Современная электроника №9/2022

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2022 Микроволновые датчики движения для помещений. Обзор функционала и практические рекомендации Разработчикам РЭА и потребителям в быту доступны разные по схемотехнике, опциям и принципу коммутирования нагрузки датчики движения, при этом микроволновые занимают особую нишу по своим характеристикам. В статье рассматриваются особенности микроволновых датчиков обнаружения (движения), коммутирующих освещение в формате как активной, так и реактивной нагрузки. Также даются рекомендации по практическому применению микроволновых датчиков обнаружения в устройствах охраны и сигнализации. Андрей Кашкаров (ak35@yandex.ru) Датчик движения – прибор, обнару- живающий перемещение движущих- ся живых, обладающих температурной составляющей людей и животных. Как правило, так называют электронное устройство с чувствительным «детек- тором» на основе пироэлектрическо- го или иного датчика, обнаруживающее живое существо и подающее электрон- ный сигнал управления на исполни- тельное устройство, коммутирующее нагрузку. Как правило, «детектор» и «коммутатор» собраны в одном ком- пактном корпусе. Современная элек- троника с элементами для поверхност- ного монтажа вполне позволяет это делать. И хотя микроволновые датчи- ки движения (ДД-МВ) предназначены для экономии электроэнергии за счёт автоматического управления освеще- нием и иными инженерными систе- мами, они имеют существенное отли- чие от пироэлектрических детекторов, которые реагируют на изменение фона инфракрасного спектра в зоне ответ- ственности, на основе которых действу- ют пироэлектрические датчики дви- жения (ДД). Автором было проведено несколько исследований о ДД, в частно- сти в вопросах увеличения их стабиль- ности и уменьшения ложных срабаты- ваний. Об этом исследовании писали, к примеру, в [1], [2]. На основе неодно- кратных исследований были выявле- ны причины ложных срабатываний бытовых ДД, а также условия и зоны, при которых ДД не срабатывали вовсе. Вкратце, «уйти» от реакции пироэлек- трического ДД было возможно, проне- ся перед собой любое, в том числе про- зрачное стекло и «экранирующий» лист из медного или алюминиевого сплава, в том числе большой по размеру (скры- вающий человека) лист фольгирован- ного гетинакса (из которого много лет изготовляют на производстве печатные платы) и другие предметы, включая и листы гипсокартона соответствующе- го большого размера. Также в практиче- ских исследованиях (см. ссылки) были даны рекомендации о том, как вызвать ложные срабатывания ДД и как их ней- трализовать относительно простыми способами. Несколько лет назад невоенная (доступная большинству) промышлен- ность начала выпускать адаптирован- ные для бытовых условий микровол- новые датчики движения, имеющие своеобразные особенности и достой- ные нашего специального внима- ния. В отличие от пироэлектрических детекторов, ДД-МВ могут видеть объ- ект «сквозь» препятствия. Это проис- ходит на основе отражённого сигнала микроволнового спектра радиоволн, имеющего, как мы знаем, разное зату- хание в разных условиях и при стол- кновении с предметами разного соста- ва. Тем не менее ДД-МВ на основе этой своей технической особенности уже имеет преимущества перед ДД пиро- электрическими. ДД-МВ не воспри- нимает стекло, гипсокартон или иное препятствие, скрывающее человека в зоне действия детектора, как поме- ху, поскольку микроволновый сигнал проникает через это «препятствие» и выявляет «нарушителя» (движущий- ся или недвижимый, но появившийся вдруг, нарушивший фоновый режим объект). Такой ДД-МВ можно монти- ровать скрытно, в том числе в стене (и кирпичной), и он будет эффективно работать. Одна из причин нежелатель- ных (ложных) срабатываний бытового ДД-МВ также кроется в его свойствах. Рабочая зона действия в угловом изме- рении такого датчика довольно широ- ка, у некоторых моделей достигает 360°, но, как правило, не бывает мень- ше 100°, и у бытовых (неспециализиро- ванных, предназначенных для охран- ных систем) не регулируется. Отсюда, при установке ДД-МВ в сто- рону внешней стены (квартиры, нежи- лого помещения – офиса, склада или частного дома) он будет реагировать на движение людей и животных вне гра- ниц такого помещения. Может быть, в таком формате кому-то покажет- ся уместным «следить» за движением соседа, когда тот, к примеру, посеща- ет санузел (а у вас загорится свет или зазвучит звуковой сигнал, если в каче- стве исполнительного устройства под- ключить адаптированный к соответ- ствующему напряжению генератор ЗЧ), или за движением вашей собаки, призванной охранять порог сельско- го дома, однако все эти частные слу- чаи приводим мы в статье только для общей информации, и они не являют- ся основной целью настоящей публи- кации. На рис. 1 представлена диаграм- ма зоны действия ДД-МВ 201, из чего видны возможности датчика. Для срав- нения, на рис. 2 иллюстрация рабочей зоны датчика ДД-МВ модели 501. Принцип работы микроволновых датчиков в разном исполнении и для разных условий монтажа основан на генерировании высокочастотных электромагнитных волн и детектиро- вании полученного обратного сигнала. Обратная связь потому и возможна, что ДД-МВ позволяет детектировать поле в зоне ответственности и реагировать на движение через относительно тонкие преграды (гипсокартон, стекло, подвес- ной потолок и т.д.). Уместно устанавли-