Датчики движения в системах Умный дом

Принцип, на основании которого происходит регистрация датчиком наличия движения, основан на эффекте теплового излучения человека, которое находится в инфракрасной невидимой для глаз зоне спектра. С помощью специального элемента датчик определяет пассивное инфракрасное излучение (PIR) и его изменение, на основании чего формируется электрический сигнал (или радиотелеграмма), включающий или выключающий приборы (чаще всего освещение), а также изменяющий параметры их работы любым исполнительным радиоустройством переключателя или диммера. Закономерный вопрос: А как такой датчик отреагирует на домашних животных? Ведь тепло, исходящее от них, также будет фиксироваться прибором? Да, это так, но с помощью настроек чувствительности добиваются того, чтобы, например, датчик не реагировал только на животных с массой менее 15 кг. В таком случае ваша собака или кошка, пробегающие в зоне покрытия не будут вызывать срабатывание.

Тепловое излучение присуще не только живым существам, но также и светильникам, обогревателям, солнцу. Поэтому чтобы избежать помех и ложных срабатываний, необходимо при размещении датчиков учитывать расположение греющихся устройств и не допускать попадания на линзу прямого солнечного света.

Следует отметить важный момент в отношении датчиков движения, которые используются достаточно давно и повсеместно. Эти небольшие приборы можно купить в любом строительном супермаркете, они выпускаются множеством производителей и достаточно сильно варьируются по цене. Это происходит за счет использования линз разного качества и наличия программной составляющей в самом устройстве. Зачастую они имеют низкую стоимость и минимальный функционал. Называть такие сенсоры или дом, снабженный ими, «умными» – будет преувеличением. Они могут только включать/выключать освещение при фиксации движения или изменении естественной освещенности. В качестве хорошего автоматического «выключателя» работают неплохо. Но для решения задач, поставленных перед «умным домом», нужны приборы совершенно иного класса. По-настоящему «умные» датчики движения имеют массу настроек, которые позволяют создать на самом деле интеллектуальное жилище, учитывающее бесконечное разнообразие ситуаций и соответствующих реакций автоматики. Например, многие модели для протокола KNX являются своего рода мультисенсорами, могут не только регистрировать движение и измерять поток естественной освещенности, но также:

• фиксировать температуру;
• вибрации;
• время нахождения человека в помещении;
• распознавать поведение людей в комнате;
• самообучаться для изменения порога срабатывания при изменении освещенности;
• гибко изменять при необходимости зону обнаружения;
• издавать акустическое предупреждение за 15 секунд до отключения.

В совокупности с другими датчиками и остальным оборудованием (например, мультимедиа-устройствами и климатической техникой) этим достигается то, что невыполнимо для простых датчиков начального уровня. Примерами таких устройств могут послужить датчики «8 в 1» и «12 в 1» от компании HDL. Кроме того, несмотря на массу параметров, контролируемых системой, потолки и стены «умного дома» не становятся похожими на космический корабль – все выглядит элегантно. Одним из самых изящных решений является встраиваемый потолочный датчик движения Auro от Basalte, который едва различим в интерьере. Немного более заметные, но и более чувствительные модели выглядят также аккуратно и технологично.

Подбор параметров датчиков должен осуществляться с учетом местных условий. Так в зависимости от высоты установки один и тот же сенсор будет иметь различную площадь покрытия. Например, в характеристиках потолочного датчика присутствия на SPHINX 104-360 AP указано, что при высоте монтажа 2 метра он сможет обнаружить сидящего человека на расстоянии 4, а идущего – на расстоянии 9 метров. А при установке на высоте 4 метра эти же показатели составят 5 и 12 метров соответственно. Поэтому важно правильно рассчитать количество устройств, чувствительность и зону охвата, необходимость в дополнительных опциях (экономически целесообразно использовать простые сенсоры, там, где «умные» опции не требуются). Эти параметры зависят от особенностей пространства размещения: формы, высоты потолков, наличия преград в виде мебели и перегородок; возможностей для монтажа устройства (материала стен или потолков, требований дизайта); ситуаций использования; наличия всевозможных помех и нестандартных условий.
Таким образом, залогом успешного использования всех возможностей аппаратуры является правильный выбор компании, занимающейся установкой «умного дома» и датчиков движения.

Основная классификация датчиков движения выглядит таким образом:

По месту монтажа они бывают:

• потолочные (с углом обзора до 360 градусов);
• настенные (угол обзора до 180 градусов).

По рабочему напряжению:

• 24 Вольт (в т.ч. от шины HDL);
• 30 Вольт (от шины KNX);
• 230 Вольт;

По способу закрепления:

• накладные;
• врезные или скрытые, межпотолочные, извне заметна только линза и дизайнерское кольцо.

По геометрии зоны обнаружения:

• c круглой;
• с полукруглой;
• с прямоугольной;
• с квадратной зоной обнаружения;
• o с отключаемыми секторами (настраиваемая).

Геометрия датчиков обычно сопоставима с формой зоны покрытия. Если она квадратная, сам датчик имеет квадратную (прямоугольную) форму, благодаря чему его оптическая часть, аккуратно выступая из плоскости потолка, «смотрит» на четыре стороны в виде пирамиды с четырьмя гранями. Настенные датчики обычно имеют такую же форму, за исключением оптической части, которая выполнена в виде полусферы.

Например, ECO-IR DUAL-C NT BK – потолочный датчик присутствия на 230 Вольт имеет квадратную зону обнаружения. Это означает, что в помещении равном по площади зоне покрытия прибора будут отсутствовать «слепые» зоны. Одним датчиком могут управляться две группы света. Для каждой группы он имеет отдельную зону измерения освещенности. Таким образом, эти группы не обязательно будут включаться синхронно. Имеет возможность параллельного подключения с другими датчиками (до 10 шт.). На практике это означает, что каждый из датчиков будет, как и раньше, коммутировать две группы световых приборов, но зона покрытия для включения этих двух групп увеличится пропорционально количеству установленных датчиков минус площадь зон, которые будут перекрываться соседними приборами. Настройка датчика может выполняться потенциометром на самом сенсоре или дистанционно через пульт.

Настенный датчик присутствия ECO-IR 180-24V BK также выполнен в квадратном форм-факторе, но его оптика в виде полусферы «смотрит» на 180 градусов покрываемой площади.
В цветовой гамме датчиков преобладает белый и черный цвет. Поставляются с дополнительными аксессуарами. К ним относятся коробки для монтажа, а также ударопрочные решетки, защищающие оптику от механического повреждения. Функционирование устройств также обеспечивается пультами дистанционной настройки, позволяющей изменять параметры датчиков без их демонтажа.

Датчики движения, в отличие от сенсоров присутствия, часто используются на улице, иногда – в связке с прожектором. Они бывают:

• уличные;
• уличные с прожектором;
• для помещений.

По типу настройки могут быть:

• без дистанционного управления;
• управляемые дистанционно.

По зоне обнаружение объекта:

• 110, 150, 180, 220, 300, 360 градусов;

Поле обнаружения любых датчиков может разделяться на несколько отдельно включаемых и регулируемых зон. Например, если говорить о стандартном универсальном датчике движения KNX, он имеет 360 градусов покрытия, которые могут быть разделены на 3 зоны. Каждая из зон программным способом настраивается и анализируется отдельно. При необходимости часть зоны, доступной прибору, можно просто сделать неактивной для слежения.

Для помещений датчики движения, как и присутствия, бывают потолочными и настенными.
Управляются автоматически при наличии движения или в зависимости от уровня естественной освещенности. Важным моментом в достижении приемлемого уровня безопасности является то, что они имеют отдельную зону обнаружения под датчиком, защищающую от попыток «подползти» незаметно под ним.

Ограничения

При всей своей интеллектуальности «умные» датчики движения имеют некоторые ограничения. Если у вас собака весом более 40 килограмм, все, даже самые большие сенсоры, будут на нее срабатывать. Датчик не сможет отличить одного человека от другого. Поэтому на передвижение обслуживающего персонала и домочадцев он будет реагировать одинаково. Учтя эти особенности и грамотно спланировав расположение комплекса сенсоров, можно добиться наилучшего эффекта.

Чего можно достичь благодаря «умным» датчикам движения?

Практическое применение, облегчающее повседневную жизнь, является главным критерием успешности современных технологий. Сухое техническое описание должно всегда находить свое выражение в уровне удобства и комфорта, сопоставимом с усилиями разработчиков, потраченных на создание устройства. В качестве примера практичности использования возьмем высокоинтеллектуальный датчик движения FIBARO Motion Sensor. Основные возможности, предоставляемые прибором, таковы:

• небольшое устройство с диаметром корпуса в 44 мм легко впишется в помещение любого дизайна;
• удобное беспроводное управления без необходимости находиться рядом с датчиком;
• помимо фиксации движения измеряет интенсивность освещенности, температуру (пожарная сигнализация), вибрации (датчик разбития, сейсмические толчки);
• настраиваемая LED-подсветка датчика всегда визуально оповестит о фактической температуре в помещении;
• высокая регулируемая чувствительность датчика движения на малейшие движения;
• контроль времени нахождения объекта в помещении;
• пара датчиков, установленных по разные стороны дверей, смогут вести подсчет гостей в помещении и, в зависимости от их количества, включить дополнительную вентиляцию или выполнить другое действие;
• фиксируя начало вашего пробуждения, датчик активирует нужный сценарий, открывающий окна, подымающий жалюзи и заваривающий кофе на кухне.

«Умный дом» может предоставить эти и другие возможности благодаря грамотно установленным и настроенным датчикам движения. Они, являясь «органами чувств» автоматики и следя за происходящим вокруг, помогут создать действительно интеллектуальное жилище.