Микроволновый датчик объема принцип работы

Обновлено: 14.05.2024

Безопасность не может быть обеспечена одной только бдительностью людей. И даже такие традиционные решения, как надежные замки и прочные двери не всегда помогают. Поэтому стоит обратить внимание на современный способ защиты — датчик объема.

Особенности

Применять подобные устройства для охранной сигнализации начали уже довольно давно. Но само их название не слишком правильно. Никакой объем этот прибор, конечно, не измеряет. Тем более не поддерживается контроль изменения объема. В действительности имеется в виду, что область обнаружения каких-либо объектов и по вертикали, и по горизонтали составляет 90 градусов.

Потому и получается, что охватывается объем различных помещений (если только хватает дальности действия). Контролируемые предметы не должны передвигаться. Если они все же меняют местоположение, система поднимает тревогу.

Потому вернее было бы именовать объемный датчик распознавателем движения. Для определения перемещений могут использоваться различные способы.

Принцип работы

Довольно широко распространены инфракрасные приборы. Контролируемый объем пронизывается тепловыми лучами. Как только предмет начинает двигаться, меняется характер импульсов, генерируемых пироэлектрическим блоком. Чтобы исключить неоправданные срабатывания, используются алгоритмы, отсекающие помехи. Эффективнее всего инфракрасный датчик регистрирует изменения перпендикулярно оптической оси.

Преимуществом таких систем является то, что они ничего не излучают. Если что-либо будет двигаться за пределами защищаемого объема, тревоги не будет. Однако иногда ложные тревоги могут возникать из-за интенсивной засветки. Радиус действия прибора отражается в технической документации. Обычно он колеблется от 6 до 10 м, но надо понимать, что эта цифра относится только к оптической оси.

По краям зоны поиска дальность обнаружения не превышает 5 м. Подобные системы востребованы для охранной сигнализации в частном жилье, в квартире. Есть также 2 активных типа датчиков объема: они используют соответственно излучение в радиодиапазоне и ультразвуковые сигналы. Эффект Доплера позволяет обнаружить изменение расстояния до предмета.

Такая техника, независимо от физической природы сигналов, эффективнее всего работает по оси излучения. В этом случае чувствительность к изменению обстановки наиболее велика.

Излучаемые радиоволны имеют частоту несколько гигагерц. Ультразвуковые импульсы имеют частоту от 20 до 40 кГц. СВЧ-волны свободно проникают через многие материалы — ткань, легкие деревянные элементы, стеклянные конструкции. Кирпич, натуральный камень и железобетон могут многократно ослабить радиоволны. Но при благоприятных условиях все равно они будут проходить наружу.

Потому можно использовать расположенные дома датчики для обнаружения движений вне охраняемых зданий. Это существенно повышает безопасность. Но если система настроена неправильно, велика вероятность ложного срабатывания. Впрочем, если датчик объема используется в автомобиле, обнаружение приближающихся людей и предметов оказывается основным режимом. Как ультразвуковые, так и радиоволновые устройства могут регулировать сканируемое расстояние.

Потому можно максимально точно ограничить зону обнаружения. Некоторые системы делаются комбинированными, когда объединяют СВЧ и инфракрасное излучение. В результате повышается эффективность охраны, а недостатки каждого метода обнаружения взаимно гасятся.

Принято делить датчики объема также на проводные и передающие сигнал в центр управления без проводов. Проводные комплексы более универсальны.

Монтажные работы

Установка уличных и домашних датчиков объема в любом случае производится только на жестких конструктивных элементах здания. Заранее проверяют, чтобы исключалась малейшая вибрация. Из-за нее неизбежно будут появляться ложные срабатывания. По понятным причинам, в доме область прямой видимости не должна включать окна. Инфракрасные приборы, смотрящие в окно, могут страдать от внешних засветок. Дополнительно следует указать, что зона охвата инфракрасных датчиков не должна включать:

обогревателей;
кондиционирующего оборудования;
вентиляторов;
другого оборудования, влияющего на ход воздушных потоков.

Обычно инфракрасные оповещатели (за редким исключением) конструируются в расчете на противодействие саботажу. Для этой цели система отслеживает пространство под собой. Потому целесообразно выбирать схемы подключения, предусматривающие монтаж датчика над дверным проемом. Тогда защищается и внутренний объем помещения, и вход. Рекомендуется еще ставить датчики в углах, направляя оптические оси по диагонали. Внимание надо обращать и на высоту крепления. Она должна быть такой, чтобы:

Важно! Не следует монтировать СВЧ-извещатели рядом друг с другом. Тогда одно устройство будет влиять на работу другого, мешая нормальному обнаружению. Минимальные расстояния указываются в технических паспортах.

В пределах одного помещения допускается установка только аппаратов с различными частотными характеристиками. Подключить датчики объема можно и своими руками, но при этом учитывают нюансы их устройства.

Проводные системы в обычном режиме имеют замкнутые контакты (в состоянии тревоги цепь размыкается). Беспроводные комплексы оснащаются адресными датчиками, а все сигналы переводятся в цифровую форму. Поэтому возникает необходимость:

закрепить за извещателем индивидуальный номер;
зафиксировать его в настройках системы под этим номером;
задать через центральное управляющее устройство основные параметры и стандартные режимы.

Дополнительные функции

Датчики объема обычно ассоциируются с действием сторожевых сигнализаций. Однако они могут использоваться и в других целях — к примеру, для освещения или видеонаблюдения. Принципы подключения в этих случаях отличаются мало, потому что физические аспекты работы сохраняются без изменений. Если датчик объема используют в системе видеонаблюдения, он позволяет активировать записи. Такие комбинации полезны тем, что съемка ведется только при необходимости.

В результате уменьшается необходимая емкость носителя информации. Повышается автономность системы видеонаблюдения. В некоторых светильниках для включения света тоже используются датчики объема. Но существуют и схемы, в которых такие датчики вынесены наружу. Все зависит от технической целесообразности. Дополнив систему освещения сигнальным устройством, можно:

сберечь электроэнергию;
упростить повседневную жизнь;
ускорить монтаж электропроводки (вплоть до отказа от ручных выключателей).

Что представляет собой датчик измерения объема салона?

Такой тип извещателей для авто благодаря их противоугонной эффективности стали гораздо популярнее традиционных шок-сенсоров. Установка данных устройств актуальна в транспортных средствах, охранные системы которых ими не оснащены.

Назначение

Измеритель объема в салоне для охранной установки представляет собой устройство, предназначенное для определения движений в зонах защиты машины. Контроллер, оценивая емкость в помещении авто, предупреждает автовладельца о появлении возможных проблем, связанных с нарушением охраны. При фиксации любых движений в автомобиле предупреждение об этом отправляется на пульт управления сигнализацией.

Преимущества

Сложность поиска и нейтрализации по сравнению с шок-сенсорами и другими разновидностями контроллеров. При грамотном монтаже и подсоединении злоумышленник не сможет определить и отключить контроллер.
Высокая чувствительность датчиков по сравнению с другими типами измерителей. Благодаря этому контроллер при правильной настройке сможет определить любые движения в салоне авто.
Обеспечение более высокой надежности автомобиля. Если преступнику удастся вскрыть сигнализацию и проникнуть в салон, его действия внутри авто будут зафиксированы датчиком.
Устойчивость к погодным условиям. Большинство современных датчиков объема комплектуются герметичным корпусом, позволяющим размещать и подключать устройство в любом месте салона.
Возможность работы контроллера от внутреннего источника питания, а также от внешней батареи.
Наличие функции изменения параметра чувствительности в обширном диапазоне. Для этого контроллеры оснащаются специальными регуляторами.

Недостатки

Минусы контроллеров объема:

Если датчик объема устанавливать самостоятельно, у потребителя могут возникнуть сложности при его первичной настройке. Если чувствительность выставляется неверно, устройство будет срабатывать без причины.
Высокая стоимость датчика. Купить такое устройство для обеспечения дополнительной защиты сможет не каждый.
Если корпус контроллера плохо заизолирован, девайс может чувствительно реагировать на температурные перепады и воздействие влаги. Из-за этого в холодное время года увеличивается частота ложных срабатываний.

Принцип работы датчика

Принцип действия автономных устройств зависит от их класса:

В емкостных контроллерах в качестве диэлектрика используется свободное пространство между обкладками конденсаторного устройства (оно включено в колебательный контур). Если в зоне действия появляется посторонний движущийся объект, зонд изменяет емкость конденсатора, из-за чего меняется частота колебательного контура. Данный принцип действия нуждается в цифровой фильтрации для предотвращения ложных срабатываний. Последние часто появляются в непогоду, во время грозы.
В активных радарных контроллерах сенсор отправляет короткий сигнал и производит мониторинг свободного пространства, принимая и анализируя отраженный импульс. Принцип действия позволяет реализовать двухзонную защиту автомобиля — внутри его салона, а также рядом. Надо учесть, что качество распространения высокочастотных сигналов определяется прозрачностью окружающих материалов. Если стекла в автомобиле будут грязными после дождя, устройство может не реагировать на перемещения или срабатывать без причины.
Пассивные контроллеры не излучают локаторные сигналы. Их принцип действия основан на определении инфракрасного излучения от перемещающихся объектов.

Разновидности датчиков объема

Существует три вида регуляторов:

микроволновые;
инфракрасные;
ультразвуковые.

Микроволновые

Микроволновые контроллеры функционируют по принципу радара. Такие устройства излучают электромагнитные волны на сверхвысокой частоте. В зависимости от производителя, этот рабочий параметр может составить до нескольких ГГц.

Достоинства микроволновых устройств:

Минусы микроволновых устройств:

более высокая стоимость, если сравнивать с другими разновидностями контроллеров;
СВЧ-излучение датчика может нанести вред животному организму, в том числе человеку;
есть вероятность появления ложных срабатываний в результате фиксации объектов, которые перемещаются под наклоном и за границей зоны контроля.

Инфракрасные

Данный тип устройств определяет перемещения объектов путем воздействия инфракрасных волн. Основная их особенность заключается в том, что они вычисляют препятствие по уровню температуры, которая отличается от окружающей среды. Поэтому возможно определение не только людей, но и теплокровных существ — животных.

Достоинства инфракрасных контроллеров:

возможность точной настройки для изменения параметров обнаружения;
фиксация объектов с собственной температурой;
безопасность для живых организмов в результате того, что инфракрасные устройства не излучают вредоносных волн и функционируют только на прием сигналов.

Минусы, характерные для таких контроллеров:

появление ложных срабатываний в результате температурных перепадов;
возможны помехи в работе контроллера после попадания на его чувствительный элемент солнечного света или осадков;
некоторые модели устройств изготовлены из материалов, экранирующих тепловое излучение (такие датчики могут быть взломаны преступниками).

Пользователь Dmitry OSIPOV рассказал об основных характеристиках и принципе действия инфракрасных контроллеров объема.

Ультразвуковые

Ультразвуковые устройства предназначены для сканирования пространства с использованием высокочастотных волн. Они настолько высокие, что находятся за пределами восприятия человеком.

Достоинства ультразвуковых контроллеров:

доступная по сравнению с другими видами цена;
работа контроллера не зависит от температурных перепадов;
использование ультразвуковых устройств допускается в тяжелых и неблагоприятных условиях — при высокой влажности или запыленности;
животные (собаки и коты) воспринимают ультразвуковые волны и не подходят к охраняемому объекту, в результате ложные срабатывания исключаются;
способность выявления объектов датчиками будет всегда на одном уровне независимо от материала, из которого он изготовлен.

низкий диапазон действия (хотя для салона автомобиля его достаточно);
сенсорный элемент датчика не реагирует на плавные и медленные движения.

Ультразвуковой тип датчиков объема является самым эффективным и менее опасным для человеческого организма.

Характеристика и особенности датчиков объема StarLine

Особенности контроллеров от производителя Старлайн:

При правильной настройке датчик не будет реагировать на небольшие и мелкие предметы. На блок управления противоугонной системой о таких срабатываниях информация не поступает.
Все датчики Старлайн относятся к категории многоуровневых устройств. При определении стороннего объекта на блок управления сигнализацией сначала поступит предупреждающий сигнал. Подача следующего импульса приведет к активации функции оповещения автовладельца.
Контроллеры Старлайн не реагируют на температурные перепады, а также могут функционировать в условиях высокой влажности. При этом работа устройства не нарушается внешними факторами.
Устройство может работать по особой схеме. Пространство салона транспортного средства между контроллером и препятствием (кузовом авто или дверьми) может использоваться в качестве поля конденсатора. Если в зону чувствительности попадают посторонние предметы, это приводит к активации датчика.

Пользователь Алексей Беляев показал, как по факту срабатывает контроллер объема при приближении человека к автомобилю.

Подключение датчика объема с пошаговой инструкцией

При этом следует учесть что,

Какие инструменты понадобятся?

Перед подключением подготавливаются:

бокорезы;
канцелярский нож;
саморезы;
двусторонний скотч или пластиковые хомуты;
отвертка;
изолента.

Алгоритм установки

Чтобы установить и подключить датчик необходимо следовать такому алгоритму:

Выбирается место для монтажа контроллера и производится его подготовка. Используя слесарный инструмент, снимается декоративная обшивка в салоне. Если устройство ставится в районе рычага стояночного тормоза, то нужно снять пластиковую облицовку вокруг ручки.
Производится фиксация устройства в месте посадки. Для этого можно использовать скотч, саморезы или пластиковые хомуты.
Отключается аккумулятор автомобиля. При подключении сигнализация должна быть деактивирована. Также необходимо отключить зажигание в автомобиле.
Выполняется подключение контроллера. Если микропроцессорный модуль противоугонной системы оборудован нужными выходами, то устройство подсоединяется к блоку управления. При отсутствии разъемов сенсорный элемент необходимо подключить параллельным образом с контроллером удара. Соединение выполняется с аналогичными контактами на блоке. Предварительно контакты на электроцепях надо оголить и соединить их методом пайки.
По завершении монтажа производится настройка зон чувствительности устройства — предупредительной и тревожной. Для этого используется сервисное руководство.

Демонтаж датчика объема

Снятие контроллера выполняется в обратной последовательности:

Отключается охранная система и зажигание в авто.
Выполняется демонтаж облицовки в салоне автомобиля, чтобы получить доступ к месту установки устройства.
Ослабляется фиксация контроллера. Для этого надо либо открутить саморезы, либо перекусить стяжки. Если датчик крепится с помощью двустороннего скотча, его надо отсоединить.
Производится отключение контроллера. В случае, когда соединение выполнялось с электроцепью одного из работающих датчиков, контакты надо отключить. Затем они обматываются изолентой, чтобы не допустить замыкания.

Сколько стоит датчик объема?

Примерные цены на покупку устройства приведены в таблице:

Наименование	Цена, руб
Датчик объема	1800–4500
Цена актуальная для трех регионов: Москва, Челябинск, Краснодар.

Видео

Достойным решением, для всегда ограниченного в средствах дачника, является приобретение СВЧ-датчика движения охранной сигнализации. Радарные, по схеме работы, микроволновые (МКВ) датчики используют для обнаружения эффект Доплера. Т.е. при проникновении нежелательного мобильного объекта в зону детекции, меняется частота электромагнитных волн посылаемых и принимаемых доплеровским детектором движения. Наложение высокочастотных волн в МКВ сенсорах датчиков движения друг на друга приводит в действие системы освещения и охраны в домах, автомобилях.

Преимущества ДДМ – датчиков движения микроволновых

Извещатели микроволнового (радарного) типа обладают рядом серьёзных преимуществ перед своими инфракрасными, магнитоконтактными и звуковыми собратьями. Работа радарных детекторов не подвержена внешним погодным воздействиям – сильный ветер, перепады температуры, осадки, прямой солнечный свет. СВЧ детекторы не воспринимают помехи от электромагнитных полей, штор, зеркал, окон, стен, дверей, источников света, бытовой техники.

Фото: СВЧ датчик движения комбинированный (инфракрасный)

Почему нужны комбинированные устройства микроволновой охраны?

К сожалению, принцип работы микроволновых датчиков не позволяет им функционировать в режиме пассивной детекции. Как и ультразвуковые (многолучевые, лазерные и др.). СВЧ извещатели являются активными, что не позволяет их эксплуатацию в автономном режиме на период длительного времени.

Производители охранного оборудования всё чаще выпускают комбинированные извещатели – СВЧ+ИК. Совмещённые инфракрасные и микроволновые датчики работают автономно, дублируя друг друга по 2-м раздельным каналам. Это исключает ложные срабатывания и возможность температурного маскирования движущегося объекта, присущих ИК-датчикам (оптико-электронным объёмным извещателям).

Варианты и схемы подключения микроволновых датчиков

Возможны проводные и беспроводные варианты подключения. В беспроводных (радиоканальных, радиоволновых) схемам датчик синхронизируется с РПУ, реле которого выводит информацию на приёмник радиосигнализации или на контроллер GSM сигнализации, марки Кситал, Страж, Falcon Eye, Visonic или других популярных, среди дачников, моделей. Проводное подключение производится напрямую к модулю GSM, без промежуточных реле. Производители беспроводных датчиков движения существенно расширяют их функционал, с помощью современных цифровых микропроцессоров.

Высокие технологии расширяют варианты настройки (защита от животных, аэрозольной маскировки), обеспечивают многоканальный контроль оповещения и регулировку зоны детекции от 1.5 до 20 м (для бытовых детекторов) и т.п. Эффект эхолокации (волнового отражения) повышает уровень надёжности радиоволновых охранных извещателей, СВЧ типа, и не позволяет злоумышленнику беспрепятственно преодолеть комбинированную систему защиты, установленную на Вашем объекте.

ГРИОН – это надёжные аксессуары для систем безопасности

схемы подключения;
инструкции пользователя;
гарантийные обязательства;
сертификаты.

Безопасность в ГРИОН - это не просто охрана, а комплекс интеллектуального управления системами видеонаблюдения, освещения, отопления в Вашем доме!

Монтажный отдел в Москве и наши установщики в регионах России и ближнего зарубежья разместят любые типы охранно-пожарных извещателей для создания эффективной системы безопасности в банках, коттеджах, квартирах, офисах, гаражах, на дачах. Грион – это доставка охранного оборудования и аксессуаров (датчиков удара, температуры работы котлов отопления, ОПС, охраны периметра, пожара и т.п.) наложенным платежом, курьером, по безналичному расчёту до двери заказчика. Корпоративным заказчикам – торговым точкам, ЧОП, ТСЖ, монтажникам предлагаются отличные условия (проект, установка, обслуживание), исходя из бюджета организации.

Микроволновый датчик движения в продаже на Али

Датчик представляет собой две печатные платы, соединенные проволочными перемычками. Датчик имеет размеры 37 х 23 х 10 мм. В комплект входит соединительный трех-проводной кабель длиной 10 см. Масса датчика 5,7 г вместе с кабелем.

СВЧ датчик движения – плата

Схема СВЧ датчика движения

Схема принципиальная микроволнового СВЧ датчика движения

Показана схема не этого модуля, но аналогичного детектора, для лучшего понимания принципа работы. Устройство имеет три контакта, считая сверху вниз: информационный вывод, общий вывод и питание.

Детали СВЧ детектора

Принцип работы датчика основан на эффекте Доплера 3. Датчик реагирует на перемещение людей в зоне действия. Датчик имеет практически круговую диаграмму направленности, и срабатывает в независимости от того, с какой стороны от устройства появилось движение. По заявлениям продавца дальность обнаружения составляет около 8 м, на такой дальности датчик не проверялся, но на расстоянии 3-4 м срабатывание надежное. На очень медленные, со скорость миллиметры в секунду, или мелкие перемещения типа движений пальца – датчик не реагирует даже с расстояния в несколько сантиметров. Но на взмах руки или перемещение с нормальной скоростью срабатывание надежное. Поэтому такие СВЧ детекторы движения часто ставят для охранной сигнализации.

Технические характеристики

Рабочее напряжение: 3.3-20 В
Потребление в работе: Полезное: Измеритель электрического и электромагнитного поля BENETECH

По заявлениям продавца датчик питается постоянным напряжением в диапазоне от 3,3 до 20 В. Устройство тестировалось при напряжении питания 3,3 и 5 В, ток потребления при напряжении 3,3 В составляет 1,2-1,4 мА, а при напряжении 5В – 1,4-1,7 мА.

Следует отметить, что образец датчика, протестированный автором, выдавал очень много ложных срабатываний при напряжении питания 3,3 В. В случае питания от источника напряжением 5 В, ничего подобного не наблюдалось, устройство работало надежно.

Подключение детектора к Ардуино

Датчика отлично сопрягается с платформой Arduino, например, можно взять программу, которая зажигает светодиод, установленный на плате Arduino UNO и подключенный к 13 цифровому порту, по нажатию кнопки, подключенной к 12 цифровому порту [4], и подключить вместо кнопки описываемый датчик.

Ардуино и микроволновый датчик

По умолчанию на информационном выходе датчика присутствует сигнал логического нуля, при срабатывании он сменяется на уровень логической единицы. По заявлению продавца задержка обратного переключения по умолчанию должна составлять 30 с, но в случае протестированного датчика она не превышает 3 с.

Самым главным достоинством этого устройства, напрямую вытекающим из его принципа работы, является возможность обнаружения движения через диэлектрические преграды. Из недостатков можно отметить, что контакты разъема никак не промаркированы.

В целом интересный СВЧ датчик, более простой в установке по сравнению с функционально аналогичными инфракрасными датчиками движения. Своих денег стоит. Обзор подготовил специально для сайта “Две схемы” Denev

Читайте также: