Датчик холла: принцип работы, типы, применение, как проверить

Базовые параметры датчика движения

Помимо изменяемых параметров у каждого датчика движения существует базовый набор, строго заданный производителем, это:

• Ширина охвата.
• Дальность действия.
• Мощность применяемого светильника.
• Способ установки.

Рассмотрим их особенности более подробно.

Ширина охвата

Современные датчики на движение различаются по углу обзора в широких пределах – от прямого угла до полного круга. Чтобы знать, как правильно настроить его в конкретных условиях, следует прибегнуть к следующим рекомендациям производителя:

• Для общего охвата и расположения на столбе — 3600 по горизонтальной плоскости.
• С той же целью, но на стене — 1800.
• В бытовых условиях достаточно модели с углом по вертикали порядка 200.
• На объектах повышенного контроля и в целях охраны применяются детекторы с шириной охвата в вертикальной плоскости около 1800.

Дальнобойность

Характеристика прибора указывается в метрах и определяет, на каком расстоянии от сенсора должен располагаться движущийся объект для его инициации. Для помещения его значение минимально — от 2 до 5–6 м, для улицы — до нескольких десятков метров. При этом чем дальше зона покрытия, тем выше вероятность ложных срабатываний, так как требуется весьма чувствительный детектор.

Мощность светильника

Датчик движения, как любой электротехнический прибор, способен пропускать тон заданного номинала. Поэтому подключение к нему ограничивается по суммарной мощности. Например, если прибор рассчитан на 100 Вт, к нему можно подсоединить не более двух ламп по 50 Вт или четырех по 25 Вт и так далее.

Способ монтажа

По способу установки и месту применения датчики движения имеют следующие модификации:

• Корпусные. Выпускаются в стандартном виде и оснащаются специальным кронштейном для закрепления на стенке, столбе, потолочной поверхности или иной конструкции.
• Встраиваемые. Изготавливаются в миниатюрной форме с возможностью скрытного монтажа в незаметных местах.

Кроме того, некоторые модели детекторов идут в едином корпусе со светильником. Это весьма удобно в небольших помещениях или общественных местах, когда раздельная установка детектора и лампочки не целесообразна, трудозатратна или не безопасна.

Стандартные характеристики датчиков движения для включения света

Каждый тип датчика отличается индивидуальными параметрами, однако существуют стандартные характеристики, одинаковые для всех устройств. Приборы работают от напряжения 220-240 В при частоте 50 Гц. Таймер задержки находится в пределах от 2 до 8 секунд. Время подачи напряжения можно установить с помощью регулятора. Скорость срабатывания датчика движения для охраны и включения света составляет 0,5-1,5 мс.

Все датчики характеризуются чувствительностью к свету от 2 до 1000 Лк, устанавливаемой на переключателе. Простые модели имеют два режима работы. У дорогостоящих устройств степень освещенности может быть неограниченной.

Диапазон действия прибора достигает 15 м. В комбинированных устройствах данный параметр может быть увеличен. Угол обзора составляет от 20 до 360 градусов. Максимальное значение характерно для потолочных моделей. Настенные приборы имеют угол обзора от 100 до 180 градусов. Значение максимального тока может отличаться у разных моделей, но не превышает 1,5 кВт. Электромагнитное реле определяет мощность нагрузки.

Некоторые модели устройств обладают дополнительными функциями. Для автоматического включения осветительных приборов исключительно в темное время суток прибор может иметь встроенный датчик освещения. Чтобы свет ложно не загорался в случае обнаружения перемещения кошек и собак, датчик движения для сигнализации может быть дополнен опцией защиты от животных. Он не будет срабатывать при появлении особи весом до 25 кг.

Датчики движения для включения света могут монтироваться как отдельно, так и находиться в самом осветительном приборе.

Датчик движения может быть оснащен функцией задержки отключения света. Это весьма удобно для разных ситуаций. Например, если человек зашел в ванную или туалет и некоторое время не двигается, свет при этом сразу не погаснет, что не создаст дискомфорта для глаз в случае игры света.

Как работает микроволновый датчик

В основе принципа работы микроволнового датчика движения лежит радиолокационный метод отправки и приёма сигнала. Устройство непрерывно генерирует электромагнитные волны (частота может варьироваться в зависимости от технических особенностей модели и марки прибора). После прохождения контролируемой зоны происходит отражение от находящихся в ней объектов.

Принятые волны фиксируются сенсором, анализируются на предмет изменений сигнала. При обнаружении несоответствий частоты микропроцессор активирует заложенную в программе функцию: срабатывает световое или звуковое исполнительное устройство, подключенная система (осветительные приборы, сигнализация). Во время работы происходит непрерывное сканирование контролируемого пространства.

Установка датчика присутствия

Итак, у нас есть датчик обнаружения присутствия человека, но где его установить?

Так как такие детекторы могут быть разного исполнения то надо учитывать:

место установки (потолочный или настенный). Настенный прибор лучше размещать над окном, чтобы избежать засветки прибора от солнечных лучей

Для потолочных важно то место, где требуется бóльшая чувствительность;
радиус обзора;
схема питания устройства;
какой объем помещения необходимо взять под контроль;
для внутренних помещений важна постоянная температура, отсутствие пыли и влажности;
для уличного размещения важна защита от погодных условий с большим радиусом охвата.

Крайне нежелательны препятствия на пути волн, в противном случае потребуется установка дополнительных устройств слежения в разных частях помещения.

Также их нельзя размещать вблизи:

• радиаторов отопления;
• кондиционеров;
• лопастных вентиляторов.

Для уличных датчиков желательно наличие навеса с учетом высоты монтажа прибора согласно паспортным рекомендациям.

Как выбрать датчик движения?

Если устройство приобретается для установки в условиях улицы, то необходимо знать:

1. Температуры, при которых возможна эксплуатация прибора: от -35 до +50 градусов, влажность – до 100 %.
2. Класс, к которому отнесена защита устройства.
3. Качество и удобство настройки параметров прибора.
4.  Присутствие антисаботажной функции, которая дает уведомления, если кто-то пожелает сломать аппарат.

Если ДД приобретается для внутреннего пользования, то он может иметь небольшой температурный режим работы, но для него важен имеющийся угол обнаружения: от 180 до 360 градусов.

Перед тем, как приступить к выбору ДД, следует выделить основные параметры:

1. Сфера использования: дома, на улице, в организации.
2. Наличие энергосберегающей функции.
3. Дальность режима срабатывания.
4. Точная настройка параметров включения и выключения датчика.

Советы по выбору:

1. Для квартир, домов лучше всего приобретать инфракрасный датчик обнаружения движения, он не представит опасности для людей, от него не исходят излучения, он экономично расходует электроэнергию.
2. Не рекомендуют использовать ДД с люминесцентными лампочками, предпочтение лучше отдавать светодиодным или обычным.
3. Класс защиты, для уличных вариантов ДД, охранного наклона, должен составлять 65 или 55.

Как установить датчики движения для включения света своими руками

Небольшая мощность датчиков позволяет монтировать их самостоятельно, при известной технике безопасности –отключение электросети, наличие контрольных инструментов (индикаторов). К каждому прибору прилагается схема датчика движения для освещенияи инструкция с описанными этапами подключения. Следуя им, установить и настроить прибор – легко. Итак:

1. Если приобретен датчик со встроенной батареей, то монтаж заключается в правильном выборе места для крепления и собственно, само фиксирование на крепеж к стене или потолку. С приборами, работающими от сети в 220В – работа скрупулезнее.
2. Следует внимательно осмотреть корпус детектора. Литеры L и N означают рабочую и нулевую фазу, соответственно. Соединение со светильником подводится к разъему рабочей фазы – провод зачищается и фиксируется на . Даже если произойдет путаница, порчи прибора не будет, он лишь не заработает.
3. До того как установить датчик движения для включения света, нужно подать напряжение. Если индикатор не загорается, то имеет смысл подождать до 1 минуты – некоторым моделям требуется время на «раскачку». Если все устраивает, датчик крепят к поверхности соответствующим крепежом.

Настройка прибора

Обычно корпус датчика движения имеет ручку настройки с определенной шкалой или несколькими переключателями – от 2 до 4 шт. Они имеют собственные буквенные обозначения и направление вращения. Например:

• LUX. Порог освещенности. Означает количество дневного или электрического света, при котором детектор не работает. Для проверки, его устанавливают на максимум, в дальнейшем по потребностям.
• TIME. Период срабатывания и задержка светового сигнала. По истечении заданного времени, датчик отключается. Если движение продолжилось, прибор вновь включает освещение. Первичная настройка на минимум.
• SENS и MIC. Сенсоры и микрофон – соответственно. Настройки находятся на инфракрасных, ультразвуковых и комбинированных моделях. Первый параметр настраивается на максимальное значение, второй – на минимальное.

Мнение эксперта

Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО “АСП Северо-Запад”

Спросить у специалиста

“Если требуется сделать датчик неприметным, важно заранее выбрать для него место. В случае неправильного положения, прикрывать или маскировать его чем-либо – не рекомендовано. Это снижает чувствительность прибора”

Это снижает чувствительность прибора”

Таблица с картинками к монтажу:

Полезные рекомендации до того как подключить датчик движения для освещения

Для долговечной и, главное, качественной работы, важно соблюсти несколько моментов до подключения датчиков движения для освещенияи после:

1. Пластиковые корпуса приборов – хрупки. Особенной чувствительностью обладает полимерная линза – важный элемент оптики детектора. До монтажа и после с хрупкой системой требуется обращаться бережно.
2. Наружные датчик движения для включения света нередко лопаются на морозе или деформируются от попадания прямых солнечных лучей. Лучше избегать таких мест установки. Равно как и излишней влажности. Если защищенных мест нет, над приборами устанавливают козырьки.
3. Внутренние датчики не располагают рядом с или бытовой техникой с технологией УВЧ, инфракрасным излучением и другими функциями, могущими создавать помехи. Максимальная близость описана в инструкции.
4. Нельзя располагать датчики с лампами накаливания. Эффект будет постоянным, так как нить остывает не сразу, а прибор, рассчитанный на изменение температуры, будет исправно посылать сигнал для активации электричества. «Светомузыка» обеспечена.

Первичная настройка домашнего датчика движения для включения света – не дает гарантии полной безопасности.
Потребуется адаптировать систему полностью под собственный образ жизни – присутствие постороннего человека, а не животных или трепет листьев по ветру. Если полной уверенности в своих силах нет, лучше воспользоваться услугами профессионалов. Они обеспечат надежный результат.

Особенности конструкции инфракрасного PIR датчика

Инфракрасный датчик движения (PIR-датчик) предназначен для регистрации теплового (инфракрасного) излучения предметов, находящихся в рабочей зоне устройства. Основная особенность его конструкции заключается в отсутствии самостоятельного излучения. Датчик движения Arduino лишь реагирует на внешнее излучение, анализируя полученные величины и подавая сигналы на управляющее устройство. Примечательно, что это устройство может выполнять и другие задачи, работая как датчик расстояния или детектор температуры. Существует масса вариантов конструкции, выпускаются различные модели подобных датчиков. Однако, несмотря на внешние различия, все они действуют на едином принципе.

Конструкция

Основным элементом датчика являются высокочувствительные пироэлектрические элементы (сенсоры, пироприемники, пиродетекторы). Они принимают инфракрасное излучение, которое фокусируется с помощью линзы Френеля. В наиболее эффективных моделях датчиков используется два подобных элемента. Если в помещении нет движущихся излучающих объектов, сигналы с обоих сенсоров будут одинаковыми. При любых изменениях появится разница сигналов, так как объект в любом случае сначала будет регистрироваться одним элементом, затем вторым. Если показания обоих пироприемников начинают отличаться друг от друга, значит, в рабочей зоне датчика возникло движение.

Использование двух первичных датчиков позволяет увеличить чувствительность устройства, регистрировать перемещения объектов с разной температурой. Регистрируется совсем незначительная разница показаний обоих сенсоров, что позволяет управлять сложными и тонкими процессами.

Кроме сенсоров, конструкцию датчика составляет фокусирующая линза, детали (микросхема) электронной развязки и контактная группа. На нее подается питание, здесь же имеется управляющий и сигнальный электроды.

Особенности фокусирующей линзы

Конструкция пироэлектрического элемента не позволяет ему принимать инфракрасное излучение с достаточной эффективностью. Для концентрации потока тепловых лучей используется специальная линза. Существует два варианта конструкции:

Линза ФренеляОт обычных линз она отличается более плоской, компактной формой. Поверхность такой линзы разделена на участки, обеспечивающие фокусировку лучей в заданной точке. Эффективность линзы Френеля не уступает традиционным видам, но габариты значительно меньше

Это важно для датчиков, использующихся в технологических линиях, или предназначенных для скрытого монтажа.
Сферическая выпуклая линза.Вся поверхность этой линзы разделена на отдельные сегменты, являющиеся самостоятельными линзами. Такая конструкция увеличивает угол охвата датчика, позволяя с одинаковой эффективностью принимать ИК поток с разных направлений.. Большей популярностью пользуются ПИР-датчики со сферическими линзами, например, модуль HC-SR501

Они способны охватить наибольшее пространство, обеспечить максимальный сектор обзора. Однако, модели с плоскими линзами также пользуются спросом

Большей популярностью пользуются ПИР-датчики со сферическими линзами, например, модуль HC-SR501. Они способны охватить наибольшее пространство, обеспечить максимальный сектор обзора. Однако, модели с плоскими линзами также пользуются спросом.

Где используется

Инфракрасные ПИР-датчики активно используются в разных сферах деятельности:

• технологические линии или установки;
• охранные системы;
• бытовые комплексы, системы умного дома и тому подобное.

ИК датчик подобного типа не создает никакого излучения. Он не может ставить помехи другой чувствительной аппаратуре или оказывать вредное воздействие живым организмам. Благодаря этому, его применение постоянно расширяется. Работа в связке с микропроцессором Ардуино значительно расширяет область применения датчиков, далеко выводя их из привычных рабочих рамок. Появляется возможность увеличения функционала путем подключения фоторезисторов, термисторов и других дополнений. При этом, сами датчики являются вполне самостоятельными устройствами и могут подключаться не только на Ардуино. Существует масса альтернативных вариантов, использующихся в различных областях техники, системах наблюдения и управления. Однако, особенности и преимущества Ардуино делают его наиболее предпочтительным образцом управляющего устройства.

Схема подключения

Используемая схема подключения датчика движения непосредственно зависит от количества установленных в нем контактов. В продаже представлены варианты с двумя или тремя точками присоединения провода. Часть из них используется для питания устройства, а один в целях управления осветительным прибором или контактором, позволяющим подключить к детектору более мощную нагрузку.

С использованием трех проводов

В трех проводном детекторе контакт, помеченный «L» подсоединяется к фазе линии, «N» к ее нулю, «L1» или «A» к управляемому устройству. Второй необходимый для питания лампы или контактора провод берется из общей электрической сети.

Для увеличения чувствительности и охвата пространства датчиков применяют параллельное подключение нескольких из них. Срабатывание любого, приведет к подаче напряжения на потребляющее устройство.

Выключатель S1 на приведенной схеме подключения датчика движения позволяет осуществлять ручной контроль работы осветительных приборов.

«Сквозные», на двух проводах

Схема подключения подобного датчика движения для света достаточно тривиальна, он устанавливается в разрыв линии питания. Зачастую они оснащены собственными батареями, что позволяет уменьшить количество проводки при монтаже устройства. Кроме того, подобные детекторы чаще применяются для охранных систем. Связан этот фактор непосредственно с низкими значениями тока линии в них, что позволяет использовать более тонкие провода. Которые, в свою очередь, проще укладывать в каналы до сигнализирующего оборудования.

Ручные выключатели

Для ручного контроля автоматической системы освещения, монтируется и применяется схема подключения датчика движения к лампочке с использованием обычных выключателей. Один подсоединяется параллельно сенсору и позволяет вручную активировать свет. Второй на разрыв линии питания самого детектора, что дает возможность блокировать его на определенные периоды. К примеру, днем, когда освещение не нужно.

Ручное управление, разрывающее цепь питания всей системы, может быть заменено на автоматику, в виде реле времени или цифрового контроллера. Последний позволяет применять детектор движения, контролирующий освещение, в комплексе аппаратуры относящейся к понятию «умного дома».

Трехпроводная схема подключения датчика движения

Датчики с тремя клеммами обычно используются при конструкции типа ИК-сенсор. Довольно распространенной компанией производителем недорогих инфракрасных датчиков движения является IEK. Без особых проблем можно найти хорошие изделия на Алиэкспресс.

Изделия подороже выполнены по аналогичному принципу, схема подключения светильника с датчиком аналогична для модели датчика от любого производителя. Устройства должны иметь степень защиты IP44 от проникновения твердых объектов более 1 мм и капель влаги. Если же датчик движение нужно вынести за пределы дома, то установка возможно только под козырек.

Если желаете защитить прибор от дождя и снега, ищите модель с пылевлагозащитой IP65 и с температурным режимом для вашего климата. Большинство ИК-сенсоров могут работать только до минус 20 градусов Цельсия.

Для подключения трехпроводного ИК-сенсора движения заводится полноценная фаза и ноль. Для правильной расстановки понадобятся все те же основные 4 элемента:

1. Автоматический выключатель (что в распредщитке).
2. Распредкоробка (в которой основной монтаж).
3. Датчик (к нему подведен провод из распредкоробки).
4. Светильник (второй провод из распредкоробки).

Соединение датчика тремя проводами будет проводится с заводом в распределительный короб трех кабелей:

1. От автомата три жилы: L (фаза), N (рабочий нуль), нулевой защитный или земля (PE).
2. На светильник три жилы, если корпус осветительного прибора из метала.
3. Три жилы на датчик.

Как подключить датчик движения к лампочке с использованием трех жил, детально рассмотрено на схеме.

Нули (N) собираются в одну точку (как в случае с предыдущей схемой). Земля с автоматического выключателя тоже подключается к земле светильника (нулевой привод или PE). На датчик движения с тремя клеммами подается теперь фаза-ноль:

• Две вводных – для питания 220В, обычно подписаны как L (фаза) и N (ноль).
• Один вывод – обозначается литерой А.

Монтаж

Для установки трехжильного датчика движения:

1. Открутите два самореза в корпусе. Клеммы находятся под задней крышкой.

2. Некоторые модели уже выводятся из корпуса тремя проводами разного цвета. По цвету можно определить, что он значит: земля (А) красный, ноль (N) синий, фаза (L) коричневый. Но если крышка открывается без особых потуг, рекомендуется убедится в правильности определенной маркировки лично, глядя на надписи рядом с клеммами.
3. Упрощенная схема подключения датчика движения к лампочке выглядит таким вот образом:
4. Немного наглядности вот на этом рисунке.
5. Можно обойтись без распредкоробки для соединения проводов и все жилы завести прямо в короб датчика, если внутри достаточно просторно и есть собственный клеммник. Фазу-ноль с одного кабеля подали, а с другого фазу-ноль вывели.
6. Выходит упрощенная, но такая же трехпроводная схема, только без распределительного короба.

Настройка и регулировка чувствительности

После успешного подключения светильника с датчиком движения нужно правильно выставить его параметры:

1. На обратной стороне корпуса найдите основные регуляторы. LUX с позициями месяца и солнца отвечает за срабатывание в зависимости от освещенности. Нужно чтобы датчик включался в комнате с окном только когда будет пасмурно или зайдет солнце? Выкрутите регулятор в сторону луны.
2. Вторым регулятором выставляйте время выключения. Задержку можно выставить с нескольких секунд до 5-10 минут.
3. Угол поворота всей сферы позволяет регулировать детектирование животных.

Преимущества и нюансы использования

Чтобы на животных не реагировал датчик, не поворачивайте головку сенсора вниз к полу. Выставите его так, чтобы он захватывал движения на уровне головы (плеч) всех жителей дома. Обычно на этом уровне захват животных не происходит.

Если же нужно, чтобы датчик временно не срабатывал, то головку его направьте в потолок. Таким образом захват перемещения невозможен. Захват движения датчиком зависит от угла наклона. В реалиях максимальное расстояние достигает 9 метров. Но по паспорту может быть выше.

Датчик для детектирования применяет ИК-лучи. Если двигаться от луча к лучу, то устройство замечает активность и реагирует. Когда проходишь прямо на луч, чувствительность сенсора минимальна и прибор может не сразу на вас среагировать.

По этой причине установка датчиков движения проводится не прямо над дверным проемом, а немного сбоку. Например, в углу комнаты.

Недостатки

Минусом трехпроводной схемы подключения датчика движения к лампе является отсутствие включения света принудительно. Если датчик по каким-либо причинам придет в неисправность, начнутся проблемы с корректной его работой. Чтобы этого избежать, рекомендуется в схему добавить выключатель.

Настройка и калибровка акселерометра

Если датчик работает неправильно или с запозданием, например, автоматический поворот экрана притормаживает, то можно попробовать исправить этот дефект калибровкой с использованием специальных утилит. Рассмотрим калибровку датчика с помощью приложения GPS Status & Toolbox, установить которую можно из официального каталога Google Play.

1. Установите приложение и запустите его.
2. Перейдите в меню программы, нажав на три горизонтальные полоски в левом верхнем углу, и выберите пункт «Калибровка акселерометра».
3. Приложение предложит положить телефон на ровную, горизонтальную поверхность и нажать на кнопку «Откалибровать».
4. О завершении процесса приложение сообщит соответствующим уведомлением внизу экрана.

На сегодня во всех смартфонах и планшетах имеется датчик ускорения, даже в самых дешевых моделях, разве что лишь в самых древних аппаратах его может не быть. Можно сказать, что акселерометр – это один из самых важных элементов современных мобильных устройств.