Принцип работы датчика объема и рекомендации по расположению

Как подключить датчик объема

Многие люди сегодня в своих домах и квартирах используют различные технологические устройства, которые в той или иной степени облегчают домашний быт. Особенно часто такие новшества применяются в системах освещения в подъезде или в домашних помещениях. На сегодняшний день одними из приборов, которые нередко подключаются к системе освещения, являются датчики движения и объема.

Сегодня невозможно представить себе ни одну эффективную охранную сигнализацию частного дома без датчиков движения. Нередко такие устройства используются для контроля освещения в помещении, а также в системе умного дома.

Выбор и установка такого оборудования обычно не сопровождается трудностями, если понимать основные принципы и особенности его работы.

Следуя нашим рекомендациям и приведенным схемам подключения вы без особых усилий справитесь с работой.

Подскажите, пожалуйста как подключить датчик объема к StarLine A93 ПО vGK54-M8, если нет отдельного разъема на блоке для подключения объемника. На самом центральном блоке через разъем X8(5 контактый) подключается модуль приемопередатчика в котором расположены датчик наклона/удара. Можно паралельно подключится к этому разъему? Но какая распиновка?

Подробнее: support.starline.

ru

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Датчиком движения называется электронное инфракрасное устройство, обнаруживающее перемещение живых существ и включающее питание освещения и других электронных устройств. Чаще всего такие датчики монтируют для освещения, но могут применяться для других целей, например, включения звуковой сигнализации.

Прибором, сигнализирующим о попытке проникновения в салон автомобиля непрошенных визитеров, служит датчик объема, связанный с автосигнализацией. Ответ сигнализации на сообщения прибора подтверждает правильность настройки системы предупреждения. Выбор по ним велик. В статье разберемся, как правильно выбрать измеритель объема для сигнализации из моделей, предлагаемых торговыми сетями.

Датчик движения – это инфракрасное электронное устройство, которое даёт возможность обнаруживать присутствие и перемещение живого существа и помогает подключать питание приборов освещения и прочих электрических устройств. Как правило, датчик движения применяют для включения осветительных приборов, но также их могут использовать и не только для этого.

Автосигнализация, призванная охранять машину, может стать и причиной головной боли ее владельца. Вряд ли кому-то понравятся бесконечные ложные срабатывания системы, сопровождающиеся истошными криками сирены. Хотя все эти внештатные ситуации имеют… Как установить датчик движения

Когда-то датчики движения использовались исключительно для охраны объектов от возможного проникновения злоумышленников. Сегодня эти приборы находят все большее применение в быту: автоматически включают свет перед гаражом, в комнате, туалете.…

Датчик движения для включения света — устройство, способное обнаруживать перемещения человека или других живых объектов и, соответственно, управлять освещением. С помощью специальных датчиков (тепловых, звуковых и т. д.

) он фиксирует изменения в пространстве и включает, выключает или регулирует степень освещения. Датчик присутствия для включения света, реагирующий на тепло, может зимой даже не «заметить» человека, идущего мимо, если последний очень тепло одет.

Тем не менее он с легкостью зафиксирует любое живое существо в теплое время года.

В статье приведена классификация датчиков обнаружения по типу регистрирующих устройств. Кратко рассмотрены принципы работы радиоволновых, инфракрасных и ультразвуковых сигнализаторов. Также вы узнаете об особенностях монтажа и подключения различных типов датчиков для помещений.

Что такое датчик объема (датчик изменения объема)?

22.03.2010

Датчик объёма реагируют на перемещение предмета в охраняемой зоне. По принципу работы датчики объёма подразделяются на ультразвуковые, микроволновые и инфракрасные.

Ультразвуковые датчики объема на сегодняшний день устарели и применяются редко. Микроволновые датчики объема практически не чувствительны к движению мелких предметов (пыль, насекомые, воздух).

Инфракрасные датчики объема применяются для охраны наиболее часто, это самый распространенный тип датчика объема.

Датчик изменения объема

Другие названия — радарный, радиоволновый, микроволновый датчик.На самом деле это не датчик объема, объем ему безразличен.Очень популярный датчик, уступающий по применяемости разве что шок-сенсору. Правда, порядком поднадоевший.

Прошла странная мода увеличивать радиус предупредительной зоны автомобиля, чтобы каждый проходящий мимо был «обруган» коротким вскриком сирены.Датчик эффективен для дополнительной «перекрестной» охраны салона автомобиля (если вдруг не сработают концевые выключатели дверей или будет разбито стекло, а шок-сенсор не сработает).

Сквозняк, который может вызвать срабатывание ультразвукового датчика, микроволновый датчик не беспокоит, если конечно этот ветер не поднимет лист бумаги или полиэтиленовый пакет, лежащий в салоне.Многое зависит от правильности установки такого датчика, здесь правила довольно строгие, в отличие от шок-сенсоров и других датчиков.

Микроволновое излучение не проникает сквозь сплошные металлические плоскости и ячеистые поверхности, размер ячейки которых меньше подчиняющихся правилу решетки Фарадея.Обычно, в инструкциях к датчику указаны оптимальные места установки, и умничать в этом случае установщику не советуем.

Разработчик знает и диаграмму направленности зоны чувствительности и другие особенности своего датчика, лучше довериться его рекомендациям.

Принцип действия датчиков объема бывает разный.

Одни датчики выдают небольшое количество микроволнового излучения, и тут же переключаются на прием, слушать отклик окружающего пространства, почти как настоящая радарная система.

Другие используют близлежащее пространство как поле некого конденсатора, включенного в колебательный контур высокой частоты, и любое изменение емкости этого пространственного конденсатора влечет либо срыв генерации, либо изменение частоты. Контур постоянно подстраивается на грань срыва генерации, таким образом, достигается требуемая чувствительность.

Правда, к срыву генерации может привести и атмосферный разряд, и излучение микроволновой кухонной печи на несколько десятков метров, но это уже дело схемы анализа.Ранние микроволновые датчики работали ненадежно, часто беспокоили владельцев, поскольку аналоговые средства не позволяли надежно фильтровать события.

С засильем микроконтроллеров ситуация изменилась, ложные срабатывания стали большой редкостью. Конечно, многое зависит от того, кто писал программу для микроконтроллера, но российских датчиков на рынке много и почти все они ведут себя очень достойно.

Некоторые образцы разработанных в России датчиков объема можно назвать просто эталоном того, каким должен быть таковой датчик, это очень отрадно. И напротив, датчики родом из Азии, хоть и продаются с гордым названием «цифровой» и действительно содержат внутри контроллер, настроить тяжело, если только не «загрубить» его до порога почти полной нечувствительности. 

Так же рекомендуем прочитать Вам интересную статью Щетки стеклоочистителя

Датчик измерения объема салона автомобиля

Главная страница » Обслуживание » Датчик измерения объема салона автомобиля

Датчик объема — это устройство, реагирующее на движение в определенном пространстве. Оно надежно защитит автомобиль от проникновения злоумышленника.

Принцип работы

Есть три основных принципа работы датчика объема:

1. Емкостный. В этом случае пространство играет роль диэлектрика между обкладками своеобразного конденсатора, включенного в колебательный контур. Появление постороннего движущегося предмета меняет емкость этого конденсатора, что приводит к изменению частоты в колебательном контуре. Эта схема требует цифровой фильтрации, чтобы исключить ложные сработки, например, от грозовых разрядов.
2. Активный радарного типа. Сенсор посылает короткий пакет высокочастотных колебаний и «прослушивает» пространство, ловя отраженный сигнал, как это делает радиолокатор. Схема позволяет реализовать двухзонный уровень защиты — внутри салона и в непосредственной близости от машины. Однако распространение высокочастотных излучений зависит от «прозрачности» окружающих материалов. К примеру, загрязненные или залитые дождем стекла могут привести к ложной сработке сигнализации.
3. Пассивный детектор. Этот тип отличается тем, что не генерирует локаторных сигналов, а детектирует инфракрасное (тепловое) излучение движущихся объектов.

Преимущества

Преимущества датчиков объема для авто связаны с тем, что их гораздо труднее нейтрализовать, чем шок-сенсоры и другие традиционные устройства. «Объемники», как правило, размещаются в центре салона и, чтобы добраться до них, злоумышленнику придется войти в зону сработки. Другим преимуществом девайсов является их более высокая чувствительность по сравнению с традиционными сенсорами.

Недостатки

К недостаткам объемников относится:

• сложность настройки;
• высокая стоимость;
• чувствительность к погодным условиям (дождю или низким температурам).

Последнее приводит к большей вероятности ложных сработок зимой.

На видео — демонстрация работы датчика объема. Снято каналом AvtoGSM.

Производители и характеристики

В России автомобильные сигнализации на основе датчиков объема представлены в основном китайскими и российскими производителями. При этом автовладельцы отдают предпочтение именно отечественным моделям. Азиатские изделия сложны в настройке и довольно капризны в российских условиях.

Сигнализации, выпущенные ведущими российскими производителями, обладают:

• высокой надежностью;
• дают минимум ложных сработок;
• легко монтируются даже усилиями самого автовладельца.

Старлайн внедрили усовершенствованные датчики объема с регулируемой чувствительностью, а также выполнили переход с аналоговых систем на цифровые. Такие чипы позволили повысить уровень фильтрации сигналов от «объемников» и сократить количество ложных сработок.

Изделия Старлайн имеют следующие преимущества:

• не реагируют на насекомых;
• не боятся изменения температуры и выпадения росы;
• некоторые модели используют многоуровневый принцип: первый сигнал — предупреждающий, второй — включает все системы защиты.

Разновидности

По принципу действия датчики относятся к двум типам:

• активные (ультразвуковые и микроволновые);
• пассивные (инфракрасные).

СВЧ-датчикИнфракрасный датчикУльтразвуковой датчик

Микроволновые

Работают по принципу радара, излучая электромагнитные волны сверхвысокой частоты (до нескольких гигагерц).

Преимущества:

1. Способны обнаруживать движущиеся предметы не только в открытом пространстве, но и за перегородками из диэлектрика, в частности, за автомобильными стеклами. Это позволяет создавать двухзонные системы защиты.
2. Работа сенсора не зависит от температуры окружающего воздуха или движущегося предмета.
3. Чувствительность датчика позволяет фиксировать самые незначительные перемещения объектов.
4. Компактны и удобны для скрытной установки.

Недостатки:

• высокая цена по сравнению с другими типами датчиков;
• опасность СВЧ-излучения для живых организмов, в том числе и человека;
• возможность ложной сработки при движениях объектов за границами зоны контроля.

Инфракрасные

Инфракрасные сенсоры позволяют детектировать движение объекта, температура которого отличается от температуры окружающей среды. В частности, человека или теплокровного животного.

Преимущества:

• точность настройки параметров обнаружения;
• регистрирует только объекты, имеющие собственную температуру;
• безопасен для людей и животных, так как не излучает никаких волн, работая только на прием.

Недостатки:

• возможность ложных срабатываний из-за случайных перепадов температуры, в том числе струи более теплого, чем окружающая среда, воздуха из кондиционера или системы отопления;
• прямой солнечный свет и осадки создают серьезные помехи в работе;
• существуют материалы, экранирующие тепловое излучение, чем могут воспользоваться злоумышленники.

Ультразвуковые

Сканируют окружающее пространство звуковыми волнами высокой частоты, находящимися за пределами слышимости человеческого уха. В природе этот механизм используют летучие мыши.

Преимущества:

• сравнительно низкая цена;
• не зависят от изменения температуры среды или объектов, хорошо работают даже в неблагоприятных метеоусловиях — высокой влажности, запыленности;
• способность к обнаружению объекта не меняется в зависимости от его материала.

Недостатки:

• многие животные, в частности, собаки слышат ультразвук и впадают в беспокойное состояние;
• невелика дальность действия;
• сенсор не будет реагировать на медленные плавные движения.

Эти недостатки не являются критичными благодаря тому, что датчики объема используются не как основной, а как дополнительный охранный контур. А вероятность одновременной ложной сработки «объемников» и других устройств практически равна нулю.

Установка

Установка датчика объема для автосигнализации доступна даже неспециалисту. Обычно устройство размещается в центре салона автомобиля — в районе ручного тормоза.

Подключение датчика к охранной системе производится в соответствии со схемой сигнализации. Возможен также вариант подсоединения «объемника» к автономной сирене через реле, которое выполняет роль усилителя сигнала. Маркировка проводов датчика: красный — плюс, черный — масса.

В процессе выполнения работ потребуются:

• бокорезы;
• двусторонний скотч или несколько саморезов;
• отвертка;
• изолента.

Порядок установки и подключения:

1. Выбирается место, где датчик объема будет менее всего заметен для посторонних.
2. Девайс фиксируется на двухсторонний скотч или саморезы.
3. Если в блоке управления сигнализации есть соответствующие разъемы, контакты датчика подключаются к ним.
4. Если разъемы для подключения объемника отсутствуют, сенсор подключается параллельно с датчиком удара.
5. После установки, в соответствии с инструкцией, настраиваются зоны предупреждения и тревоги.

Демонтаж

Процедура заключается в отсоединении датчика от сигнального блока и последующем его снятии. Демонтаж прибора прост и не вызывает каких-либо вопросов.

Видео «Тестирование датчика объема»

На видео показано тестирование датчика объема в открытом кабриолете. Снято каналом p307 cc.

У Вас остались вопросы? Специалисты и читатели сайта AvtoBEZ.com помогут вам, задать вопрос

Принцип работы индуктивных датчиков перемещения

Предлагаем Вам ознакомиться с физическими основами работы индуктивных датчиков перемещения производства компании RDP Electronics Ltd (United Kingdom), с их основными параметрами, преимуществами и сферами применения.

Сам термин LVDT (Linear Variable Differential Transformer) — означает линейный дифференциальный трансформатор с переменным коэффициентом передачи.

Рассмотрим принцип работы датчиков на LVDT технологии.

Первичная возбуждающая обмотка
Вторичная обмотка 1
Вторичная обмотка 2
Результирующий сигнал от суммы вторичных обмоток

В принципе имеется две схемы работы — с выходным напряжением и выходным током.

Схема работы с выходным током (4-20мА)

Схема работы с выходным напряжением

Рассмотрим более детально сам процесс измерения перемещения.

Датчик перемещения, работающий по технологии LVDT, состоит из трех обмоток трансформатора — одной первичной и двух вторичных. Степень передачи тока между первичной и двумя вторичными обмотками определяется положением подвижного магнитного сердечника, штока. Вторичные обмотки трансформатора соединены в противофазе.

При нахождении штока в середине трансформатора, напряжение на двух вторичных обмотках равны по амплитуде, а т. к. они соединены противофазно, суммарное напряжение на выходе равно нулю — перемещения нет.

Если шток перемещается от серединного положения в какую либо сторону — происходит увеличение напряжения в одной из вторичных обмоток и уменьшение в другой. В результате суммарное напряжение будет не нулевым — датчик будет фиксировать смещение штока.

Соотношение выходной фазы сигнала по сравнению с фазой возбуждающего сигнала дает возможность электронике понять, в какой части обмотки находится в данный момент шток.

Основная особенность принципа работы индуктивных датчиков перемещения состоит в том, что прямой электрический контакт между чувствительным элементом и трансформатором отсутствует (связь осуществляется через магнитное поле), что дает пользователям абсолютные данные по перемещению, теоретически бесконечную точность разрешения и очень долгий срок службы датчика.

Особенности схемы работы с выходным током — т. к. цепь генератор/демодулятор встроена в сам датчик перемещения и питается от выходного тока 4-20 мА, то нет необходимости во внешнем оборудовании для формирования сигнала.

Особенности схемы работы с выходным напряжением — цепь генератор/демодулятор, встроенная в датчик перемещения обеспечивает возбуждение и преобразует сигнал обратной связи в напряжение постоянного тока. При этом так же не требуется внешнее оборудование для формирования сигнала.

Особенности измерения выходного сигнала.
1) Если выходное напряжение измеряется не фазочувствительным (среднеквадратичным) вольтметром, то отклонение штока в любую сторону от центрального положения в трансформаторе датчика будет соответствовать увеличению выходного напряжения.

Заметим, что кривая не касается горизонтальной оси. Это происходит из-за остаточного выходного напряжения.

2) Если используется фазочувствительная демодуляция, то по выходному сигналу можно судить, в какой части трансформатора находится шток в данный момент.

Для формирования сигнала всегда используется фазочувствительная демодуляция, т.к. это исключает влияние на выходной сигнал остаточного выходного напряжения и позволяет пользователю знать положение штока в трансформаторе.

Диапазон линейности индуктивного датчика перемещения.
Если мы рассмотрим выходную кривую вне механического диапазона типичного LVDT датчика, то можно заметить, что на краях диапазона кривая изгибается. Это значит, что механический диапазон существенно шире линейного участка работы.

При калибровке датчика, важно, что электрическая нулевая точка используется в качестве ссылки, и что датчик используется в пределах ± FS (полного диапазона) вокруг электрического нулевом положения.

Если проводить калибровку не беря за основу точку ноля вольт, одно из положений полного диапазона будет за пределами линейного диапазона и, следовательно, может привести к ошибке линейности.

Типы индуктивных датчиков перемещения

Тип 1 — несвязанные преобразователи, которые имеют якорь, который отделен от тела корпуса. Части датчика должны быть установлены таким образом, что якорь не прикасался к внутренней трубке корпуса. Сделав это, можно получить абсолютное отсутствие трения при движении чувствительного элемента датчика.

Тип 2 — монолитные преобразователи, которые имеют тефлоновый подшипник, который направляет якорь (шток) по внутренней трубке.

Тип 3 — монолитные преобразователи с возвратной пружиной, которая толкает якорь (шток) наружу.

Внутреннее строение типичного индуктивного датчика перемещения LVDT

Преимущества индуктивных датчиков перемещения LVDT

1. Преимущества над линейными потенциометрами (POTS).

• Не имеют контакта корпуса и внутренних деталей с чувствительным элементом, что означает, что нет никакого износа при движении штока. POTS датчики имеют контакт с чувствительным элементом и могут быстро изнашиваются, особенно под воздействием вибрации.
• Можно легко обеспечить защиту от влаги и пыли на требуемом уровне, даже стандартные версии LVDT датчиков обычно имеют гораздо лучший уровень защиты от внешний воздействий, чем POTS.
• Вибрация не вызывает влияния на пропадание сигнала, в отличие от POTS, где скользящий бегунок может прервать контакт с проводником при вибрации.

2. Преимущества над магнитострикционными датчиками.

• Не восприимчивы к ударам и вибрации.
• Менее восприимчивы к паразитным магнитным полям окружающей среды.
• Система формирования сигнала может быть удалена от чувствительного элемента на некоторое расстояние, что позволяет использовать датчики при работе с высокой температурой и высоким уровнем радиации.
• Магнитострикционные датчики не имеют короткого штока ±100мм или менее, а это как раз наиболее востребованный диапазон технического применения датчиков перемещения.

3. Преимущества над кодерами (датчиками положения).

• Имеют лучший аналоговый частотный отклик.
• Имеют более прочный корпус.
• Сразу после включения «знают» положение штока, в отличии от кодеров, которым надо указывать постоянную ссылку на известное положение.

4. Преимущества над переменными векторными резистивными преобразователями (VRVT)

• LVDT датчики как правило более дешевы.
• Имеют меньший диаметр корпуса.
• Более прочные и не изнашиваются.
• Могут использоваться значительно дольше.

5. Преимущества над линейными емкостными датчиками

• LVDT датчики как правило более дешевы.
• Менее восприимчивы к внешним условиям эксплуатации.
• Значительно более прочные.

Особенности индуктивных датчиков перемещения LVDT

• Максимальная рабочая температура 600°C.
• Минимальная рабочая температура –220°C (для справки, температура жидкого азота -196°C, температура жидкого гелия -269°С). 
• Могут работать при уровне радиации 100,000 рад.
• Могут работать при давлении 200Бар.
• Могут работать под водой, при этом вода может попадать внутрь датчика не причиняя ему вреда. Существует специальная серия подводных датчиков, которые могут без тех. осмотра работать под водов в течении 10-ти лет, работать под водой на глубине до 2,2км. Кабельные разъемы могут подсоединяться так же под водой.

Основные сферы применения LVDT датчиков

Промышленные измерительные системы

• Регулирующие вентили — везде, где существуют регулирующие вентили индуктивные датчики перемещения могут быть использованы для контроля положения штока вентиля. Особенно, где есть ответственные участки работы, например, в клапанах пара для турбин на электростанциях.
• Контроль положения шлюзов — погружные датчики перемещения подходят для измерения положения шлюзов в водохозяйственных и канализационных системах.
• Измерение зазора между валками.Для поддержания равномерной толщины проката зазор между валками часто измеряется на обоих концах.
• Контроль перемещения штоков вентилей на подводных нефте/газо проводах.
• Контроль работы гидравлических активаторов — измерение перемещения объекта, который передвигает активатор. Благодаря очен высокой износостойкости, данные LVDT датчики перемещения могут выдерживать миллионы циклов перемещения.
• Контроль положения/перемещения режущих инструментов, отрезающих рулонные материалы.
• Измеряет положение/смещение роликов, которые используется для выпрямления полосового проката перед штамповкой.
• Могут быть использованы для динамического измерения размеров (диаметров) рулонов продукта, например, инициировать сигнал к системе управления, когда рулон достигает максимального/минимального размера при наматывании/сматывании материала.

Станки

• Могут быть использованы в испытательных приспособлениях для измерения круглости, плоскостности и т.д. частей машин для анализа качества их изготовления.
• Могут быть использованы для оценки и контроля взаимного расположения компонентов деталей в сборке, когда требуется юстировка/подгонка размеров взаимного расположения деталей.

Авиация/космонавтика

• Могут быть использованы для оценки реакции привода на действие активатора. Например, преобразователь измеряет положение отклонения закрылков крыла самолета при техническом обслуживании. Тут очень важно измерить скорость срабатывания активатора после подачи на него управляющего сигнала, а так же скорость изменения положения закрылков.
• Анализ Ротора вертолетаДатчики LVDT используются на вертолетах, чтобы измерить угол наклона лопастей ротора.
• Могут быть использованы для оценки смещения корпуса двигателя при нагревании.
• Могут быть использованы для измерения смещения (деформации) лопасти турбины при внешнем воздействии.
• Могут быть использованы для измерения отклонения диафрагмы сопла реактивного двигателя.
• Могут быть использованы для испытания крыльев самолетов для измерения их отклонения при нагрузке.

Строительство / Проектирование зданий и сооружений

• Могут быть использованы для измерения вибрации или деформации мостов при изменении трафика движения или порывов ветра.
• Могут быть использованы для измерения смещения грунта при строительстве, контроля оползней и насыпных дамб.
• Могут быть использованы при испытании крупногабаритных строительных конструкций, балок, пролетов моста и т. д. на силовую деформацию.

Автомобилестроение

• Могут быть использованы для контроля смещения корпуса двигателя при его испытаниях.
• Идеальным применением LVDT датчиков может быть тестирование компонентов подвески автотранспорта.
• Могут быть использованы для контроля изготовления прецизионных компонентов.
• Могут быть использованы для настройки компонентов двигателя, таких как дизельные форсунки.
• Могут быть использованы для тестирования сидений, дверей, педалей и ручек транспортных средств для моделирования продления их срока службы.
• Могут быть использованы для измерения профиля поверхности заготовки, например стекла или других площадных объектов.

Выработка энергии

• Могут быть использованы для измерения биения вала турбины.
• Могут быть использованы для контроля положения главного парового клапана, который регулирует поток пара в турбину. Клапан постоянно корректирует свое положения для поддержания постоянной скорости вращения турбины. LVDT датчики идеально подходят для работы в зоне высоких температур, грязи и постоянной вибрации.
• Могут быть использованы для контроля положения перепускного клапана. Когда откроется перепускной клапан, датчик может испытать температуру 200°C.

Виды датчиков движения и их применение

Изначально, основным направлением применения датчиков движения, было обеспечение безопасности и контроль территории.

Со временем такую полезную функцию как детекция движения стали применять и в «мирных» целях, системы «умный дом» широко применяют эти устройства для автоматического включения освещения, к примеру.

Содержание:

Для наиболее эффективного использования детекторов в различных сферах применения необходимо разобраться в принципах обнаружения и технических характеристиках типичных моделей.

Детекторы могут быть однопозиционные, где в одном моноблоке сосредоточены элементы обнаружения, обработки и передачи сигнала. Преимущественно это пассивные датчики движения.

Двухпозиционные – активные датчики, где один модуль продуцирует, а другой улавливает ИК-излучение. Обычно используются для контроля периметра, реже для контроля пересечения проходов, проездов.

Ультразвуковые детекторы

Принцип обнаружения заключается в сканировании окружающего пространства волнами ультразвукового диапазона колебаний.

Частота звуковой волны в зависимости от модели генератора колеблется в диапазоне от 20 до 60 кГц. Волны отражаются от окружающих статичных объектов, поступая в детектор не вызывают тревоги.

Если же объект будет двигаться, то отраженные волны изменятся под эффектом Доплера, что и зарегистрирует детектор, включив сигнализацию.

Детекторы движения на ультразвуке не зависят от влияния освещенности и температуры окружающей среды и объекта, имеют хорошую работоспособность при высокой влажности и запыленности.

Имеется ряд недостатков: небольшая дальность сканирования, низкая чувствительность. Срабатывание датчика происходит от довольно резкого перемещения, плавные и медленные движения могут его обмануть.

Дополнительной проблемой может служить наличие домашних животных, которые слышат ультразвук, следует специально настраивать частоты вне раздражающего порога.

Микроволновый детектор

Его действие так же связанно с эффектом Доплера, но в качестве сканирующего излучения выступают электромагнитные волны со сверхвысокой частотой около 5,8ГГц.

К преимуществам СВЧ датчиков можно отнести способность обнаруживать токопроводящие объекты за диэлектрическими препятствиями – деревянными дверьми, стеклом, тонкими кирпичными стенами и т. п.

Работоспособность не зависит от температуры, освещенности и влажности воздуха. Датчик очень чувствителен и реагирует на весьма незначительные колебания. Несмотря на более компактные размеры устройства, оно может иметь несколько зон сканирования не связанных между собой.

Но у устройств подобного типа есть несколько существенных недостатков. Одним из главных является небезопасность для здоровья человека. Такие датчики имеют более высокую стоимость при сопоставимых параметрах обнаружения, и большое количество ложных тревог.

Инфракрасные – пироэлектрические датчики

Принцип обнаружения ИК детектора – улавливание динамического температурного изменения в поле сканирования.

Каждый объект имеет определенную температуру, датчик с помощью ИК-излучения, сфокусированного системой линз Френеля или сегментированных зеркал, определяет его изменение в плоскости или объеме сканирования и перенаправляет на пироэлектрический сенсор, реагирующий на это изменение.

Линз Френеля на пластиковой поверхности, закрывающей пироэлемент, может быть от 20 до 60. В зависимости от их количества линз и их площади определяется ширина сектора сканирования и, частично, чувствительность сканирования.

Устройства, работающие на ИК-излучении, абсолютно безопасны для здоровья человека и домашних питомцев, а уровень совершенствования позволяет настроить дальность и угол обнаружения сканируемой территории.

ИК-детектор имеет довольно высокую вероятность ложного срабатывания, поскольку реагирует на любое динамичное изменение тепла: воздушные потоки от кондиционеров, конвекция от радиаторов отопления.

Точность работы на улице может быть немного снижена из-за влияния солнечного света и осадков. При температуре окружающей среды в диапазоне +250С … +350С, чувствительность еще больше снижается.

Комбинированные устройства

Комбинирование, как и дублирование различных видов обнаружения, существенно снижает количество ложных тревог и повышает общую надежность системы безопасности в целом.

1. Настройка режимов и чувствительности сканирования (перемычками).
2. Настройка дальности сканирования СВЧ модуля.
3. Пироэлектрический сенсор 1.
4. Пироэлектрический сенсор 2.
5. Колодка подключения 1.
6. Индикаторные светодиоды.
7. СВЧ сенсор.
8. Датчик вскрытия корпуса
9. Колодка подключения 2.

По расположению

Потолочные наиболее эффективный вид объемных датчиков движения, способный контролировать все помещение и не имеющий «саботажных» зон.

Настенные и угловые фактически одна и та же модель, имеющая кронштейн для крепления в углу помещения.

Применяются для контроля избранных секторов, которые требуют более точные настройки параметров областей и чувствительности сканирования. Например, зона въезда или пространство перед окном. В таком случае наиболее эффективной формой сканирующего поля будет «шторка».

По месту установки

Уличные – должны иметь вандалостойкий герметичный корпус с уровнем защиты не менее IP65, более совершенный алгоритм температурного анализа, с обязательной функцией автоматической температурной компенсацией.

Внутренние – устанавливаются внутри помещений, особых требований к их прочностным характеристикам нет. Должны имеет широкий диапазон настроек чувствительности, желательно с функцией «иммунитета» на животных.

По способу установки

1. Внутренний, потолочный встраиваемый LUXA 103-360. 2. Настенный встраиваемый Theben Presence-Light 180.

3. >Настенный, уличный накладной Theben SPHINX 105.

Накладные – имеет полноценный корпус, крепится, как правило, к стене. Его основное преимущество, кроме широкой зоны охвата, возможность регулирования направления сканирования пространства. В установке прост и максимально функционален.

Встраиваемые – некоторые модели имеют оригинальное дизайнерское решение, подходящее ко многим типам интерьера, несмотря на ограничения зоны сканирования и наличия закрытых секторов, может довольно эффективно использоваться при грамотном размещении.

Наиболее эффективные встраиваемые потолочные модели.

Способы передачи тревожного сигнала и подключения питания

Проводные детекторы – получают питание и передают информацию по кабелям. Наиболее популярны из-за своей высокой надежности и простоты подключения.

Подключения на клеммных колодках датчика и прибора обрабатывающего сигнал системы безопасности могут несколько отличаться:

Питание черный кабель соединяет минус в постоянном токе, может обозначаться GND, ОБЩ, -12V, «-». Красный — это +12V или просто «+».

Передача сигнала идет через синий и зеленый провода на колодке датчика имеют обозначение Relay, РЕЛЕ, ШЛЕЙФ, OUT. На клеммах прибора может быть несколько таких контактов, в зависимости от того работу скольких внешних детекторов поддерживает система, обозначении могут быть IN_2, IN +.

Резистор на 3,3 кОм – оконечный элемент, должен быть подключен к соответствующей клемме устройства с маркировкой RES/

Контакты TMP, TAMP или ВСКР передают тревожный сигнал при несанкционированном вскрытии устройства.

Беспроводные детекторы движения в свою очередь разделяются на устройства, подключенные к сетям питания и передающие беспроводным способом только тревожный сигнал, и полностью автономные устройства, получающие питание от аккумуляторных или солнечных батарей.

Последние, в большинстве своем, имеют выход для подключения внешнего постоянного источника питания, а на аккумуляторы переходят в аварийных ситуациях.

Беспроводная передача сигнала

Передача по радиоканалу используется в системах безопасности имеющих контрольную принимающую панель и сеть удаленных детекторов движения для контроля территории.

Примером может служить устройство PTX-50, передающий информацию на частоте 433,92МГц на расстояние до 100 м. в пределах прямой видимости.

Он совместим со многими устройствами приема и обработки сигнала СВ32, контрольными панелями Elmes модельного ряда CH4HR, CH8HR, CH20HR.

Передача по GSM каналу – в большинстве своем моноблоки или небольшие системы с центральной панелью с GSM модулем и ограниченным набором детекторов. Используются для удаленного автономного контроля с возможностью быстрого реагирования на нарушение.

Бесконтактные датчики: обзор, принцип действия, назначение. Сенсорный выключатель :

Нередко в электронике находит свое применение такой радиоэлемент, как геркон. Его особенность состоит в способности замыкания контактов при облучении магнитным полем.

Что это означает? Взяв простой магнит или разместив недалеко от геркона электромагнит, можно легко производить замыкание и размыкание контактов этого радиоэлемента.

По своей сути он и является своеобразным бесконтактным датчиком.

Определение понятия

Что же такое бесконтактный датчик? Под ним понимают такой электронный прибор, который регистрирует присутствие определенного объекта в зоне своего действия и срабатывает без каких-либо механических или любых других воздействий.

Бесконтактные датчики применяются в самых различных сферах. Это создание бытовых приборов и системы охраны объектов, промышленные технологии и автомобилестроение. Кстати, в народе данный элемент называют «бесконтактным выключателем».

Преимущества

Среди основных достоинств бесконтактных датчиков выделяют их:

— компактные размеры;

— высокую степень герметичности;

— долговечность и надежность;

— небольшой вес;

— разнообразие вариантов установки;

— отсутствие контакта с объектом и обратного воздействия.

Классификация

Существуют различные типы бесконтактных датчиков. Они классифицируются по принципу действия и бывают:

— емкостными;

— оптическими;

— индуктивными;

— ультразвуковыми;

— магниточувствительными;

— пирометрическими.

Рассмотрим каждый из этих видов приборов отдельно.

Емкостные датчики

В основе этих приборов находится измерение электроконденсаторов. В их диэлектрике и находится тот объект, который подлежит регистрации.

Назначение бесконтактных датчиков такого типа заключается в работе со множеством приложений. Это, например, распознавание жестов. Емкостными выпускают автомобильные датчики дождя.

Такие приборы дистанционно измеряют уровень жидкости в процессе обработки различных материалов и т. д.

Емкостной бесконтактный датчик представляет собой аналоговую систему, работающую на расстоянии до семидесяти сантиметров. В отличие от других типов подобных приборов, он обладает большей точностью и чувствительностью. Ведь изменение в нем емкости происходит всего лишь в несколько пикофарад.

Схема бесконтактного датчика данного типа включает в себя пластины, состоящие из проводящей печатной платы, а также зарядку. В этом случае происходит формирование конденсатора. Причем это будет происходить в любое время либо в проводящем заземленном элементе, либо в каком-то объекте, диэлектрическая проницаемость которого отлична от воздуха.

Такой прибор сработает и в случае появления в зоне действия устройства человека или части его тела, которая будет аналогична потенциалу земли. По мере приближения, например, пальца, изменится емкость конденсатора.

И даже учитывая то, что система является нелинейной, обнаружить возникший в просматриваемых границах посторонний объект для нее не составит никакого труда.

Схема подключения такого бесконтактного датчика может быть усложнена. В устройстве могут быть задействованы сразу несколько независимых друг от друга элементов в направлениях влево/вправо, а также вниз/вверх. Это позволит расширить возможности прибора.

Оптические датчики

Такие бесконтактные выключатели на сегодняшний день находят свое широкое применение во многих отраслях человеческой деятельности, где работает оборудование, необходимое для обнаружения объектов.

При подключении бесконтактного датчика используется кодирование. Это позволяет не допустить ложного срабатывания устройства при постороннем влиянии источников света. Работают подобные датчики и при низких температурах.

В этих условиях на них надевают термокожухи.

Что представляют собой оптические бесконтрольные датчики? Это электронная схема, реагирующая на изменение того светового потока, который падает на приемник. Подобный принцип действия позволяет зафиксировать наличие или же отсутствие объекта в той или иной пространственной области.

В конструкции оптических бесконтактных датчиков имеется два основных блока. Один из них – источник излучения, а второй – приемник. Они могут находиться как в одном, так и в различных корпусах.

При рассмотрении принципа действия бесконтактного датчика можно выделить три типа оптических устройств:

1. Барьерный. Работа оптических выключателей такого типа (Т) осуществляется на прямом луче. При этом приборы состоят из двух отдельных частей – передатчика и приемника, располагающихся соосно друг относительно друга. Тот поток излучения, который испускается излучателем, должен быть направлен точно в приемник. При прерывании луча объектом выключатель срабатывает. Такие датчики имеют хорошую помехозащищенность. Кроме этого, им не страшны ни капли дождя, ни пыль и т. д.
2. Диффузный. Работа оптических выключателей типа D основана на использовании отраженного от объекта луча. Приемник и передатчик такого устройства располагают в одном корпусе. Излучателем направляется поток на объект. Луч, отражаясь от его поверхности, распределяется в различных направлениях. При этом часть потока возвращается назад, где и улавливается приемником. В результате выключатель срабатывает.
3. Рефлекторный. Такие оптические бесконтактные датчики относятся к типу R. В них используется луч, отраженный от рефлектора. Приемник и излучатель такого устройства также располагаются в одном корпусе. При попадании на рефлектор луч отражается, оказывается в зоне приемника, в результате чего и происходит срабатывание устройства. Такие приборы действуют при расстоянии до объекта не более 10 метров. Возможно, их применение для фиксации полупрозрачных предметов.

Индуктивные датчики

В основе работы данного прибора лежит принцип учета изменений индуктивности основных его составляющих – катушки и сердечника. Отсюда пошло и само название такого датчика.

Изменения индукции свидетельствуют о том, что в магнитном поле катушки появился металлический предмет, который изменил его и, соответственно, всю схему подключения, основная функция в которой возложена на компаратор. При этом происходит подача сигнала на реле и отключение электрического тока.

Исходя из этого можно говорить об основном предназначении такого прибора. Его используют для измерения перемещений части оборудования, которое должно быть отключено, если превышены пределы проходимости. Сами датчики имеют границы движения, варьируемые в пределах от одного микрона до двадцати миллиметров. В связи с этим такой прибор называют еще и индуктивным выключателем положения.

Обзор бесконтактных датчиков подобного типа позволяет выделить из них несколько разновидностей. Подобная классификация основана на различном количестве проводов подключения:

1. Двухпроводные. Такие индуктивные датчики подключают непосредственно в цепь. Это наиболее простой, но при этом достаточно капризный вариант. Он требует номинального сопротивления нагрузке. При снижении или увеличении данного показателя работа прибора становится некорректной.
2. Трехпроводные. Подобный вид индукционного датчика является самым распространенным. В таких схемах два провода следует подключить к напряжению, а один – непосредственно к нагрузке.
3. Четырех- и пятипроводные. В этих датчиках два провода подключают к нагрузке, а пятый используют для возможности выбора необходимого режима работы.

Ультразвуковые датчики

Эти устройства находят свое широкое применение в самых различных сферах производства, решая множество задач по автоматизации технологических циклов. Ультразвуковые бесконтактные датчики используются для определения местонахождения и удаленности различных объектов.

Например, они служат для обнаружения этикеток, причем даже и прозрачных, для измерения расстояния и осуществления контроля над передвижением объекта. С их помощью определяют уровень жидкости. Необходимость в этом возникает, например, для учета расхода топлива при выполнении транспортных работ. И это только некоторые из большого количества применений выключателей ультразвукового типа.

Такие датчики довольно компактны. Их отличает качественная конструкция и отсутствие различных подвижных деталей. Это оборудование не боится загрязнений, что достаточно актуально в условиях производств, а также почти не требует обслуживания.

В составе ультразвукового датчика находится пьезоэлектрический обогреватель, являющийся одновременно и излучателем, и приемником.

Данная конструктивная деталь воспроизводит поток звуковых импульсов, принимая его и преобразуя полученный сигнал в напряжение.

Далее оно подается на контроллер, который производит обработку данных и вычисляет то расстояние, на котором находится объект. Подобная технология называется эхолокационной.

Активный диапазон ультразвукового датчика является рабочим диапазоном обнаружения. Это то расстояние, в пределах которого ультразвуковой прибор может «увидеть» объект, и неважно, приближается ли тот к чувствительному элементу в осевом направлении или движется поперек звукового конуса.

В зависимости от принципа работы выделяют ультразвуковые датчики:

1. Положения. Такие устройства используют для исчисления временного промежутка, необходимого для прохождения звука от прибора к тому или иному объекту и назад. Бесконтактные ультразвуковые датчики положения применяют для контроля местоположения и наличия разнообразных механизмов, а также для их подсчета. Используются такие приборы и в качестве сигнализатора уровня различных жидкостей или сыпучих материалов.
2. Расстояния и перемещения. Принцип работы подобных приборов аналогичен тому, который используется в описанном выше устройстве. Разница имеется только в типе того сигнала, который присутствует на выходе. Он аналоговый, а не дискретный. Датчики подобного типа применяются для преобразования имеющихся показателей расстояния до объекта в определенные электрические сигналы.

Магниточувствительные датчики

Эти выключатели применяются для осуществления контроля положения. Датчики срабатывают при приближении магнита, который расположен на движущейся части механизма. Такие устройства обладают расширенным температурным диапазоном (от -60 до +125 градусов по Цельсию). Подобная функциональность позволяет автоматизировать большое количество сложных производственных процессов.

Бесконтактный датчик температуры магниточувствительного типа применяют:

— на химических и металлургических производствах;

— в районах Крайнего Севера;

— на подвижном составе;

— в холодильных установках;

— на автокранах;

— в бульдозерах;

— в снегоуборочных машинах и т. д.

Свое применение они находят в охранных системах зданий, а также для автоматического открывания окон и входных дверей.

Самыми современными и быстродействующими являются магниточувствительные датчики, работающие на эффекте Холла. Они не подвержены механическому износу, так как обладают электронным выходным ключом.

Ресурс таких датчиков практически неограничен.

В связи с этим их применение является выгодным и практичным решением задач по измерению числа оборотов вала, фиксации расположения быстро движущихся объектов и т. д.

При измерении уровня жидкостей широко применяют поплавковые магниточувствительные датчики. Они являются оптимальным вариантом для определения необходимых показателей из-за недорогой цены и простоты конструкции.

Микроволновые датчики

Подобная разновидность бесконтактных выключателей является наиболее универсальным вариантом конструкции, чего позволяет добиться непрерывное сканирование обслуживаемой зоны. При этом стоит иметь в виду, что они находятся в более высокой ценовой категории, чем, например, ультразвуковые аналоги.

Функционирование подобного прибора происходит благодаря излучению электромагнитных волн, имеющих высокую частоту, значение которой несколько отличается в устройствах различных производителей.

Микроволновые датчики настроены на сканирование и приемку отраженных волн. Это позволяет аппарату фиксировать даже самые малейшие изменения электромагнитного фона.

Если это происходит, то сразу же срабатывает система оповещения, подключенная к датчику, в виде сигнализации, освещения и т. д.

Микроволновые приборы обладают повышенной точностью срабатывания и чувствительностью. Для них не являются преградами кирпичные стены, двери и предметы мебели. Данный факт следует учесть при установке системы. Уровень чувствительности прибора может быть изменен с помощью настройки датчика движения.

Применяют микроволновые выключатели для управления внутренним и наружным освещением, устройствами сигнализации, электроприборами и т. д.

Пирометрические датчики

Для организма любого живого существа характерно наличие теплового излучения, которое является пучком электромагнитных волн разной длины. При повышении температуры тела увеличивается и объем излучаемой им энергии.

На основе фиксации теплового излучения работают датчики, которые называются пирометрическими сенсорами. Они бывают:

— суммарного излучения, измеряющими полную тепловую энергию тела;

— частичного излучения, измеряющие энергию ограниченного приемником участка;

— спектрального отношения, выдающие показатель отношения энергии определенных участков спектра.

Бесконтактные датчики-сенсоры чаще всего применяются в приборах, фиксирующих движение объектов.

Сенсорные выключатели

Развивающиеся технологии затронули практически все сферы жизнедеятельности человека. Не обошли они стороной и вопросы обустройства дома. Одним из ярких примеров тому является сенсорный выключатель. Это устройство позволяет управлять освещением помещения с помощью легкого прикосновения.

Сенсорный выключатель сразу же срабатывает даже при самом слабом прикосновении к кнопке. В его конструкцию входит три основных элемента. Среди них:

1. Блок управления, обрабатывающий поступивший сигнал и передающий его нужным элементам.
2. Устройство коммутации. Эта деталь смыкает и размыкает цепь, а также изменяет силу тока, потребляемую светильником.
3. Управляющая (сенсорная) панель. С помощью этой детали выключатель воспринимает сигналы с пульта ДУ или от касания. Самые современные устройства срабатывают при проведении рядом с ними рукой.

Стандартные модели могут:

— включать и выключать свет;

— регулировать яркость;

— контролировать работу отопительных приборов, сообщая об изменениях температуры;

— открывать и закрывать жалюзи;

— включать и выключать бытовые устройства.

Сенсорные выключатели производят различных видов. Конкретная модель выбирается в зависимости от потребностей офиса или жилого дома. Например, желание приобрести и установить сенсорное устройство может возникнуть из-за расположения стационарного выключателя в неудобном месте с невозможностью его переноса.

А может, в доме или в квартире живет человек, подвижность которого ограничена. Порой стационарные выключатели находятся на такой высоте, что недоступны для детей. Решение проблемы потребует выбора определенной модели.

Некоторые хозяева предпочитают устанавливать сенсорные выключатели для изменения яркости света не вставая с кровати и т. д.