Датчики в умном доме — полный список. Виды датчиков в «умном доме» и их назначение

03.03.2019

Всем привет, с вами команда Wiren Board!

Нас часто спрашивают: «Что можно подключать к вашему контроллеру? Как на нём собрать “умный дом”?»
Чтобы немного прояснить этот вопрос, мы покажем стенд, где к Wiren Board 4 подключены периферийные устройства. На его примере расскажем про типовые варианты подключения устройств и датчиков.

На стенд можно посмотреть на него через онлайн-трансляцию и зайти в демонстрационный веб-интерфейс .

Краткий список подключаемого оборудования:

Счётчики

На стенде установлены импульсные счетчики электроэнергии и воды. Кроме них можно подключать электросчетчики “Меркурий” по RS-485 и CAN, но они большие, и на стенд решили не ставить.
В импульсных счетчиках принцип работы такой - на каждые N единиц (указано на устройстве) происходит замыкание контактов. В водосчётчиках используют герконы, электросчетчиках - оптроны.

Подключать счётчик нужно к входам типа “сухой контакт”. В конфигурационном файле указывается тип счётчика и константа (импульсов на единицу). После этого в веб-интерфейсе отображается как общая сумма показаний и скорость их изменения (мощность в ваттах, литры в секунду и т. д.)

Датчики

Для сбора информации можно подключать следующие типы датчиков:

Беспроводные погодные датчики Oregon Scientific

Работают на частоте 433.92 МГц, в интерфейсе контроллера появляются автоматически - контроллер показывает все пойманные датчики.

Из недостатков - маленькая антенна в передатчике датчика, поэтому уже через пару стен может не ловиться. Хотя на Хабре была про то, как увеличить дальность.

Датчики температуры и влажности, подключающиеся по RS-485

и работающие по протоколу Modbus. Они подключаются к общей шине RS-485 совместно с другими устройствами. Чтобы появились в веб-интерфейсе, нужно указать тип и адрес датчика в конфигурационном файле.

Датчики температуры 1-Wire

Недорогие. При подключении сразу появляются в веб-интерфейсе.

Детектор движения

Большинство детекторов делают сразу для коммутирования нагрузки 220В, такие весьма проблематично подключать к контроллеру. Но есть модели с релейным выходом и питанием 12В - именно такая подключена на стенде.

Резистивные датчики

Сопротивления 1-50кОм, перед применением потребуется калибровка с конкретным Wiren Board. Для домашних применений большого смысла в них нет. Но может быть полезно. На стенде подключен датчик качества воздуха MQ-135 и термистор 10k.

Датчики дыма, огня, газа, утечки воды и пр.

Таких устройств на рынке много, для удобного подключения надо брать с релейными выходами, нормально замкнутыми. Тогда на один провод можно последовательно подключать несколько штук. При срабатывании одного датчика он разорвет общую цепь, и сигнал поступит на контроллер. На стенде нет, но подключение аналогично детектору движения.

Внешние кнопки

Кнопки - это не совсем датчики, но тоже удобны для организации сценариев. Их можно подключать как напрямую к цифровым входам контроллера, так и к внешним модулям на Modbus.

Управление светом

Кто-то говорит, что управление светом не нужно, другие считают его основной функцией “умного дома”. Поэтому сегодня уделим свету побольше внимания.

Управление светодиодными лентами

Светодиодные ленты бывают двух основных типов: с меняющимся цветом (RGB) и одноцветные. Цветные ленты можно использовать дома для декоративной подсветки, а одноцветные белые и как основное освещение.

Чтобы включить ленту, нужно подключить её к источнику напряжения 12В (или 24В) через диммер для лент. Тогда при помощи диммера вы сможете управлять цветом RGB-лент и регулировать яркость одноцветных.
На стенде установлены диммеры WB-MRGB нашего производства и диммеры производства Uniel и “Разумный Дом”. Все они подключены по шине RS-485.

Кроме них, по радиоканалу 433 МГц подключен RGB-диммер nooLite. Но так как монтаж светодиодных лент сам по себе предполагает большую работу по монтажу самих лент, проводов, дополнительных блоков питания, то мы бы советовали бы и управляющие устройства использовать проводные. Тогда вы получите надежную работу при низкой цене модулей, а радиоканал 433 МГц всё-таки не застрахован от помех.

Диммирование ламп 220В

Контроллер поддерживает диммеры от Uniel, подключаемые по RS-485. Если лампы нужно просто включать/выключать, то могут пригодиться релейные блоки (поддерживаются наши собственные, компаний ICP-DAS, Разумный Дом, Uniel, etc.).

Новички (такие часто встречаются и среди разработчиков) часто думают так - вот запилю себе управление лампочками с айфончика и будет счастье. Более опытные понимают, что управление необходимо дублировать настенными выключателями (или панелью управления). Конечно, ходить в туалет с айфоном - это инновационно, но приехавшей из деревни бабушке придется долго объяснять, как этим всем пользоваться.
Варианты решения проблемы:

настенные панели управления - красиво, удобно, дорого
обычный выключатель. Сигнал с него заводится либо непосредственно в контроллер, либо в подключаемый по RS-485 модуль цифровых входов. А вот релейном и диммерном модулях нашего производства есть входы для двух внешних кнопок управления. Это позволяет модулям работать полностью автономно - нажал кнопку, включился свет - и при этом оставаться управляемыми с контроллера. В целом это повышает надежность всей системы: при отказе центрального контроллера, обрыве шины RS-485 и при других экстренных случаях, освещение и настенные выключатели продолжают нормально работать.

“Классическая” схема монтажа предполагает установку всего управляющего оборудования на DIN-рейку внутрь электрощитков. Это удобно, но расплата за это - десятки метров проводов от каждой лампочки и выключателя до щитка. Но этого можно избежать, если располагать управляющие модули ближе к лампам и выключателям - тогда все лампы запитываются от общей проводки 220В, а управляющие устройства подключаются одной шиной RS-485. Для удобства монтажа по такой схеме мы разработали - компактный релейный блок на два канала по 5А, он помещается даже в стандартном подрозетнике.

Другая нагрузка

Мощную силовую нагрузку - насосы, тепловые пушки, группы розеток - следует коммутировать через контакторы. Управляющие катушки у них обычно на 220В (редко бывают и на 12/24В), так что для управления контактором придется использовать релейный выход.

Примеры других устройств на стенде:

небольшой нагреватель на 12В подключен напрямую к релейному выходу контроллера
вентилятор 12В включается выходом “открытый коллектор”
водяной насос 220В управляется через внешний релейный блок по RS-485

Насос при этом также управляется физической кнопкой, подключенной к релейному блоку.

Для имитации сценария на поддержание определенной температуры собрана мини установка из нагревателя, вентилятора, термодатчика и большого радиатора. При этом, детали расположены так, что бы проявлялась задержка между показаниями датчика и работой нагревателя.
Такая ситуация часто наблюдается на практике - сначала котел греет воду в трубах, и лишь потом тепло передается в воздух. Для поддержания постоянной температуры на встроенном в Wiren Board движке сценариев написано правило для термостата.

Заключение

Полную схему нашего стенда, где показано подключение всех устройств, смотрите 30.10.13

Управление различными системами в «умном доме» производится на основании информации, которая постоянно снимается с датчиков. Наличие их позволяет не только обеспечить комфорт, но и существенно экономить электроэнергию, а также беспокоиться о безопасности жителей дома.

Существует несколько типов датчиков, которые в обязательном порядке должны быть установлены в «умном доме»:

движения;
тепла и задымления;
состава воздуха.

Первый класс применяется для создания комфортных условий, обеспечения безопасности, а также экономии энергоресурсов. Данные датчики могут интегрироваться в систему освещения и безопасности.

Установленные в комнатах позволяют автоматически включать свет, если кто-то заходит. Это позволяет освободить себя от того, чтобы вручную искать выключатель на стенке. Выключение света происходи через заранее определенное время.

Кроме того, что такой способ освещения предоставляет комфорт, обеспечивается также и экономичное использование электроэнергии. Это возможно за счет того, что при такой системе управления освещением свет горит только там, где это необходимо.

Совместная работа датчиков движения с системой освещения позволяет также добиться комфортного перемещения по дому ночью, когда свет подается с интенсивностью, достаточной для ориентирования, но при этом не мешающей родственникам.

При интеграции таких датчиков в систему безопасности обеспечивается своевременное обнаружение злоумышленников на приусадебном участке или в доме. На участке датчики движения чаще всего работают в паре с датчиками объема, чтобы не поднимать тревогу, если просто забежала кошка или собака.

При обнаружении проникновения включается звуковое и световое оповещение, а также подаются сигналы тревоги на пульт охраны и телефон хозяина.

Датчики тепла и задымления способствуют не только оперативному оповещению о возникшем возгорании, но также и его предотвращению. Интегрируются они в существующую систему пожаротушения. Для ее большей эффективности оба датчика должны быть установлены, так как поодиночное их использование не обеспечивает надлежащей оперативности.

За счет того, что контроль осуществляется сразу с двух положений: тепла и наличия дыма, то возникающий пожар может быть затушен еще в самом начале без привлечения специалистов.

При первых признаках нарушения температурных или физических показателей воздуха автоматически отключаются все электроприборы и подача газа. Кроме того, происходит оповещение о возникшей ситуации, предоставляется лучшая схема эвакуации и подается сигнал на пульт соответствующей службы.

Установку третьего типа датчиков, а именно состава воздуха, очень часто игнорируют. Это является очень большой ошибкой, так как только они могут эффективно определять наличие протечек газа. Наличие протечек чревато взрывом и нанесением существенного ущерба имуществу и здоровью проживающих в доме людей.

Определение того, что возможна опасная ситуация, определяется на основе постоянных замеров состава воздуха. При его отклонении от нормы происходит прекращение подачи газа, а также отключаются все электроприборы и розетки, кроме тех, которые нужны для работы системы безопасности.

Это предотвращает возникновение искры. Также на усиленный режим включается система вентиляции. О наличии протечки информируются жители дома и газовая служба.

Как видно, наличие датчиков играет основополагающую роль в эффективной работе «умного дома». Без них системы дома представляли бы собой просто набор электрооборудования.

Подобные материалы

В современных домах всё большее значение приобретает автоматизация, которая позволяет выйти на новый, ранее не доступный обывателю уровень комфорта и уюта.

Комплекс автоматических систем, используемых в жилых помещениях, получил название « умный дом». Работа такой системы построена на основе специальных регулирующих элементов и самых разнообразных датчиков, регистрирующих и передающих параметры среды и другую важную информацию.

Умный дом: датчики

Датчики в жилых помещениях разделяют на несколько типов, каждый из которых выполняет строго определённую функцию, и лишь комплексное их использование позволяет достичь экономии энергоресурсов, обеспечить высочайших уровень безопасности и защиты имущества.

Условно все датчики для умного дома принято разделять на 2 большие группы: реагирующие на параметры окружающей среды и отслеживающие движение объектов.

Типы датчиков:
— объёмный акустический;
— температуры;
— загазованности;
— освещённости;
— движения;
— ИК датчики;
— ёмкостные и индуктивные;
— индикаторы присутствия;
— фотоэлектрические;
— лазерные датчики передвижения;
— датчики утечки газа;
— протечки;
— давления воды, газа;
— дождя;
— индикаторы сырости;

Все эти приборы используются в совокупности с интеллектуальным управлением, что позволяет собирать данные и анализировать их в комплексе. Благодаря этому достигается безошибочность и безопасность работы систем « умный дом». Например, при компьютерном регулировании ворота гаража не просто откроются на какое-то время для въезда или выезда автомобиля. Прежде чем закрыть ворота система убедится, что машина не остановилась в проходе.

Анализ погоды на улице совместно с показаниями датчиков температуры внутри помещения позволяет рассчитать и поддерживать оптимальный режим функционирования систем вентиляции и отопления. Достигается это подачей правильного сигнала на обратную линию регулирования расхода теплоносителя.

Описание датчиков

Наиболее сложными являются детекторы умного дома, ответственные за определение перемещения и присутствие объектов. На их основе построены системы автоматического освещения, безопасности. Они, как правило, тесно взаимодействуют с интеллектуальной частью всей системы. Также для одной такой сети датчиков часто совместно используются разные устройства, отличающиеся по принципу работы. Например, одновременно устанавливаются инфракрасные датчики вместе с детекторами движения, присутствия и сенсорами освещённости.

Программное обеспечение умного дома выполняет не менее важную роль, чем правильное расположение и настройка всех других компонентов. Например, датчик движения может не реагировать в тех случаях, когда человек в помещении длительное время не двигается, а программный анализ позволяет запоминать, где именно и сколько людей находится в доме.

Самый часто используемый детектор в системах умный дом — датчик температуры. На их основе работает отопление, которое является одной из основных систем любого дома.

Противопожарные датчики отслеживают состояние воздуха в доме и срабатывают при резком повышении температуры сверх критической величины или при наличии дыма.

Датчики сырости позволяют определить, закрыты ли в доме окна, есть ли где-либо протечки или проблемы с отоплением.

Здравствуйте друзья

В этом обзоре я бы хотел немного вернутся к истокам построения системы умный дом на основе устройств Xiaomi, рассказать про то, с чего начинать и как работают датчики ZigBee

Вступление

Моя система умного дома начала свой новый виток развития - а именно разделение на 2 части, по «зонам». Для этой цели я в очередной раз докупил различных гаджетов и еще один одноплатный ПК для программной части. Горка Xiaomi устройств из последней посылки:

Прикладываю скрин оплаты

Дополнительная информация

Обо всем я обязательно расскажу в своих дальнейших обзорах, а сегодня я хотел бы остановится на базовом комплекте Xiaomi - состоящем из шлюза, двух датчиков открытия и беспроводной кнопки:

На момент покупки (как и написания обзора) цена за комплект - $49.99

В момент покупки, по отдельности стоимость шлюза составляла - $29, датчиков открытия около $10 и кнопки $7. Легко посчитать, что в комплекте получалась - кнопка в подарок. Даже с учетом флешсейла, на датчики открытия по $8, все равно цена такого комплекта по отдельности - получается на несколько долларов дороже. Так что покупка вполне оправдана.

Зачем нужен шлюз, теория, ZigBee

Перейдем к теоретической части. Какая основная задача шлюза Xiaomi?

Как можно догадаться из названия - шлюз - устройство должно быть «мостиком» между чем-то. В роли «чего-то» - выступают беспроводные интерфейсы - всем знакомый wi-fi и менее известный zigbee. Вот как раз с последним и возникает множество вопросов, которые мне задают в комментариях к моим обзорам и видео.

ZigBee - это самостоятельный сетевой протокол, разработанный для безопасной передачи данных при небольших скоростях и характеризующийся крайне низким энергопотреблением. Этим он выгодно отличается от Wi-Fi и даже весьма экономного Bluetooth 4+. Одного миниатюрного элемента питания типа CR2032 - хватит вам примерно на год работы!

А главной особенностью ZigBee, является то, что при крайне низком энергопотреблении, она поддерживает не только простые структуры типа точка-точка (как Bluetooth) или звезда как Wi-Fi - но и сложные самоорганизующиеся и самовосстанавливающиеся ячеистые сети, с ретрансляцией и маршрутизацией сообщений.

Как это выглядит?

Представим себе простую ситуацию - один шлюз и несколько датчиков:

Это классическая сети типа «звезда» - где центральным устройством является шлюз, который и отвечает с сбор и обработку команд от датчиков, и обратную отправку команд управления. Напрямую датчики между собой не «контактируют» и отключения шлюза - ведет к отключению всех управляемых им датчиков.

Такая схема напоминает работу обычной домашней Wi-Fi сети - где вместо шлюза - роутер, а вместо датчиков - ноутбуки, планшеты телефоны.

В принципе такая схема - одна из самых распространенных, и неплохо себя зарекомендовала. Однако есть нюанс. Если между шлюзом и датчиками находятся пара-тройка стен, особенно из железобетона, то мощности слабеньких передатчиков - запросто может не хватать. И это будет выражаться в периодическом «отваливании» датчиков, либо просто их неспособности работать в нужном месте.

И тут самое время вспомнить о особенностях протокола ZigBee - самоорганизация и ретрансляция. В роли такого ретранслятора выступает смарт розетка - естественно ZigBee версия, версия Wi-Fi тут не подойдет.

В такой схеме, розетка выступит ретранслятором сигнала датчиков, что позволит им работать на удалении от шлюза. Эта схема проверена мной лично, и действительно работает. Кстати могу с уверенностью сказать что настенный выключатели Aqara - без 0 линии не работают как ретрансляторы. Про встраиваемую розетку и выключатели с 0 - пока не уверен.

Топология сети - изменяется автоматически, вам достаточно лишь включить в сеть розетку, подключенную к этому же самому шлюзу. При этом состояние реле - которое подает / отключает 220 для внешнего потребителя - значения не имеет.

Каким устройствам нужен шлюз?

Так же часто спрашивают меня в комментариях к обзорам - тут надо шлюз, а тут?

Шлюз однозначно нужен всем беспроводным датчикам - движения, открытия, кнопкам, утечки газа, воды, дыма. Нет проводов - 100 % ZigBee (мы говорим про устройства для умного дома Xiaomi).

Кроме них по ZigBee работают упоминаемые выше смарт - розетки (но у них есть брат близнец с Wi-Fi - это самостоятельное устройство), проводные и беспроводные выключатели и встраиваемая розетка Aqara, и двигатель для штор от того же бренда.

Им нужен шлюз - без шлюза они работать не будут. Ни с MiHome ни с Domoticz ни через малинку. Однозначно нет - только через шлюз и точка. Так как ZigBee - это аппаратный протокол.

Все остальное - светильники Yeelight, Philips, чайники, очистители, удлинители, ИК базы - в большинстве работают через Wi-Fi, в некоторых случаях через Bluetooth. В любом случае, шлюз для работы им не нужен.

Шлюз Xiaomi Multifunctional Gateway

Теперь, когда мы немного разобрались в теории функционирования - перейдем непосредственно к обзору. Шлюз представляет собой «шайбу» из белого пластика, диаметром 8 см

И толщиной в 3,5 см

Вилка - Type I - применяемая в Китае, Австралии и Новой Зеландии. Использовать в наших розетках либо через переходник, либо применять удлинители с универсальными розетками - те же Xiaomi

В верхней части шлюза находятся отверстия динамика - шлюз, кроме своих непосредственных обязанностей, может служить в качестве онлайн радио, сирены домашней сигнализации, будильником, а так же отверстия датчика освещенности.

По торцевой части шлюза проходит полоска из полупрозрачного пластика - это RGBW подсветка.

Первое включение, подключение

После включения, шлюз рассказывает стишок на китайском языке:) приветливо моргает подсветкой, переходя в режим сопряжения

Процесс подключения - стандартный. Приложение MiHome обнаруживает новое устройство в зоне досягаемости, предлагает его подключить. Выбираем свою домашнюю Wi-Fi сеть и вуаля - готово.

После этого шлюз, при необходимости затянет одно-два обновления прошивки.

Плагин управления имеет довольно много различных окон. Основное - это окно управления подсветкой шлюза, где устанавливается цвет и яркость свечения. Впоследствии, после добавления датчиков - в этом эе окне появится панель управления с выключателями и розетками и список датчиков - условий (температуры, движения, открытия, и т.д.)

Второе окно содержит в себе настройки сигнализации, дверного звонка, управлением освещением по расписанию, и будильника. Так же тут будет содержаться перечень всех сценариев, в которых участвуют управляемые шлюзом устройства.

Третье окно - содержит в себе список подключенных подустройств. В этом окне можно их удалять и добавлять.

Пройдемся по настройкам.

В меню настроек сигнализации у нес есть возможность настроить время ее работы, установить триггер срабатывания - например датчик открытия или движения, только датчик должен быть обязательно подключен именно к этому шлюзу, интервал - время которое пройдет после срабатывания датчика и включением сирены, установить звук и громкость сирены, а так же просмотреть лог срабатываний.

В меню автоматической работы подсветки, можно включить режим ночника - свет будет автоматом включаться в темноте, добавить триггер - например датчик движения, по которому будет включатся подсветка, время работы этого триггера и длительность работы подсветки.

Так же можно включать свет просто по таймеру.

При включении света по таймеру можно выбрать и режим повторения - по определенным дням, каждый день, однократно, задать период работы и цвет подсветки.

В режиме дверного звонка - настраивается условие срабатывания - например нажатие на беспроводную кнопку, настроить тип и громкость звонка, а так же настроить отправку сообщения на управляющий гаджет - например смартфон, на котором установлено приложение Mi Home

Режим будильника - очень похож на режим освещения по таймеру, только там включается не свет а звук. Так же этот режим интересен тем, что здесь можно выбирать не только предустановленные мелодии но и закачивать свои mp3 треки. Для того чтобы шлюз воспроизводил и с нормальной скоростью следует кодировать их в 256 кбит

На этом рассказ про основные возможности шлюза я буду заканчивать и перейду к датчикам, входящим в комплект набора.

Датчик открытия окон и дверей

Датчик состоит из двух частей - основная собственно сам датчик и магнит. Магнит при приближении к основному датчику замыкает контакты геркона - что дает возможность фиксировать состояния - открыто и закрыто.

Кроме датчика в комплекте идет запасной двусторонний скотч, для наклейки датчика на поверхность - дверь или окно

Датчик легко разбирается, и модифицируется - за счет того, что триггером срабатывания является состояние контактов. В одном из своих прошлых обзоров я рассказывал как сделать из него датчик протечки воды.

Подключаем датчик к шлюзу через вкладку Devices нажав кнопку внизу - add subdevice. Далее следуя подсказкам мастера подключения, при помощи скрепки (идет в комплекте к шлюзу) удерживаем нажатой кнопку сопряжения на датчике, до трехкратного мигания светодиода. После чего останется только выбрать комнату расположения и иконку датчика.

Как такового, плагина управления этот датчик не имеет. Есть что-то вроде окна настроек с двумя вкладками. В первом - содержится список смарт сценариев в котором участвует этот датчик, так же там имеются рекомендации по использованию - отключение очистителя воздуха при открытии окна и включение света при открытии двери. Вторая вкладка - содержит лог срабатываний датчика.

При использовании в смарт сценариях, датчик выступает условием сценария и имеет три варианта триггеров - открытие, закрытие и открытие более 1 минуты.

В одном сценарии можно объединять датчики подключенные к разным шлюзам, но в таком случае эти сценарии будут работать только при наличии интернета. Если участники сценария подключены к одному шлюзу, либо например действием сценария является включение умного светильника Yeelight или Philips - сценарий будет работать и без подключения к интернет.

Беспроводная кнопка

Пришло время к последнему участнику комплекта - беспроводной кнопке. Это один из самых дешевых и удобных датчиков системы умный дом Xiaomi

В комплекте к ней так же идет запасной двусторонний скотч, и для ее настройки вам понадобится скрепка.

Диаметр кнопки - 5 см, вся ее фронтальная поверхность - это плоскость нажима, в отличии от кнопки Aqara - про которую я недавно рассказывал, где нажимная поверхность находится в центре квадратной кнопки.

Добавляется кнопка аналогично датчику движения, все необходимые действия демонстрирует мастер подключения.

После сопряжения - необходимо выбрать название и расположение кнопки, после этого она появляется в списке подключенных устройств.

Окно настроек - подобно описанному у датчика открытия (у датчика движения например или кубика - такие же), с двумя вкладками - перечень сценариев и лог срабатываний.

Кнопка предлагает к использованию в условиях сценариев три действия - однократное нажатие, двойной клик и длинный клик.

Пример простого сценария - на включение и выключения потолочного светильника Philips.

В основном окне плагина шлюза - появляются добавленные нами датчики, и в окне автоматизации - составленный сценарий.

Вывод

На этом я буду заканчивать, надеюсь я не сильно утомил читателей. Очень надеюсь что мне получилось в этом обзоре ответить на, по крайней мере некоторые вопросы касательно функционирования датчиков умного дома.

Видео версия обзора у меня в этот раз получилась более чем на полчаса. Основной смысл вы уже прочитали (если читали) более подробно - можно посмотреть здесь

Спасибо за внимание, надеюсь обзор был полезен.

Планирую купить +102 Добавить в избранное Обзор понравился +70 +150

Взаимодействие человека с окружающей средой, в том числе для выполнения определенных действий, происходит с помощью органов чувств. Внедряя «умный дом», мы автоматизируем многие процессы и избавляем человека от рутинных операций, при этом можно пойти двумя путями:

Первый подразумевает программирование оборудования на срабатывание в определенные моменты времени (по таймеру) или по инициативе пользователя (по нажатию клавиши). Такой способ находит свое применение в «умной» автоматике, но есть также и другой, который дает больше свободы. Использование датчиков.
В этом случае сенсоры выступают в роли своего рода «органов чувств», которые сообщают системе о наступлении определенного события, после чего «мозг» (контроллер) в свою очередь дает нужные команды приборам, которые выполняют ту или иную функцию.

В нашем обзоре рассмотрим два вида датчиков или сенсоров. Одни из них регистрируют движение и срабатывают на него (датчики движения), другие – реагируют на факт присутствия человека в помещении (датчики присутствия).

Различие между двумя видами датчиков

Сталкиваясь с описаниями различных датчиков можно увидеть их разделение на две группы:

датчики движения;
датчики присутствия.

В чем же различие между датчиками движения и присутствия? Принципиально – это аналогичные устройства. Разница состоит только в чувствительности. Датчик движения срабатывает на достаточно активное перемещения объекта, в то время как сенсор присутствия может реагировать на мельчайшие движения человека: перемещение руки, лежащей на мышке компьютера, едва различимое покачивание головой и даже дыхание. Важным моментом для датчиков присутствия является ситуация, в которой вошедший в комнату человек какое-то время полностью остается без движений, которые возможно зафиксировать. Чтобы избежать ошибок включения/выключения, устройство имеет настройку задержки срабатывания. Благодаря этому достигается 100%-ное соответствие момента включения или отключения приборов. Аналогичная ситуация с датчиком движения, установленного в проходных зонах.

Как это работает на примере?
Допустим, есть офис, освещение в котором включается датчиками присутствия. В таком случае, будет разумным настроить задержку срабатывания датчика в 5-10 минут. В течение этого времени, даже если в помещении с людьми не будет зафиксировано движения, датчик не сработает, так как еще не истекло время задержки. Если же все покинули офис, то ровно через 10 минут, когда истечет время задержки, а движений в помещении так и не будет, датчик сделает свое дело и свет будет отключен. В небольших помещениях задержка может составлять несколько секунд.

Параметры датчиков

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

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

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

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

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

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

Виды датчиков

Основная классификация датчиков движения выглядит таким образом:

По месту монтажа они бывают:

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

По рабочему напряжению :

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

По способу закрепления :

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

По геометрии зоны обнаружения :

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

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

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

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

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

уличные;
уличные с прожектором;
для помещений.

По типу настройки могут быть:

без дистанционного управления ;
управляемые дистанционно.

По зоне обнаружение объекта:

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

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

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

Ограничения

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

Чего можно достичь благодаря «умным» датчикам движения?

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

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

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