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.
| Вид помещения | Пассивный инфракрасный (PIR) датчик | Высокочастотный датчик присутствия | Ультразвуковой датчик присутствия | Оптический датчик присутствия |
| Коридоры | + | + | + | |
| Лестничные клетки | + | + | ||
| Туалеты | + | + | ||
| Офисы, школы | + | + | + | + |
| Гаражи, подземные парковки | + | + | ||
| Улицы | + | |||
| Складские помещения | + | |||
| Смежные комнаты | + | + |
Яков Кузнецов
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Устройства автоматики
|
Войти в систему
|