PIR-датчик: опис та інструкція щодо з "єднання

PIR-датчик: опис та інструкція щодо з "єднання


У рідкісних випадках сучасні системи сигналізації обходяться без сенсорних компонентів. Саме чутливі датчики дозволяють виявляти тривожні ознаки за тими чи іншими показниками. У системах безпеки будинку такі завдання виконують детектори світла, віконні сенсори удару, пристрої для визначення витоків тощо. Але якщо мова йде про охоронну функцію, то на перше місце виходить PIR-датчик руху, що працює на принципі інфрачервоного випромінювання. Це мініатюрний пристрій, який може і сам по собі виступати індикатором стану обслуговуваної ділянки або входити в загальний охоронний комплекс. Як правило, вибирається другий варіант використання сенсора як найбільш ефективне рішення.

Загальна інформація про датчик

Практично всі датчики руху призначені для виявлення сторонніх у приміщенні. Класична охоронна система передбачає, що сенсор зафіксує факт вторгнення в контрольовану зону, після чого сигнал надійде на пункт управління і далі будуть вжиті ті чи інші заходи. Найчастіше подається сигнал у вигляді SMS-повідомлення на пульт вже безпосередньо охоронної служби, а також на телефон господаря. В даному випадку розглядається один з різновидів таких пристроїв - піроелектричний PIR-датчик, який відрізняється високою ефективністю і точністю. Втім, якість функції таких моделей залежить від безлічі факторів - від обраної схеми інтеграції сенсора в охоронний комплекс до зовнішніх умов впливу на конструкцію з чутливою начинкою. Важливо також зауважити, що датчики руху не завжди використовують як інструмент захисту від зловмисника. Його цілком можна встановити для автоматичного контролю окремих ділянок системи освітлення. У такому випадку, наприклад, прилад буде активізуватися при вході користувача в приміщення і так само вимикатися, коли він його покине.

Принцип роботи

Для розуміння специфіки роботи даного пристрою варто звернутися до особливостей реакцій деяких кристалічних речовин. Використовувані в датчику чутливі елементи забезпечують ефект поляризації в моменти, коли на них падає випромінювання. У цьому випадку йдеться про теплове випромінювання від людського тіла. При різкій зміні характеристик в спостережуваній зоні змінюється і напруженість в електричному полі кристала. Власне, з цієї причини інфрачервоний датчик PIR також називається піроелектричним. Як і всі детектори, такі пристрої не ідеальні. Залежно від умов вони можуть спрацьовувати на помилкові сигнали або не визначати цільові явища. Однак за сукупністю експлуатаційних властивостей у більшості випадків вони виправдовують своє застосування.

Основні характеристики

Головні робочі показники, які повинен враховувати споживач, стосуються радіусів дії пристрою і здібностей до автономної роботи. Що стосується параметрів по діапазонах охоплення, то контрольована зона, як правило, становить 6-7 м. Цього достатньо, якщо справа стосується охорони приватного будинку і тим більше квартири. У деяких моделях передбачається і функція мікрофона - в цій частині також важливо визначити радіус дії, який може досягати і 10 м. Разом з цим PIR-датчик може мати пряме або автономне енергопостачання. Якщо планується організація охоронної системи, то краще купувати моделі з вбудованими акумуляторами, які не вимагають проводки. Далі визначається час, протягом якого пристрій зможе підтримувати свою функцію без дозарядки. Сучасні моделі не потребують великого енергетичного забезпечення, тому в пасивному стані можуть працювати близько 15-20 днів.

Створення пристрою

Корпус датчиків зазвичай виконується з металу. Всередині містяться два кристали - це і є чутливі до термічного випромінювання елементи. Важливою конструкційною особливістю детекторів цього типу є свого роду віконце в металевій оболонці. Воно призначене для допуску випромінювання потрібного діапазону. Така фільтрація якраз і призначена для підвищення точності роботи кристалів. Перед вікном в корпусі також розташовується оптичний модуль, який формує необхідну діаграму спрямованості хвиль. Найчастіше PIR-датчик забезпечується лінзою Френеля, штампованою на пластику. Для обробки вже електричних сигналів і відсікання перешкод використовується і польовий транзистор. Він розташовується біля чутливих кристалів і, незважаючи на завдання відсікання перешкод, в деяких моделях може знижувати ефективність функції кристала.

Система GSM у датчику

Даний опціонал можна назвати зайвим, хоча є чимало прихильників такої концепції. Суть суміщення функції визначення руху за допомогою сенсора і модуля GSM обумовлена прагненням вже до повної автономності пристрою. Як зазначалося вище, датчик зв 'язується з центральним пультом управління, від якого в подальшому виходить сигнал на оперативний охоронний комплекс або на телефон безпосереднього власника. Якщо ж використовується PIR-датчик руху з системою GSM, то відправка тривожного сигналу може здійснюватися моментально в момент реєстрації факту проникнення. Тобто етап переправлення сигналу на проміжний контролер пропускається, що дозволяє виграти іноді кілька секунд. І це не кажучи про підвищення надійності за рахунок виключення додаткових ланок у ланцюгу передачі повідомлення. У чому ж брак даного рішення? По-перше, воно повністю покладається на роботу GSM-зв 'язку, що, навпаки, знижує надійність системи, але вже з іншої причини. По-друге, наявність модуля як такого негативно позначається на роботі чутливого елемента - відповідно, точність фіксації проникнення знижується.

Програмне забезпечення

У складних охоронних комплексах, де використовуються інтелектуальні контролери з високим ступенем автоматизації, не обійтися без засобів програмування датчика. Зазвичай виробники розробляють спеціальні готові програми з великим набором режимів експлуатації. Але при можливості користувач може створити і свій алгоритм дії датчика в тих чи інших умовах. Його можна буде інтегрувати через офіційне програмне забезпечення, яке поставляється разом з апаратурою. Зазвичай таким чином налаштовується схема дії приладу в моменти фіксації тривоги - наприклад, прописується алгоритм відправки повідомлень, якщо модель має той же додаток забезпечення стільникового зв 'язку. З іншого боку, поширені домашні не охоронні PIR-датчики світлодіодні, відгуки про які відзначають ефективність інформування про роботу окремих компонентів системи освітлення. У кожному пристрої є мікроконтролер, який відповідає за дії приладу відповідно до закладених команд.

Встановлення сенсора

Фізична установка датчика проводиться за допомогою комплектних фіксаторів. Зазвичай застосовують кронштейни або саморези, що закріплюють не сам корпус детектора, а конструкцію, в яку він спочатку інтегрується. По суті, це додатковий каркас з передбаченими для закручування отворами. Але головне в цій частині роботи - вірно розрахувати становище сенсора. Справа в тому, що інфрачервоний датчик руху PIR проявляє найбільшу чутливість у ситуаціях, коли об 'єкт з тепловим випромінюванням перетинає поле контролю з боку. І навпаки, якщо людина направляється прямо на пристрій, то здатність фіксації сигналу буде мінімальною. Також не варто розташовувати прилад у місцях, які постійно або періодично піддаються температурним коливанням через роботу опалювального обладнання, дверей і вікон або працюючої системи вентиляції.

З 'єднання датчика

Пристрій необхідно підключити до основного реле контролера і системи енергопостачання. На типовому апараті передбачається плата з клеммами, призначеними для джерела живлення. Найчастіше використовується джерело з напругою 9-14 В, а струм споживання може становити 12-20 мА. Зазвичай виробники вказують електротехнічні характеристики за допомогою маркування клем. З 'єднання здійснюється за однією зі стандартних схем з урахуванням особливостей експлуатації конкретної моделі. У деяких модифікаціях можливе підключення PIR-датчика без проводки, тобто безпосередньо до мережі. Це в деякому роді комбіновані конструкції, які встановлюються на відкритих місцях і керують тими ж системами освітлення. У разі встановлення охоронного сенсора такий варіант навряд чи буде доречний.

Нюанси експлуатації

Відразу після монтажу та з 'єднання слід задати пристрою оптимальні параметри функціонування. Наприклад, регулюванню піддається сила чутливості, діапазон охоплення випромінювання тощо. У новітніх програмованих модифікаціях допускається і можливість автоматичної коригування параметрів роботи датчика залежно від умов експлуатації. Так, якщо підключити PIR-датчик до центрального контролера, пов 'язаного з терморегуляторами, то чутливий елемент зможе варіювати межі критичних показників випромінювання на основі отримуваних даних про температуру.

Датчик у системі "Ардуїно"

Комплекс "Ардуїно" є однією з найпопулярніших систем управління домашньою автоматикою. Це контролер, до якого підключаються джерела освітлення, системи мультимедіа, опалювальні прилади та інша побутова техніка. Датчики в цьому комплексі не є кінцевими функціональними пристроями - вони лише виконують роль індикаторів, залежно від стану яких центральний блок з мікропроцесором приймає те чи інше рішення відповідно до закладеного алгоритму. Підключається PIR-датчик "Ардуїно" через три канали, серед яких вихідний цифровий сигнал, а також лінії харчування з різною полярністю - GND і VCC.

Популярні моделі PIR-датчиків

Більшість датчиків переважно випускаються китайськими виробниками, тому варто готуватися до проблем з електротехнічною начинкою. Придбати по-справжньому якісний сенсор можна хіба що в комплектації з контролерами. Тим не менш багато хвалять датчик руху PIR MP Alert A9, який хоч і представляє бюджетний сегмент, але відрізняється гідною збіркою і непоганими робочими якостями. По-своєму цікаві і такі моделі, як Sensor GH718 і HC-SR501. Це датчики відкритого типу, які можна без зусиль замаскувати або включити в комплекс того ж контролера. Що стосується експлуатаційних властивостей, то радіус охоплення описаних моделей становить 5-7 м, а час автономної роботи - в середньому 5 днів.

Скільки коштує пристрій?

Порівняно з цінниками сучасної сигналізаційної апаратури, сенсор виглядає досить привабливо. Всього за 1,5-2 тис. р. можна придбати якісну модель і навіть з розширеною комплектацією. У середньому ж простій PIR-датчик оцінюється в суму, що не перевищує 1 тис. Інша справа, що про надійність і довговічність в даному випадку мова не йде. При цьому не варто думати, що цей компонент обійдеться недорого у складі комплексної охоронної системи. Навіть забезпечення безпеки невеликого приватного будинку може вимагати використання десятка таких датчиків, для кожного з яких також знадобиться і допоміжна оснастка під монтаж і підключення.

Ув 'язнення

Входження сенсорних компонентів в охоронні системи радикально змінило принципи їх роботи. З одного боку, детектори дозволили підняти на новий рівень безпеку об 'єкта, що обслуговується, а з іншого - ускладнили технічну інфраструктуру, не кажучи про систему управління. Досить сказати, що PIR-датчик Arduino свої можливості повною мірою розкриває тільки за умови програмування на автоматичну роботу. Причому він взаємодіє не тільки з прямими реєстраторами сигналу про вторгнення, а й з іншими чутливими елементами, які підвищують його ефективність. У той же час виробники прагнуть і полегшувати завдання самих користувачів. Для цього розробляються пристрої, що працюють без проводів, вводяться модулі управління датчиками за допомогою смартфонів тощо.



Матеріали по темі