Давайте рассмотрим основные группы датчиков присутствия и датчиков движения, которые можно классифицировать по техническому оснащению, и кратко опишем области их применения.
1. Датчики присутствия
Датчики присутствия фиксируют даже минимальные движения человека (например, печатание на клавиатуре компьютера). Их устанавливают в помещениях, где преобладает работа людей с минимальными перемещениями или где присутствует достаточное естественное освещение (например, офисы, учебные классы, конференц-залы, санузлы).
Датчики присутствия постоянно следят за наличием людей в помещении и за изменяющейся степенью освещенности. Встроенный сенсор освещенности различает естественный и искусственный свет и поддерживает постоянный уровень освещенности в рабочей зоне.
Для достижения гарантированной работы PIR-датчика в реальных условиях эксплуатации совершенно недостаточно использовать для управления освещением качественные датчики известных и уважаемых производителей.
Даже самый надежный и качественный датчик может плохо работать, если не соблюсти ряд правил при его подборе, установке и настройке.
Датчики отличаются между собой по ряду критериев, смысл которых необходимо понимать при подборе оборудования для работы в конкретных условиях.
По способу установки датчики подразделяются на настенные и потолочные. Диаграммы зоны чувствительности у них будут различные. И если установка потолочного датчика на стену в небольшой комнате, в большинстве случаев, не приводит к отрицательным последствиям, то установка настенного датчика на потолок, в большинстве случаев, приводит к нестабильной работе. Поэтому нестандартной установки лучше избегать, а в случаях, когда такая установка является единственно возможной, необходимо тщательно оценивать расположение зон детекции датчика. Давайте посмотрим на зоны чувствительности настенного датчика PD 180i/R.
При установке на стене на высоте от 1,1 м до 2,2 м у датчика зона четкой детекции присутствия находится под датчиком и размер общей зоны, в которой он сможет определить движения человека, составит 8х16 метров. Однако, если мы его установим на потолке в одном из углов комнаты, у нас получиться, что зона четкой детекции «повиснет в воздухе».
В этом случае не стоит удивляться, что датчик не реагирует на мелкие движение человека, сидящего, непосредственно под ним, так как оптическая система сконструирована так, чтобы собирать максимум инфракрасного излучения в других сегментах, в которых люди при такой установке сидят слишком далеко от датчика.
Схожая ситуация происходит, когда датчик устанавливают выше рекомендованной высоты. В этом случае чувствительность датчика снижается пропорционально квадрату превышения. Говоря иными словами, если мы установили датчик на высоту в 1,5 раза выше рекомендованной, то его чувствительность снизится более чем в два раза.
Поэтому второй важный фактор – это рекомендуемая высота установки датчика. От высоты установки зависит конфигурация зон чувствительности датчика. Давайте рассмотрим зоны чувствительности датчиков присутствия на примерах моделей: PD-C360i/8 plus и PD-C360i/24 plus.
Зона 1 – зона самой сверхчеткой чувствительности датчика присутствия. В этой зоне улавливаются мельчайшие движения человека (такие, как: моргания век или мелкая моторика пальцев и т.п.);
Зона 2 – зона четкой чувствительности датчика присутствия. В этой зоне улавливаются небольшие движения человека (такие, как: шевеления руками, крупное шевеление пальцами и т.п.);
Зона 3 – зона детекции движения человека. В этой зоне гарантированно будут обнаружены крупные движения человека (такие, как: ходьба по помещению и т.п.).
С изменением высоты установки меняются размеры зон, однако, они меняются неравномерно. Рассмотрим это на примере таблицы.
Как видно из приведенной таблицы датчик присутствия PD-C360i/8 нам высоте установки 4 метра (вместо рекомендованных производителем 3 метров) становится датчиком движения, а на высоте 10 метров, уже превращается в бесполезный прибор. Проблема не в конкретном производителе датчика, а в ограничениях, накладываемых PIR-технологией. Просто нужно при подборе датчиков учитывать зависимость их чувствительности от высоты установки.
Еще одна важная характеристика датчика (для детекции) – какого типа движений людей он разрабатывался.
Все датчики по этому признаку можно разделить на датчики детекции движения людей и датчики детекции присутствия людей.
Датчики движения конструктивно проще, рассчитаны на определение явных движений. То есть, они не рассчитаны на определение мелких движений сидящего человека.
Причем PIR-элемент датчика многие мелкие движения будет обнаруживать, но их будет отфильтровывать электроника датчика, чтобы снизить количество ложных срабатываний. Кроме того, есть важная особенность датчиков движения по управлению с учетом естественной освещенности.
Датчики движения замеряют естественную освещенность в зоне только в момент детекции движения и больше не используют фактор естественной освещенности в алгоритме управления светом. Другими словами, датчик движения не выключит свет, когда в помещении станет светло, если в его зоне детекции постоянно находятся люди. Поэтому датчики движения нужно использовать в помещениях где не находятся постоянно люди и где отсутствует естественное освещение. Для таких помещений это является оптимальным решением.
В помещениях, где длительное время находятся люди, и присутствует естественное освещение, лучше использовать датчики присутствия. Такие приборы настроены на детекцию незначительных движений сидящего человека. Они постоянно отслеживают естественную освещенность и выключат свет в случае, если естественная освещенность превысит настроенное в датчике пороговое значение. Датчики присутствия часто обладают дополнительными функциями, такими, как:
- возможность поддержания заданного уровня освещенности методом автоматического изменения светового потока ламп (диммирование);
- наличие дополнительных реле управления нагрузками без учета освещенности с возможностью отдельной настройки таймера задержки отключения. Такая функция используется для управления вентилятором, подачи через «сухой контакт» (беспотенциальное реле) сигнала на выключение или перевод в экономичный режим на кондиционер или радиатор отопления, соленоидный клапан и т.п.;
- дополнительный вход для выключателя, что позволяет подключить к датчику присутствия кнопочный выключатель и принудительно с него управлять освещением. При этом возможно настроить несколько режимов: включение только с выключателя с автоматическим отключением датчиком или с выключателя (полуавтоматический режим), автоматический режим с возможностью управления с выключателя, включение автоматические или с выключателя без возможности принудительного отключения с выключателя. Последняя настройка применяется в случаях, когда выключатель расположен снаружи помещения, чтобы исключить выключения света при нахождении в помещении людей;
- наличие аналогового выхода 0-10 V для передачи в системы BMS уровня освещенности в помещении;
- наличие возможности питания от 12-24 V для работы в системах BMS;
- наличие возможности питания от 12-24 V для размещения во влажных помещениях;
- наличие встроенного шумового сенсора, который включается при срабатывании датчика по движению и продляет время работы по наличию шума в помещении. Данная функция востребована, например, в ванных комнатах, когда человек находится в закрытой душевой кабине или за шторой. Обычный датчик присутствия, в случае нахождения человека за прозрачной перегородкой, погасит свет, так как его чувствительный элемент не будет определять движение человека. Датчик с микрофоном будет продлять время до отключения по наличию шума в помещении;
- возможность расширения зоны детекции датчика присутствия посредством подключения дополнительного специального датчика (Slave);
- наличие различных дополнительных функций.
Датчики присутствия необходимо также применять с учетом наличия дополнительных функций. Применение датчиков с функциями, которые не используются, приводят к неоправданному удорожанию проекта. В то же время, часто не зная о дополнительных возможностях, которые присутствуют в определенных моделях датчиков, задачи решаются посредством стороннего оборудования, что выходит экономически менее выгодно, чем применить датчик с дополнительными функциями.
Например, в санузлах ставят на вентилятор дополни тельное реле, которое включает вентилятор при включении света и выключает с небольшой задержкой после отключения света датчиком. При этом у большинства моделей качественных датчиков присутствия имеется второй канал для управления вентилятором, который можно настраивать независимо от канала управления освещением и логика, работы которого не зависит от естественного освещения.
Датчики производятся в виде самостоятельных устройств, которые сами непосредственно управляют нагрузками посредством встроенных в них реле и в виде интеллектуальных устройств, которые передают команды на управление нагрузками на специальные исполнительные устройства. Датчики второго типа могут работать в составе систем автоматизации различных производителей. В современные системы автоматизации можно включить и обычные датчики присутствия посредством подключения их релейных выходов к бинарным входам системы управления.
Однако такое решение не всегда оправдано экономически и функциональные возможности специализированных интерфейсных датчиков присутствия значительно шире. Сегодня на рынке присутствуют модели для различных систем автоматического управления освещением и инженерными системами знаний. Описывать и перечислять их в данных рекомендациях нецелесообразно из-за крайне большого объема информации.
*Настоящие рекомендации не могут быть полностью или частично воспроизведены, тиражированы и распространены без письменного разрешения ООО «ИЗИЛЮКС РУ».
**(Статья была опубликована в журнале “BMS” в 2012).
Читайте продолжение статьи