Подключение датчика движения для освещения с выключателем

Датчик движения – это устройство, изначально применяющееся в системах охранной сигнализации. Он реагирует на перемещение живых объектов в контролируемой зоне, передавая на охранное устройство сигнал тревоги. Но вскоре выяснилось, что их можно успешно применять еще и в системах управления освещением, объединив обычный выключатель с датчиком движения.

Если вы заходите в комнату, свет в которой включается на стене у входа, то управлять освещением при помощи каких-либо устройств не имеет смысла. Со временем положение выключателя на стене запоминается настолько, что искать его, шаря рукой в темноте, не потребуется.

Другое дело, если требуется включить освещение в длинном коридоре, вход в который возможен из разных комнат. Установка нескольких выключателей не решит проблему. Схема их соединения будет сложной, ведь при входе свет надо включить, а при выходе – выключить.

В случае необходимости сэкономить, оптимизировав работу освещения в подъезде многоэтажного дома, установка обычных выключателей и вовсе невозможна. Это приведет к чрезмерному расходу кабеля, да и не факт, что все жильцы будут выключать за собой свет.

Для освещения дворовой территории на дачном участке установка выключателя также превращается в трудноразрешимую проблему. Возвращаясь вечером домой, хочется иметь выключатель у калитки, чтобы не искать путь к двери дома на ощупь. А при покидании дома или необходимости пройтись по участку в темное время суток выключатель актуален у входа в здание. Но если вы прошли вечером в баню, разве необходимо, чтобы свет горел все время, пока вы там моетесь?

Для решения таких задач и предназначен датчик движения.

Конструкция датчика движения

На самом деле датчик улавливает не всякое движение. На брошенный камень он вряд ли среагирует. Перемещающийся предмет должен иметь температуру, схожую с температурой тела человека. Сенсор реагирует на инфракрасные лучи, которые исходят от живых объектов, для чего перед ним установлен фильтр, отсекающих видимый свет. Да и сам фотоэлемент работает только при попадании на него излучения в инфракрасном диапазоне.

Для того, чтобы уметь различать движение, устройство снабжено не одним, а группой датчиков, называемых пиродетекторами. Они направлены в пространстве в разные стороны. Вся зона, контролируемая им в целом, делится между отдельными пиродетекторами на узкие секторы. Помогает такому разделению оптическое устройство, называемое линзой Френеля. Она состоит их примыкающих друг к другу сегментов, представляющих собой элементы сечения сферической линзы. Получается, что каждый элемент линзы Френеля фокусирует на своем пиродетекторе световой поток из сектора пространства, на который он направлен.

При появлении в пределах видимости детектора движения объекта тепловые лучи от него попадают через участок линзы на один из фотоэлементов. Его сопротивление изменяется, что фиксируется электронной схемой прибора. Но срабатывания устройства пока не происходит.

Затем объект смещается в зону ответственности следующего элемента, вызывая его срабатывание. При этом сигнал от предыдущего пиродетектора пропадает. Получив данные об изменении в работе сенсоров, электронная схема устройства распознает, что в контролируемой зоне происходит движение. Формируется сигнал на срабатывание выходного реле.

Все время, пока объект движется, происходит фиксация его излучения разными пиродетекторами через секторы линзы Френеля. Состояние сигнала на выходе не изменяется. Как только объект покинет контролируемую зону, сигналы на входе пиродетекторов исчезают. Устройство выжидает заранее установленную (пользователем или заводом-изготовителем) паузу. Затем отключает выходное реле. Время паузы необходимо, чтобы дать возможность объекту не только останавливаться в процессе движения, но и двигаться прямо на датчик, не пересекая зоны ответственности отдельных его элементов.

Характеристики датчиков движения

В зависимости от чувствительности пиродетекторов изменяется зона охвата устройства (радиус действия). Это минимально возможное расстояние до движущегося предмета, на котором происходит срабатывание. Этот параметр необходимо учитывать при покупке устройства, для чего измеряется глубина контролируемой территории.

Следующий параметр, который учитывается при выборе датчика, это угол обнаружения в горизонтальной плоскости. Он варьируется в пределах 60 – 360 градусов. Для коридоров и небольших помещений достаточно иметь датчик движения с небольшим углом обнаружения. Для контроля уличных территорий целесообразнее применять устройства с большими значениями углов обзора.

В вертикальной плоскости зрение сенсора тоже ограничено. Он реагирует на объекты в довольно узком секторе: 15-20 градусов. Это нужно учитывать при выборе высоты установки устройства. Если сенсор подвешен высоко и будет «смотреть» на мир под большим углом, неизбежно появление мертвых зон вблизи и вдали от него. Несмотря на то, что чувствительность позволяет реагировать на движение на таком расстоянии, датчик срабатывать не будет.

[ads-pc-1][ads-mob-1]

Время до отключения сигнала на выходе после срабатывания может регулироваться пользователем в определенном диапазоне. Для этого на корпусе датчике предусматривают соответствующий орган управления, а в паспорте – указывают диапазон изменения времени. Но оно может быть и фиксированным, тогда его величину указывают на корпусе или в паспорте устройства.

Дополнительно у датчика движения может регулироваться и его чувствительность. Так можно уменьшить его радиус действия или отстроить от срабатывания от мелких объектов (собак, кошек).

Для использования в схемах управления освещения применяют специализированные датчики движения. Они снабжены фотоэлементом, регистрирующим освещенность территории. В самом деле: зачем включать свет днем, насколько бы интенсивное движение вокруг не происходило? Эти датчики могут иметь дополнительную регулировку величины освещенности, при которой реакция на движение будет передаваться на выходное реле.

Конструктивно датчики движения различаются по степени защиты от попадания влаги и пыли внутрь корпуса (IP20 – для помещений, IP55 – для монтажа на улице). А также по способу установки: поворотные, угловые, настенные.

Схемы подключения датчиков движения

Типовая схема подключения датчика движения не отличается сложностью. Внутри установлены клеммы:

Фазный и нулевой проводники, подключенные к выводам «L» и «N», обеспечивают питание самого датчика. Выходное реле его подключено между фазным контактом «L» и выводом для подключения нагрузки. Поэтому осветительный прибор требуется подключить между выводом «А» и нулевым проводом.

Вывод «РЕ» в некоторых моделях может отсутствовать. Через него происходит подсоединение заземляющей жилы питающего кабеля к РЕ-жиле кабеля, идущего к светильникам.

Но такая схема подключения датчика движения имеет ряд недостатков, первый из которых – ограничение по мощности подключаемых осветительных приборов. В паспорте устройства указан максимально возможный ток нагрузки. Это тот ток, включать и отключать который могут контакты выходного реле без вреда для себя. Превышение этого параметра приведет к оплавлению контактов, что равносильно выходу из строя датчика в целом – реле не является расходным элементом, подлежащим замене.

То же самое может произойти и в результате короткого замыкания в линии, коммутируемой датчиком. Конечно, при этом сработает защита автоматического выключателя, через который подключено освещение. Но за время срабатывания контакты испытают некоторое тепловое воздействие. Несколько таких коротких замыканий и датчик начнет неуверенно включать освещение, его контакты будут искрить и дополнительно нагреваться. Полный выход его из строя будет неизбежен.

Если датчик дешевый, то обращать внимание на этот факт не стоит. Но если его стоимость ощутима, а вероятность замыканий из-за протяженности отходящих линий возрастает – лучше использовать его совместно с малогабаритным пускателем.

Катушка пускателя подключается к датчику так, как подключается к нему нагрузка. А питание на светильники отправляется через его силовые контакты. Сам пускатель размещается в распределительном щитке, номинальный ток его силовых контактов выбирается по суммарному току нагрузки светильников. Датчик соединяется со щитком кабелем небольшого сечения.

Достоинством такой схемы управления является еще и то, что место установки датчика можно оперативно поменять, если его работа будет неэффективной. Переложить один кабель проще, чем два или более.

А еще – пускателем можно дополнительно управлять из другого места. Зачем? Об этом – далее.

Схема подключения датчика с выключателем

Представим себе ситуацию: вы вышли вечером полюбоваться своим участком. Присели на скамейку, и через некоторое время свет погас. Логично: ведь вы не двигаетесь, а датчик движения, понимая, что перемещения на участке подошли к концу, свет отключил.

Но еще неприятнее выполнять вечером какую-нибудь работу, не требующую перемещений по территории. Например, ремонтировать замок входной двери. Датчик будет регулярно гасить свет, а чтобы его зажечь, придется поменять положение в пространстве.

То же самое касается и квартиры: мало ли, какие действия потребуется выполнить поздним вечером. Не использовать же фонарь при работоспособном освещении?

Еще одна необходимость использовать выключатель света с датчиком движения возникает при замене лампочек или ремонте светильников. Выполнить эту работу лучше всего при свете дня, мало экстремалов, любящих творить подобное по ночам. Но днем светло, датчик освещенности не разрешит работать устройству контролирующему движение. Можно, конечно, закрыть глазок фотодетектора рукой, но зачем такие сложности? Проще все предусмотреть заранее, выполнив подключение датчика движения для освещения с выключателем.

Для этого используется обычный клавишный выключатель. Место его размещения выбирается из условий удобства использования. Подключение датчика движения через этот выключатель производится параллельно контактам выходного реле устройства, то есть, к «L» и «А». Выключатель с датчиком движения позволяет включить свет в любое время суток и вне зависимости от наличия перемещений в контролируемой зоне.

Но ведь может возникнуть и ситуация, когда свет совсем не нужен. Например, если потребуется покинуть дачу на несколько дней. Мало ли кто зайдет на территорию, пусть знает: темно, значит, дома никого нет.

Еще один вариант с необходимостью отключения системы управления освещением: появление на контролируемой территории домашних животных, от габаритов которых ранее датчик отстроен не был. После десятка внезапных включений света неизбежно появляется желание выкрутить лампочку.

Логичным ходом было бы использование датчика движения с выключателем, соединенного последовательно с его схемой и отключающего фазу от вывода «L». Если в схеме не используется выключатель для принудительного включения (допустим, он не нужен), то это – разумная мера. Но иметь два коммутационных элемента – внести путаницу в управление освещением. Выход – использовать для этой цели двухклавишный выключатель, но не все они годятся для этого. Подойдет только модель, в которой обе клавиши управляют независимыми друг от друга электрически контактными системами, имеющими переключающие контакты. Такие переключатели используются для управления включением света с двух мест.

Но есть выход проще. Для этого датчик движения вместе с коммутируемыми им осветительными приборами подключается в щитке к персональному автоматическому выключателю. Его отключение приведет к гарантированному прекращению работы осветительных приборов.

Схема с магнитным пускателем, применяющаяся для увеличения мощности, позволяет с легкостью реализовать как принудительное включение света, так и принудительное его выключение. Для включения провода от клавишного выключателя также подключаются параллельно соответствующей цепи от датчика движения, но коммутацию можно провести в распределительном щитке, где стоит пускатель. А вывести из-под управления датчиком движения можно не все осветительные приборы, а только часть их, для чего от щитка к ним должны идти раздельные кабельные линии.

В общем, с помощью датчика движения можно реализовывать разные логические схемы работы освещения. Главное: точно знать, что вы хотите получить на выходе.

Датчик движения и освещенность

Как уже было указано, датчики движения иногда дополняют датчиками освещенности. Но этот симбиоз далеко не всегда дает положительные результаты.

Устанавливают датчики движения так, чтобы свет от включившихся фонарей на них не попадал. Если этого не избежать, то датчик освещенности будет ложно срабатывать. Иногда оказывается удобнее использовать не встроенный, а отдельный датчик освещенности, расположенный в другом, защищенном от света фонарей, месте. В этом случае питание на вывод «L» датчика движения подключают через контакты датчика освещения.