Принцип действия и особенности функционирования инфракрасных пассивных охранных извещателей. Модули Arduino. Пассивные оптико-электронные ИК-датчики движения Настенные объемные ИК извещатели

Деятельность нашего интернет магазина видеонаблюдения охватывает весь спектр оборудования систем безопасности и охраны, который включает в себя:

Осуществляя поставки по всей России, наша компания доставляет товар даже в самые отдаленные регионы страны. Мы стараемся удовлетворить самого требовательного клиента.

Специалисты "Актив-СБ" понимают специфику работы систем безопасности и видеонаблюдения не только в Москве, но и в удаленных регионах со сложными климатическими условиями. Наши сотрудники предложат вам наиболее приемлемые как по функционалу, так и по стоимости варианты, расскажут об их возможностях и обоснуют необходимость использования тех или иных технических систем.
Торговый дом систем безопасности Актив-СБ проводит сервисное и гарантийное обслуживание проданного оборудования, прием и проверку товара ненадлежащего качества, осуществляет обмен неисправного оборудования.

Нашими клиентами являются коммерческие организации и конечные потребители, монтажные компании и государственные предприятия. Более 50 000 зарегистрированных пользователей корпоративного сайта имеют доступ к постоянно обновляемой базе технической документации, сертификатам по современным системам безопасности, а так же участвуют в партнёрской программе и специальных акциях проводимых компанией.

Для удобства наших взаимоотношений с клиентами, мы сотрудничаем с монтажными организациями, которые готовы выполнить монтаж систем видеонаблюдения любой сложности и всегда придут к вам на помощь. Поэтому, при необходимости, вы можете не только приобрести у нас оборудование, но и, например, заказать установку систем видеонаблюдения или провести техническое обслуживание других систем безопасности.

Работа нашего гипермаркета систем безопасности основывается на принципах честности, открытости и порядочности. Мы с уверенностью смотрим в будущее, стремимся c каждым днем развиваться и совершенствоваться.

3.2. Пассивные инфракрасные детекторы движения

Для охраны внутренних помещений наибольшее распространение получили пассивные ИК детекторы движения. Они отличаются друг от друга, в основном, размером зоны обнаружения и помехоустойчивостью.

Принцип действия пассивных ИК детекторов основан на регистрации изменения интенсивности ИК излучения, возникающего при движении теплового объекта, например человека или собаки, в зоне обнаружения прибора. Чувствительным элементом такого прибора является пироэлемент (пироприемник), на поверхности которого под воздействием ИК излучения от любого теплового объекта возникает электрический заряд. Для регистрации факта движения теплового объекта в детекторе с помощью многосегментного зеркала формируется многолучевая диаграмма направленности, состоящая из множества лучей детекции, направленных под разными углами и в различных направлениях. Пересечение этих лучей тепловым объектом приводит к попаданию на пироэлемент импульсов ИК излучения и, как следствие, формирование последним электрических импульсов. Эти импульсы усиливаются и обрабатываются детектором, который подсчитывает их количество и временной интервал между ними. Значения этих параметров определяют

помехоустойчивость прибора и диапазон обнаруживаемых скоростей перемещающегося теплового объекта (от 3 м/с для быстро бегущего человека до 0, 3 м/с для очень медленного перемещения). Лучи детекции образуют зону обнаружения, которая определяет чувствительность прибора, т. е. максимальное расстояние, на котором еще происходит уверенное обнаружение перемещающегося объекта. Точные геометрические характеристики (конфигурация) зоны обнаружения обеспечиваются многосегментными зеркалами и оптической системой на линзах Френеля. Использование различных типов линз позволяет изменять конфигурацию зоны обнаружения в зависимости от обстановки. Благодаря этому детекторы движения имеют универсальное применение и используются для охраны объемов помещений, мест сосредоточения ценностей (музейных экспонатов, оргтехники и т. п.) и подходов к ним, коридоров, внутренних периметров, проходов между стеллажами, оконных и дверных проемов, полов и т. п. Оптическая система в зависимости от типа используемых линз позволяет получать зоны обнаружения следующих типов: объемную, поверхностную и узконаправленную.

Объемная зона (стандартная) формируется при использовании линз типа «широкий угол» и представляет собой сектор размером 90-110° с лучами детекции, образующими несколько дискретных зон обнаружения: дальнюю, промежуточную, ближнюю и нижнюю. Количество лучей детекции в этих зонах различное.

При использовании линз типа «горизонтальная занавеска» формируется поверхностная зона обнаружения. Такая зона имеет «мертвую» область (зона неуверенного обнаружения) до высоты 1 - 1, 2 м от уровня пола, что позволяет использовать детекторы с линзой типа «горизонтальная занавеска» в помещениях, где есть домашние животные.

Узконаправленная зона, формируемая линзой типа «вертикальная занавеска», позволяет использовать детекторы для охраны узких коридоров.

Для повышения обнаруживающей способности в некоторых детекторах используются датчики на основе двух или четырех пироэлементов. В данном случае луч детекции состоит из двух (четырех) элементарных лучей, а специальная схема включения чувствительных площадок пироприемника и способ обработки сигнала обеспечивают повышенную устойчивость прибора к засветкам, вызванным излучением осветительных приборов (ламп белого цвета) и солнца, воспринимаемым как помеха.

Детекторы хорошо защищены от воздействия электрических разрядов и электромагнитного излучения СВЧ диапазона, прочным металлическим корпусом, выполняющим роль экрана. Для визуального контроля работоспособности прибора и уровня помех в месте его установки используется светодиодная индикация. В некоторых типах детекторов имеется возможность дистанционного включения/выключения светодиодных индикаторов по шлейфу сигнализации.

При обнаружении движения, помех или при вскрытии прибора тревожное извещение может формироваться двумя способами: коротким замыканием (путем увеличения тока потребления) или разрывом (путем уменьшения тока потребления) шлейфа сигнализации. Выдача тревожного извещения производится путем замыкания/размыкания контактов выходных реле тревоги, вторжения и неисправности. Тревожное извещение выдается в течение нескольких секунд, т. к, детектор запоминает сигнал тревоги.

Иногда ИК детектор движения размещается в одном корпусе с детекторами других типов, например с детектором битого стекла. Это возможно благодаря использованию в детекторах движения метода пассивного инфракрасного обнаружения, не создающего помех и не оказывающего влияния на работу других приборов.

3.2.1. Детекторы движения серии XJ.

3.2.1. Детекторы движения серии XJ

Детектор движения XJ660T

Рис.3.5 Детектор движения XJ660T

Пассивный инфракрасный детектор XJ660T фирмы С&К Sysytem (IntelliSense) - это компактный, привлекательный и простой в монтаже прибор (рис. 3. 5). Он используется для охраны жилых и производственных помещений.

XJ660T - это пассивный инфракрасный детектор с зоной обнаружения размером 18х15 м. При изготовлении детектора используется запатентованная технология, практически исключающая возможный саботаж прибора.

Особенности детектора XJ660T:

> автоматический подсчет импульсов;

> комбинация многосегментного зеркала и линзы Френеля;

> регулировка характеристик зоны обнаружения в зависимости от высоты установки;

> температурная компенсация;

> устойчивость к белому свету;

> возможность использования линз различного типа.

Прибор комплектуется линзой типа «широкий

угол» (рис. 3. 6) или линзой типа «вертикальная

занавеска». Возможна установка линзы, обеспечивающей защиту от домашних животных, она исключает срабатывание прибора при движении объекта высотой менее 1 м.

Основные технические характеристики прибора XJ660T

Пассивный инфракрасный датчик................................ двойной пироэлемент

с регулируемой чувствительностью Размер зоны обнаружения, м......................................................... 18х15

Рис. 3. 6. Зоны обнаружения детектора XJ660T

Диапазон рабочих напряжений, В.................................................. 6-14

Выходные реле:

реле тревоги, мА/ В.............................................................. 100/30

реле вмешательства, мА/ В...................................................... 25 / 30

Устойчивость к белому свету на расстоянии 2, 4 м не менее, кд........ 20000

Диапазон рабочих температур, °С...................................... от -18 до+ 65

Габаритные размеры,мм........................................................ 130х70х60

Для увеличения зоны обнаружения детектора используется дополнительный поворотный кронштейн типа DT4SW. Благодаря прекрасному дизайну, прибор хорошо вписывается в интерьер квартиры или офиса. Детектор сертифицирован МВД России.

Детектор движения XJ413T

Надежное обнаружение, регулируемая чувствительность, компактный современный дизайн - все эти характеристики присущи пассивному инфракрасному детектору движения XJ413T фирмы С&К Systems (рис. 3. 7). Детектор предназначен для использования внутри жилых помещений и офисов. Он легко устанавливается на стене или в углу помещения (см. раздел 1. 4).

Рис.3.7.Детектор движения XJ413T

Особенности детектора XJ413T:

> размер зоны обнаружения 13х13 м;

> регулируемый счетчик импульсов;

> контроль нижней зоны;

> удобство монтажа;

> дополнительные линзы;

> малые габариты;

> датчик вмешательства;

> устойчив к белому свету;

> устойчив к радиопомехам.

Размер зоны обнаружения детектора определяется линзой «широкий угол» (рис. 3. 8) и составляет 13х13 м. Контроль нижней зоны осуществляется за счет большей плотности лучей, направленных вниз. Двойной пассивный инфракрасный элемент с дополнительной линзой типа "горизонтальная занавеска"

позволяет избежать ложных срабатывании прибора в помещениях с домашними животными. Путем изменения числа счетных импульсов детектор можно отрегулировать в соответствии с особенностями окружающей обстановки. В корпусе прибора находится датчик вмешательства (реле с нормально разомкнутыми контактами), формирующий сигнал тревоги при вскрытии корпуса детектора.

Основные технические характеристики прибора XJ413T:

Размер зоны обнаружения, м......................................................... 13х13

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 20

Выходные реле:

реле тревоги, мА/В.............................................................. 100/24

Устойчивость к белому свету на расстоянии 3 м не менее, кд............ 20000

10-1000 МГц, В/м........................................................................... 30

Габаритные размеры, мм.......................................................... 73х57х40

Чувствительность прибора, нормальная или высокая, устанавливается перемычкой на плате. Зона обнаружения состоит из двойных лучей и имеет дальнюю (22 луча), промежуточную (7 лучей) и ближнюю (4 луча), а также нижнюю зоны (2 луча). Монтаж прибора осуществляется на стене или в углу помещения, возможна установка его на универсальном монтажном шарнире SMB-10.

Рис. 3. 8. Зоны обнаружения детектора XJ413T

Детектор движения XJ-450T

Рис. 3.9. Пассивный ИК детектор движения XJ450T

Пассивный инфракрасный детектор XJ450T фирмы С&К Systems выполнен в прочном пластиковом корпусе белого цвета (рис. 3. 9). Он обеспечивает надежное обнаружение движущихся объектов, излучающих тепло. Регулировка чувствительности и дальности действия позволяют быстро настраивать датчик под конкретные условия применения. Прибор предназначен для использования в жилых помещениях, офисах и на небольших предприятиях.

Особенности детектора XJ450T:

> регулируемая дальность обнаружения;

> контроль нижней зоны;

> регулируемая чувствительность;

> защита от насекомых;

> дополнительные линзы;

> светодиодная индикация срабатывания

Двойной пассивный инфракрасный элемент с дополнительной линзой типа «горизонтальная занавеска» (рис. 3. 10) позволяет избавиться от ложных срабатываний детектора при перемещении в охраняемой зоне домашних животных. С помощью специального алгоритма обработки сигналов исключаются потенциальные источники ложных

Рис. 3. 10. Зоны обнаружения прибора XJ450T

тревог, такие, например, как насекомые. Нижняя зона контролируется благодаря плотной многолучевой структуре диаграммы направленности. Возможность регулировки положения датчика детектора по вертикали позволяет корректировать размер зоны обнаружения прибора, что делает более гибким его применение. В зависимости от регулировки размер зоны обнаружения может быть 15х12 м или 10х12 м. Чувствительность детектора устанавливается перемычкой и имеет два уровня: нормальная и высокая.

Основные технические характеристики прибора XJ450T:

Размер зоны обнаружения, м......................................... 15х12 или 10х12

Напряжение питания, В.............................................................. 10- 14

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 20

Выходные реле:

реле вмешательства, мА/ В...................................................... 25 / 24

реле тревоги, мА/ В.............................................................. 100 / 24

Устойчивость к белому свету на расстоянии 2, 4 м не более, кд.......... 20000

Устойчивость к радиопомехам в диапазоне частот

10-1000 МГц, В/м...........................................................................30

Диапазон рабочих температур, С.......................................... от 0 до+ 49

Детектор легко устанавливается на стене или в углу помещения. Зона обнаружения состоит из двойных лучей и имеет дальнюю (22 луча), промежуточную (6 лучей), ближнюю (3 луча), а также нижнюю (2 луча) зоны.

Путем изменения числа подсчитываемых импульсов можно отрегулировать чувствительность детектора в соответствии с особенностями окружающей обстановки. Для установки и настройки прибора можно применять монтажный шарнир SMB-10.

Детектор имеет сертификат качества для использования в России.

Детекторы движения МС-550/МС-550Т

Пассивные ИК детекторы МС-550/МС-550Т фирмы С&К (IntelliSense) предназначены для использования в закрытых помещениях. Это приборы высокой степени надежности, достигнутой за счет использования микропроцессора. Детекторы имеют режим самодиагностики, а также оборудованы индикатором режимов работы. Внешний вид приборов приведен на рис. 3. 9. Он такой же, как у детектора XJ405T.

Особенности детекторов МС-550/МС-550Т:

> использование двойного пироэлемента;

> плотная диаграмма направленности;

> микропроцессорная система обработки сигналов;

> автоматическая температурная компенсация;

> самодиагностика;

> регулировка чувствительности;

> защита от проникновения насекомых;

> режим проверки конфигурации охраняемой зоны.

Двойной пироэлемент и оптическая система позволяют получить зону обнаружения размером 15х12 м (рис. 3. 10) удвоенной плотностью лучей детекции. Детектор обладает устойчивостью к ложным срабатываниям при наличии в помещении любого количества кошек или других мелких животных такого же размера с общим весом не более 7 кг, а также любого количества произвольно летающих или находящихся в клетках птиц. Мыши и крысы тоже не влияют на работу детектора.

Автоматическая проверка работоспособности детектора производится ежечасно. При обнаружении неисправности тестирование повторяется через каждые 5 минут. Ошибки при выполнении теста индицируются мигающим светодиодом. В случае успешного завершения самотестирования, проводимого автоматически после подачи питания, или при запуске режима самодиагностики пользователем детектор переходит в 10-минутный режим проверки конфигурации охраняемой зоны. В этом режиме можно определить точную конфигурацию охраняемой зоны, выполнив тест-проход, - каждый раз при пересечении края одного из лучей детекции будет включаться светодиод.

Основные технические характеристики приборов МС-550/МС-550Т:

Напряжение питания, В.............................................................. 10-14

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 20

Выходные реле:

реле вмешательства, мА/В...................................................... 25/24

Реле тревоги, мА/В.............................................................. 100/24

Устойчивость к белому свету, лк..................................................... 6500

Устойчивость к радиопомехам в диапазоне

частот 10-1000 МГц, В/м................................................................. 30

Диапазон рабочих температур, С.......................................... от 0 до+ 40

Габаритные размеры, мм.......................................................... 90х44х45

Масса, г............................................................................................ 85

Детектор позволяет регулировать чувствительность с помощью перемычек на монтажной плате прибора. Возможны три уровня чувствительности: высокая, нормальная и низкая.

Детектор может устанавливаться на стене или в углу помещения на высоте 1, 2, 2, 3 или 3 м от пола. При этом следует помнить, что охраняемая зона должна находиться в пределах прямой видимости детектора.

Рис. 3.10. Зоны обнаружения прибора XJ450T

Изображение:

Рис. 3.6. Зоны обнаружения детектора XJ660T

Изображение:

Изображение:

Рис. 3.8. Зоны обнаружения детектора XJ413T

Изображение:

Рис.3.5 Детектор движения XJ660T

Изображение:

Рис.3.7. Детектор движения XJ413T

Изображение:

3.2.2. Детектор движения PIR700E.

3.2.2. Детектор движения PIR700E

Пассивный инфракрасный детектор PIR700E предназначен для установки в помещениях площадью до 200 м2. Устанавливается он на стену или в углу помещения. Работа детектора основана на использовании двойного пироэлемента. Конструктивные особенности детектора позволяют применять его в жилых помещениях, где есть домашние животные. Особенности детектора PIR700E:

> эффективная защита от ложных срабатываний, вызванных радиопомехами;

> регулировка размеров зоны обнаружения в вертикальной и горизонтальных плоскостях;

> двойной пироэлемент;

> защита от вскрытия;

> высокая чувствительность;

> небольшие габариты;

> фильтрация питающего напряжения от сетевых помех;

> возможность установки в углу помещения.

Для работы детектора рекомендуется использовать источник бесперебойного питания. При использовании линзы «широкий угол» (рис. 3. 11) и установке на высоте 1, 8 м детектор позволяет контролировать территорию размером 15х15 м. Применение дополнительных линз позволяет скорректировать диаграмму направленности датчика (рис. 3. 11). Использование линзы Lens 817 типа «горизонтальная занавеска» имеет смысл лишь в том случае, когда детектор устанавливается в помещении, где есть домашние животные. Использование линзы Lens 818 типа «вертикальная занавеска» оправдано, когда прибор устанавливается в узком коридоре.

Рис. 3. 11. Зоны обнаружения прибора PIR700E

Основные технические характеристики детектора PIR700E:

Размеры зоны обнаружения, м.................................................. 15, 2х15, 2

Напряжение питания, В............................................................ 10, 6-16

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 23

Максимальная высота установки, м.................................................... 3, 6

Реле тревоги, мА/В.................................................................. 100/24

Выход детектора.............................. нормально замкнутые контакты реле

Время включения реле не более, с........................................................ 3

Диапазон рабочих температур, С...................................... от -10 до+ 50

Габаритные размеры, мм......................................................... 114х64х43

Масса, г.......................................................................................... 198

Установка детектора производится на стену или в угол помещения, максимальная высота установки - 3, 6 м. Датчик переходит в режим охраны не ранее чем через 3 минуты после подачи питания. Данный режим индицируется загоранием светодиодного индикатора прибора. Для отключения светодиода необходимо удалить перемычку на плате прибора. При монтаже детектора не рекомендуется располагать его вблизи источников тепла, таких как радиаторы отоллйния, обогревателя, лампы накаливания и т.п..

Рис. 3.11. Зоны обнаружения прибора PIR700E

Изображение:

3.2.3. Наружный детектор движения LX-2AU.

3. 2. 3. Наружный детектор движения LX-2AU

Пассивный инфракрасный детектор LX-2AU компании Optex - это прибор, специально разработанный для наружного использования. Детектор обеспечивает стабильность размеров зоны обнаружения в самых жестких климатических условиях, таких как снег, дождь, туман и т. п.

Особенности детектора LX-2AU:

> автоматическая стабилизация размеров зоны обнаружения в любых усло виях окружающей среды;

> двойной пироэлемент датчик высокой чувствительности;

> сбалансированная температурная компенсация;

> три уровня чувствительности;

> регулировка чувствительности;

> встроенный светодиодный индикатор режима работы;

> возможность регулировки положения датчика в вертикальной и горизон тальной плоскости;

> оперативное изменение размеров зоны обнаружения.

Датчик устойчив к воздействию прямых солнечных лучей и света автомобильных фар. Специальный алгоритм обработки сигнала позволяет ему адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Основные технические характеристики прибора LX-2AU:

Размер зоны обнаружения, м......................................................... 12х14

Угол обзора, град............................................................................ 120

Регистрируемая скорость перемещения, м/с......................... от 0, 3 до 1, 0

Регулировка:

в вертикальной плоскости, град.................................................... ±45

в горизонтальной плоскости, град.............................................. 0 - 20

Выходное реле, мА/В............................................................... 100/24

Количество уровней чувствительности.................................................. 3

Диапазон рабочих температур, °С...................................... от -20 до+ 50

Встроенный фотодиод позволяет осуществлять автоматическое отключение датчика при определенном уровне освещенности, как правило в светлое время суток. Уровень освещенности, при котором происходит это отключение, регулируется.

Датчик удобен в эксплуатации и при установке. Потолочные и настенные кронштейны позволяют регулировать положение датчика в вертикальной и горизонтальной плоскости.

3.2.4. Детекторы движения "Фотон".

3. 2. 4. Детекторы движения «Фотон»

Пассивные инфракрасные детекторы «Фотон-6» и «Фотон-8»

Охранные пассивные инфракрасные детекторы «Фотон-6» и "Фотон-8" разработаны и производятся в России. Они предназначены для работы в составе пультов контроля, таких как « Сигнал- 37А», «Сигнал-40», «Сигнал-45 », а так же в системах «Фобос», «Нева-10М», «Комета-К».

Питание приборов осуществляется по шлейфу сигнализации. В качестве датчика используется двойной пироэлемент. Благодаря применению трех типов

линз детекторы имеют три зоны обнаружения. Корпус приборов имеет современный дизайн (рис. 3. 12), что позволяет им хорошо вписываться в интерьер любого помещения.

Особенности детекторов типа «Фотон»:

> высокая обнаруживающая способность;

> высокая устойчивость к электромагнитным, тепловым и световым помехам;

> два способа формирования тревожного извещения;

> быстрый выход на рабочий режим;

> визуальный контроль работоспособности прибора;

> контроль напряжения питания;

> питание по шлейфу сигнализации;

> широкие возможности при установке.

Высокая обнаруживающая способность детекторов обеспечивается благодаря использованию трех зон обнаружения: объемной, поверхностной и линейной (рис. 3: 13). Это позволяет использовать их для охраны помещений практически любой конфигурации.

Рис. 3. 13. Зоны обнаружения детектора «Фотон-6»

Основные технические характеристики детекторов «Фотон»:

Контролируемая площадь с объемной зоной обнаружения, м2............... 120

Регистрируемая скорость перемещения, м/с............................... 0, 3-3, 0

Потребляемый ток:

«Фотон-6», мА............................................................................. 15

« Фотон-8», мА.............................................................................. 1

Диапазон рабочих температур:

«Фотон-6», °С............................................................. от -30 до+ 50

"Фотон-8", °С............................................................. от -10 до+ 50

Габаритные размеры, мм....................................................... 107х107х64

Масса, кг....................................................................................... 0, 25

Детектор движения «Фотон-СК»

Охранный объемный оптико-электронный детектор движения «Фотон-СК» (рис. 3. 14) производится в России. Он разработан совместно с американской фирмой С&К Systems по заказу Главного управления вневедомственной охраны МВД России. Датчик рекомендуется использовать для установки в жилых помещениях, офисах и на небольших предприятиях.

Особенности детектора «Фотон-СК»:

> отключение светодиодного индикатора в режиме охраны;

> защита от несанкционированного вскрытия;

> высокая помехоустойчивость;

> защита от домашних животных;

> минимальное количество комплектующих элементов;

> возможность установки на стене или в углу помещения.

В настоящее время прибор «Фотон-СК» является одним из самых дешевых детекторов движения на российском рынке. При производстве прибора используется современное технологическое оборудование для поверхностного монтажа фирмы Universal Instruments Corporation, что дает возможность получить очень высокие характеристики прибора.

Детектор имеет пять зон обнаружения и перекрывает территорию размером 15х12 м

(рис. 3.15). Цифровая обработка сигнала позволяет исключить срабатывание датчика от пролетающих насекомых. Дополнительная линза позволяет ограничить зону обнаружения снизу до определенной высоты, обеспечивая тем самым защиту от домашних животных.

Рис. 3. 15. Зоны обнаружения прибора «Фотон-СК»

Основные технические характеристики прибора «Фотон-СК»:

Размер зоны обнаружения, м......................................................... 15х12

Напряжение питания, В.............................................................. 10-14

Потребляемый ток, мА....................................................................... 20

Диапазон рабочих температур, °С...................................... от -18 до+ 49

Габаритные размеры, мм.......................................................... 90х64х41

Масса, г............................................................................................ 85

"Фотон-СК" - это один из лучших детекторов, выпускаемых отечественной промышленностью. Он обладает наивысшим показателем качество/цена.

Рис. 3.12. Детектор движения "Фотон-СК"

Изображение:

Рис. 3.12. Детекторы движения «Фотон-6» и «Фотон-8»

Изображение:

Рис. 3.13. Зоны обнаружения детектора «Фотон-6»

Изображение:

Рис. 3.15. Зоны обнаружения прибора «Фотон-СК»

Изображение:

3.2.5. Детектор движения МРС 4040Т.

3. 2. 5. Детектор движения МРС 4040Т

Пассивный инфракрасный детектор МРС 4040Т с двойным чувствительным датчиком производства компании IntelliSense - это экономичный прибор с размером зоны обнаружения 12х15 м (рис. 3. 16). В нем используется запатентованная технология С&К, а также комбинация сегментного зеркала и линзы Френеля, что практически исключает возможный саботаж прибора.

Особенности детектора МРС 4040Т:

> температурная компенсация;

> регулировка чувствительности;

> регулировка зоны обнаружения в зависимости от высоты установки;

> устойчивость к белому свету;

> дополнительный поворотный кронштейн.

Рис. 3. 17. Зоны обнаружения прибора МРС4040Т

В приборе используется двойной пироэлемент с регулируемой чувствительностью. При использовании линзы «широкий угол» (рис. 3. 17) площадь, контролируемая прибором, составит 144 м2 (12х12 м). Возможна установка линзы «вертикальная занавеска», которая обеспечивает узкую охраняемую зону длиной до 18 м. Линза «горизонтальная занавеска» для защиты от домашних животных исключает срабатывание детектора при возникновении движения в зоне, высота которой ниже 1, 2 м. Это обеспечивается как при использовании широкой, так и узкой диаграммы направленности.

Основные технические характеристики прибора МРС4040Т:

Размер зоны обнаружения, м......................................................... 12х 12

Устойчивость к радиопомехам на расстоянии 3 м

в диапазоне 20-100 МГц, Вт........................................................... 100

Устойчивость к белому свету на расстоянии 2, 4 м не менее, кд......... 20000

Напряжение питания, В................................................................ 8-14

Потребляемый ток (при напряжении питания+ 12 В), мА...................... 20

Выходные реле:

реле тревоги, мА, В.............................................................. 100/30

Диапазон рабочих температур, С...................................... от -18 до+ 65

Габаритные размеры, мм.......................................................... 92х60х50

Масса, г............................................................................................ 71

Датчик устанавливается на стену или в углу помещения. Для установки может использоваться дополнительный поворотный кронштейн типа DT4SW. Детектор предназначен для охраны закрытых помещений. Высокое качество и умеренная цена прибора - это как раз то, что делает его конкурентно способным на отечественном рынке технических средств охраны.

Пассивные инфракрасные детекторы движения серии IQ200 компании IntelliSense используют комбинацию четырех пироэлементов с регулируемой чувствительностью. Приборы (рис. 3.18) предназначены для организации охраны и установки в жилых помещениях, офисах и на небольших предприятиях. Детектор IQ220T имеет радиус действия 12 м, а детектор IQ260T -18м. Особенности детекторов серии 10200:

> возможность регулировки размеров зоны обнаружения;

> светодиодная индикация режима работы;

> устойчивость к радиопомехам;

> устойчивость к белому свету;

> температурная компенсация.

В модели IQ220T реализована запатентованная технология С&К, благодаря которой практически полностью исключены ложные срабатывания системы. Многосегментное зеркало и линза Френеля обеспечивают зону обнаружения площадью около 200 м2. С помощью набора линз можно получить необходимую диаграмму направленности детектора (рис. 3.19). Прибор может оснащаться линзой «горизонтальная занавеска» для защиты от ложной тревоги, вызванной домашними животными. Детектор содержит два двойных пироэлемента с регулируемой чувствительностью.

Основные технические характеристики приборов серии IQ200:

Размер зоны обнаружения:

IQ220T,M................................................................................ 12х12

IQ260T, м................................................................................ 18х15

Устойчивость к радиопомехам на расстоянии 3 м

в диапазоне 27-1000 МГц, Вт.......................................................... 100

Устойчивость к белому свету на расстоянии 2,4 м, кд....................... 20000

Напряжение питания, В.............................................................. 10-14

Потребляемый ток (при напряжении питания +12 В), мА......................30

Выходные реле:

реле тревоги, мА/В.............................................................. 100/30

реле вмешательства, мА/ В...................................................... 25/30

Диапазон рабочих температур, °С...................................... от -18 до +65

Габаритные размеры, мм........................................................ 130х70х60

Масса, г.......................................................................................... 227

3.2.7. Потолочный детектор FIR5030.

3. 2. 7. Потолочный детектор FIR5030

Детектор движения FIR5030 компании С&К (IntelliSense) - это два самостоятельных прибора в одном корпусе: пассивный инфракрасный детектор и детектор битого стекла. FIR5030 имеет круговую диаграмму направленности и предназначен для установки на потолке охраняемого помещения. Он имеет современный дизайн (рис. 3. 20) и высокие эксплуатационные характеристики, что делает его прекрасным средством для охраны помещений, например небольших магазинов со стеклянным фасадом или офисов. Особенности детектора FIR5030:

> возможность монтажа заподлицо с поверхностью потолка и на подвесном потолке;

> два выходных реле в одном корпусе (для каждого детектора свое);

> регулируемая высота монтажа;

> регулировка чувствительности;

> светодиодный индикатор режима работы;

> запоминание сигнала тревоги.

В состав прибора входит пассивный инфракрасный (ПИК) детектор с круговой диаграммой направленности на основе пироэлемента с регулируемой чувствительностью. Он предназначен для обнаружения несанкционированного входа в помещение. В нем может быть использовано одно из двух взаимозаменяемых зеркал, применение которых определяется высотой установки прибора и необходимым количеством лучей детекции (рис. 3. 21).

При установке зеркала. № 1 высота монтажа должна составлять от 2, 5 до 3, 5 м от пола. При этом диаграмма направленности будет состоять из 77 лучей детекции различной длины.

При установке зеркала №2 высота установки должна быть 3, 5-4, 9 м. Число лучей детекции при этом уменьшается до 61.

Второй детектор прибора - это детектор битого стекла (ДБС)Flex Guard

с радиусом действия до 9 м, предназначенный для регистрации факта разбивания стекла и формирования сигнала тревоги. Принцип действия детектора основан

на анализе спектра звукового сигнала, возникающего при ударе о стекло

и при его разбивании. Для формирования сигнала тревоги прибор должен

зарегистрировать удар о стекло и звон разбиваемого стекла, причем интервал

между обоими звуками должен быть не более 150 мс. Это исключает возможность ложного срабатывания. Радиус действия детектора битого стекла зависит от сорта, толщины и размера стекла. Поэтому для настройки прибора необходимо использовать специальный имитатор разбивания стекла FlexGuard 700. .

Технические характеристики детектора FIR5030:

Радиус зоны обнаружения ПИК детектора, м.......................................15

Число лучей детекции не менее..........................................................61

Высота установки, м........................................................... от 2,5 до 4,9

Радиус обнаружения ДБС не более, м.................................................. 9

Сорт стекла................................................ металлизированное, слоистое

закаленное, усиленное Толщина стекла, мм....................................................................... 4 - 7

Размер стекла не менее, мм....................................................... 270х270

Напряжение питания, В............................................................ 8,5-1,6

Потребляемый ток (при напряжении питания +12 В), мА......................40

Выходные реле:

реле тревоги ПИК детектора, мА/В....................................... 500/30

реле тревоги ДБС, мА/В....................................................... 500/30

реле вмешательства, мА/ В...................................................... 25 /30

Рис. 3. 21. Зоны обнаружения детектора FIR5030

Прибор может быть установлен на поверхности потолка или заподлицо с ней. Высота монтажа регулируется с помощью дополнительного зеркала. В приборе предусмотрена возможность регулировки чувствительности ПИК детектора и ДБС и запоминание сигнала тревоги.

ИК-датчик движения

Одно из новшеств вошедших в нашу жизнь, область его применения широка, поэтому он перестал быть «диковинкой» и начал применяться повсеместно. Естественно, люди интересуются этим прибором. Удалось найти публикацию автора, который очень подробно осветил эту тему, как говорится, не добавит, не убавить.

Представляю вашему вниманию статью из журнала «Радiоаматор» автор Н.П. Власюк , г. Киев.

Пассивный инфракрасный датчик движения

Пассивный инфракрасный датчик движения с питанием от ~220 В выпускается в комплекте с галогеновым прожектором и сконструирован как единое устройство. Пассивным называется потому, что он не подсвечивает контролируемую зону инфракрасным излучением, а использует его фоновое инфракрасное излучение, поэтому является абсолютно безвредным.

Назначение ИК-датчика и практическое применение

Датчик предназначен для автоматического включения нагрузки, например прожектора, при попадании в зону его контроля движущегося объекта и выключении его после выхода объекта из зоны. Он применяется для освещения фасадов домов, хозяйственных дворов, строительных площадок и т.д.

Технически данные пассивного ИК-датчика модели 1VY7015

Напряжение питания датчика и всего устройства ~220 В, ток потребления самого датчика в режиме охраны 0,021 А, что соответствует потребляемой мощности 4,62 Вт. Естественно, при включении галогеновой лампы мощностью 150 или 500 Вт потребляемая мощность увеличивается соответственно. Максимальный радиус обнаружения движущегося объекта (впереди датчика) 12 м, зона чувствительности в горизонтальной плоскости 120…180 0 , регулируемая задержка освещения (после выхода объекта из зоны контроля) от 5… 10 с до 10… 15 мин. Допустимый температурный диапазон эксплуатации -10…+40°С. Допустимая влажность до 93%.

ИК-датчик может находиться в одном из следующих режимов. «Режим охраны», при котором он «зорко» следит за контролируемой зоной и готов в любое время включить исполнительное реле (нагрузку). «Режим тревоги», при котором датчик с помощью исполнительного реле включил нагрузку, так как в его контролируемою зону попал движущийся объект. «Спящий режим», при котором датчик, находясь во включенном состоянии (под током), в дневное время, не реагирует на внешние раздражители, а с наступлением сумерек (темноты) автоматически переходит в «Режим охраны». Этот режим предусмотрен для того, чтобы не включать освещение в дневное время. После подачи питания датчик начинает с «Режима тревоги», а потом переходит в «Режим охраны».

Подобные датчики продаются также и отдельно. Их применяют значительно шире, чем комплект (прожектор с датчиком), а по режиму электропитания они могут быть рассчитаны на напряжение ~220 В или =12 В.

Принцип работы пассивного ИК-датчика

Фоновое инфракрасное излучение контролируемой зоны с помощью переднего стекла (линзы) фокусируется на фототранзисторе, чувствительном к ИК-лучам. Поступающее от него малое напряжение усиливается с помощью операционных усилителей (ОУ) микросхемы, входящей в схему датчика. В нормальных условиях электромеханическое реле включения нагрузки обесточено. Как только в контролируемой зоне появляется движущийся объект, освещенность фототранзистора изменяется, он выдает на вход ОУ измененное напряжение. Усиленный сигнал выводит схему из равновесия, срабатывает реле, которое включает нагрузку, например лампу освещения. Как только объект выходит из зоны, лампа некоторое время продолжает светиться, в зависимости от выставленного времени электронного реле времени, а затем переходит в исходное состояние - «Режим охраны».

Принципиальная схема пассивного ИК-датчика модели 1VY7015 показана на рис.1.

По сравнению с подобными 1 2-вольтовыми ИК-датчиками, схема этой модели является простой. Нарисована она по монтажной схеме. Так как на монтажной схеме производители не обозначили все радиоэлементы, то автору пришлось это сделать самостоятельно. На плате размерами 80×68 мм размещены навесные радиоэлементы без применения ЧИП-элементов.

Назначение основных радиоэлементов принципиальной схемы

1. Узел питания датчика - бестрансформаторный, выполнен с применением гасящего конденсатора С2 емкостью 0,33 мкФ×400 В. После выпрямительного моста стабилитрон ZD (1 N4749) устанавливает напряжение 25 В, которое используется для питания обмотки реле К1, а стабилизатор DA1 (78L08) из 25 В стабилизирует 8 В, которое используется для питания микросхемы LM324 и вообще всей схемы. Конденсатор С4 - сглаживающий, а СЗ предохраняет датчик от высокочастотных помех.

2. Трехвыводной инфракрасный фототранзистор PIR D203C - «зоркий глаз» датчика, его главный элемент, именно он выдает «команду» на включение исполнительного реле при быстром изменении инфракрасного фона контролируемой зоны. Питается от +8 В через резистор R15. Конденсатор С13 - сглаживающий, а С12 предохраняет фототранзистор от высокочастотных помех.

3. Микросхема LM324N (рыночная стоимость $0,1) - главный усилитель датчика. В своем составе имеет 4 ОУ, которые схемой датчика (радиоэлементами R7, С6; D1, D2; R21, D3) включены последовательно (4-3-2-1), что обеспечивает высокое усиление сигнала, выдаваемого ИК- фототранзистором, и высокую чувствительность всего датчика. Питается от 8 В («плюс» - вывод 4, «минус» - вывод 11).

4. Назначение электромеханического реле К1 модели LS-T73 SHD-24VDC-F-A - включать нагрузку, а точнее, выдавать на нее ~220 В. Напряжение +25 В на обмотку реле выдает транзистор VT1. Номинальное рабочее напряжение обмотки реле 24 В, а его контакты, согласно надписи на корпусе, допускают ток 10 А при ~240 В, что вызывает сомнения в способности такого малогабаритного реле коммутировать нагрузку в 2400 Вт. Заграничные производители часто завышают параметры своих радиоэлементов.

5. Транзистор VT1 типа SS9014 или 2SC511. Основные предельные параметры: Uкэ.макс=45 В, lк.макс=0,1 А. Обеспечивает включение/выключение реле К1 в зависимости от соотношений напряжений (вывод 1 LM324N и коллектор VT2) на его базе.

6. Мост (R5, R6, R7, VR2, фоторезистор CDS) транзистор VT2 (SS9014, 2SC511) предназначены для установления одного из двух режимов работы датчика: «Режима охраны» или «Спящего режима». Необходимый режим обеспечивается освещенностью фоторезистора CDS (именно он своим сопротивлением, изменяющимся С» освещенности, указывает датчику, сейчас день или ночь положением движка переменного резистора VR2 (DAY LIGHT). Так, при нахождении движка переменного резистора в положении «День», датчик работает как днем, так и ночью, а в положении «Ночь» - только ночью, а днем находится в «спящем» режиме.

7. Регулируемое электронное реле времени (С14, R22 VR1) обеспечивает задержку времени отключения светящей лампы от 5… 10 с до 10… 15 мин после выхода объекта из контролируемой зоны. Регулировка обеспечивается

переменным резистором TIME VR1.

8. Переменным резистором SENS VR3 регулируют чувствительность датчика путем изменения глубины отрицательной обратной связи в ОУ №3.

9. Демпферная цепочка R1C1 поглощает скачки напряжения, возникающие при включении/выключении галогеновой лампы.

10. Остальные радиоэлементы (например, R16-R20 R11, R12 и т.д.) обеспечивают нормальную работу ОУ микросхемы LM324N.

Приступая к ремонту ИК-датчика, следует помнить, все его радиоэлементы находятся под фазным напряжением, опасным для жизни. При ремонте подобных устройств их рекомендуют включать через разделительный трансформатор. Датчик работает надежно и в ремонт попадает редко, но если он поврежден, то ремонт начинают с внешнего осмотра его монтажной платы. Если при этом не обнаружено повреждений, то следует проверить выходные напряжения устройства питания (25 и 8В). Устройство питания, да и любой другой элемент схемы (микросхема, транзисторы, стабилизатор, конденсаторы, резисторы), могут выйти из строя из-за скачков напряжения в питающей сети или ударов молнии, а защита от них в схеме датчика, к сожалению, не предусмотрена. Тестером можно проверить исправность всех этих элементов, кроме микросхемы. Микросхему, при подозрении в ее неработоспособности, можно заменить. Слабым звеном в датчике могут оказаться контакты реле К1, так как они коммутируют значительные пусковые токи галогеновой лампы, их работоспособность проверяют тестером.

Настройка ИК-датчика заключается в правильной установке трех регулировочных резисторов, расположенных снизу датчика (рис.2 ).

Что же регулируют эти резисторы?

TIME - регулирует время задержки на выключение галогеновой лампы, после того как объект, вызвавший ее включение, вышел из контролируемой зоны. Диапазон регулировки от 5…10 с до 10…15 мин.

DAY LIGHT- устанавливает датчик в «Режим охраны» или «Спящий режим» в дневное время. С физической точки зрения положение движка переменного резистора разрешает или запрещает работать датчику при определенной освещенности. Регулируемый диапазон освещенности 30 лк. Так, если регулятор повернуть против часовой стрелки (установить на знак «полумесяц»), то датчик работает только в темное время суток, а днем «спит». Если повернуть его в крайнее положение против часовой стрелки (знак «маленькое солнышко»), то датчик работает как в дневное, так и в ночное время, т.е. круглые сутки. В промежуточном положении между этими значениями датчик может перейти в «Режим охраны» уже с наступлением сумерек. Переход датчика в один из вышеуказанных режимов происходит автоматически.

SENS - регулирует чувствительность датчика, т.е. устанавливает большую или меньшую площадь (или дальность) контролируемой зоны.

Недостатки ИК-датчика

Недостатки ИК-датчика ~220 В заключаются в его ложных срабатываниях. Это происходит при движении веток деревьев или кустов, находящихся в контролируемой зоне; от проезжающей машины, точнее, от тепла его двигателя; от изменяющегося источника тепла, если он расположен под датчиком; от внезапного изменения температуры при порывах ветра; от молнии и засветки автомобильных фар от прохода животных (собак, кошек); от мигания электросети датчик срабатывает и некоторое время лампа продолжает светить. К недостаткам вышеописанного датчика следует отнести и его нерабочее состояние при отсутствии напряжения ~220 В. Уменшить количество ложных срабатываний можно путем изменения положения датчика.

Назначения переднего стекла - линзы ИК - датчика. Для расширения контролируемой зоны до Control 120° и даже 180° линзу датчика делают полукруглой или сферической. При ее изготовлении (литье) с ее внутренней стороны предусмотрены многочисленные прямоугольные линзочки. Они делят контролируемый сектор на маленькие участки. Каждая линзочка, из своего участка, фокусирует инфракрасное излучение в центр фототранзистора. Деление контролируемой зоны на участки приводит к тому, что контролируемая зона становится веерной (рис.3 ).

В результате датчик «видит» нарушителя только в черной зоне, а в белой он «слепой». Эти зоны, в зависимости от количества и размеров линзочек, имеют заданную конструкторами конфигурацию. Применение микропроцессоров позволяет устранить ряд вышеописанных недостатков этих датчиков. Линза - это важнейший элемент ИК-датчика. Именно от ее зависит, как широко по горизонтали и вертикали «видит» датчик. Некоторые ИК-датчики имеют сменные линзы, которые создают контролируемую зону под конкретную задачу. Стекло линзы должно быть целым (не разбитым), в противном случае конфигурация его контролируемой зоны непредсказуема.

1 .Освещение различных помещений, т.е. автоматическое включение/выключение освещения в подъездах, складах, квартирах (домах), хозяйственных дворах и фермах. Для этого, в зависимости от ситуации, можно применить как вышеописанные комплекты ИК- датчиков с прожекторами, так и отдельно продаваемые датчики. Устанавливают комплект на неподвижных объектах на высоте 2,5…4,5 м (рис.4 ).

Отдельно продаваемые пассивные ИК-датчики могут быть рассчитаны на напряжение электропитания либо ~220 В, либо +12 В. Для освещения лучше использовать датчики на ~220 В, они сравнительно дешевые и выдают на нагрузку также ~220 В, поэтому к ним легко подключать электролампочки.

Один из вариантов такого датчика, модель УСА 1009, показан на рис.6 .

В нем только два регулировочных резистора: Time Delay, регулирующий время отключения нагрузки после выхода объекта из контролируемой зоны, и Light Control, разрешающий или запрещающий работу датчика в дневное время. Максимально допустимая нагрузка 1200 Вт. Угол обзора контролируемой зоны 180°, а ее максимальная длина 12 м.

Из датчика выходят три цветных провода, предназначенных для подключения сети и нагрузки. На рис.7

показана схема включения такого датчика на отдельную лампу ~220 В, в качестве которой можно использовать и настольную лампу.

При подключении датчика к существующей электропроводке дома (квартиры), т.е. к уже установленным лампочкам и выключателям важно правильно найти общий провод датчика и совместить его с электропроводкой. На рис.8, а, б показаны схемы участка электропроводки до включения датчика и после включения.

Если использовать датчик для освещения крыльца дома, то сам датчик лучше установить около лампочки.

Применение ИК-датчиков в схемах освещения значительно экономит электроэнергию и создает удобства при их автоматическом включении/выключении.

2. Автоматическое включение освещения в квартирах и домах. В такой ситуации датчик лучше приспособить к настольной лампе, чтобы при ненадобности можно было легко отключить.

3. Оповещение владельца дома о приходе гостей. В этом случае, датчик необходимо направить на калитку забора или пространство около нее, а для звукового оповещения использовать звонок или иной звуковой извещатель с питанием от ~220 В.

4. Охрана хозяйственного двора, гаража, фермы, офиса, квартиры. Для этой цели можно применить и вышеописанные дешевые ИК-датчики с питанием от ~220 В. Однако такие датчики имеют большой недостаток: при пропадании сети они не работают, поэтому их применяют только для охраны малозначимых объектов. ИК-датчики с питанием от +12 В лишены этих недостатков, так как они легко обеспечиваются резервным электропитанием от аккумуляторов. Для этого разработан небольшой приемно - контрольный прибор (ПКП), который крепится на стенку. В нем размещаются блок питания, аккумуляторы 12 В на 4 Ач или 7 Ач и электронная начинка. Все датчики охраняемого объекта подключают к одному ПКП, который обеспечивает их надежным электропитанием, принимает от них сигналы тревоги и передает охране. При отсутствии охраны к ПКП можно подключить мощную звуковую сирену, которая отпугнет злоумышленников. Таким образом, для охраны важных объектов должны применяться комплекты ПКП с ИК- датчиками 12 В, между ними протягивают стандартный 4- проводный кабель (два провода для питания 12 В, два - для сигнала тревоги). На ИК-датчиках +12 В не устанавливают внешние регулировочные резисторы, так как часть их функций передано «электронной начинке» прибора ПКП.

Для охраны своего хозяйственного двора ИК-датчики необходимо устанавливать так, чтобы они не были заметны, иначе их могут вывести из строя. Для этого ИК-датчики можно установить у окон внутри дома, направив их линзу на охраняемые объекты. Для охраны квартир и офисов ИК- датчики устанавливают в углу комнат, а для охраны гаражей и ферм их линзы направляют на входные ворота.

Как уже отмечалось, дешевые ИК-датчики на ~220 В и 12 В имеют ряд недостатков, таких, как срабатывания датчика при проходе собак, кошек, мышей. Для устранения этого явления необходимо установить ИК-датчик внутри дома на подоконнике окна, направить его во двор и расположить перед ним защитный экран (рис.9 ).

В этом случае между землей и зоной захвата ИК-датчика образуется «слепая зона», в которой датчик не реагирует на мелких нарушителей, но на проходящего человека он среагирует, так как по высоте человек выше этой зоны.

В новых датчиках 12 В конструкторы, усложнив схему и конструкцию датчика, устранили этот недостаток. Так, в израильском ИК-датчике Crow SRX-1100 добавлен микропроцессор и установлен СВЧ радиоизлучатель, который определяет размеры нарушителя, сравнивает его с установленными порогами и принимает решение, дать или не дать команду на сигнал тревоги.

Конструкторы из Японии и других стран решили данную проблему другим способом. Они предусмотрели смещение (внутри ИК-датчика) электронной платы с фототранзистором вверх или вниз по отношению к точке фокусировки линзочек стекла. В результате самые ближние к земле черные чувствительные сегменты отсекаются, и у земли устанавливается «слепая зона», в которой датчик «не видит» мелких животных. Высоту «слепой зоны» можно регулировать тем же смещением электронной платы. Есть и другие способы исключения реагирования ИК-датчиков на проход мелких животных. Решена проблема срабатывания ИК-датчика при его засветке молнией или фарами автомашин. Естественно, все эти усовершенствования вызывают удорожание пассивных ИК-датчиков, зато повышают надежность охраны.

Детекторы движения это основа системы безопасности, их тип и технические характеристики определяют уровень ее эффективность и сложность несанкционированного проникновения.

Наиболее распространенными детекторами, применяемыми в системах сигнализации, являются пассивные инфракрасные датчики движения.

Их основная функция – объемный контроль охраняемого пространства всего помещения.

Принцип и условия срабатывания

Устройство регистрирует динамику изменения теплового излучения объекта и общего фона. Мониторинг осуществляется за определенный промежуток времени.

Для срабатывания необходимо совмещение определенных условий. Во-первых, изменение положения объекта в пространстве, контролируемом детектором.

Во-вторых, траектория должна проходить перпендикулярно направлению ИК-излучения, генерируемого устройством.

В-третьих, расстояние от источника излучения должно быть достаточным для его уровня восприятия, то есть он должен определить температурную разницу между объектом (с учетом одежды) и окружающим фоном.

Чувствительность

Основной сканирующий элемент устройства — пироприемник, имеет сдвоенную структуру, и поэтому в плоскости излучения происходит парное расщепление каждого луча.

Исходя из особенностей строения различных моделей инфракрасных датчиков движения, зоны чувствительности различных моделей могут иметь разную конфигурацию. Это могут быть точечные лучи, направленные в небольшой угловой сегмент, формирующие отдаленную точку детекции.

Несколько таких лучей расположенных, горизонтальной или вертикальной плоскости формируют «вертикальный барьер» или «сканирующую поверхность», она может быть горизонтальной или иметь наклон.

Одиночный широкий луч, испускаемый в горизонтальной, или вертикальной плоскости формирует «сканирующий занавес».

Кроме того, интенсивность генерируемого излучения влияет на протяженность сканируемой зоны срабатывания. Обзорный сектор может составлять от 30 0 до 180 0 для настенных детекторов и круговой – 360 0 для потолочных моделей. Так же возможна регуляция количества лучей, и угла их наклона, до 90 0 .

Такое разнообразие обусловлено требованиями к эксплуатации в различных условиях и высоком уровне эффективности, который должен обеспечивать равномерную чувствительность детектора по всему охраняемому объему срабатывания.

Оптические элементы

Чувствительность детектора зависит от процента перекрытия площади луча. Соответственно на расстоянии 15-20 м для выявления объекта размером с человека необходим луч шириной не более 100.

Но при приближении к устройству уровень чувствительности будет возрастать, и с расстояния 5 м тревогу может поднять обычная мышь.

Для распределения равномерности чувствительных зон оптические элементы формируют несколько секторов излучения с различной шириной и направлением под разными углами. Само устройство, как правило, крепиться немного выше человеческого роста.

Следовательно, весь объем зоны обнаружения, разбит на несколько секторов, с различной степенью чувствительности лучей, подобранных таким образом, чтобы общая чувствительность устройства не изменялась от удаления или приближения к нему.

Проблема равномерности чувствительности пассивных ИК-датчиков движения, решается с помощью оптических рассеивателей.

Такая система может быть настроена более точно, что дает возможность увеличения ее чувствительности на дальних дистанциях до 60%. Кроме того, сегментная структура позволяет легче настроить защиту ближней «саботажной» зоны.

Использование триплексной технологии в зеркалах позволяет использовать инфракрасные датчики движения в помещениях, где есть домашние питомцы.

Современные высокоэффективные модели используют комбинацию обеих систем, где линза Френеля контролирует среднюю зону, а устройства зеркальной оптики дальние подходы и саботажную зону.

Пироприемник и помехи

Пироэлектрический преобразователь – это полупроводниковое устройство, которое способно регистрировать разницу в температурах и преобразовать ее в электрический импульс.

В таких датчиках используются пары, а в некоторых моделях две пары пироэлектрических элементов. Это позволяет снизить количество ложных срабатываний, которые вызывает простое повышение температуры в помещении.

В парных пироприемниках срабатывание происходит только когда пересекаются один из лучей, обработка происходит по дифференциальному алгоритму, вычитая сигнал одного пироэлемента из сигнала другого.

Основные виды помех, которые могут вызвать ложное срабатывание встраиваемых ИК датчиков движения:

• насекомые, попавшие внутрь или на корпус датчика;
• домашние животные;
• вибрации и сотрясения;
• радио и электромагнитные помехи;
• направленные и яркие источники света;
• кондиционеры, батареи, тепловые завесы и другое климатическое оборудование;
• частичное отражение ИК-лучей от внутренней поверхности устройства;
• нагревание внутренних деталей детектора.

Блок обработки

Аналоговое, цифровое или комбинированное устройство, обеспечивающее обработку поступающих от прироприемника сигналов с целью выделения импульса, вызванного нарушителем, из общего потока помех.

Алгоритм обработки основан на анализе формы, длительности и величины сигнала. Сигнал от человеческой фигуры является симметричным и двухполярным, в отличие от шумовых несимметричных сигналов.

Величина сигнала – основной параметр, по которому происходит анализ поступающего импульса.

В недорогих моделях БО анализируют только его, сравнивая с пороговым показателем и подсчитывая количество срабатываний. После превышения определенного числа за единицу времени включается сигнал тревоги.

Такой метод несовершенен и приводит к большому количеству ложных срабатываний от вибраций или электромагнитных помех.

Если настроить низкую чувствительность, то в датчиках с зоной контроля типа «одиночная завеса» может не произойти срабатывания вообще, если будет пересечен всего один луч.

В более дорогих датчиках дополнительно анализируется полярность и симметрия формы поступающего сигнала.

Методы защиты детекторов движения от помех

Специальный светофильтрующий пластик внешних линз позволяет защитить пироэлемент от белого света, для защиты от насекомых между пироприемным элементом и линзой монтируют герметичную камеру.

Так же практически все современные модели оборудованы реле вскрытия, которое сигнализирует о взломе устройства.

Типичная бытовая модель со средним функционалом

NV500 компании PARADOX

Оптика – гибридная цилиндро-сферическая линза с сегментами линз Френеля с углом обзора 1020.

Диаграмма направленности рассчитана на обеспечение равномерной чувствительности по всему контролируемому объему. Super Creep Zone – функция контроля саботажной зоны. Цифровая блокировка детекции животных до 16 кг.

Двухуровневый подсчет импульсов по алгоритму APSP. Автокомпенсация температуры. Автоматическая цифровая регулировка чувствительности 5ти уровней. Защита от вскрытия – твердотельное реле.

Датчики такого типа можно использовать не только в , но и в устройстве автоматического включения освещения, и системы раннего оповещения и т. д.

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:

1. солнечное излучение;
2. искусственные ИК источники;
3. кондиционеры и холодильники;
4. животные;
5. конвекция воздуха;
6. электромагнитные помехи;
7. 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