Вся электротехника России без посредников
Типы современных датчиков присутствия человека для включения света
С переходом от люминесцентных ламп к миру светодиодов сенсорика приобретает новое значение, поскольку управление системами светодиодного освещения намного эффективнее и эффективнее, чем в старых системах с люминесцентными лампами и другими типами ламп.
Частое включение и изменение светового потока больше не является проблемой для светодиодных источников света. Длительное время задержки (время, в течение которого свет остается включенным после последнего обнаружения движения) не требуется. Исследования показали, что экономия энергии, достигаемая с помощью датчиков присутствия, может быть значительно увеличена, если уменьшены временные задержки.
Чтобы предотвратить внезапное выключение света из-за слишком короткого времени задержки датчиков присутствия, их необходимо правильно выбрать, расположить и отрегулировать. При выборе такого датчика сегодня доступны разные технологии.
Ниже описаны принципы работы самых популярных датчиков присутствия человека для управления освещением, а также их преимущества и недостатки.
Множество технологий датчиков присутствия
В течение многих лет пассивный инфракрасный датчик (PIR) был единственным возможным выбором практически для любого варианта использования.
Сегодня доступны 4 разные технологии:
Пассивный инфракрасный (PIR) датчик: реагирует на движущиеся источники тепла;
Высокочастотный датчик (5,8 ГГц): обнаруживает движения даже сквозь тонкие стены (например, в туалете);
Ультразвуковой датчик (40 кГц): также обнаруживает объекты в комнате без прямого визуального контакта с датчиком (например, за рабочим столом);
Оптический датчик (камера): помимо обнаружения присутствия, может, например, также подсчитывать людей.
Пассивный инфракрасный (PIR) датчик
Пассивный инфракрасный датчик реагирует на движущиеся источники тепла. Если человек (или также транспортное средство) входит в зону обнаружения датчика, последний обнаруживает присутствие и преобразует информацию в электрический сигнал, который включает выходную цепь. Эта схема посылает импульс включения или выключения на электронный выключатель света.
Поскольку датчик не излучает сигнал, а принимает только то, что излучают движущиеся источники тепла, он называется пассивным инфракрасным датчиком (датчик PIR).
Работа пассивного инфракрасного датчика
Преимущества PIR:
Ограничение зоны обнаружения (не видно сквозь стены);
Регулировка зоны обнаружения путем выравнивания или ограничения закрывающими устройствами;
Очень хорошее обнаружение тангенциальных движений (человек проходит мимо датчика сбоку);
Широкий выбор товаров и производителей.
Недостатки PIR:
Отсутствие обнаружения скрытых людей (например, за растением или перегородкой);
Возможная ошибка переключения из-за других сильно меняющихся источников тепла (например, мощный вентилятор);
Плохое обнаружение людей с радиальным движением (человек движется к датчику). Это обстоятельство необходимо учитывать при размещении датчиков, например, ИК-датчик в длинном коридоре лучше разместить сбоку, чем посередине.
Датчик присутствия высокой частоты (High frequency presence detector, HF)
В отличие от пассивного инфракрасного датчика, высокочастотный датчик активен и излучает электромагнитные волны в диапазоне гигагерц. Излучаемые волны отражаются объектами в комнате (мебелью, приборами, растениями, людьми) и отправляются обратно на датчик.
Если объект, которого коснулись, находится в состоянии покоя, отраженная волна имеет ту же частоту, что и испускаемая. Если высокочастотная волна попадает в движущегося человека, отраженная волна меняет частоту. Датчик определяет это изменение частоты как движение.
Подобно пассивному инфракрасному датчику, электронная схема активирует импульс переключения, который может включать и выключать освещение или другие объекты, потребляющие электроэнергию.
Работа высокочастотного датчика
Преимущества датчиков HF:
Людей также можно обнаружить за комнатными растениями, перегородками и дверями туалетов;
Обнаружение очень чувствительно даже для небольших движений;
В отличие от PIR, датчик HF идеален не только для тангенциального обнаружения, но и для радиального обнаружения (человек движется к датчику).
Недостатки ВЧ датчиков:
Установка точного диапазона обнаружения более сложна, чем с PIR;
Движущиеся объекты, которые не выделяют тепло (например, электромеханическое оборудование, занавески на ветру), также могут привести к обнаружению присутствия;
Ассортимент продукции пока невелик, в будущем ожидается более широкое использование.
Ультразвуковой датчик присутствия (Ultrasonic presence detector, UF)
Ультразвуковой датчик присутствия излучает неслышимый человеческим ухом звук с частотой 40 кГц. Ультразвуковые волны окружают практически каждый объект в комнате, при этом положение датчика не играет большой роли. При столкновении с объектами ультразвуковые волны отражаются и, в зависимости от движения, отправляются обратно в том же или другом тоне.
Ультразвуковой датчик не проникает в стены, но может, например, «скользить» под дверью туалета, который не полностью закрыт, и таким образом обнаруживать людей в туалетной кабине.
Работа ультразвукового датчика
Преимущества ультразвуковых датчиков:
Обнаружение движения по всей комнате - но не за закрытыми стенами;
Подходит для радиального и тангенциального обнаружения;
Подходит для больших площадей и коридоров;
UF-датчики также продаются как комбинированные датчики с технологией PIR, которая позволяет объединить преимущества обеих систем, но они также более дороги.
Недостатки ультразвуковых датчиков:
Как и в случае с датчиками HF, также обнаруживаются движущиеся объекты, которые не излучают тепло (например, электромеханическое устройство, завеса на ветру);
Ассортимент товаров и поставщиков относительно невелик.
Оптические датчики (Optical human presence sensor, видеокамера)
Одной из возможностей обнаружения присутствия, которая все еще мало используется, является оптическое обнаружение с помощью небольшой камеры, поскольку она используется сегодня во всех смартфонах.
Изображения, снятые камерой, передаются на микропроцессор (небольшой компьютер) внутри датчика, который использует обработку изображений для их анализа и обнаружения людей.
Чтобы это работало, в датчике должно быть сохранено большое количество изображений людей со всех возможных направлений. Затем микропроцессор в датчике сравнивает изображения с сохраненными изображениями и решает, присутствуют ли люди или нет.
Работа оптического датчика
Преимущества оптических датчиков присутствия:
Людей можно обнаружить даже без движения.
Помимо обнаружения людей, также может быть определено количество присутствующих.
Дальность обнаружения может быть точно определена программным обеспечением.
Оптические датчики также подходят для одновременного обнаружения присутствия и дневного света.
Недостатки оптических датчиков:
Обнаружение работает только при прямом зрительном контакте между датчиком и людьми.
Датчики также технически подходят для «расширенного» наблюдения, что вызывает вопросы на уровне закона о защите данных.
Интеллектуальный мультисенсор
Благодаря комбинации инфракрасного, акустического и яркостного датчиков интеллектуальный датчик присутствия обеспечивает надежное обнаружение присутствия людей и животных в зданиях:
Области применения
В зависимости от области применения подойдет та или иная технология. При выборе типа датчика необходимо обязательно учитывать описанные выше достоинства и недостатки.
Яков Кузнецов
Источник: http://electrik.info
Частое включение и изменение светового потока больше не является проблемой для светодиодных источников света. Длительное время задержки (время, в течение которого свет остается включенным после последнего обнаружения движения) не требуется. Исследования показали, что экономия энергии, достигаемая с помощью датчиков присутствия, может быть значительно увеличена, если уменьшены временные задержки.
Чтобы предотвратить внезапное выключение света из-за слишком короткого времени задержки датчиков присутствия, их необходимо правильно выбрать, расположить и отрегулировать. При выборе такого датчика сегодня доступны разные технологии.
Ниже описаны принципы работы самых популярных датчиков присутствия человека для управления освещением, а также их преимущества и недостатки.
Множество технологий датчиков присутствия
В течение многих лет пассивный инфракрасный датчик (PIR) был единственным возможным выбором практически для любого варианта использования.
Сегодня доступны 4 разные технологии:
Пассивный инфракрасный (PIR) датчик: реагирует на движущиеся источники тепла;
Высокочастотный датчик (5,8 ГГц): обнаруживает движения даже сквозь тонкие стены (например, в туалете);
Ультразвуковой датчик (40 кГц): также обнаруживает объекты в комнате без прямого визуального контакта с датчиком (например, за рабочим столом);
Оптический датчик (камера): помимо обнаружения присутствия, может, например, также подсчитывать людей.
Пассивный инфракрасный (PIR) датчик
Пассивный инфракрасный датчик реагирует на движущиеся источники тепла. Если человек (или также транспортное средство) входит в зону обнаружения датчика, последний обнаруживает присутствие и преобразует информацию в электрический сигнал, который включает выходную цепь. Эта схема посылает импульс включения или выключения на электронный выключатель света.
Поскольку датчик не излучает сигнал, а принимает только то, что излучают движущиеся источники тепла, он называется пассивным инфракрасным датчиком (датчик PIR).
Работа пассивного инфракрасного датчика
Преимущества PIR:
Ограничение зоны обнаружения (не видно сквозь стены);
Регулировка зоны обнаружения путем выравнивания или ограничения закрывающими устройствами;
Очень хорошее обнаружение тангенциальных движений (человек проходит мимо датчика сбоку);
Широкий выбор товаров и производителей.
Недостатки PIR:
Отсутствие обнаружения скрытых людей (например, за растением или перегородкой);
Возможная ошибка переключения из-за других сильно меняющихся источников тепла (например, мощный вентилятор);
Плохое обнаружение людей с радиальным движением (человек движется к датчику). Это обстоятельство необходимо учитывать при размещении датчиков, например, ИК-датчик в длинном коридоре лучше разместить сбоку, чем посередине.
Датчик присутствия высокой частоты (High frequency presence detector, HF)
В отличие от пассивного инфракрасного датчика, высокочастотный датчик активен и излучает электромагнитные волны в диапазоне гигагерц. Излучаемые волны отражаются объектами в комнате (мебелью, приборами, растениями, людьми) и отправляются обратно на датчик.
Если объект, которого коснулись, находится в состоянии покоя, отраженная волна имеет ту же частоту, что и испускаемая. Если высокочастотная волна попадает в движущегося человека, отраженная волна меняет частоту. Датчик определяет это изменение частоты как движение.
Подобно пассивному инфракрасному датчику, электронная схема активирует импульс переключения, который может включать и выключать освещение или другие объекты, потребляющие электроэнергию.
Работа высокочастотного датчика
Преимущества датчиков HF:
Людей также можно обнаружить за комнатными растениями, перегородками и дверями туалетов;
Обнаружение очень чувствительно даже для небольших движений;
В отличие от PIR, датчик HF идеален не только для тангенциального обнаружения, но и для радиального обнаружения (человек движется к датчику).
Недостатки ВЧ датчиков:
Установка точного диапазона обнаружения более сложна, чем с PIR;
Движущиеся объекты, которые не выделяют тепло (например, электромеханическое оборудование, занавески на ветру), также могут привести к обнаружению присутствия;
Ассортимент продукции пока невелик, в будущем ожидается более широкое использование.
Ультразвуковой датчик присутствия (Ultrasonic presence detector, UF)
Ультразвуковой датчик присутствия излучает неслышимый человеческим ухом звук с частотой 40 кГц. Ультразвуковые волны окружают практически каждый объект в комнате, при этом положение датчика не играет большой роли. При столкновении с объектами ультразвуковые волны отражаются и, в зависимости от движения, отправляются обратно в том же или другом тоне.
Ультразвуковой датчик не проникает в стены, но может, например, «скользить» под дверью туалета, который не полностью закрыт, и таким образом обнаруживать людей в туалетной кабине.
Работа ультразвукового датчика
Преимущества ультразвуковых датчиков:
Обнаружение движения по всей комнате - но не за закрытыми стенами;
Подходит для радиального и тангенциального обнаружения;
Подходит для больших площадей и коридоров;
UF-датчики также продаются как комбинированные датчики с технологией PIR, которая позволяет объединить преимущества обеих систем, но они также более дороги.
Недостатки ультразвуковых датчиков:
Как и в случае с датчиками HF, также обнаруживаются движущиеся объекты, которые не излучают тепло (например, электромеханическое устройство, завеса на ветру);
Ассортимент товаров и поставщиков относительно невелик.
Оптические датчики (Optical human presence sensor, видеокамера)
Одной из возможностей обнаружения присутствия, которая все еще мало используется, является оптическое обнаружение с помощью небольшой камеры, поскольку она используется сегодня во всех смартфонах.
Изображения, снятые камерой, передаются на микропроцессор (небольшой компьютер) внутри датчика, который использует обработку изображений для их анализа и обнаружения людей.
Чтобы это работало, в датчике должно быть сохранено большое количество изображений людей со всех возможных направлений. Затем микропроцессор в датчике сравнивает изображения с сохраненными изображениями и решает, присутствуют ли люди или нет.
Работа оптического датчика
Преимущества оптических датчиков присутствия:
Людей можно обнаружить даже без движения.
Помимо обнаружения людей, также может быть определено количество присутствующих.
Дальность обнаружения может быть точно определена программным обеспечением.
Оптические датчики также подходят для одновременного обнаружения присутствия и дневного света.
Недостатки оптических датчиков:
Обнаружение работает только при прямом зрительном контакте между датчиком и людьми.
Датчики также технически подходят для «расширенного» наблюдения, что вызывает вопросы на уровне закона о защите данных.
Интеллектуальный мультисенсор
Благодаря комбинации инфракрасного, акустического и яркостного датчиков интеллектуальный датчик присутствия обеспечивает надежное обнаружение присутствия людей и животных в зданиях:
Области применения
В зависимости от области применения подойдет та или иная технология. При выборе типа датчика необходимо обязательно учитывать описанные выше достоинства и недостатки.
Яков Кузнецов
Источник: http://electrik.info
Источник: elec.ru
