Датчик
Сучасні охоронні датчики умовно діляться на три основні групи:
Особливий випадок представляють собою датчики
температури: вони можуть відноситися до будь-якої з цих трьох груп.
Зазначимо, що існує чимало комбінованих моделей, що поєднують в собі відразу кілька типів датчиків. А ось детальний опис кожного окремого різновиду:
— Датчик перетину (бар'єр). Датчики, що реагують на перетин периметра, що охороняється. Такий датчик формує промінь (або кілька променів) в ІЧ-діапазоні, і при перетині такого променя стороннім об'єктом пристрій подає сигнал. Найчастіше ІЧ-бар'єр складається з окремо виконаних приймача і передавача, проте зустрічаються і односторонні пристрої, в яких сам випромінювач «стежить» за відображенням променя від певного предмету. Нагадаємо, що ІЧ-промені невидимі неозброєним оком; це дає змогу ефективно замаскувати подібну систему. А дальність дії сучасних ІЧ-бар'єрів може досягати декількох сотень метрів.
— Датчик руху. Датчики, що реагують на рухомі предмети в полі зору. Можуть використовувати різні принципи роботи: інфрачервоний, мікрохвильовий тощо. Датчики руху в першопочатковому розумінні цього терміна використовуються переважно як охоронні; в таких моделях можуть додатково передбачатися функції датчика розбиття, вібрації та/або температури. Однак є й інший різновид — побутові моделі, розраховані на застосування в якості сенсорів освітлення (див. нижче). Вони розраховані на комутацію напруги 230 В, призначеної для світильників (а не 12/24 В, що застосовуються в системах сигналізації), і найчастіше використовують таку ж напругу для власного живлення; а інших видів детекції (крім руху) в таких моделях не передбачається. Що стосується типів роботи, то інфрачервоні засновані на зміні теплового випромінювання об'єктів і можуть давати помилкові спрацьовування через непередбачені теплові потоки, а також залежать від погодних умов. Комбіновані ж, які крім інфрачервоного сенсора оснащені мікрохвильовим (НВЧ), реагують не тільки на теплові зміни. Відповідно менш схильні до помилкових спрацьовувань, проте значно дорожче.
—
Інфрачервоний (PIR) датчик руху.... Принцип інфрачервоного датчика PIR (від англ. passive infrared sensor) ґрунтується на фіксації змін теплового випромінювання від навколишніх об'єктів. Такі датчики досить точно реєструють рух, але не застраховані від помилкових спрацьовувань через непередбачені теплові потоки і залежать від погодних умов. Існують моделі, які поєднують у собі кілька PIR-сенсорів, завдяки чому можуть аналізувати більше змін і точніше реєструвати рух.
— Мікрохвильовий (НВЧ) датчик руху. Ці датчики працюють в мікрохвильовому радіодіапазоні аналогічно радару: пристрій періодично видає імпульс і, аналізуючи відбитий сигнал, визначає наявність сторонніх об'єктів в контрольованому просторі. Такі пристрої дещо складніше і дорожче інфрачервоних, зате і можливості у них помітно ширше. Приміром, ІЧ-датчик зазвичай має обмежене поле зору, а мікрохвильовий пристрій здатний «бачити» на всі 360° навколо. Зона дії «радару» не обмежується прямою видимістю, вона може виявляти сторонні об'єкти за перешкодами невеликої товщини — на зразок віконного скла або перегородок між робочими місцями в офісі. Крім того, мікрохвильовий сенсор однаково ефективний у всьому діапазоні температур. З недоліків, крім вартості, можна відзначити те, що їх небажано застосовувати при постійному перебуванні людей у зоні дії мікрохвиль. Втім, більшість сигналізацій все одно вмикаються лише на час відсутності людей в приміщенні.
— Комбінований (PIR+НВЧ) датчик руху. Такі моделі складаються з двох типів сенсорів, інфрачервоного (PIR) і мікрохвильового (НВЧ). Комбіновані рішення поєднують в собі дві різнорідні технології, що зводить до мінімуму число помилкових спрацьовувань. Додатково до теплового аналізу такі пристрої випромінюють електромагнітні хвилі з високою частотою, зазвичай це 5.8 ГГц (може відрізнятися, залежно від виробника). Ці хвилі відбиваються від навколишніх об'єктів, завдяки чому датчик може реєструвати навіть незначні зміни.
— Датчик розбиття. Охоронні датчики, що реагують на розбивання скла. У наш час такі датчики найчастіше робляться безконтактними і не вимагають розміщення на самому склі, хоча бувають і винятки. А найпопулярніший принцип їх роботи — акустичний: за допомогою мікрофона сенсор «слухає» навколишнє середовище і реагує на звук скла, що розбивається (цей звук досить унікальний, його легко відокремити від сторонніх шумів). Зустрічаються й інші принципи роботи, наприклад, інфрачервоний (реакція на різку зміну видимої «картинки») або вібраційний (відстеження ударів і вібрацій за допомогою контактного сенсора). Деякі моделі мають також функціонал датчика руху, а іноді — і повноцінного датчика вібрації.
— Датчик відкриття. Охоронні датчики, що реагують на відкриття вікон, дверей, люків тощо. Як правило, сам датчик при цьому розміщується у дверному чи віконному прорізі, а на двері/вікна встановлюється спеціальна мітка. У закритому стані ця мітка знаходиться в безпосередній близькості до основного пристрою, а при відкритті вона віддаляється і датчик спрацьовує. Подібні сенсори можуть мати також детекцію вібрації і/або температури.
— Датчик вібрації. Охоронні датчики, що реагують на різні удари і вібрації. Можуть використовуватися з різними цілями. Приміром, такий датчик може попередити про спробу розкрити двері або вікно, перелізти через паркан, зламати сейф або цілу стіну будівлі; його можна встановити на дверцята шафи або ящик столу як сигналізацію відкриття. А деякі з подібних пристроїв настільки чутливі, що їх можна навіть розміщувати поблизу окремих цінних предметів — щоб сенсор реагував на будь-яку спробу зрушити такий предмет з місця. У продажу зустрічаються як спеціалізовані датчики вібрації, так і моделі з комбінованим функціоналом, що реагують також на рух, розбиття, відкриття та/або температуру.
— Датчик диму. Датчики протипожежного призначення, що реагують на появу в повітрі диму. Це один з найбільш простих і надійних методів виявлення пожежі: дим при спалахах виникає практично гарантовано, причому навіть при невеликій інтенсивності полум'я задимленість найчастіше буває досить значною. Для додаткової надійності такі детектори можуть поєднуватися з датчиками газу та/або температури.
— Датчик газу. Протипожежні датчики, що реагують на появу у повітрі домішок певного газу. Конкретний формат роботи таких пристроїв може бути різним. Так, одні моделі реагують на чадний газ (CO) — він не тільки є продуктом горіння та ознакою пожежі, але й сам по собі небезпечний, тому такий датчик також забезпечує захист від отруєнь чадним газом. Ще ряд пристроїв спрацьовує при появі у повітрі значної кількості побутового газу (наприклад, із незакритої конфорки або пошкодженого трубопроводу), метану, пропан-бутану тощо. - у таких випадках своєчасне повідомлення дозволяє уникнути вибуху. Нарешті, окремим рядком відзначаються датчики, які здатні виявляти гази, що присипляють. Зверніть увагу, що датчики газу можуть мати функції реагування на дим і/або температуру.
— Датчик протікання (затоплення). Побутові датчики, що реагують на появу вологи на підлозі або інших поверхнях. Такий сенсор встановлюється прямо в місці можливого затоплення, а для детекції використовується пара або кілька пар) спеціальних контактів: навіть невелика кількість води між виводами замикає їх і призводить до спрацьовування. Контакти можуть розміщуватися як на самому корпусі датчика, так і на виносному блоці, підключеному до нього за допомогою дроту. Деякі з подібних пристроїв мають також функцію сенсора температури.
— Датчик температури. Сама по собі температурна детекція досить універсальна, вона застосовується у всіх основних форматах роботи датчиків — охоронному, протипожежному, побутовому. У той же час температурних датчиків в чистому вигляді випускається вкрай небагато — це окремі пожежні моделі, що реагують на значне підвищення температури. В охоронному форматі даний тип детекції найчастіше поєднується з виявленням руху або відкриття; конкретно ж термодатчик в охоронних системах може забезпечувати, наприклад, відстеження тепла від живих об'єктів або реагування на зміну температури в приміщенні при відкритті дверей/вікна. Що стосується побутового застосування, то тут мова йде про відстеження і контроль мікроклімату в приміщенні; для цього датчики цього типу нерідко доповнюються також сенсорами вологості.
— Датчик вологості. Побутові датчики, які відслідковують вологість повітря в приміщенні. Вологість є однією з ключових характеристик мікроклімату, підтримання її певного рівня потрібне як для нормального самопочуття людей, так і для більш специфічних завдань — забезпечення оптимальних умов на складі, в цеху, лабораторії тощо. Зазначимо, що датчики вологості в чистому вигляді зустрічаються рідко, зазвичай ця функція поєднується з детекцією температури.
— Освітлення. Датчики, призначені для автоматичного вмикання і вимикання освітлення. Практично всі такі моделі являють собою особливий різновид описаних вище датчиків руху. А основна відмінність від традиційних (охоронних) сенсорів руху полягає в тому, що цей тип датчиків використовується для комутації напруги 230 В (а не 12/24 В); така ж напруга нерідко застосовується і для власного живлення, хоча є і моделі з батарейками/акумуляторами. Крім того, більшість подібних пристроїв має регулювання освітленості (див. «Функції і можливості»). Датчик освітлення може застосовуватися і з охоронними цілями — для освітлення рухомого об'єкта, що потрапив у зону, що охороняється. Однак найчастіше такі сенсори забезпечують зручність в суто побутових ситуаціях — наприклад, для включення світла в темному під'їзді, коли туди заходить людина.Встановлення
Штатний спосіб встановлення, передбачуваний конструкцією датчика.
—
Стельове. Кріплення на стелю дещо складніше, ніж той же настінний монтаж, проте з висоти датчик здатний охопити великий простір. Крім того, його можна встановити над будь-якою точкою приміщення — як впритул до стін, так і на віддаленні від них.
– Стельове (вбудоване). Різновид стельових моделей, розрахований на встановлення таким чином, щоб корпус був повністю втоплений всередину, а зовні знаходилася лише невелика частина датчика.
Вбудовані рішення гармонійно вписуються в інтер'єр, але складніші в плані монтажу та перевстановлення.
—
Настінне. Кріплення на стіну потребує певної підготовки (нерідко доводиться свердлити отвори під кріплення), однак воно загалом дещо простіше, ніж стельове. Недолік цього варіанта — обмежені можливості з вибору місця розташування датчика в приміщенні
– Настінне (вбудоване). Варіант із
вбудовуванням датчика в стіну — щоб зовні знаходилася лише невелика частина пристрою, а його корпус був повністю втоплений у стіні. Найчастіше під такі датчики необхідно передбачати нішу у стіні ще на етапі ремонту приміщення.
— Настінне/стельове. Пристрої, що допускають обидва описаних вище варіанти встановлення; для цього в конструкції передбачається відповідне універсальне кріплення. Завдяки йо
...му користувач може вибрати оптимальний варіант залежно від ситуації, і навіть змінити спосіб встановлення, якщо виникне така необхідність.
— Настільне. Пристрої, що встановлюються на столі або будь-якій іншій рівній поверхні. Такий спосіб встановлення максимально простий, крім того, він дає можливість з легкістю переміщати датчик з місця на місце. Водночас настільне встановлення загалом не характеризується надійністю, тому воно зустрічається вкрай рідко.
– Настільне/настінне. Датчики, які передбачають як встановлення на стіл, так і монтаж на стіну. Переважно, це невеликі плоскі побутові рішення.
— На вікна. Спосіб встановлення, який зустрічається виключно в окремих датчиках розбиття з контактним принципом роботи. Зазвичай, такі сенсори здатні відслідковувати не тільки розбиття скла, але і більш-менш сильні удари по ньому, і подавати сигнал заздалегідь.
— На корпус прожектора. Кріплення прямо до корпусу прожектора або іншого освітлювального приладу. Зустрічається виключно в датчиках освітлення. Таке встановлення має ряд переваг перед виносним монтажем датчика: по-перше, вся система «сенсор+прожектор» виходить максимально компактною, по-друге, можна обійтися мінімальною довжиною з'єднувальних дротів. З іншого боку, не всякий прожектор має можливість кріплення датчика, цей момент не завадить уточнити заздалегідь.
— Кутове. Ще один варіант встановлення, характерний переважно для датчиків освітлення (див. «Призначення»). В даному разі «кутове» означає не «в кут», а «на кут» — датчик ставиться на куті будівлі, огорожі, стіни тощо. При цьому кут огляду по горизонталі (див. нижче) в таких пристроях зазвичай становить 270° — іншими словами, сенсор охоплює весь простір навколо, крім власне стіни.
— В дверний короб / віконну раму. Спосіб встановлення, що використовується в датчиках відкриття. Такі моделі зазвичай являють собою пару пристроїв: власне датчик, встановлений на дверний або віконний отвір, і мітку, що розміщується на двері/вікні. Спрацьовує такий пристрій за рахунок того, що при відкритті дверей/вікна мітка віддаляється від датчика.
— Підлогове. Варіант, що зустрічається виключно у датчиках затоплення. Такі датчики першопочатково призначені для виявлення вологи на підлозі, так що саме там їх і розміщують; винятків з цього правила практично не зустрічається.Функції та можливості
—
Регулювання чутливості. Можливість змінювати поріг спрацьовування датчика, підлаштовуючи його під особливості ситуації. Таке регулювання застосовується переважно для запобігання помилкових спрацьовувань: наприклад, щоб зовнішній датчик освітлення не вмикав світло, реагуючи на гойдаються під час вітру гілки дерева. Існують і інші нюанси, пов'язані з підстроюванням чутливості; детальніше про них можна дізнатися в спеціальних джерелах.
—
Регулювання освітленості. Функція, яка застосовується переважно в датчиках освітлення. Зазвичай, такі пристрої оснащуються фотоелементами, які оцінюють рівень навколишнього освітлення; якщо навколо занадто світло і освітлення включати нема чого, датчик просто не буде реагувати на зовнішні подразники». А регулювання освітленості дозволяє підлаштувати поріг спрацьовування фотоелемента — то є рівень освітлення, нижче якого сенсор починає працювати за основним призначенням.
—
Регулювання часу спрацьовування. Можливість змінювати час спрацьовування таймера на датчику освітлення. Зазвичай подібні датчики, переставши фіксувати рух у полі зору, відключають світло не відразу, а з деяким запізненням — такий формат роботи вважається оптимальним з цілого ряду причин. А регулювання часу спрацьовування дозволяє встановити час вимикання за бажанням користувача (в певних межах, зрозуміло); це може пригодитись для налаштування датч
...ика під особливості ситуації. Наприклад, при встановленні світильника над ганком приватного будинку вхідні двері в цей будинок може опинитися в мертвій зоні датчика; налаштування таймера дозволяє вибрати час відключення таким чином, щоб господар спокійно встигав відчинити двері до відключення світла, а світильник не витрачати зайву енергію.
— Імунітет до тварин. Функція, що зустрічається переважно в датчиках руху, включаючи окремі моделі для освітлення. Загальна ідея зрозуміла вже з назви: ця особливість дозволяє уникати спрацьовувань датчика на кішок, собак та інших тварин. Такий імунітет може стати в нагоді не тільки за наявності домашньої «живності», але і в інших ситуаціях: наприклад, якщо у двір, допустимий датчиком, можуть проникати сусідські коти. Зазначимо, що поріг спрацьовування цієї функції може бути як фіксованими (наприклад, «від 20 кг»), так і налаштовується; цей момент варто уточнювати окремо. А в ІЧ-бар'єри з цією функцією зазвичай використовується інший принцип — визначення висоти об'єкта. Для цього пристрій формує два (або більше) паралельних променя на різній висоті, і короткочасне затінення нижнього променя, характерне для невеликих тварин, не сприймається як спрацювання.
— Сигнал тривоги. Ця особливість означає, що датчик здатний подавати власний сигнал тривоги — зазвичай за допомогою вбудованої сирени. Такий сигнал буває дуже корисний в деяких ситуаціях. Приміром, сирена від охоронного датчика руху або розбиття може привернути увагу свідків або навіть поліції, значно ускладнивши завдання зловмиснику; а звук від сенсора диму або газу попереджає всіх людей поблизу, даючи змогу максимально швидко прийняти заходи по протидії ПП. Ще одна корисна особливість цієї функції полягає в тому, що багато датчики з сиреною здатні як мінімум частково виконувати своє завдання навіть при повній втраті зв'язку з керуючою централлю.
— Захист від розтину/відриву. Додатковий захист від спроб вивести з ладу датчик або втрутитися в його роботу: при виявленні таких спроб датчик подає сигнал тривоги. Зазначимо, що конкретні особливості такого захисту можуть бути різними, залежно від типу і конкретної моделі датчика. Одні пристрої реагують на порушення цілісності корпусу, інші — на втрату контакту з опорною поверхнею, треті — на характерні поштовхи, удари або вібрації, що виникають при спробах розкрити або відірвати датчик, і т. п. Подібні нюанси варто уточнювати окремо. Однак у будь-якому разі даний тип захисту забезпечує додаткову безпеку; він не дає абсолютної гарантії від втручань у систему сигналізації, проте сильно ускладнює подібну задачу.
— Оповіщення глушіння зв'язку. Функція, що зустрічається в бездротових датчиків (див. «Підключення»). При виявленні спроб заглушити бездротовий зв'язок такий датчик відправляє попередження на керуючу централь, а при повній втраті зв'язку через глушіння — включає власний сигнал тривоги. Це помітно ускладнює втручання в бездротову систему сигналізації.Кут огляду по горизонталі
Кут, охоплюваний датчиком по горизонталі. Це один з параметрів, що визначають розмір поля зору датчика — поряд з кутом охоплення по вертикалі (див. нижче).
Для настінних і аналогічних датчиків (див. «Установка»), які «дивляться» горизонтально або майже горизонтально, сенс даного параметра очевидний. А ось в стельових моделях його значення може бути різним. Так, якщо для стельового датчика вказаний кут охоплення 360° — це означає, що поле зору має форму правильного конуса, пляма охоплення — кругла, а ширина цього конуса визначається кутом охоплення по вертикалі. Якщо ж кут огляду в такому пристрої менше 360° — це означає, що конус поля зору вийшов «сплюснутим», поле зору овальне, а кут огляду по горизонталі в цьому разі описує розмір поля зору по довгій осі. Те ж стосується моделей з комбінованим встановленням — настінним/стельовим.
У будь-якому разі цей параметр потрібно враховувати при виборі датчика під конкретні умови. Так, для великих приміщень з входами з декількох сторін знадобляться всеспрямовані датчики, а якщо двері всього одні та інших шляхів проникнення не передбачено — може стати в нагоді і вузьконаправлений. Для сенсора освітлення, встановленого над ганком будинку, широке поле зору звичайно не потрібно; навіть навпаки, вузький кут охоплення буває перевагою, зокрема, він може до певної міри замінити
імунітет до тварин (див. «Функції і можливості») — в дея
...ких випадках датчик можна направити так, щоб він не бачив домашню «живність». А ось кутові датчики освітлення, навпаки, за визначенням охоплюють великий простір.
Окремий випадок являють собою ІЧ-бар'єри (див. «Призначення»). У них кут огляду по горизонталі — це кут, на який можна повернути ІЧ-випромінювач, не рухаючи корпус пристрою. Вказується він по загальному охопленому сектору, тобто кут в 90° означає можливість повороту на 45° в кожну сторону від центрального положення. Рухливі випромінювачі передбачаються для підстроювання системи і наведення променів на приймачі; така необхідність, зазвичай, виникає при встановленні, так як точність наведення повинна бути дуже високою, і за рахунок одного тільки положення корпуса її дуже складно досягти.Джерело живлення
Тип живлення, що використовується датчиком.
В наш час можна зустріти моделі, що працюють від
побутових мереж 230 В, від зовнішнього живлення напругою
12 В (рідше
24 В), від роз'єму
microUSB або
USB type C, а також від автономних джерел —
батарейок або
акумуляторів. Ось докладний опис кожного варіанта:
— 12 В. Стандартна робоча напруга для більшості сучасних систем сигналізації. Таке живлення зустрічається в дротових датчиках, що не належать до датчиків освітлення; енергія надходить через той самий дріт, який використовується для передачі сигналів на централь.
— 24 В. Ще один тип живлення, який застосовується в системах сигналізації з дротовими датчиками. Втім, з низки причин зустрічається значно рідше, ніж 230 В.
— 230 В. Варіант, що використовується переважно в датчиках освітлення. Такі пристрої призначені для комутації напруги 230 В, що надходить на світильники — цілком логічно живити від тих же 230 В і самі датчики. Зрідка зустрічаються й інші типи сенсорів з подібним підключенням, іноді досить оригінальної конструкції — наприклад, датчики газу, які при встановленні вставляються в розетку, або бездротові детектори руху з монтажем в освітлювальний патрон.
— Бат
...арейки. Живлення від змінних батарей стандартного типорозміру. Такі батарейки можуть бути як одноразовими, так і такими, що перезаряджаються, проте в датчиках найчастіше використовується перший варіант (а терміном «акумулятор» в даному разі прийнято позначати дещо інший тип джерел живлення — див. нижче). Цей тип живлення зустрічається переважно в бездротових моделях, однак може передбачатися і в дротових датчиках для забезпечення роботи деяких функцій — наприклад, сигналу тривоги при втраті зв'язку з централлю. Формально використання батарейок потребує додаткових витрат — елементи живлення не завжди входять в комплект, на відміну від акумуляторів. Однак на практиці ці витрати досить незначні — тим більше, що енергоспоживання у більшості датчиків настільки низьке, що час роботи на одному комплекті батарейок нерідко обчислюється роками. А змінити таке джерело живлення можна за лічені секунди (тоді як акумулятору потрібен час для зарядки). У світлі цього саме батарейки найбільш популярні в сучасних датчиках з автономним живленням.
— Акумулятор. Живлення від акумулятора, що не належить до стандартних типорозмірів і не передбачає швидкої заміни (нерідко — взагалі незнімного). Це ще один варіант, що зустрічається в бездротових моделях (і деяких дротових датчиках з «автономними» функціями), поряд з описаними вище батарейками. Переваги акумулятора полягають у тому, що він першопочатково входить в комплект постачання, а при вичерпанні заряду не потрібно купувати нову батарею — досить зарядити наявну. З іншого боку, для зарядки потрібне джерело енергії і деяка кількість часу, протягом якого датчик, швидше за все, буде непрацездатний. І хоча час роботи на заряді, як і у варіанті з батарейками, нерідко обчислюється роками, однак акумулятори все ж використовуються в сучасних датчиках помітно рідше.
– microUSB. Через роз'єм microUSB забезпечується живлення охоронних датчиків постійною напругою 5 В і малими величинами струму.
— USB type C. Живлення через роз'єм USB type C малими величинами постійної напруги та струму.
Зовнішнє енергетичне постачання охоронних датчиків з роз'ємом microUSB може бути налагоджено від стандартного блочка для зарядки смартфона або будь-якого іншого адаптера, що підходить. Часто живлення через порт microUSB поєднується з автономним – від змінних батарейок стандартного типорозміру (див. пункт «Живлення від батарейок»).Час роботи
Час роботи датчика з автономним живленням на одному комплекті батарейок або заряді акумулятора (див. «Живлення»). Варто враховувати, що цей показник є досить приблизними — він зазвичай вказується або для ідеального, або для якогось «усередненого» режиму роботи. Реальна ж автономність залежить також від низки практичних нюансів: частоти спрацьовувань, дальності зв'язку, рівня перешкод і т. п., аж до температури повітря. Так що на практиці час роботи може відрізнятися від заявленого як в одну, так і в іншу сторону. Тим не менш, по даній характеристиці цілком можна оцінювати загальну автономність датчика, так і порівнювати різні моделі між собою: відмінність у зазначеному часу роботи зазвичай цілком відповідає різниці в реальному автономності.
Зазначимо, що для сучасних датчиків характерно дуже низьке енергоспоживання, тому час їх роботи рахується у місяцях.
Робоча температура
Діапазон температур навколишнього повітря, в якому датчик гарантовано зберігає працездатність.
Всі сучасні датчики здатні без наслідків перенести температури, характерні для житлових і офісних приміщень. Тому звертати увагу на цей параметр має сенс переважно в тих випадках, коли сенсор планується використовувати в несприятливих умовах, наприклад, на вулиці, у неопалюваному приміщенні, «гарячому» промисловому цеху і т. п. При цьому підкреслимо, що навіть для самих «термостійких» моделей небажано вплив прямих сонячних променів — вони можуть нагріти корпус до температур, що значно перевищують допустимі.
