Bewegungssensor – ein Gerät, das die Bewegung von Objekten in seinem Wirkungsbereich signalisiert. Er überwacht den überwachten Bereich und löst automatische Szenarien aus, z.B. einen Bewegungsmelder zum Einschalten des Lichts. Solche Sensoren sind in den Bereichen Sicherheit, Haus- und Geschäftsautomation weit verbreitet, und ihre Verwendung nimmt jedes Jahr zu. Sie können unabhängig oder als Teil eines Hardware-Software-Systems funktionieren.
Sensor-Typen
Alle Bewegungsmelder funktionieren durch die Analyse bestimmter externer Wellen (Funk, Schall, Wärme usw.). Je nach Funktionsprinzip werden die Geräte unterteilt in:
- Ultraschall;
- Infrarot-Bewegungsmelder;
- Licht (photoelektrisch);
- Tomographie (Radiowellen);
- Mikrowelle – Nutzung von Mikrowellenstrahlung.
Die Geräte können entweder nur eingehende Wellen wahrnehmen oder sie selbst erzeugen und die reflektierten Signale analysieren. Nach diesem Prinzip werden sie in aktive, passive und kombinierte Geräte unterteilt. Kombinierte Bewegungsmelder haben in der Regel einen kombinierten Aufbau mit getrennten Sende- und Empfangsmodulen.
die gängigsten Sorten sind:
- PIR (Passiv-Infrarot)-Sensoren. Dies ist die einfachste und billigste Option auf dem heutigen Markt. Sie machen etwa die Hälfte der Gesamtmasse der Wegaufnehmer aus;
- aktiv – tomographischer Typ, Mikrowellen-Bewegungsmelder oder Ultraschalltyp;
- Kombinationen aus Infrarot und Lichtschranke.
Die Hersteller ziehen es vor, verschiedene Arten von Sensoren in einem Modell zu kombinieren. Dies liegt an den Unsicherheiten und Fehlalarmen, die mit dieser Art von Instrumenten verbunden sind. Um die Genauigkeit zu erhöhen und die Wahrscheinlichkeit eines „Fehlalarms“ zu verringern, kombinieren die Entwickler mehrere Technologien (z. B. Infrarot und Ultraschall) in einem einzigen Gehäuse. Dies verringert den Prozentsatz falscher Reaktionen, reduziert aber manchmal die Empfindlichkeitsmerkmale. Dies kann dazu führen, dass echte Bewegungen, die hätten erkannt werden müssen, nicht erkannt werden.
Sie können so angebracht werden, dass sie nicht blockiert werden:
- Deckenmontage;
- wandmontiert.
Schutzstufen
Die Geräte werden in externe, außen montierte, und interne, innen liegende Einheiten unterteilt.
Die Eignung für bestimmte Umgebungen wird durch den IP-Schutzgrad bestimmt. Für die richtige Wahl ist es wichtig, den Grad des IP-Schutzes zu kennen.
Die Werte dieses Merkmals werden durch zwei Ziffern kodiert: Die erste gibt den Grad des Schutzes gegen Staub und andere feste Gegenstände an, die zweite den Schutz gegen Feuchtigkeit. Das IP20-Zeichen zum Beispiel weist auf die Eignung für Wohn- und Geschäftsräume hin. Kein Schutz gegen Feuchtigkeit, aber das Gehäuse schützt die Komponenten vor Objekten, die größer als 12 mm sind.5 mm. Darf nicht im Badezimmer platziert werden.
IP44 – der Schutz ist strenger:
- Das Gehäuse schützt vor Partikeln, die größer als 1 mm sind;
- geschützt gegen Spritzwasser.
Besser geeignet für Bäder, Küchen, Garagen und andere feuchte, schmutzige Bereiche. Die maximale IP-Schutzart für diese Geräteklasse beträgt 65. Sie sind für den Außeneinsatz zu jeder Jahreszeit geeignet, scheuen keine kurzzeitige Einwirkung von direktem Strahlwasser und sind gegen Staub und Temperaturschwankungen geschützt. Sie werden häufig als Außenbewegungsmelder für die Beleuchtung eingesetzt.
Anpassungsmöglichkeiten
Nachdem der Weg- und/oder Geschwindigkeitsgeber montiert und befestigt wurde, muss er konfiguriert werden. Das Gerät ist mit Rändelschrauben ausgestattet, mit denen sich die Empfindlichkeit und andere Parameter einstellen lassen. Der am häufigsten verwendete DD-Typ mit einem Luminanzsensor.
Einstellen des Winkels
Die Einstellung des Bewegungsmelders beginnt mit der Wahl des Neigungswinkels
Vor allem bei Meldern, die an der Wand montiert sind, muss zunächst der Neigungswinkel eingestellt werden. Dazu ist jeder Sensor mit einer schwenkbaren Halterung ausgestattet. Der Winkel wird so eingestellt, dass der Sensor unter bestimmten Bedingungen reagiert. Wie man es macht? Besser durch Experimentieren.
Normalerweise werden die Bewegungsmelder in einer Höhe von ca. 2,5 Metern angebracht. Selbst Bewegungsmelder, die für einen minimalen vertikalen Blickwinkel ausgelegt sind, können einen großen Bereich überwachen. Wie oben erwähnt, kann man durch Experimentieren mit dem Neigungswinkel einen stabilen Betrieb des Geräts innerhalb der vorgegebenen Parameter erreichen. Oft zeitaufwendig, aber das Ergebnis ist immer das Beste.
Einstellung der Empfindlichkeit
Im Allgemeinen sieht die Anpassung wie folgt aus
Unter dem Einsteller für diesen Parameter befindet sich das Symbol „SEN“. Mit anderen Worten, dieser Parameter wird verwendet, um zu verhindern, dass das Gerät auf Katzen und Hunde reagiert. Einstellbar von min (min) bis max (max).
Dies muss ebenfalls experimentell ermittelt werden. Gehen Sie wie folgt vor: Stellen Sie das Gerät auf die niedrigste Empfindlichkeit ein und erhöhen Sie diese schrittweise, bis es auf eine Person reagiert. Halten Sie hier an und überprüfen Sie die Stabilität des Senders einige Male. Wenn der Sensor nur einmal anspricht, kann die Empfindlichkeit erhöht werden. Wenn die Empfindlichkeit ausreichend erhöht wird, ist es sehr wahrscheinlich, dass sie auch auf Tiere reagieren wird.
Einstellen der Ausschaltverzögerungszeit
Glühzeit oder Verzögerungszeit – je nachdem, was Sie bevorzugen
Die Aufschrift „Time“ befindet sich unterhalb des Verstellelements. Die Einstellgrenzen beginnen bei 3 Sekunden und reichen bis zu 15 Minuten, was durch Drehen des Einstellknopfes erreicht wird. Auf jedem Modell ist eine minimale und maximale Verzögerungszeit angegeben. Dies kann auch experimentell durch Messung der Verzögerungszeit bestimmt werden.
Anpassung an die Beleuchtungsstärke
Dieser Parameter ist durch die Buchstaben „LUX“ unterhalb des Bedienelements gekennzeichnet. Mit diesem Einstellelement kann die Empfindlichkeit der Lichtschranke eingestellt werden. Fehlt dieses Element, enthält der Sensor keine Lichtschranke. Es ist einfach, diesen Parameter einzustellen, indem man den Regler auf die Position „max“ stellt, und dann am Abend bei einer bestimmten Lichtstärke den Regler auf „min“ dreht, bis der Sensor ausgelöst wird und das Licht erlischt.
220-Volt-Bewegungsmelder zum Einschalten des Lichts. Einstellung der Brenndauer, Einstellung (DIY #005)
Nach diesen Einstellungen kann das Gerät verwendet werden.
Bewegungsmelder: Wie er funktioniert
Jedes Instrument der betrachteten Familie reagiert auf Bewegung. Schauen wir uns an, wie die verschiedenen Arten von Bewegungsmeldern funktionieren.
Infrarot
Ihr Funktionsprinzip besteht darin, die in die Arbeitsfläche eintretende Wärme zu analysieren. Die PIR-Typen erzeugen sie nicht selbst, sondern zeichnen nur die eingehenden.
Ein Infrarotgerät enthält strukturell zwei wärmeempfindliche Elemente. Vor jedem Modul befindet sich eine Fresnellinse, die für die richtige Fokussierung des Strahls sorgt. Das Prinzip eines typischen PIR-Geräts ist wie folgt:
- eine Linse lenkt die Strahlung auf „ihr“ Betriebsmodul;
- Wenn es keine Bewegung in der Sichtlinie gibt, erhält jeder von ihnen ungefähr die gleiche Wärmemenge;
- Wenn ein thermisches Objekt erkannt wird, treten die Infrarotstrahlen durch eine Linse auf einem Teil des Temperatursensors. Die Anzeige zwischen ihm und dem zweiten Teil beginnt sich zu unterscheiden, und das Gerät „weiß“, dass jemand an ihm vorbeigegangen ist.
Natürlich ist die Zwei-Linsen-Anordnung sehr einfach und grob, obwohl sie z.B. für das einfache Einschalten von Lichtern in Abhängigkeit von einem Sensor geeignet ist. Aus diesem Grund ist jedes Gerät mit mehreren Dutzend Linsen ausgestattet. Äußerlich sieht ein solches Modul wie das Facettenauge einer Libelle aus und ist in einem wabenförmigen Fenster untergebracht, das die wärmeempfindlichen Komponenten verbirgt.
Als letztere werden hauptsächlich pyroelektrische Elemente verwendet. Weniger verbreitet sind Festkörperversionen und Mikrobolometer mit Thermoelementen.
Ultraschall-Sensoren
Diese Geräte analysieren das Ultraschallspektrum, das für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar ist. Das Funktionsprinzip eines Bewegungsmelders ist wie folgt:
- Ein eingebauter Ultraschallgenerator sendet in regelmäßigen Abständen Schallwellen aus;
- Dann schaltet er auf einen Empfänger um und misst den reflektierten Schall.
Wenn sich das Echomuster des reflektierten Schalls nicht ändert, gibt es keine Bewegung im Erfassungsbereich. Wenn dies der Fall ist, wird das Echo durch einen Dopplereffekt verzerrt und das Betriebsgerät erkennt, dass sich die Situation geändert hat. Überschreitet die festgestellte Veränderung einen voreingestellten Schwellenwert, löst der Sensor aus.
Der Ultraschallblock ist in der Regel ein Quarz- oder Keramik-Piezoelement, manchmal mit einer schwingenden Membran im elektrostatischen Feld.
Funkwelle
Diese Art von Bewegungsmelder funktioniert wie ein Ultraschallsensor, misst aber das Funksignal anstelle des reflektierten Schalls.
Der Vorteil von Funkwellensensoren besteht darin, dass sie in Bereichen arbeiten können, die nicht in direkter Sichtlinie liegen. Funkwellen sind in der Lage, nichtmetallische Hindernisse wie Wände zu überwinden und können zur Überwachung verborgener Bereiche und Objekte eingesetzt werden. Aber ein Gerät, das auf Funkemissionen reagiert, ist teuer, so dass diese Geräte (wie Mikrowellen) nur selten in Hausautomationssystemen verwendet werden, obwohl sie in Überwachungssystemen für große gewerbliche Bereiche – Geschäfte, Lagerhäuser usw. – Anwendung gefunden haben.
Fotoelektrisch
Wie ihr Name schon sagt, reagieren sie auf Licht. Ihr Funktionsprinzip besteht darin, den Strahl des einfallenden Lichts zu unterbrechen. Wenn sie verdeckt wird, löst sie einen Sensor aus.
Der technische Aufbau von Bewegungsmeldern dieser Art ist einfach, solche Geräte bestehen aus zwei Teilen:
- die Lichtwellen aussenden;
- der Gastgeber.
Letztere enthält ein Modul zur Stromerzeugung durch Strahlung. Wenn der Strahl blockiert ist, löst das Gerät einen Alarm aus.
Die einfachste Anwendung für Fotosensoren ist in der U-Bahn: Sie werden zur Bedienung von Drehkreuzen in der U-Bahn eingesetzt. Wenn ein Passagier versucht, das Drehkreuz zu passieren, ohne zu bezahlen, reagiert der Sensor und sperrt den Durchgang.
Schema und Funktionsweise
Auf dem Markt gibt es eine breite Palette von Meldern, die auf Bewegung reagieren und so konfiguriert werden können, dass sie die Beleuchtung an verschiedenen Orten einschalten. Beim Kauf dieser Geräte gibt es mehrere Arten zu beachten.
Infrarot
Produkte spüren die vom menschlichen Körper abgestrahlte Wärme. Das Grundelement ist ein Sensor mit aufgesetzter Fresnel-Linse, der auf die einfallende Wärme reagiert und die Kontaktgruppe überbrückt.
Das Funktionsprinzip:
- Die Strahlung wird zu einem engen Lichtstrahl gebündelt und auf den Sensor gerichtet
- Der Sensor erkennt das Signal, empfängt es und gibt einen Auslösebefehl.
Solche Geräte werden grob in passive und aktive unterteilt. Im ersten Fall wird die Reaktion durch Temperaturänderungen ausgelöst, im zweiten Fall durch eine Unterbrechung des Signals.
Eigenschaften
Ein Bewegungsmelder wird fast nie „allein“ verwendet. Im Standalone-Modus werden lediglich Änderungen im überwachten Bereich festgestellt, so dass die Informationen über diese Änderungen an die zugehörigen Geräte oder Software weitergegeben werden müssen. Und diese führen ihrerseits benutzerdefinierte Aktionen aus:
- Schalten Sie die Straßenbeleuchtung oder die Innenbeleuchtung ein;
- einen Alarm auslöst;
- Senden von Warnungen und Benachrichtigungen;
- das eine oder das andere Gerät aktivieren;
- Ändern Sie die Parameter des Klimasystems und anderer zugehöriger Geräte.
Bewegungsmelder zum Beispiel sind fast immer Teil eines kompletten Sicherheitssystems für das Haus. Fachleute stellen die Verbindung der Komponenten während der Installation her, und die Komponenten kommunizieren untereinander über einen vom Dienstleister bereitgestellten und konfigurierten Controller (privater oder außerdienstlicher Wächter). Und ein Sensor, der zum Beispiel das Licht einschaltet, steuert die Beleuchtung über eine Zentraleinheit.
Wenn der Benutzer das System selbst installiert und die Komponenten separat kauft, muss er auch die entsprechende zentrale Steuerung kaufen, installieren und konfigurieren. Wenn sie zusammen mit einem Host-Controller erworben werden, bietet der Anbieter den Kunden in der Regel Zugang zu einem Cloud-basierten Dienst, der die Verbindungen zwischen den Komponenten und ihre Interaktionsszenarien konfiguriert. Diesen Ansatz verfolgt zum Beispiel Xiaomi mit seinem Smart-Home-Ökosystem.
Diagramm zur Richtwirkung
Für eine maximale Effizienz des Geräts ist es wichtig, dass es richtig positioniert und ausgerichtet ist. Wie bereits erwähnt, gibt es eine deckenmontierte und eine wandmontierte Version; dies bedeutet nicht, dass der Deckensensor nicht auch an der Wand montiert werden kann, oder umgekehrt, aber die Effizienz und Genauigkeit kann dadurch verringert werden.
Darüber hinaus sollte vor der Auswahl eines bestimmten Modells die Geometrie des Raums, in dem das Gerät verwendet werden soll, beurteilt und der geplante Prüfbereich klar definiert werden. Wird dies vernachlässigt, kann es sein, dass das Gerät nach der Installation die Bewegungen des Besitzers in dem betreffenden Bereich nicht „sieht“.
Messen Sie den gewünschten Betrachtungswinkel und die Entfernung, bei denen eine eindeutige Erkennung von Bewegungen erforderlich ist, um festzustellen. Viele Sensoren sind mit einem Richtungsdiagramm ausgestattet, das bei der korrekten Ausrichtung des Geräts hilft:
Hier:
- der helle Bereich ist der allgemeine Sichtbereich;
- weiße gestrichelte Linie – sicherer Erfassungsbereich.
Private Installationsfehler
Die häufigsten Fehler bei der Installation eines Bewegungsmelders sind
- in der Nähe des Bewegungssensors – Beleuchtungseinrichtungen, die Fehlfunktionen verursachen;
- der Blickwinkel deckt einen Teil des Bereichs nicht ab, so dass die Lichter zufällig eingeschaltet werden;
- Im überwachten Bereich befindet sich ein Heizgerät oder eine Klimaanlage, deren Luftströme den korrekten Betrieb beeinflussen;
- vor dem Sensor befindet sich ein sperriger Gegenstand, der den Sichtwinkel erheblich einschränkt.
Wo zu verwenden
Wie bereits erwähnt, sind die Hauptanwendungsgebiete von Bewegungsmeldern die Hausautomatisierung, Gebäudekontroll- und -überwachungssysteme sowie die Sicherheit. Solche Sensoren können organisiert werden:
- automatische Beleuchtung über Bewegungssensoren zum Einschalten der Leuchten und der entsprechenden Steuerungen/Schalter;
- Steuerung des Klimasystems durch Auslöser;
- Erkennung von unbefugtem Zutritt zu Räumlichkeiten usw.
Dieser Sensortyp hilft, Kosten zu sparen. So lassen sich beispielsweise durch den Einbau in ein automatisches Licht- und Klimaregelungssystem die Beleuchtungskosten für das Unternehmen oder den Hausbesitzer um 70 % und der Energieverbrauch um bis zu 40 % senken.
Bewegungssensoren werden verwendet in:
- Luftfahrtindustrie;
- Verteidigungsindustrie;
- Immobilienentwicklung;
- Automobilbranche;
- Entwicklung von Unterhaltungselektronik und so weiter.
Anwendungen im Bereich Sicherheit
Wenn ein solcher Sensor in ein Nachbarschaftsüberwachungssystem integriert ist, löst er bei Erkennung einer Bewegung eine Sirene aus und sendet außerdem einen Alarm an einen Hausverwalter. Sobald der Sensor aktiviert ist, kann das Sicherheitsunternehmen ein schnelles Einsatzteam zum Einsatzort schicken.
Wenn das Gerät als Teil eines Haussicherheitssystems, eines Smart-Home-Systems oder eines ähnlichen Systems funktioniert, kann es dem Besitzer eine Benachrichtigung per SMS, E-Mail oder auf andere Weise zukommen lassen. Einige Lösungen sind sogar in der Lage, Anrufe an eine oder mehrere „vertrauenswürdige“ Telefonnummern zu tätigen.
Empfohlene Lektüre: ACS – was ist es, wie hilft es, die Sicherheit eines Objekts mit mehreren Zugriffen zu erhöhen.
Neben anderen möglichen Funktionen des Sensors:
- Videoüberwachungssystem;
- Schlösser im Zimmer;
- Schalten Sie die Maschine stromlos;
- Einschalten (oder Ausschalten) eines Lichts;
- Jede andere Funktion, die mit einer bestimmten Ausrüstung und Software ausgeführt werden kann.
Automatisierung der Beleuchtung
Der Sensor kann für ein Straßenbeleuchtungssystem oder für die Innenbeleuchtung sein. Je nach Standort kann es Befehle zum Ein- und Ausschalten der Beleuchtung sowie zur Änderung der Lichtstärke und -farbe (mit oder ohne Verzögerung) geben.
Im Allgemeinen sendet der Sensor ein Signal an die Beleuchtungssteuerung, die entsprechend den in ihr festgelegten Skripten und Programmen weitere Aktionen ausführt, die Schalter aktiviert usw. Es gibt aber auch Schalter mit bereits integrierten Sensoren. Sie werden häufig als Bewegungsmelder für den Außenbereich verwendet, um Lichter einzuschalten. Und wenn Sie das System mit einem Lichtsensor ausstatten, können Sie zusätzlich Energie sparen, da das Licht tagsüber nicht eingeschaltet wird, wenn es bereits hell ist.
Lösungen für die Steuerung von „Smart Lights“ und RGB-LED-Streifen sind weit verbreitet.
Klimasysteme
Ein entsprechend konfiguriertes Klimakontrollsystem modifiziert Leistung, Temperatur und andere Parameter entsprechend einem Sensorsignal. Hierfür:
- Der Sensor sendet Informationen über die erkannte Bewegung (und deren Beendigung) an das Steuergerät;
- die Zentraleinheit löst eine Folge von Befehlen aus, um die Klimaanlage ein- und auszuschalten oder den Modus zu ändern.
Wird beispielsweise während einer Kälteperiode ein Signal von einem Raumfühler empfangen, weist das Steuergerät die Heizungsthermostate an, Wärme zuzuführen, um schnell angenehme Bedingungen zu schaffen. Und wenn es im Sommer keine Bewegung in einer Aktionszone gibt, wird das Gerät die Klimaanlage zwingen, die Leistung zu reduzieren.
Kann mit den eigenen Händen gemacht werden?
Trotz des niedrigen Preises der Sensoren versuchen viele Leute, die Geräte selbst zu bauen, um Geld zu sparen. Der Vorteil einer solchen Lösung ist die Möglichkeit, das Funktionsprinzip zu verstehen, die Wartungskosten zu senken und das Gerät für bestimmte Anwendungen „fein abzustimmen“.
Sie können auch Kosten sparen und das System sogar nachrüsten, wenn es richtig montiert ist.
Aber es gibt auch einige Nachteile. Bevor Sie beginnen, müssen Sie die Ausrüstung kaufen, einen Plan zeichnen und die Abmessungen und andere Dinge festlegen. Dies erfordert Erfahrung und Wissen. Es gibt jedoch keine Garantie dafür, dass die vorgefertigte Schaltung funktioniert.
Wenn Sie sich entschließen, einen Bewegungsmelder selbst zu montieren, bereiten Sie folgende Elemente vor
- Gehäuse der Schaltungsanordnung;
- Menge von Elementen;
- Lötkolben und Drähte mit verschiedenen Querschnitten
- Montage;
- Schraubenzieher;
- Andere Materialien wie Klebeband, Zangen, Überbrückungskabel.
Zum Einschalten des Lichts wird ein Sensor mit integrierter Lichtschranke verwendet. Die Lichtschranke fungiert als Schalter.
Um ein Diagramm zu zeichnen, benötigen Sie:
- Kondensator (C1);
- Operationsverstärker DA1;
- Fototransistor (VT1);
- Widerstand R1, um den Kollektor zu belasten und einen Arbeitspunkt zu schaffen;
- Widerstand R2 zur Realisierung der Rückkopplung.
Bei korrektem Zusammenbau sieht die Schaltung wie folgt aus. Sobald Licht auf VT1 fällt, wird das Element ausgelöst und der Fototransistor öffnet sich mit anschließender Aufladung von C1. Wenn die Spannung von VT1 entfernt wird, entlädt sich der Kondensator und die Spannung sinkt.
In der Rolle des
Die Montage erfolgt nach dem folgenden Algorithmus:
- Zusammenstellen
Wo man Sensoren kaufen kann
Sie können Bewegungsmelder entweder in einem Fachgeschäft oder online in einem Online-Shop kaufen. Im zweiten Fall verdient die preisgünstige Option, Produkte bei Aliexpress zu kaufen, besondere Aufmerksamkeit. Für einige der Leuchten gibt es eine Option der Lieferung aus einem Lager in der Deutschen Föderation, können Sie es so schnell wie möglich zu bekommen, so dass, wenn Sie bestellen, wählen Sie „Lieferung aus der Deutschen Föderation“
Infrarot-Bewegungssensor Bewegungsmelder KERUI Aqara Bewegungssensor für Xiaomi Bewegungsmelder für Hausalarm Bewegungsmelder SONOFF SNZB-03 Mikrowellen-Radar-Bewegungsmelder FRAGEN UND ANTWORTEN
Reagiert der Sensor auf Haustiere??
Bei kleinen Tieren, nein, bei großen über 20 kg, ja. Um dies zu verhindern, ist es sinnvoll, die Empfindlichkeit zu verringern.
Der Unterschied zwischen Bewegungsmeldern und Präsenzmeldern?
Präsenzmelder als solche gibt es nicht – dies ist nur ein Marketingname für ein empfindliches Infrarotgerät. Sie erkennen selbst die kleinste Bewegung und schaffen so die Illusion einer Anwesenheitserkennung.
Wie kann man sicherstellen, dass das Licht des Sensors nach seiner Aktivierung lange eingeschaltet bleibt, z. B. im Treppenhaus??
Sie müssten eine kürzere Verzögerung einstellen – zum Beispiel eine halbe Minute – die ausreicht, um den Alarm auszulösen.
Welche Arten von Bewegungsmeldern gibt es und wo können sie angewendet werden?