Рекомендации по подключению

Произвести монтаж и настройку можно только в том случае, если имеется опыт работы с подобными устройствами. Главное, чтобы в комплект с сенсорным оборудованием входил инструктивный материал по установке.

Необходимо заранее определиться с месторасположением, лучше всего подобрать зону, где отсутствуют посторонние предметы, на которые он может срабатывать. А также не стоит слишком часто перемещать прибор, так как от этого сбиваются настройки.

Рекомендации по монтажу датчиков движения:

• в помещение, где устанавливается детектор, требуется разместить обычный выключатель, притом они должны располагаться строго параллельно друг другу, чтобы в случае непредвиденных обстоятельствах можно было выключить свет самостоятельно;
• чтобы обезопасить устройство от случайных повреждений, его рекомендуют устанавливать в нишах или смонтировать для него специальное углубление в стене;
• очень важно подобрать место, где на него не будут падать солнечные лучи, так как они нарушают нормальное функционирование прибора и вызывают ложные срабатывания.

Собственно это основные советы по установке. Если строго соблюдать эти рекомендации, прибор будет работать исправно, качественно и длительное время.

Настройка и регулировка

Чтобы проверить, правильно ли произведено подключение, понадобится временная схема. Если устройство не срабатывает, то в процессе были допущены какие-то ошибки.

Более сложное оборудование проверяется по следующей схеме:

• вначале собирается временная схема подключения;
• затем необходимо вывести регулятор на максимальный показатель мощности;
• настроить таймер на несколько секунд.

В случае если светодиодный индикатор срабатывает на движение, значит, все собрано правильно. Стоит отметить, что часто вместо индикатора устанавливают специальное реле. Узнать о его рабочем состоянии можно по характерным щелчкам, которые он начинает производить, если обнаруживает движение.

После того как прибор установлен, переходят к его регулировке. Что касается таймера срабатывания, то можно выставить любое удобное время, от нескольких секунд до получаса. А вот отрегулировать чувствительность достаточно сложно. Если в доме имеются домашние питомцы, необходимо исключить срабатывание на их появление, иначе свет будет включаться постоянно.

Установка домашних сенсорных датчиков помогает экономить на освещение. Приборы автоматически обеспечивают свет при входе в комнату и также отключают его при выходе.

Датчик движения: что это такое и как работает?

Электронный датчик движения что такое? Ответ очевиден – чувствительный прибор, как правило, из класса устройств систем безопасности. Правда, есть также конструкции, предназначенные, к примеру, для управления источниками освещения и другими устройствами. Работа датчика движения строится по принципу генерации сигнала в случае обнаружения какого-либо движения в границах контролируемой зоны. Приборы делаются на базе разных технологий. Применение таких чувствительных сенсоров становится всё более востребованным и не только в хозяйственно-промышленной сфере, но также в сфере бытовой. Рассмотрим, какие выпускаются устройства, а также примеры использования.

СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :

Типичное исполнение детекторов движения

Рассматриваемые датчики классифицируются в зависимости от способа обнаружения движения объекта. Существуют две классификации приборов:

1. Активные.
2. Пассивные.

Детекторы активного действия

Детекторы активного действия являются устройствами, функционирующими по принципу радарной схемы. Этот тип приборов излучает радиоволны (микроволны) в границах контролируемой зоны. Микроволны отражаются от существующих объектов и принимаются сенсором датчика движения.

Детекторы АД

Упрощённая схематика конструкции сенсора активного действия: 1 – источник (передатчик) микроволнового излучения; 2 – приёмник отражённого микроволнового сигнала; 3 – сканируемый объект

Если в зоне контроля обнаруживается движение в момент трансляции датчиком микро-излучения, создаётся эффект — доплеровский (частотный) сдвиг волны, который воспринимается вместе с отражённым сигналом.

Этот фактор сдвига указывает на то, что волна отразилась от движущегося объекта. Будучи электронным устройством, датчик сканирования движения способен вычислить такие изменения и отправить электрический сигнал:

• в систему сигнализации,
• на переключатель света,
• на другие устройства,

схематично подключенные к датчику обнаружения движения.

Активные микроволновые датчики сканирования движения, в основном используются, к примеру, на автоматически работающих дверях торговых центров. Но вместе с тем этот тип приборов удачно подходит для домашних охранных систем или коммутации внутреннего освещения.

Этот вид электроники не подходит для коммутации наружного освещения или аналогичных применений. Обусловлено это массовостью активных объектов в условиях улицы, которые постоянно двигаются.

Например, движение ветвей деревьев от ветра, перемещение мелких животных, птиц и даже крупных насекомых, фиксируются активным сенсором, что приводит к ошибке срабатывания.

Детекторы пассивного действия (PIR – passive infrared)

Пассивные датчики движения – полная противоположность активным сенсорам. Пассивные системы ничего не посылают. Попросту обнаруживают инфракрасную энергию.

Пассивный ДД

Конструктивное исполнение сенсора пассивного типа: 1 – Мульти объектив; 2 – Оптический фильтр; 3 – счетверённый инфракрасный элемент; 4 – металлический корпус; 5 – инфракрасное излучение; 6 – стабилизированный источник питания; 7 – усилитель; 8 — компаратор

Инфракрасные (тепловые) уровни энергии воспринимаются пассивными детекторами, непрерывно сканирующими область контроля или объект.

Учитывая, что инфракрасное тепло излучается не только от живых организмов, но также от любого объекта с температурой выше абсолютного нуля, можно сделать выводы о пригодности применения.

Эти датчики обнаружения движения не были бы эффективными, если бы их можно было активировать маленьким животным или насекомым, которое перемещается в диапазоне обнаружения.

Однако большинство существующих пассивных датчиков допустимо настроить на восприятие движение так, чтобы контролировать объекты с определенным уровнем испускаемого тепла. Например, прибор вполне можно настроить только на восприятие людей.

Сенсоры гибридной (комбинированной) конструкции

Комбинированный (гибридный) технологический датчик сканирования движения представляет собой систему комбинации активной и пассивной схемы. Такая электроника активирует действие только в случае обнаружения движения и той и другой схемой.

Комбинированные системы видятся полезными под применение в модулях сигнализации, так как уменьшают вероятность срабатывания на ложных тревогах.

Вместе с тем, эта технология обладает своими недостатками. Комбинированный прибор не в состоянии обеспечить такой же уровень безопасности, как отдельно взятые PIR и СВЧ-датчики.

Это очевидно, поскольку сигнал тревоги срабатывает только при обнаружении движения активным и пассивным датчиками одновременно.

Допустим, если злоумышленнику удастся каким-то способом предотвратить обнаружение одним из датчиков комбинированного прибора, движение останется незамеченным.

Соответственно, сигнал тревоги не будет отправлен на микропроцессор центральной системы сигнализации. На сегодня самым популярным типом комбинированных датчиков считается конструкция, где объединяются схемы PIR и микроволнового датчика.

Исполнение датчиков движения

Датчики сканирования на движение, разработанные и выпускаемые на текущий момент времени, обладают различными формами и габаритными размерами. Ниже приводятся несколько примеров исполнения устройств.

Пассивные инфракрасные конструкции (PIR) — пример

Одна из широко используемых конструкций, которые применяются в составе схем домашних системах безопасности.

Пассивные инфракрасные детекторы нацелены на отслеживание изменения уровня инфракрасной энергии, вызванного движением объектов (человека, домашних животных и т. п.).

Пассивный PIR

Распространённая конструкция пассивного сенсора, которая отличается простейшей электронной схемой и не создаёт затруднений при подключении. Используются всего три электрических контакта

Сканеры пассивного действия  изменчивостью источников тепла и солнечного света, поэтому детектор движения PIR более подходит для обнаружения движения внутри помещений или в иной закрытой среде.

Активные инфракрасные датчики — пример

Активные инфракрасные детекторы используют структуру двунаправленной передачи. Одна сторона – передатчик, используется для испускания инфракрасного луча.

Другая сторона – приемник, используется для приема инфракрасного сигнала. Действие тревоги происходит при обнаружении прерывания луча, связывающего две точки.

Активный ИД

Пример однолучевого активного детектора обнаружения подвижек. Между тем существуют конструкции более сложной конфигурации, благодаря которым есть возможность решать различные задачи

Активные датчики сканирования движения типа «Infra Red Beam» в основном устанавливаются снаружи (в условиях улицы).

Обнаружение происходит благодаря  использованию теории передатчика и приемника. Важно, чтобы инфракрасный луч проходил через зону сканирования и доходил до приемника.

Ультразвуковой детектор — пример

Датчики сканирования движения с помощью ультразвука выпускаются конструкциями, способными работать как в активном, так и в пассивном режиме. Теоретически ультразвуковой детектор действует по принципу передачи-приёма.

ДД Ультразвук

Один из примеров конструкции на основе ультразвука. Универсальные системы, которыми поддерживается функциональность как в активном, так и в пассивном режимах

Посылаются высокочастотные звуковые волны, которые отражаются от предметов и воспринимаются сканирующим приёмным устройством прибора. Если последовательность звуковых волн прерывается, активный ультразвуковой датчик подаёт сигнал тревоги.

Применение датчиков обнаружения движения

Некоторые из ключевых применений детекторов, когда необходимо отслеживать движение:

• аварийные сигналы вторжения
• управление автоматическими воротами,
• переключение освещения на входе,
• аварийное освещение безопасности,
• туалетные сушилки рук,
• автоматическое открывание дверей и др.

Ультразвуковые датчики используются для управления камерой слежения жилой недвижимости или, например, для съемки живой природы.

Инфракрасные сенсоры применяются для подтверждения наличия продуктов на конвейерных лентах

Ниже приведён практический пример использования датчиков активного и пассивного обнаружения движения.

Контроллер уровня жидкости на ультразвуковых датчиках

На приведенной ниже схеме показано, как контроллер (из набора Arduino) управляет уровнем жидкости, используя ультразвуковой датчик.

Система работает, обеспечивая точные уровни жидкости в баке, управляя двигателем, определяя заданные пределы жидкости.

Контроллер

Практический пример реализации задачи на базе ультразвукового прибора и популярного набора Arduino, наглядно демонстрирующий ультразвуковой датчик движения что такое и как работает

Когда жидкость в резервуаре достигает нижнего и верхнего пределов, ультразвуковой датчик обнаруживает эти пределы и посылает сигналы на микроконтроллер.

Микроконтроллер запрограммирован таким образом, чтобы управлять реле, которым в свою очередь управляется двигатель насоса. За основу берутся сигналы предельных условий, заданных на ультразвуковом датчике движения.

Автоматическое открывание дверей на PIR

Как и в приведенной выше системе, автоматическая система открывания дверей с использованием датчика движения PIR. В этом случае обнаруживается присутствие людей и выполняется операция с дверьми (открытие или закрытие).

Дверные ДД

Другая схема, где задействован уже прибор пассивного действия. Здесь также используется популярный конструктор Arduino – инструмент удобный для экспериментов и построения реальных электронных систем

Детектором PIR обнаруживается присутствие людей, после чего отправляется сигнал обнаружения движения микроконтроллеру.

В зависимости от сигналов от датчика PIR, микроконтроллер управляет двигателем дверей в режимах прямого и обратного хода с помощью IC-драйвера.

Датчики движения | Основные виды и их особенности, области применения

В повседневной жизни датчики движения чаще всего используются в:

1. Охранных системах, сигнализациях, системах контроле доступа (в том числе автомобильных)

2. Управлении освещением

3. Системах умного дома, для управления различными устройствами вентиляции, кондиционирования, автоматического открывания дверей и т.п.
Под понятием «датчик движения» или «датчик присутствия», часто скрываются устройства совершенно разного принципа действия, выполняющие единую задачу, только различными способами.

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие виды датчиков движения:

1.Инфракрасные датчики движения (ИК)

2. Ультразвуковые датчики движения (УЗ)

3. Микроволновые датчики движения (СВЧ)

4. Комбинированные датчики движения  

 

Каждый из этих типов датчиков движения имеет свои сильные и слабые стороны и используется в различных ситуациях и условиях. Основные характеристики свойственные всем датчикам движения такие как: способы установки, подключения, форм-фатор и другие, мы описывали в статье:

А теперь давайте рассмотрим подробнее каждый из типов датчиков движения, принцип их действия, особенности эксплуатации, варианты использования и области применения.

Инфракрасные (ИК) датчики движения

Принцип Действия Инфракрасного датчика движения

Принцип работы инфракрасных датчиков движения заключается в обнаружении изменений инфракрасного (теплового) излучения окружающих объектов.

Каждый объект имеющий температуру испускает инфракрасное излучение, которое через систему линз или специальных вогнутых сегментированных зеркал, попадает на расположенный внутри датчика движения чувствительный сенсор, регистрирующий это.

Как работает инфракрасный датчик движения?

Когда объект движется, его ИК излучение поочередно фокусируется различными линзами системы на сенсоре (количество линз обычно варьируется от двадцати до шестидесяти штук), это и является сигналом к выполнению заложенной в датчике функции. Чем больше линз в системе датчика движения – тем выше его чувствительность. Так же, чем больше площадь поверхности системы линз – тем шире зона охвата у датчика движения.

Основные недостатки инфракрасных датчиков движения:

— Возможность ложных срабатываний. Из-за того, что датчик реагирует на любые ИК (тепловые) излучения, могут случаться ложные срабатывания даже на теплый воздух, поступающий из кондиционера, радиаторов отопления и т.п.

— Снижена точность работы на улице. Из-за воздействия окружающих факторов, таких как прямой солнечный свет, осадки и т.п.

— Относительно небольшой диапазон рабочих температур

— Не обнаруживает объекты облаченные/покрытые не пропускающими ИК — излучение материалами

Плюсы инфракрасных датчиков движения:

— Возможность довольно точной регулировки дальности и угла обнаружения движущихся объектов

— Удобен в использовании вне помещений т.к. реагирует лишь на объекты имеющие собственную температуру.

— При работе абсолютно безопасны для здоровья человека или домашних питомцев, т.к. работает как «приемник», ничего не излучая

 Подробное описание установки и подключения инфракрасного датчика движения описано в нашей статье :

RozetkaOnline.ru

Ультразвуковые (УЗ) датчики движения

Принцип действия ультразвукового датчика движения

Принцип работы ультразвукового датчика движения заключается в исследовании окружающего пространства с помощью звуковых волн, частотой находящейся за пределами слышимости человеческим ухом – ультразвуком. При обнаружении изменения частоты отраженного сигнала, в следствии движения объектов, датчик запускает заложенную в нее функцию. 

Как работает ультразвуковой датчик движения?

Внутри ультразвукового датчика движения расположен генератор звуковых волн (в зависимости от производителя и модели обычно генерируется частота звуковой волны 20-60 кГц), которые излучаются в зоне действия датчика и отражаясь от окружающих объектов поступают обратно в приемник.

Когда в зоне обнаружения ультразвукового датчика движения появляется движущийся объект, частота отраженной от объекта волны изменяется (эффект Доплера), что регистрируется приемником датчика и от него поступает сигнал на выполнение заложенной в ультразвуковой датчик движения функции, это может быть включение освещения или разрыв сигнальной сети охранной системы.

Особо широкое применение ультразвуковые датчики движения получили в автомобильной промышленности: в системах автоматической парковки, в так называемых «парктрониках», а также системах контроля за «слепыми» зонами. В доме хорошо проявляют себя в обнаружении движений в достаточно длинных коридорах, на лестницах и т.п.

Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

— Многие домашние животные слышат ультразвуковые частоты, на которых работает датчик движения, что зачастую вызывает у них сильный дискомфорт

— Относительно невысокая дальность действия

— Срабатывает только на достаточно резкие перемещения, если двигаться совсем плавно – возможно обмануть ультразвуковой датчик движения

Преимущества ультразвуковых датчиков движения:

— Относительно невысокая стоимость

— Не подвергаются влиянию окружающей среды

— Определяют движение вне зависимости от материала объекта

— Имеют высокую работоспособность в условиях высокой влажности или запылённости

— Не зависят от влияния температуры окружающей среды или объектов

Микроволновые (СВЧ) датчики движения

Принцип действия микроволнового датчика движения

Микроволновый датчик движения излучает высокочастотные электромагнитные волны (частота волн может быть различной в зависимости от производителя, обычно она составляет 5,8ГГц), которые отражаясь от окружающих объектов регистрируются сенсором и в случае обнаружения малейших изменений отраженных электромагнитных волн, микропроцессор устройства приводит в действие заложенную в него функцию.

Как работает микроволновой датчик движения?

Работа ультразвукового датчика движения во многом схожа с описанным выше ультразвуковым датчиком движения и основана на взаимодействии микроволновых волн с материалом и использовании эффекта Доплера — изменение частоты волны, отраженной от движущихся объектов. Само название «микроволновый» говорит о том, что он работает в диапазоне сверхвысоких частот, его длина волны в приблизительном диапазоне от одного миллиметра до одного метра.

Когда в зоне обнаружение микроволнового датчика движения появляется перемещающийся токопроводящий объект, это регистрируется им и сразу поступает сигнал на выполнение встроенной в него функции.

Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения:

— Имеет более высокую стоимость относительно датчиков других типов с аналогичными показателями

— Возможность ложных срабатываний, из-за движений вне необходимой зоны наблюдения, за окном и т.п.

— СВЧ излучение небезопасно для здоровья человека, необходимо выбирать микроволновые датчики движения с малой мощностью излучения. Согласно заключениям организаций, изучающих влияния СВЧ излучения на организм человека (Всемирная Организация Здравоохранения, Международная Комиссия по Защите от Неионизирующего Излучения и некоторых других), безопасным для человека является непрерывное излучение с плотностью мощности до 1 мВт/см2.

Преимущества микроволновых датчиков движения:

— Датчик способен обнаруживать объекты за разнообразными диэлектрическими или слабо проводящими ток препятствиями: тонкими стенами, дверьми, стеклами и т.п.

— Работоспособность датчика не зависит от температуры окружающей среды или объектов

— Микроволновый датчик движения способен реагировать на самые незначительные движения объекта

— Датчик обладает более компактными размерами

— Может иметь несколько независимых зон обнаружения

Комбинированные датчики движения

Принцип действия комбинированных датчиков движения

Комбинированные датчики движения совмещают в себе сразу несколько технологий обнаружения движений, например, инфракрасный датчик и микроволновой. Это наиболее удачное решение если требуется наиболее точное определение перемещений в зоне действия датчика. Несколько параллельно работающих каналов обнаружения движений, делают работу такого датчика максимально продуктивной, ведь они дополняют друг друга, замещая недостатки одних технологий – достоинствами других.

Датчик движения — какой выбрать? Обзор лучших моделей, а также инструкция как подключить и настроить своими руками

Датчик движения служит для автоматического включения света в доме. Он обнаруживает объект, движущийся в помещении и подает сигнал для включения света. В быту очень удобно использовать такие приспособления.

Краткое содержимое статьи:

Что такое датчик движения и зачем он нужен?

Датчик движения – специальный волноискатель, работающий от электричества. Он улавливает движения в помещении. То есть, любой движущийся объект попадая в зону охвата датчика движения, активирует сенсорную систему, которая передает его к присоединённому механизму к ней механизму.

Прибор не навредит вашему здоровью и существенно сэкономит электроэнергию, а значит и деньги, которые вы могли за него отдать.

У данного приспособления имеются множество плюсов:

Установив датчик движения в каком-либо складском помещении, облегчит вашу жизнь. Как правило, в таких помещениях выключатели находятся достаточно далеко от входа. Это значит, если в помещении творческий беспорядок, вы легко можете получить травму, споткнувшись через какой-либо предмет.

Многофункциональность один из главных преимуществ датчиков движения. Он не только компактен и идеально подойдет для любого интерьера, а также может быть беспроводным, что удобно. Датчик движения можно использовать в различных целях, будь то открытие ворот или сигнализация.

Типы датчиков движения

Сейчас существует несколько видов датчиков движения. Перед покупкой стоит немного разобраться в характеристиках данных приборов. Их большое количество, чтобы каждый мог выбрать прибор подходящий под определенные требования.

Датчики движения делятся на некоторые типов, в зависимости от места, где он находится:

• Тип внутренний. Такой вид датчиков находится в помещении. Установить его можно в абсолютно любом месте дома или квартиры.
• Тип внешний. Такой прибор работает на расстоянии от 100 до 500 метров. Обычно их устанавливают во дворе дома или на обширных участках различных производств.

Установка, как и приборы делится на два типа:

• Потолочный тип установки. Такой сигнализатор монтируют в потолок. Как правило, он работает на все 360 градусов.
• Настенный или, другое название – угловой тип установки. Преимущество считается меньший угол разора, так сокращается количество ложных реагирований.

Питание сигнализатора делится на несколько видов:

Проводной тип питания – на протяжении всего времени эксплуатации работают хорошо, почти как новые. Это происходит из-за того, что электроэнергия передается по проводам. У сигнализатора имеется минус – он отключается, в случае отсутствия электричества.

Автономный или беспроводной тип питания. Он работает от одного или нескольких аккумуляторов, которые заранее встроены. Более современные модели питаются солнечным светом. Однако столь экологичный вариант требует контроля электроэнергии. Ее не должно быть слишком мало, или слишком много.

Установка

Датчики также отличаются установкой. Есть внешние или накладные, а также приборы, которые встраиваются. Первые легки в монтировании, к ним нужно лишь подвести электропроводку. У второго типа главным плюсом является возможность изготовления под интерьер и общий дизайн комнаты.

Чтобы лучше понять, как он выглядит, стоит посмотреть фото таких датчиков движения. Благодаря данному преимуществу датчик можно спланировать еще на стадии разработки проекта всего дома. Оба вида отличаются друг от друга принципом работы.

Датчик движения ультразвуковой

Работает он достаточно просто. Волны, которые исходят от движущего предмета, считывает встроенный волноуловитель. Данный вид датчиков долго служит и он удобен в использовании. Цена на ультразвуковой датчик приемлема, а также он устойчив к окружающей среде.

Однако, у него имеются некоторые недочеты:

• Часто не реагирует на медленно движущийся объект.
• Негативно действует на животных поэтому, если у вас есть домашние любимцы не стоит выбирать датчик данного типа.

Датчики инфракрасные

Такие приборы реагируют на тепло исходящее от движущегося объекта, далее включается свет. Выполнение данного действия напрямую зависит от количества лампочек, которые встроены в систему. Чем больше ламп, тем больше территории охватывает прибор.

Такой датчик устанавливать на кухне не желательно, т.к. там перепады температур, а как вы уже знаете эти приборы не любят смену температуры.

Датчик является безвредным для животных и людей. Прибор настаивается под ваши требования угла обзора и чувствительности. Датчики этого типа отлично работают, как в помещениях, так и на улице – это определенно плюс. К инфракрасным датчикам относятся датчики движения 12 вольт.

Минусы инфракрасных датчиков:

• Реагируют на тепловые волны от техники, которая находится в комнате.
• Осадки и солнце воздействуют на инфракрасные датчики.
• Не реагирует на предметы, которые не излучают тепло.

Принципы работы датчиков движения

Принцип работы датчика движения достаточно прост. В то время, когда на территории обзора датчика движения появляется движущийся объект, встроенный обнаружитель включит реле и с его помощью электричество передастся к лампочкам, тем самым включив свет.

Устройство работает то время, которое вы указываете в настройках. Можно выбрать от 5 секунд до 10 минут. То есть, например, вы поставили таймер в 5 минут, если в течении всего этого времени не будет движения, прибор выключит свет.

Ещё до покупки датчика необходимо определиться с местом его размещения. Именного от этого будет зависеть тип устройства. К примеру, датчик инфракрасного типа не будет реагировать на человека, если он не зашел в помещение. Если же вы хотите, чтобы свет включался при открывании дверей, установите прибор ультразвукового типа.

Как правильно установить датчик движения?

Вы уже знаете, что такое датчик движения, их виды, и как они работают. Теперь давайте поговорим о том, как правильно подключить датчик движения. При размещении прибора обязательно нужно учитывать размеры помещения, где находятся окна и двери. Это все влияет на корректную работу датчика.

Учитывайте данные факторы при монтаже прибора:

• Не должно быть грязи или пыли.
• Какие-либо предметы перед датчиком, в особенности на улице, могут стать причиной срабатывания прибора.
• Если вы устанавливаете сигнализатор с проводкой, ее изоляция должна быть влагостойкой.
• Монтировать датчик рядом или напротив приборов излучающих свет или электромагнитные волны – не лучшая идея.
• Задайте нужный угол и направление, потому что прибор будет реагировать на предметы, которые попадают в зону охвата.
• Подбирать светильники, следует по мощности, берите с запасом в 15%.

Итак, теперь вы знаете все, что нужно о датчиках движения. Я надеюсь после прочтения данной статьи, вы решили для себя, какой датчик движения лучше выбрать.

Фото датчиков движения

«Принцип работы индуктивных датчиков?» – Яндекс.Кью

Чтобы понять принцип работы индуктивного датчика, разберём его составляющие.

Состоит индуктивный датчик:

1. Электромагнитная система → 2. Генератор → 3. Демодулятор → 4. Пороговое устройство → 5. Выходной усилитель

1 – электромагнитная система.
Её также называют чувствительным элементом датчика. Электромагнитная система является частью генератора.
Она представляет собой катушку индуктивности, помещенную в магнитопровод. Чаще всего это круглая ферритовая чашка. Чашки в зависимости от габаритов датчика могут иметь диаметр от 3,3 мм до 150 мм.

С внешней стороны ферритовый сердечник закрыт диэлектрическим колпачком. Его торцевая часть называется чувствительной поверхностью.

Область перед чувствительной поверхностью является зоной чувствительности датчика. Там сконцентрировано магнитное поле. Оно распространяется примерно на половину диаметра датчика.

2 — генератор.
Это та часть электронной схемы датчика, которая вырабатывает электрические колебания. Генератор формирует переменное электромагнитное поле, в сечении напоминающее букву М.
Катушка индуктивности и конденсатор (устройство для накопления заряда и энергии электрического поля) образуют колебательный контур. Генератор вырабатывает незатухающие синусоидальные колебания. При попадании металлического объекта в зону чувствительности датчика в нём образуются вихревые токи. Они создают встречный магнитный поток, демпфирующий колебания контура. Другими словами, происходит затухание электромагнитных колебаний, уменьшается их амплитуда. Чем ближе металлический объект к чувствительной поверхности датчика и чем больше его размер, тем сильнее затухание.

3 — демодулятор или детектор, он же выпрямитель.

Преобразует изменение высокочастотных колебаний генератора в изменение постоянного напряжения.

4 — пороговое устройство сравнивает переданное демодулятором напряжение с заранее установленным порогом срабатывания.
При достижении порога формируется логический сигнал «0 или 1» (т. е. «выключение / или включение»). Таким образом, пороговое устройство преобразует аналоговый сигнал детектора в «цифровой»выходной, его ещё называют дискретным.

В качестве порогового устройства используются как транзисторные, так и микросхемные варианты компараторов и триггеров Шмитта.

Особенностью порогового устройства является то, что пороги переключения из «0» в «1» и из «1» в «0» не совпадают. Это делается преднамеренно для повышения помехоустойчивости датчика. Данное свойство называют гистерезисом.

5 — выходной усилитель увеличивает мощность выходного сигнала до необходимого значения для передачи последующим устройствам.

Выходной усилитель часто называют выходным ключом, так как он оперирует логическими значениями 0 и 1.

В качестве выходного ключа могут использоваться транзисторы разных типов, тиристоры (симисторы), реле электромагнитные, реле твердотельные, оптроны, специализированные микросхемы (интеллектуальные ключи).

Электромагнитная система, генератор, демодулятор, пороговое устройство и выходной усилитель являются основой индуктивных датчиков.

Подытожим:
Принцип действия индуктивного датчика основан на изменении параметров электромагнитного поля при вхождении металлического объекта в зону чувствительности. Эти изменения фиксируются электронной схемой датчика и изменяют его состояние. В результате этого происходит коммутация выходных цепей: размыкание нормально замкнутого, замыкание нормально разомкнутого или переключение контактов.

Инфракрасный датчик движения. Как устроен и работает?

Инфракрасный датчик движения, это прибор в основу функционирования которого положена его способность срабатывать в случаях, когда возникает интенсивное тепловое фоновое излучение. Данные устройства реагируют, когда источник излучения попадает в непосредственную зону действия. Точность работы прибора зависит от места расположения объекта, вызвавшего срабатывание. Важно учесть, что тепловое излучение вырабатывают не только люди, но и животные, и неодушевленные предметы.

Во избежание ложного срабатывания устройство настроено таким образом, что реагирует в случаях, когда объект имеет соответствующую скорость перемещения, а также он непосредственно пребывает в рабочей зоне чувствительного прибора. При возникновении обоих условий датчик срабатывает и происходит передача сигнала к электронной схеме управления. Этот блок комплексной системы выполняет определенную (заранее запрограммированную) задачу в зависимости от возникшей ситуации. В частности, используются конкретные устройства, выполняющие определенные задачи. Среди наиболее активно используемых:

• выключатель освещения
• охранная сигнализация
• регулятор интенсивности освещения
• устройство открывания (закрывания) дверей
• блокировка доступа

Вариантов много и они зависят от особенностей территории либо помещения, где установлена система.

Сфера применения инфракрасных датчиков движения

Современные инфракрасный датчик движения являются высокотехнологичным устройством, способным эффективно работать в различных системах. Потенциала качественных изделий достаточно для использования как в быту, так и в условиях крупных предприятий. Такими устройствами можно оборудовать:

• загородные дома
• лестничные клетки
• торговые точки
• подъезды
• производственные предприятия
• объекты бизнеса
• складские помещения
• офисы
• общественные здания
• различные учреждения

Область эффективного использования приборов практически не ограничена.

   Инфракрасный датчик движения, применение

Важно перед окончательным выбором типа устройства учесть специфику работы системы в конкретном месте. Благодаря активному внедрению датчиков ощутимо облегчается работа охранников, сторожей и людей многих других профессий. Также при определенных условиях достижима полная автоматизация, при которой практически не требуется присутствие человека.

Конструктивные особенности ИК датчиков движения

Инфракрасное излучение, вырабатываемое движущимся объектом, распознается пироприемником. Вторым важным элементом конструкции служит мультилинза. Фактически эта деталь являет собой многочисленные мелкие линзы в одном корпусе. Внешний вид мультилинзы схож с матовым цилиндром, на поверхности которого нанесен мелкий узор. В корпусах датчиков мультилинзы расположены перед пироприемниками.

   Устройство инфракрасного датчика

Наличие множества сегментов в мультилинзах неслучайно. Функция каждой мелкой линзы состоит в фокусировании инфракрасного света на один из пироприемников. Как только перемещающийся объект пропадает из зоны видимости одной мелкой линзы, он фиксируется соседней микролинзой. Соответственно, сигнал улавливается другим пироприемником. Таким способом удалось основательно расширить площадь территории, охватываемой одним датчиком.

На пироприемнике наблюдается попеременное присутствие и отсутствие сфокусированного инфракрасного света, что позволяет электронной схеме датчика срабатывать и приводить в действие определенные устройства.

Чувствительность датчика напрямую зависит от числа используемых в микролинзе сегментов. Каждой парой (микролинза – сегмент) проводится контроль определенного пространства. В результате при перемещении объекта в пределах этого сектора срабатывание устройства не происходит.

   Инфракрасный датчик движения изнутри

Для исключения возникновения помех и во избежание ложного срабатывания системы производители инфракрасных датчиков все чаще отдают предпочтение использованию сдвоенных, а в определенных случаях и счетверенных пироэлементов. Последние модели надежно защищены от ложных срабатываний.

Условия эффективной работы

Для обеспечения эффективности функционирования устройства необходимо строго придерживаться нескольких важных правил.

3. Избегать попадания прямого света от ламп освещения.
4. Позаботиться об отсутствии предметов, препятствующих нормальному обзору датчика в зоне его действия, в частности:
   • высоких предметов мебели
   • колонн
   • люстр
   • подвесных осветительных приборов
   • других предметов, препятствующих работе прибора
5. Наличие стеклянных перегородок снижает эффективность датчика. Стекло блокирует прохождение инфракрасного света, что чревато возникновением «мертвых зон», то есть участков, пребывающих вне зоны действия датчиков.
6. Монтаж приборов необходимо проводить с учетом их радиусов обнаружения. Важно, чтобы все углы в помещениях попадали в зону контроля системы. Если этого не удается достичь, необходимо установить несколько датчиков. Как правило, 2 или 3 хватает для большинства типов помещений.
7. У любой модели имеется собственная диаграмма обнаружения. Когда возможностей одного устройства недостаточно, придется монтировать несколько датчиков, чтобы перекрыть все пространство помещения. При таком варианте расположения происходит «перехлестывание» диаграмм обнаружения отдельных приборов, что основательно повышает эффективность системы в целом.

Дополнительные возможности

Современные модели датчиков прекрасно справляются с основными задачами. Однако, благодаря новейшим разработкам удалось существенно расширить возможности автоматизированных систем. Они не только четко фиксируют любые перемещения в контролируемых помещениях и соответствующим образом на них реагируют, но и способны выполнять многие важные полезные функции.

   Виды инфракрасных датчиков движения

Одной из широкой используемых как в промышленных, так и в бытовых условиях возможностей является мониторинг уровня освещенности. Система определяет место нахождения человека, а также проверяет, достаточно ли в этом секторе освещения. Если показатели отличаются от нормы, происходит включение (выключение) соответствующих источников освещения. Такие системы эффективны не только на различных участках производства и в торговых точках. Их можно активно использовать в подъездах жилых домов, что позволит существенно сэкономить электроэнергию. Хотя подобные приборы несколько дороже от стандартных вариантов, весомое снижение затрат на освещение делает их выгодными в плане материальных затрат.

Как работают датчики — Tech Spirited

Использование датчиков движения со временем увеличило количество коллекторов. Чтобы понять разнообразное использование этих устройств, важно знать, как они работают.

Датчики — это устройства, которые измеряют физическую величину, преобразуют ее в сигнал или стимул и реагируют на нее определенным образом. Существуют различные типы датчиков, от датчиков движения в домашних системах безопасности до датчиков кислорода в автомобилях. Популярность этих технологических чудес в значительной степени объясняется шпионскими фильмами.Хотя многие из нас очарованы этими устройствами, не многие из нас знают, как они работают или как они обнаруживают незначительные движения.

Как работают датчики движения?

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

Одним из самых популярных датчиков, используемых сегодня в различных бытовых приборах, является датчик движения. Также называемые датчиками движения, датчики движения чаще всего используются в коммерческих учреждениях и системах домашней безопасности.Устройство имеет возможность количественно определять движение и предупреждать человека о любом движении в пределах установленного диапазона в окружающей среде. В основном есть два типа датчиков: активные и пассивные. Принцип работы датчика в каждом из этих устройств в определенной степени различается.

Активные датчики, также известные как радарные датчики движения

Эти датчики используют ультразвуковые звуковые волны для отслеживания любого движения в указанном диапазоне. Детекторы излучают ультразвуковые звуковые волны и ждут, пока энергия не отразится обратно.В двери, запитываемой от радарного датчика движения, ультразвуковые звуковые волны излучаются непрерывно. Извещатель закреплен таким образом, чтобы волны покрывали значительную площадь перед дверью. Если кто-то имеет тенденцию стоять перед дверью, волны блокируются его присутствием и отражаются гораздо раньше, чем обычно оговоренное время.

Датчик «улавливает» это изменение нормального режима, и дверь открывается автоматически. Он работает по простому принципу: любое нарушение нормальной структуры волн вызывает необходимое действие.В случае автоматических дверей датчик открывает дверь при нарушении его рисунка. В некоторых случаях нарушение нормальной работы закрывает все выходы, а в некоторых вызывает тревогу.

Пассивные датчики, также известные как пироэлектрические детекторы

Эти датчики считывают изменения уровней инфракрасной энергии в окружающей среде, чтобы обнаружить присутствие любого человека. В основном все живые существа излучают инфракрасную энергию (тепло). Пассивные датчики запрограммированы на обнаружение резких изменений температуры окружающей среды.Изменения уровней энергии обнаруживаются фотодетектором, который преобразует длины волн в электрический ток и передает его на небольшой компьютерный блок, присутствующий в устройстве. Обычно детектор запрограммирован на обнаружение излучения в диапазоне от 8 до 12 микрометров. Детектор включает сигнал тревоги, как только фотодетектор «улавливает» большие изменения уровней инфракрасной энергии в окружающей среде.

Эти датчики со временем становятся лучше. В некоторых датчиках движения, доступных сегодня, ультразвуковые и инфракрасные волны заменены звуком и эхолокацией, при этом звуковые волны излучаются устройством, а их эхо измеряется для обнаружения присутствия человека.

Как работают датчики в АБС?

Внедрение антиблокировочной тормозной системы (ABS) в автомобилях значительно снизило количество аварий и смертельных случаев. Этот механизм ABS также приводится в действие колесными датчиками, которые контролируют скорость колес и отправляют сигналы в модуль управления ABS в формате переменного тока (AC). Когда эти сигналы достигают модуля, они преобразуются в цифровой формат и сравниваются скорости каждого колеса. Если скорость одного колеса не совпадает со скоростью других, модуль АБС определяет, что колесо теряет сцепление с дорогой, и инициирует необходимые действия в виде включения тормоза или антипробуксовочной системы.

В современном мире, когда датчики используются даже в самых основных приборах и устройствах, таких как спринклерная система, важно понимать механизм их работы. Если вы плохо разбираетесь в принципах работы этих датчиков, вы не сможете полностью использовать их потенциал так, как хотите.

.

Как работают химические сенсорные устройства

Независимо от того, как они работают, химические сенсорные устройства, без сомнения, работают на вас. В вашем доме, вероятно, есть хотя бы один детектор радона, дыма или угарного газа, в зависимости от законов вашего штата или страны. Многие датчики радона работают, поглощая сам радон или обнаруживая продукты радиоактивного распада летального газа. Окись углерода, с другой стороны, не является радиоактивным материалом, поэтому детекторы этого газа работают по-другому.Один из наиболее распространенных механизмов этого химического сенсора — это рифф на биологию. Эти детекторы имитируют взаимодействие окиси углерода с гемоглобином в крови, чтобы определить присутствие газа. Еще один распространенный детектор в доме — детектор дыма. В то время как некоторые используют радиоактивные материалы, чтобы помочь уловить дым, большая часть обнаружения в дымовых извещателях происходит из-за физического, а не химического явления, когда частицы дыма вызывают помехи, которые воспринимаются извещателем.

Химические сенсорные устройства также широко используются вне дома.Одно из основных мест, где вы увидите эти устройства в действии, — это поиск биомолекул в медицинских учреждениях. Сенсоры биомолекул — это, по сути, специализированные химические сенсоры. Хотя они обнаруживают такие вещества, как гормоны, все эти вещества тела представляют собой молекулы. В конце концов, эти датчики производятся по многим из тех же руководящих принципов, что и другие химические датчики, — избирательность, чувствительность и портативность.

Объявление

Некоторые из самых портативных датчиков биомолекул, о которых вы, возможно, знаете, связаны с измерениями фертильности: тесты на беременность и тесты на овуляцию.Оба этих химических датчика обнаруживают наличие определенных гормонов в моче. В случае тестов на беременность датчик ищет гормон хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) в моче. Палочка, на которую женщина мочится, содержит антитела, покрытые химическим веществом, связывающимся с ХГЧ. Если биомолекула присутствует, результат теста положительный [источник: Parents Magazine]. Обычно эти химические сенсоры имеют колориметрический компонент, так что когда аналит — в данном случае ХГЧ — связывается, он вызывает изменение цвета сенсора, что делает считывание результатов довольно надежным.

В клинических условиях двумя наиболее распространенными методами обнаружения биомолекул на химической основе являются ELISA (иммуноферментный анализ) и вестерн-блоттинг. В зависимости от размера и типа рассматриваемой биомолекулы и информации, которую они хотят получить о молекуле, ученые и клиницисты часто обращаются к одному из этих методов химического зондирования, чтобы идентифицировать различные аналиты в смесях биомолекул [источники: ThermoFisher Scientific, Mahmood and Yang ].

.

Как работают датчики кислорода, объяснение менее чем за 5 минут

Проверьте свет двигателя

Техническое обслуживание

Датчики кислорода

изготовлены из химически активных материалов, что ограничивает их срок службы. В стороне
из-за механических неисправностей, таких как короткое замыкание нагревательных элементов или физическое повреждение, эти
датчики обычно служат около 80 000 миль. Если двигатель имеет механическую неисправность
например, прокладка головки (охлаждающая жидкость) или проблема, вызывающая расход масла (кольца,
направляющих клапана), это резко сократит срок службы датчика.

СПОНСИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ

При замене кислородного датчика обязательно используйте высококачественный OEM (оригинальный
Производитель оборудования) часть. Более дешевые датчики не такие точные и недолговечные
до тех пор, пока датчик OEM будет, и может вызвать проблемы с производительностью, а также выбросы
проблемы. Утечки вакуума в системе впуска, могут давать ложные показания датчика
и вызывают плохую работу двигателя.

История

По мере развития системы впрыска топлива изменялся и датчик кислорода.Развитие от однопроводной сети
датчик, который заземлен через внешний корпус, к четырехпроводному датчику, который заземлен снаружи
а встроенный нагреватель помогает датчику правильно работать в холодном состоянии. Датчики кислорода
были разработаны для измерения эффективности каталитического нейтрализатора. Поместив
кислородный датчик в выхлопной системе перед преобразователем (первичный или передний)
и один за ним (вторичный или нижестоящий) компьютер может видеть,
сокращает выбросы в соответствии с проектом, при этом настраиваясь на оптимальную производительность.Ранние системы использовали только один первичный датчик и настраивали весь двигатель на основе
на этом показании, в то время как новые системы впрыска топлива используют множество датчиков для оптимизации
система подачи топлива.

Эти ранние датчики должны были нагреться, прежде чем они стали активными, что означает, что они
не работали, пока не достигли рабочей температуры в выхлопной системе.
Будучи чрезвычайно простыми, они работали с основными системами впрыска топлива автомобиля.
время, которое имело чрезвычайно низкую скорость передачи данных (скорость обработки информации
в компьютере) По мере совершенствования технологии датчики также должны были быть улучшены.

.

Биомедицинские датчики: типы датчиков и принцип их работы

Датчики есть везде, будь то инженеры, врачи или кто-либо еще, мы окружены датчиками. Это устройство, которое преобразует сигналы из одной энергетической области в электрическую, которую вы обычно видите в своих домах, офисах, торговых центрах, больницах, например, датчики пожара и дверные датчики, что делает нашу жизнь проще и безопаснее.

Сегодня я собираюсь поговорить об особом типе датчиков: биомедицинских датчиках.Это датчики, которые определяют важные с медицинской точки зрения параметры, которые варьируются от простых физических параметров, таких как частота сердечных сокращений, гальваническая реакция кожи, до движений мышц. Из этой статьи вы узнаете о:

• Примеры и типы биомедицинских датчиков
• Как это работает
• Биомедицинские датчики Seeed

Сегодня я представлю вам 4 типа биомедицинских датчиков, а также биомедицинские датчики Seeed’s Grove. Погодите, теперь вам может быть интересно, что такое Grove?

• Grove — это модульная стандартизированная система прототипирования соединителей.
• При сборке электроники требуется строительный блок. По сравнению с системой, основанной на перемычке или пайке, ее легче подключать, экспериментировать и строить, и она упрощает систему обучения, но не до такой степени, чтобы она становилась тупой.
• Некоторые другие прототипные системы сводят уровень к строительным блокам, но система Grove позволяет создавать реальные системы.
• Вы можете узнать больше о Grove здесь!

Без лишних слов, давайте сразу перейдем к типам биомедицинских датчиков

Датчик ЭМГ

• Известный как электромиография (ЭМГ), это метод оценки активности потенциала действия двигательных единиц в мышечной области.
• По мере того, как электрические сигналы проходят по нервам к нервно-мышечным соединениям, можно измерить изменение электрических потенциалов (напряжения).
• Некоторые современные примеры датчиков ЭМГ, используемых сегодня, относятся к виртуальной реальности и протезам.

Вот наш собственный датчик ЭМГ!

Grove — Детектор ЭМГ

• Детектор Grove — EMG — это мост, который соединяет человеческое тело с электричеством, собирая небольшие мышечные сигналы, а затем обрабатывая их с помощью 2-го усиления и фильтрации.Этот выходной сигнал может быть распознан Arduino и добавлен в систему управления 3,3 В или 5 В.
• В режиме ожидания его выход будет 1,5 В, который будет увеличен до максимального 3,3 В при обнаружении активной мышцы.
• Некоторые особенности нашего детектора ЭМГ:
  • 6 одноразовых поверхностных электродов
  • Кабельные выводы 1000 мм
  • Не требует дополнительного источника питания
  • Разъем 3,5 мм
• Для получения дополнительной информации о его аппаратном обеспечении и установке вы можете кликните сюда!

Датчик GSR

• Известный как кожно-гальванический ответ (GSR), он относится к изменениям активности потовых желез, которые отражают интенсивность нашего эмоционального состояния, также известного как эмоциональное возбуждение.
• Кожная проводимость дает прямое представление об автономной эмоциональной регуляции, поскольку она не находится под сознательным контролем.
• Например, если вы напуганы, счастливы, взволнованы или испытываете какую-либо эмоциональную реакцию, мы испытаем увеличение активности эккринных потовых желез, которую датчик может уловить через электроды и передать на ведущее устройство.

Вот наш собственный датчик GSR!

Grove — Датчик GSR

• Grove — GSR позволяет обнаруживать такие сильные эмоции, просто прикрепляя два электрода к двум пальцам одной руки.
• Это интересный датчик, поскольку вы можете создавать проекты, связанные с эмоциями, например, монитор качества сна.
• Примером использования датчика GSR в настоящее время являются детекторы лжи, в которых также применяется тот же научный принцип.
• Некоторые особенности датчика GSR:
  • Ремешки для пальцев с электродами
  • Возможность определения проводимости кожи
  • Измерение сопротивления людей
• Дополнительные сведения, установка и примеры использования датчика GSR с Arduino и Raspberry Pi, вы можете нажать здесь!

Датчики пульса

• Также известный как монитор сердечного ритма, это устройство для персонального мониторинга, которое позволяет пользователю отслеживать и отображать свой пульс в реальном времени или в исследовательских целях.
• Есть два способа (оптический и электрический), с помощью которых этот датчик контролирует частоту сердечных сокращений:
  • Электрический — состоит из двух элементов: монитора и приемника. При обнаружении сердцебиения передается радиосигнал или кодированный сигнал, который приемник использует для отображения / определения текущей частоты пульса.
  • Оптический — использует свет, проходящий через кожу человека, который затем измеряет количество света, отражающегося обратно. Отражения света будут меняться, поскольку пульсации крови под кожей проходят мимо света, которые затем интерпретируются как сердцебиение.

Компания Seeed предлагает 4 различных типа мониторов сердечного ритма!

Grove — Датчик пульса с зажимом для пальца

• Датчик сердечного ритма Grove с зажимом для пальца основан на PAH8001EI-2G, высокопроизводительном и маломощном оптическом датчике CMOS-процесса с зеленым светодиодом и встроенным DSP, служащим датчиком обнаружения сердечного ритма (HRD).
• Этот модуль основан на оптической технологии, которая измеряет изменение движения крови человека в сосуде.Низкое энергопотребление и гибкий режим энергосбережения делают его подходящим для носимых устройств.
• Поскольку микросхеме датчика сердечного ритма требуется высокая скорость обработки для алгоритма данных сердечного ритма (), этот модуль интегрирует STM32, зарезервированный интерфейс SWD позволяет пользователям перепрограммировать STM32.
• Некоторые особенности этого датчика:
  • Сверхнизкое энергопотребление — Имеет режим энергосбережения при отсутствии движения
  • Гибкое управление скоростью сна
  • Интерфейс I2C
  • Зарезервированный интерфейс SWD
  • Рабочая температура от -20 до 60 ℃
  • Площадь сенсора всего 3.0 x 4,7 мм
• Для получения дополнительной информации, установки и примеров использования датчика ЧСС с Arduino щелкните здесь!

Grove — Нагрудный датчик пульса

• В комплект нагрудного ремня для измерения пульса входят нагрудный ремень и модуль приемника AM 5,3 кГц.
• Комплект для измерения частоты пульса можно использовать для контроля частоты пульса пациентов и спортсменов, при этом результат может отображаться на экране через последовательный порт и сохраняться для анализа.
• Вся система имеет множество преимуществ, например: высокая чувствительность, низкое энергопотребление и портативность.
• Поскольку модули связываются друг с другом через AM, это очень удобно (эффективное расстояние 30 см).
• Некоторые особенности пульсометра на нагрудном ремне:
  • Низкое энергопотребление
  • Беспроводное и удобное использование
  • Встроенная ферритовая антенна
  • Высокая чувствительность
  • Полное соответствие RoHS
• Для получения дополнительной информации установка и примеры использования пульсометра нагрудного ремня вы можете нажать здесь!

Grove — Датчик пульса с ушным зажимом

• Комплект ушной клипсы для измерения пульса содержит ушную клипсу и приемный модуль.
• Может использоваться для контроля частоты пульса пациента и спортсмена.
• Результат можно отобразить на экране через последовательный порт и сохранить для анализа.
• Некоторые особенности датчика пульса с зажимом для ушей:
  • Низкое энергопотребление
  • Удобно в использовании
  • Высокая чувствительность
  • Полностью соответствует требованиям RoHS
• Дополнительные сведения, установка и примеры использования зажима для ушей Датчик сердечного ритма, вы можете нажать здесь!

Grove — Датчик пульса с зажимом для пальца с корпусом

• Grove — Датчик пульса с зажимом для пальца с корпусом основан на PAH8001EI-2G, высокопроизводительном и маломощном оптическом датчике CMOS с зеленым светодиодом и интегрированным DSP, служащим датчиком обнаружения сердечного ритма (HRD).
• Этот модуль основан на оптической технологии, которая измеряет изменение движения крови человека в сосуде.
• Низкое энергопотребление, гибкий режим энергосбережения, корпус и две ленты делают его легко подходящим для ношения на пальце или запястье.

• Он имеет высокую скорость обработки алгоритма данных сердечного ритма с STM32 и зарезервированным интерфейсом SWD, который позволяет пользователям перепрограммировать STM32.
• Этот модуль оснащен корпусом и двумя ремнями, которые позволяют пользователям легко закрепить модуль на пальце, запястье или руке.
• Некоторые особенности датчика пульса с зажимом для пальца:
  • Низкое энергопотребление
  • Гибкое управление скоростью сна
  • Интерфейс I2C
  • Площадь всего 3,0 x 4,7 мм
  • Оборудован корпусом и браслетами
  • Рабочая температура От -20 до 60 ℃
• Для получения дополнительной информации, установки и примеров использования пульсометра с зажимом для пальца щелкните здесь!

Датчик отпечатков пальцев

• Как и оптические датчики, емкостные сканеры отпечатков пальцев создают изображение выступов и впадин, составляющих отпечаток пальца.Однако вместо того, чтобы воспринимать печать с помощью света, конденсаторы используют электрический ток.
• Массивы микросхем крошечных конденсаторов собирают данные об отпечатке пальца, которые при подключении к проводящим пластинам на поверхности сканера можно использовать для отслеживания деталей отпечатка пальца.
• Схема интегратора операционного усилителя используется для отслеживания изменений, когда гребень пальца помещается над проводящими пластинами, что немного изменяет заряд, в то время как воздушный зазор оставляет заряд неизменным.

Вот наш собственный дактилоскопический датчик!

Grove — Датчик отпечатков пальцев

• Этот датчик отпечатков пальцев представляет собой оптический датчик отпечатков пальцев, который упрощает обнаружение и проверку отпечатков пальцев.
• Он содержит мощный DSP-чип AS601, который выполняет рендеринг изображения, вычисление, обнаружение функций и поиск.
• Вы можете зарегистрировать новые пальцы напрямую — во встроенной флэш-памяти можно сохранить до 162 отпечатков пальцев.
• В линзе есть красный светодиод, который загорается во время идентификации, чтобы вы знали его рабочее состояние.
• Это простой в использовании и, безусловно, лучший датчик отпечатков пальцев, который вы можете получить.
• Некоторые особенности этого датчика отпечатков пальцев Grove:
  • Емкость хранения до 162 отпечатков пальцев
  • Рабочая температура от -20 ℃ до 50 ℃
  • Напряжение питания: 3,6 ~ 6,0 В
  • Рабочий ток (макс.): 120 мА
  • Уровень безопасности 3 с ложным принятием и ложным отклонением на 0.001% и 1,0% соответственно.
• Для получения дополнительной информации, установки и примеров использования пульсометра с зажимом для пальца щелкните здесь!

Сводка

Из этой статьи вы узнали о 4 типах биомедицинских датчиков и мониторов, которые вы можете использовать в своих будущих проектах. Вам нужно вдохновение для проектных идей? Вы можете ознакомиться с некоторыми из наших идей по проекту датчиков частоты сердечных сокращений с использованием датчиков Grove здесь!

У вас еще нет биомедицинского датчика? Чего ты ждешь? Вы можете получить его прямо сейчас!

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

.