Инфракрасный датчик движения для сигнализации

Принцип работы и назначение инфракрасного датчика движения

Среди большого многообразия охранных извещателей, инфракрасный датчик движения является самым распространенным устройством. Доступная цена и эффективность, вот качества, обеспечившие им популярность. А все благодаря тому, что в начале девятнадцатого века обнаружили инфракрасное излучение.

Оно находится за границей видимого красного света в диапазоне 0,74-2000 мкм. Оптические свойства веществ сильно различаются и зависят от типа облучения. Небольшой слой воды является непрозрачным для ИК излучения. Инфракрасное излучение солнца составляет 50 процентов всей излучаемой энергии.

Область применения

Инфракрасные датчики движения для охраны применяются давно. Они фиксировали перемещения теплых объектов в помещениях, и передавали сигнал тревоги на контрольную панель. Их стали совмещать с видеокамерами и фотоаппаратами. При нарушении происходила фиксация происшествия. Потом область применения расширилась. Зоологи стали применять в фотоловушках для контроля исследуемых животных.

Больше всего ИК датчики применяются в системе умный дом, где играют роль сенсора присутствия. При попадании теплокровного объекта в область действия устройства, оно включает освещение в помещении или на улице. Экономится электричество и облегчается жизнь людям.

В системах контроля доступа извещатели движения управляют открыванием и закрыванием дверей общественных сооружений. По расчетам экспертов рынок ИК сенсоров будет расти на 20% ежегодно ближайшие 3-5 лет.

Принцип работы ИК датчика движения

Работа ИК извещателя заключается в контроле инфракрасного излучения определенной области, сравнении его с фоновым уровнем, и по результатам анализа выдачи сообщения.

ИК датчики движения для охраны используют активные и пассивные виды сенсоров. Первые для контроля используют собственный передатчик, облучающие все в зоне действия устройства. Приемник получает отраженную часть ИК излучения и по его характеристикам определяет, было нарушение зоны охраны или нет. Активные датчики бывают комбинированного типа, когда принимающие и передающие блоки разделены, это извещатели контролирующие периметр объекта. Имеют большую дальность действия по сравнению с пассивными устройствами.

Пассивный инфракрасный датчик движения не имеет излучателя, он реагирует на изменение окружающего ИК излучения. В общем случае, извещатель имеет два чувствительных элемента, способных фиксировать инфракрасное излучение. Перед сенсорами устанавливается линза Френеля, разбивающая пространство на несколько десятков зон.

Маленькая линза собирает излучение с конкретного участка пространства и посылает на свой чувствительный элемент. Соседняя линза, контролирующая смежный участок посылает поток излучения на второй сенсор. Излучения соседних участков примерно одинаковы. При нарушении баланса, превышении какого-то порогового значения, прибор извещает контрольную панель о нарушении зоны охраны.

Схема ИК датчика

Каждый производитель имеет уникальную принципиальную схему ИК извещателя, но функционально они примерно одинаковы.

ИК датчик имеет оптическую систему, пирочувствительный элемент, блок обработки сигналов.

Оптическая система

Рабочая область современных датчиков движения весьма разнообразна благодаря различным формам оптической системы. От устройства расходятся лучи в радиальном направлении в различных плоскостях.

Так как извещатель имеет сдвоенный сенсор, то все лучи раздваиваются.

Оптическая система ориентируется таким образом, что будет контролировать только одну плоскость или несколько плоскостей на разных уровнях. Может контролировать пространство вкруговую или по лучу.

При построении оптики ИК-датчиков часто используются линзы Френеля, представляющих множество призматических фасеток на выпуклой пластиковой чашке. Каждая линза собирает ИК поток со своего участка пространства и отправляет на ПИР элемент.

Конструкция оптической системы такова, что избирательность по всем линзам одинакова. Чтобы защититься от собственного тепла элементов, насекомых в устройстве устанавливается герметичная камера. Редко используется зеркальная оптика. Это значительно повышает дальность действия устройства и цену прибора.

Пирочувствительный элемент

Роль сенсора в ИК датчике играет пироэлектрический преобразователь на чувствительных полупроводниковых элементах. Он состоит из двух сенсоров. На каждый из них от двух соседних лучей поступает поток излучения. При одинаковом равномерном фоне сенсор молчит. При возникновении дисбаланса, в одной зоне появляется дополнительный источник тепла, а в другой нет, сенсор срабатывает.

Для повышения надежности и уменьшения ложных срабатываний в последнее время стали применять счетверенные ПИР элементы. Это увеличило чувствительность и помехозащищенность прибора. Но уменьшило расстояние уверенного распознавания нарушителя. Для решения этого приходится использовать прецизионную оптику.

Блок обработки сигналов

Главной задачей блока является надежное распознавание человека на фоне помех.

Они бывают самые разнообразные:

солнечное излучение;
искусственные ИК источники;
кондиционеры и холодильники;
животные;
конвекция воздуха;
электромагнитные помехи;
вибрация.

Блок обработки для анализа использует амплитуду, форму и длительность выходного сигнала пироэлектрического преобразователя. Воздействие нарушителя вызывает симметричный двухполярный сигнал. Помехи выдают несимметричные значения на обрабатывающий модуль. В простейшем варианте сравнивается амплитуда сигнала с пороговым значением.

При превышении порога извещатель сообщает об этом, подавая определенный сигнал на контрольную панель. В более сложных датчиках измеряется длительность превышения порога, количество этих превышений. Для повышения помехозащищенности прибора используется автоматическая термокомпенсация. Она обеспечивает постоянную чувствительность во всем диапазоне температур.

Обработка сигнала осуществляется аналоговыми и цифровыми устройствами. В новейших устройствах начали применять цифровые алгоритмы обработки сигнала, что позволило улучшить избирательность прибора.

Эффективность использования ИК извещателя в охранной сигнализации

От правильности выбора вида сенсора, расположения на объекте охраны во многом зависит его эффективность. Пассивные ИК датчики движения уличные и внутреннего применения реагируют на перемещения теплых по сравнению с фоном объектов при определенных скоростях перемещения. При маленькой скорости движения, изменения потоков инфракрасного излучения в соседних секторах настолько незначительны, что он воспринимается, как фоновый дрейф, и не реагирует на нарушение зоны охраны.

Если нарушитель облачится в защитный костюм с отличной теплоизоляцией, то ИК датчик движения не отреагирует, не будет нарушения баланса излучения в соседних зонах. Человек сольется с фоновым излучением.

Нарушитель двигается вдоль лучей извещателя движения с малой скоростью, в этом случае он нередко молчит.

Изменения потоков оказываются недостаточными для срабатывания устройства. Особенно свойственно извещателям с функцией защиты от животных. В них уменьшают чувствительность, чтобы избежать реакции на появления домашних питомцев.

Важно правильно установить инфракрасный датчик. Требуется по конфигурации здания применять устройство типа «шторка», следует так и делать. Производитель рекомендует монтаж прибора на определенной высоте, надо соблюсти и это.

Для повышения эффективности работы инфракрасных датчиков их применяют совместно с сенсорами, работающими на других принципах.

Обычно, дополнительно придается радиоволновой извещатель с высокой чувствительностью, что снижает процент ложных срабатываний и повышает надежность охранной сигнализации. При защите окон от проникновения дополнительно устанавливается ультразвуковой извещатель, реагирующий на разбитие стекла.

Заключение

Постепенно ИК датчики усложняются, повышается их чувствительность, улучшается избирательность. Сенсоры находят широкое распространение в системах «умный дом», видеонаблюдения, контроль доступа. Совместное использование с различными устройствами повысило потребительские свойства датчиков. Им уготована долгая жизнь.

Видео: Датчик движения, принцип работы

Принцип работы и назначение инфракрасного датчика движения

Область применения

Принцип работы ИК датчика движения

Схема ИК датчика

Читать еще: Сигнализация в квартиру какую выбрать?

ИК датчик имеет оптическую систему, пирочувствительный элемент, блок обработки сигналов.

Оптическая система

Так как извещатель имеет сдвоенный сенсор, то все лучи раздваиваются.

Пирочувствительный элемент

Блок обработки сигналов

Главной задачей блока является надежное распознавание человека на фоне помех.

Они бывают самые разнообразные:

солнечное излучение;
искусственные ИК источники;
кондиционеры и холодильники;
животные;
конвекция воздуха;
электромагнитные помехи;
вибрация.

Эффективность использования ИК извещателя в охранной сигнализации

Нарушитель двигается вдоль лучей извещателя движения с малой скоростью, в этом случае он нередко молчит.

Заключение

Видео: Датчик движения, принцип работы

Датчики движения для охранной сигнализации — объемные и инфракрасные

Датчики охраны, они же датчики движения для сигнализации, – современное оборудование, позволяющее с высокой точностью находить на частной территории злоумышленников в охватываемом радиусе действия. Принцип работы у таких устройств может быть разным, обусловлено это разными видами и техническими характеристиками.

Зачем нужен и где используется охранный датчик движения

Основная задача такого устройства – вычисление движения на охраняемом объекте или территории, например, в машине или на приусадебном участке. Фиксируя посторонние движения, контроллер передает сигнал на управляющий пульт, предупреждая владельца о потенциальной опасности. Если датчик дополнительно оснащен видеокамерой, он также будет записывать все происходящее вокруг.

Назначения у таких видов оборудования могут быть разными, все зависит от их конструктивных особенностей и функциональности:

Контроллеры могут устанавливать для активации систем освещения, когда в помещение заходят люди. Такие технологии позволяют экономить электроэнергию и продлевать срок службы электрических приборов.
Датчики для дома. Монтируются для выявления посторонних лиц на охраняемой территории. Устройства передают сигналы о наличии посторонних движений на охранный пульт.
Для передачи тревожных сигналов на мобильные устройства, планшеты и компьютеры пользователей. Эта опция доступна людям, у которых техника оснащена GSM-модулем, а также имеет возможность подключения SIM-карты.
Могут использоваться в качестве дополнительного рабочего узла для подключения светозвуковых устройств.

Инфракрасные охранные GSM-датчики, оснащенные сиреной и камерой, используются для охраны любых объектов.

Виды датчиков и принцип работы

Принцип работы в зависимости от вида датчика может несколько отличаться.

Инфракрасные датчики движения для охраны

Этот вид охранных датчиков считается самым усовершенствованным и востребованным. Основывается принцип работы на улавливании теплового излучения и определения оптического отражения. Устройство, как и любой другой инфракрасный радиатор, способен выделять большое количество тепловых волн.

Ультразвуковые и радиоволновые датчики

Работа таких устройств основывается на принципе улавливания и отражения звуковых потоков. На сегодняшний день такие виды девайсов уже практически не используются. После подключения и настройки контроллер улавливает звуковые волны в частотном диапазоне 20 – 60 кГц. В качестве обратного импульса при помощи встроенных линз происходит фиксация светового излучения.

Фотоэлектрический датчик

Принцип работы практически идентичен предыдущему, основное отличие – контроллер продуцирует электромагнитное поле. Выявление движений происходит за счет обнаружения импульсов отражения. Электромагнитные контроллеры функционируют при частоте приблизительно 5,8 ГГц.

Виды наружных датчиков и требования к ним

При выборе датчиков движения для охраны приусадебной территории или другого периметра важно брать во внимание следующие требования:

Количество ложных срабатываний должно быть сведено к абсолютному минимуму.
Устойчивость конструкции к внешним факторам.
Датчик должен обеспечивать эффективную работу всей охранной системы вне зависимости от погодных условий и температурного режима.

Охраняя периметр, важно брать во внимание конструктивные особенности всей площади. Для охвата всех зон рекомендуется оснащать участок детекторами движения разных видов:

Микроволновые детекторы движения. Работа устройства основывается на эффекте Доплера. Встроенный в конструкцию генератор излучает высокочастотные волны. Рабочие узлы непрерывно анализируют этот параметр и при изменениях срабатывают. Преимущества такого вида устройства позволяют охватить большие площади, недостатки – из-за большого энергопотребления не бывают беспроводных модификаций.

Акустические, они же ультразвуковые, датчики движения. Работа основывается на принципе звуковой локации. Встроенный генератор излучает мощные звуковые колебания, которые человеческое ухо не способно улавливать. Звуковые лучи отражаются от объектов, что приводит к изменению частотности. Устройство фиксирует разницу – подается сигнал на пульт управления.

Тепловые датчики производят на базе PIR-сенсора, который способен улавливать инфракрасные излучения в охраняемой зоне. От каждого живого организма исходят инфракрасные лучи, которые улавливает устройство, фокусирует при помощи оптических линз Френеля и передает сигнал на пульт управления. Максимально допустимый рабочий угол достигает 120 градусов, а дальность распознания живого объекта колеблется в пределах 10-15 метров.

Каждый вид оборудования обладает не только преимуществами, но и недостатками. Чтобы выбрать подходящее устройство, нужно внимательно ознакомиться с характеристикой, особенностями и отзывами.

Особенности монтажа и подключения

Прежде чем приступать к подключению и настройке оборудования, его важно правильно подключить. Устанавливают охранные датчики на специальных конструкциях, которые не подвержены вибрациям. Соблюдение этого правила обязательно, в противном случае значительно участится количество ложных срабатываний, что негативно отразится на качестве работы. Помимо этого, играет роль высота размещения устройства. Критичный показатель высоты указывается в техническом паспорте прибора и, как правило, колеблется в пределах 2-3 метров от уровня пола.

При монтаже всех рассмотренных разновидностей охранных датчиков следует брать во внимание их недостатки. Например, для производительной и корректной работы инфракрасных устройств требуется размещать их следующим образом:

В непосредственной близости должны отсутствовать отопительные и любые нагревательные приборы, которые формируют восходящие тепловые потоки.
Избегать попадания прямых солнечных лучей на чувствительный сегмент устройства – пиромодуль.

Зоны обнаружения извещателей обязательно контролируются возможными путями передвижения нарушителя.

Настройка датчиков

Для беспроводных моделей классическое понятие подключения отсутствует. Датчику присваивается уникальная комбинация цифр и букв для системы сигнализации, при первом включении он автоматически без дополнительных настроек переходит в рабочий режим. Более детально представлена схема подключения и настройки в прилагаемом техническом паспорте к устройству. Каждая модель имеет свои тонкости.

Проводные профессиональные устройства подключаются по-разному, в зависимости от того, является данная модель адресной или нет. Адресный извещатель должен подключаться с обязательным соблюдением полярностей. Большинство моделей охранных датчиков оснащены реле, контакты которого в режиме опасности размыкаются, а в состоянии наблюдения замкнуты.

Тампер применяется для предупреждения вскрытия прибора третьими лицами. Если делать все основательно, его лучше подсоединить в специально отведенный шлейф в сети.

Критерии выбора

Перед покупкой оборудования нужно внимательно продумать все детали, которые сделают использование датчика более комфортным, удобным и производительным. Если неправильно выбрать прибор, из-за технических ограничений он может создать много трудностей в использовании и обслуживании. Основные критерии выбора, на которые следует обратить внимание:

Назначение устройства – ключевой фактор. Также следует определиться с местом работы устройства – внутри помещения, салона автомобиля и т.д., или на приусадебном участке. Наличие козырьков, навесов тоже играет роль, поскольку от этого зависит, каким классом защиты IP должны будет обладать выбранная модель устройства.
Датчики делятся на несколько видов по способам крепления – бывают навесными и встроенными.
Мощность устройства определяется радиусом действия охранного датчика и способностью фиксировать события, происходящие вокруг (чувствительность). Также от этого параметра зависят правила монтажа и габариты.
При выборе разновидности устройства большое значение играет особенность проектирования дома, а также условия местности. Например, не каждая модификация модели способна просвечивать стеклянные поверхности или легкие строения типа навесов и беседок.
Не лишним будет ознакомиться с показателями времени срабатывания. Это имеет большое значение, особенно если охранный датчик установлен внутри помещения.
Место установки определяет угол обнаружения движущегося объекта.

Модели датчиков, оснащенные чувствительными элементами, снижают концентрацию ложных включений устройства, а также позволяют выбрать подходящий рабочий режим.

ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ СИГНАЛИЗАЦИИ

Датчики (извещатели) движения, используемые в системах охранной сигнализации можно классифицировать по различным параметрам, например, способу передачи сигнала. Здесь существует две группы:

проводные датчики движения;
и беспроводные.

Как они устроены, в чем их различия, достоинства и недостатки описано на отдельной странице в разделе про виды и типы датчиков охранной сигнализации. Здесь же давайте рассмотрим особенности их выбора и применения в зависимости от конкретных целей и задач.

Нередко датчики движения называют объемными — это справедливо, но лишь отчасти, поскольку перемещения обнаруживают и другие варианты их исполнения: линейные и поверхностные. Все эти три названия происходят от внешнего вида (конфигурации) зоны обнаружения. Поскольку лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать предлагаю посмотреть на рис. 1.

Срабатывание извещателей происходит при обнаружении движения в соответствующей зоне. В первом случае это объем помещения, во втором — плоскость, поверхностные датчики еще называют «штора», в третьем — луч.

Объемные извещатели в системах охранной сигнализации используются, как правило, во вторых рубежах охраны, то есть, как дополнительные устройства, повышающие надежность обнаружения. На небольших объектах с низкой степенью ответственности, например, дачах иногда используют простейшую сигнализацию, имеющую в своем составе объемный извещатель и приемный прибор или GSM модуль.

Извещатели объемного обнаружения являются наиболее распространенными и востребованными среди инсталляторов систем безопасности и по принципу действия бывают:

инфракрасные (ИК);
радиоволновые (СВЧ);
ультразвуковые.

Перечислил я их здесь в порядке уменьшения популярности и в этом же порядке кратко рассмотрю из достоинства, недостатки и особенности.

ИНФРАКРАСНЫЕ ОХРАННЫЕ ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ

Как я уже говорил в системах охранной сигнализации встречаются чаще всего. Принцип их действия основан на отслеживании изменения обстановки в инфракрасном (тепловом) диапазоне излучения.

Основными техническими характеристиками таких извещателей являются:

дальность действия (обнаружения);
углы раскрытия диаграмм зоны обнаружения;
диапазон обнаруживаемых скоростей движения объекта в контролируемой зоне.

Для подавляющего большинства типов объемных датчиков эти параметра примерно одинаковы, по на дальность действия внимание обращать стоит — этот параметр для различных моделей может на несколько метров отличаться. Иногда это бывает критично.

Охранные ИК датчики предназначены как для наружной установки так и для монтажа внутри помещений. Устойчивость к внешним воздействиям любого устройства определяют два основных параметра:

пылевлагозащищенность;
диапазон рабочих температур.

Для уличного исполнения важны оба этих параметра. При внутренней установке первый момент, как правило, не критичен, а вот минимальную рабочую температуру при установку в неотапливаемых помещениях учитывать нужно. Некоторые про это забывают.

Некоторые инфракрасные датчики имеют такие опции как защита от срабатывания на домашних животных и регулировка чувствительности. В первом случае в описании извещателя указывается наличие такой возможности, а также максимальный вес животного к которому прибор будет невосприимчив.

Кроме того, рассматриваемые устройства подразделяются на активные и пассивные. Активные охранные датчики состоят из излучателя и приемника и, как правило, бывают линейного типа. Используются они для контроля протяженных прямолинейных участков, в том числе для охраны периметра территории.

Пассивные более универсальны, могут иметь все рассмотренные здесь зоны обнаружения и применяются значительно шире.

Теперь о стоимости. Розничные цены на инфракрасные датчики для систем охранной сигнализации начинаются от где-то от 500 рублей (по состоянию на декабрь 2016), наиболее известны торговые марки:

«Астра» — производитель ТЕКО;
Colt — производитель Pyronix;
Genius — производитель Crow.

Впрочем, у каждого инсталлятора свои предпочтения, а в различных регионах — тем более. Скажу только, что модельный ряд «Астра» имеет наиболее привлекательную цену, так сказать, эконом класс, причем, достаточно добротный.

СВЧ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ

СВЧ или радиоволновые датчики движения являются активными устройствами и определяют движение по изменению частоты отраженного от перемещающегося объекта радиосигнала. Кстати, по этому же принципу работают и ультразвуковые извещатели, только излучают они ультразвук.

Распространены СВЧ извещатели значительно меньше чем инфракрасные. Возможно это вызвано тем, что для высокочастотных электромагнитных излучений строительные конструкции типа стен и перекрытий являются частично прозрачными. Таким образом, зона обнаружения радиоволнового датчика может выходить за пределы охраняемого помещения.

Вполне естественно, что это чревато ложными срабатываниями охранной сигнализации. При выборе же прибора с зоной обнаружения гарантированно меньше площади охраняемого помещения мы получим достаточно большое количество не охраняемых участков.

Кроме того, радиоволновые извещатели, работающие на одной частоте, подвержены влиянию взаимных помех. Поэтому в непосредственной близости друг от друга возможна установка устройств с различными частотными литерами. Это тоже минус, особенно для крупных объектов.

Цена таких датчиков движения выше инфракрасных в 1,5-2 раза. Тоже, кстати, немаловажный фактор, ограничивающий их применение. Наиболее известны такие модели охранных СВЧ извещателей как Аргус (производитель Аргус-Спектр). Вообще, их выбор невелик.

Комбинированные охранные датчики движения.

Если объединить в одном корпусе и под общим управлением извещатели различного принципа действия, то в итоге получаем комбинированное устройство, способное компенсировать некоторые недостатки «родителей». Сочетание радиоволновых и инфракрасных способов обнаружения позволяет создать прибор, обладающий высокой степенью достоверности обнаружения.

Применяются они (в комбинации ИК+СВЧ) не часто, имеют достаточно высокую цену (от 1500 рублей), но предложение таких устройств достаточно разнообразно. Поскольку в них присутствует радиоканал, то существует и опасность взаимного влияния датчиков, несмотря на современные алгоритмы обработки сигналов.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ И УСТАНОВКА ДАТЧИКОВ ДВИЖЕНИЯ

Начнем с установки. Прежде всего, монтаж датчиков движения должен осуществляться на конструкциях, не подверженных вибрациям. Вызвано это минимизацией вероятностей ложных срабатываний. Кроме того, критичной является высота размещения извещателя. Она указывается в паспорте прибора и составляет порядка 2-3 метров от уровня пола.

При установке рассмотренных видов охранных датчиков следует учитывать те недостатки, которые были изложены выше. Например, инфракрасные следует размещать таким образом, чтобы:

избежать прямых засветок чувствительного элемента (пиромодуля);
в непосредственной близости отсутствовали нагревательные приборы, формирующие восходящие тепловые потоки.

Для беспроводных исполнений подключение, как таковое, отсутствует. Необходимо присвоить датчику уникальный для системы сигнализации адрес и при включении он автоматически перейдет в рабочий режим. Как это сделать описывается в инструкции на каждую конкретную модель.

Проводные извещатели, в зависимости от того являются они адресными или нет подключаются каждый по своему. Как подключить каждый такой датчик движения охранной сигнализации поясняет рисунок 2.

На схеме приняты следующие обозначения:

ПЦН — выход сигнала «Тревога» (реле);
Вскр — контакты тампера вскрытия корпуса;
ШС — шлейф сигнализации;
U — клеммы для подключения питания;
БП — блок питания.

На реальных приборах обозначения могут быть другими, по назначение контактов от этого не меняется. Вся необходимая информация имеется в паспорте прибора. Позволю себе еще несколько пояснений.

Адресный извещатель подключается с обязательным соблюдением полярности шлейфа сигнализации (рис. 2 а.). Кстати, таким же образом можно подключить датчик с питанием по шлейфу. При использовании проводных датчиков движения с питанием от отдельного блока его подключение осуществляется по схеме на рис.2б. Кстати, на следующей схеме клеммы питания условно не показаны.

В большинстве своем охранные извещатели имеют реле, контакты которого в режиме «охрана» замкнуты, а в «тревоге» размыкаются. Схемы 2б. и 2в. приведены как раз для этого случая. Полярность шлейфа при этом значения не имеет.

Задействовать контакты переключателя вскрытия корпуса (рис.2 в.) вовсе не обязательно, если нет такой необходимости их можно оставить свободными. На работоспособность датчика это не повлияет. Кстати, их имеют не все устройства.

Тампер используется для предотвращения вскрытия прибора посторонними лицами. Если уж все делать по уму, то его вообще лучше включить в отдельный, специально выделенный для этой цели шлейф.

В этом случае можно контролировать неприкосновенность датчика круглосуточно, а не только в охраняемое время, как позволяет это делать приведенная схема. Но целесообразно это для особо важных объектов.

Навигация по сайту

Видеонаблюдение

GSM-сигнализация

Питание и коммуникации

Аудио/Видео

Автоматизация

Противокражные

Оповещение

Главная
Информация
Статьи
Как выбрать.
Выбираем датчики для сигнализации

Выбираем датчики для сигнализации

В данной статье мы расскажем о датчиках, используемых в системах охранной сигнализации начального уровня, пригодных в том числе для самостоятельной установки. Несмотря на простоту в настройке и невысокую стоимость, многие из приведенных в примерах датчиков используются для защиты серьезных объектов, с успехом выполняя свои задачи в самых различных условиях. Для начала перечислим устройства, о которых пойдет речь. Самым популярным видом датчиков являются ИК-детекторы. Такие датчики подают сигнал при обнаружении в контролируемом помещении движения. Чтобы поднять тревогу при открытии двери, используются магнито-контактные сигнализаторы — герконы. Для охраны территории применяется специальный вид датчиков — датчики охраны периметра. Бывает, что требуется возможность подать сигнал тревоги в ручном режиме; для этого существуют кнопки тревоги, стационарные и носимые. Для обнаружения возгорания служат пожарные датчики: тепловые и дымовые. Дополнительную безопасность жилищу обеспечат датчики протечки воды и датчики утечки газа. Ниже мы рассмотрим каждый вид датчиков более подробно.

Проводные и беспроводные датчики

Прежде всего следует определиться с интерфейсом подключения датчика к контрольной панели — прибору, являющемуся головным устройством в системах сигнализации, который отслеживает состояние датчиков, обеспечивает постановку и снятие объекта с охраны, выполняет задачи автоматизации и другие. Описанию контрольных панелей будет посвящена отдельная статья.

Проводные датчики подключаются к охранной панели с помощью двух или четырех проводов. В случае подключения по двум проводам контрольная панель должна иметь функцию питания датчиков по шлейфу. Более универсальными являются четырехпроводные датчики с отдельными контактами для питания. Беспроводные (радиоканальные) датчики питаются от встроенной батареи, заряда которой, как правило, хватает на несколько месяцев. При низком заряде батареи датчик начинает подавать сигналы, напоминая о необходимости ее замены. Если проводные датчики универсальны и могут работать практически с любой контрольной панелью, радиоканальный датчик должен быть совместим с конкретной панелью; чаще всего датчики и панель должны быть одного бренда.

Пассивные инфракрасные детекторы, называемые также датчиками объема, предназначены для обнаружения движения. В качестве чувствительного элемента используется матрица — пироприемник, или пироэлемент, похожая по принципу действия на матрицу в фотоаппаратах или видеокамерах, однако работающая в невидимом человеческому глазу диапазоне. Так как для обнаружения движения не требуется большая детализация, чувствительный пироэлемент в ИК извещателях имеет разрешение всего несколько пикселей. Для формирования «изображения» охраняемого пространства на пироприемнике служит линза Френеля, выполненная из непрозрачного для видимого света пластика, который прекрасно пропускает и преломляет невидимые ИК-лучи. Детектор называется пассивным потому, что он не излучает лучи света, видимого или невидимого, а только фиксирует окружающую обстановку.

В зависимости от конфигурации охраняемого помещения в датчиках используются линзы разной площади охвата. Чаще всего это широкоугольная линза с диаграммой направленности в виде веера и линза типа «штора» с узкой полосой, на пересечение которой реагирует датчик. Иногда два типа линз совмещены в одной; для изменения диаграммы направленности нужно развернуть линзу на 180 градусов, что делается однократно при настройке системы.

Наиболее простой и надежный датчик — это магнито-контактный сигнализатор, или геркон. Принцип действия основан на замыкании контактов за счет действия магнитной силы. Датчик-геркон состоит из двух частей — постоянного магнита, крепящегося на дверь, и собственно геркона, устанавливающегося на дверную коробку или врезающегося в нее при скрытой установке. Использование герконов наряду с ИК-детекторами позволяет увеличить число рубежей защиты вашего дома или офиса.

Герконы не требуют внешнего питания, если только это не радиоканальные модели, которые, впрочем, питаются от встраиваемой батареи. При выборе контактного извещателя следует учитывать зазор между дверью и коробкой, а также способ установки — врезной или накладной.

Датчики разбития стекла

Для охраны окон в помещении используются датчики разбития стекла. Такие датчики реагируют на звук разбиваемого или разрезаемого стекла. Чем толще стекло, тем громче звук и тем больше радиус действия датчика.

Датчики периметра

С одним из типов датчиков охраны периметра многие знакомы по фильмам про ограбления банков — это активные ИК-датчики типа «барьер». На одной стене крепится излучатель, на другой — приемник; при пересечении луча срабатывает тревога. В отличие от художественных фильмов, в реальности такие датчики используются преимущественно на улице, а узкие лучи света, образующие барьер, не видны глазу, сколько дыма через них не пускай, так как эти датчики работают в инфракрасном диапазоне. Установленные на стене здания на уровне окон, активные ИК датчики предупредят о готовящемся вторжении еще до того, как злоумышленник разобьет стекло и проникнет в помещение. Также инфракрасные барьеры устанавливаются на стойках по периметру охраняемой территории на некоторой высоте, исключающей срабатывание от домашних животных или в результате снежных заносов зимой.

Помимо активных барьеров, на улице допускается использование всепогодных пассивных инфракрасных извещателей. Такие датчики помимо повышенной защищенности корпуса от воздействия атмосферных осадков и низких температур устойчивы к воздействию прямого солнечного света и радиопомехам.

Более продвинутые системы охраны периметра включают в себя вибрационные, радиоволновые и другие типы датчиков; для их монтажа и настройки лучше обратиться к опытным специалистам, устанавливающим системы безопасности «под ключ».

Кнопки тревоги

Если охранная сигнализация подключена к пульту мониторинга, срабатывание датчиков отправляет сигнал на выезд на объект группы быстрого реагирования. Однако значительная часть покушений производится в дневное время, когда охранные датчики отключены. Для защиты от таких разбойных нападений существуют тревожные кнопки, подключаемые к контрольной панели.

Пожарные датчики

Установкой пожарной сигнализации на объектах, где такая сигнализация требуется действующими нормами и законами, должна осуществляться специализированными организациями, имеющими соответствующую лицензию. Однако, если установка пожарной сигнализации не является обязательной, наличие подключенных к контрольной панели пожарных датчиков позволит существенно повысить безопасность объекта. Пожарные датчики чаще всего используются двух типов: тепловые и дымовые.

Тепловые датчики

Как следует из названия, тепловые датчики реагируют на температуру. Простые датчики, называемые пороговыми, или максимальными, срабатывают при повышении температуры воздуха в помещении выше определенного порога. Этот порог должен быть достаточно высоким для предотвращения ложных срабатываний и одновременно не слишком высоким для раннего обнаружения возгорания.

Более продвинутые датчики — максимально-дифференциальные — принимают во внимание скорость роста температуры и гарантируют раннее обнаружение пожара при малой вероятности ложного срабатывания.

Дымовые датчики

Дымовые датчики срабатывают при появлении в воздухе дыма. Наличие дыма определяется по снижению прозрачности воздуха, циркулирующего через отверстия в корпусе датчика. Датчик дыма будет реагировать на любые примеси, снижающие прозрачность воздуха, например, мелкодисперсную пыль, поэтому хорошей идеей будет совместное применение на ответственных объектах дымовых датчиков вместе с тепловыми.

Элементы умного дома

Широкий функционал современных охранно-пожарных систем позволяет наряду с охранными функциями реализовывать задачи домашней автоматизации — умного дома, в частности, поддержание в помещении заданной температуры, дистанционное включение и отключение осветительных и других электрических приборов, контроль утечек воды и газа.

Датчики температуры

Датчики температуры, как правило, используются для автоматического управления отоплением. Пороговые датчики температуры подают сигнал при превышении температурой заданной величины. Измерительные термодатчики, в частности, цифровые, передают точное значение температуры, позволяя осуществлять более сложную логику поддержания теплового режима — главное, чтобы она поддерживалась функционалом контрольной панели.

Датчики воды и газа

Устанавливая охранно-пожарную сигнализацию в дом или квартиру, нелишним будет обезопасить себя от такой неприятности, как протечка воды, не говоря о гораздо более серьезных проблемах, которые могут быть вызваны утечкой бытового газа. Датчики протечки воды устанавливаются в месте, где вероятно появление воды в случае прорыва трубы, например, в самом низком месте на полу санузла. Датчик утечки газа должен быть расположен в непосредственной близости от газового оборудования. При использовании природного газа, который легче воздуха, датчик устанавливается под потолком, при использовании тяжелого газа пропана — на уровне пола.

Заключение

В данной статье рассмотрены основные виды используемых в системах охранно-пожарной сигнализации датчиков. Установка перечисленных датчиков не потребует специальных знаний и навыков и доступна любому человеку с минимальным уровнем подготовки и набором инструментов. За рамками статьи остались множество специализированных устройств, используемых в сложных системах, задача рассмотрения которых не ставилась при написании этой статьи. Надеемся, что эта статья окажется для вас полезной и поможет вам найти способ поднять безопасность вашего дома или офиса. Ждем ваши вопросы и комментарии.

Матрица — двумерный (то есть состоящий из строк и столбцов) массив светочувствительных (либо термочувствительных) элементов, преобразующих свет в электрический заряд.
Статья в глоссарии