Микроволновый датчик движения – принцип работы и установка

Сегодня публикую статью про датчик движения микроволновый TDM ДДМ-01, который я недавно устанавливал. Датчик движения позиционируется как сенсор для включения света, но применений ему множество. В частности, в охранных системах.

У меня с десяток статей по темам, которые касаются датчиков движения, сразу даю ссылку. Рекомендую ознакомиться с этими статьями.

Как всегда, выкладываю всю информацию, фото, инструкции по теме.

Для начала рассмотрим

Принцип работы микроволнового датчика движения.

В отличие от инфракрасного датчика, где сигналом на включение является изменение тепловой обстановки, у микроволнового датчика принцип работы совсем другой. Как следует из названия, этот датчик реагирует на изменение радиочастотного (микроволнового, СВЧ) поля, которое сам и генерирует.

Микроволновый датчик движения ДДМ-01 излучает высокочастотные электромагнитные волны с частотой 5,8 ГГц или около того. Затем датчик реагирует на изменения в отражаемых волнах, которые могут вызваться перемещением объектов в контролируемой зоне. Причем, объект может быть не только теплокровным, живым, но и вообще любым. Главное – чтобы от него отражались радиоволны. А на таких частотах они отражаются от любого предмета, хоть и немного по-разному.

Используется принцип радиолокации, или радара, при котором объект не только обнаруживается ( в данном случае в этом нет необходимости), но и вычисляется его важнейшая характеристика – скорость. А если скорость не равна нулю, то объект движется, а если движется, то датчик срабатывает! Это называется эффект Допплера.

Кто не знает, что это такое, вспомните, как меняется звук гоночного автомобиля, когда он проезжает мимо вас. Хотя скорость автомобиля не меняется, однако, звук меняется значительно. На основе измерения разности исходной и конечной частот можно по формуле точно высчитать, с какой скоростью движется автомобиль. Или любой другой объект.

Эффектом Допплера пользуются и в ГИБДД, и в радиолокации, и в быту)

Датчик определяет движения объекта, как на приближение, так и на удаление. Причем, как показала практика, приближение прямо к датчику даёт бОльший эффект в смысле обнаружения, чем прохождение рядом. Опять же, “виноват” эффект Допплера, я писал выше, почему так происходит. Но всё это – весьма условно, о реальной зоне обнаружения будет сказано ниже.

Я изучал этот предмет почти 20 лет назад, немного подзабыл, и “путаюсь в показаниях”. Знатоки радиолокации и распространения радиоволн  – прошу в комментарии.

Характеристики датчика ДДМ-01

Приведу, что написано на упаковке датчика:

Это в основном реклама, а вот и технические характеристики:

Тут в принципе те же параметры, что и у обычного инфракрасного датчика, только отличаются пункты, которые зависят от принципа действия.

Вот шильдик датчика, с его параметрами:

Существует разновидность датчика – ДДМ-02. Эта модель отличается лишь конструкцией.

Более подробно по характеристикам, принципу действия, установке и подключению можно узнать в инструкции к датчику ДДМ-01 и ДДМ-02, которую можно будет скачать в конце статьи.

Какой датчик лучше – инфракрасный или микроволновый? Сравнение.

Самое главное отличие микроволновых датчиков от распространенных инфракрасных – то, что они могут видеть “сквозь” любые препятствия. Разумеется, разные препятствия вносят разное затухание, но всё же – инфракрасный не увидит движения сквозь гипсокартон, и тем более через кирпич. А микроволновый – легко!

Для регистрации движения также применяются оптические датчики (фотодатчики).

У этой особенности есть и плюсы, и минусы. Плюс в том, что СВЧ-датчик можно спрятать за стену, за угол, на чердак, в полом потолке, и при этом он абсолютно не будет портить своим присутствием интерьер.

В реальности этот плюс может превратиться в минус, и будут ложные, ненужные срабатывания.

Например, вы поставили датчик в прихожей, направив его через стену на улицу. Идея – датчик в тепле и сухости, но включает свет, когда к крыльцу подходит человек. Однако, датчик будет реагировать и тогда, когда хозяин ходит по прихожей – в это время на улице будет включаться свет, хотя там никого не будет.

У такого варианта есть существенный плюс – датчик находится в помещении (например, в потолке тамбура), а свет включается на улице. Никакой вандал его не достанет и не отключит.

Еще плюс СВЧ датчика – его работа никак не зависит от температуры окружающей среды и объекта. А инфракрасный работает неуверенно, если температура воздуха и объекта близки.

Устройство датчика ТДМ ДДМ-01

Лучше один раз увидеть, чем 100 раз прочитать. Именно поэтому я всегда стараюсь снабдить свои статьи большим количеством реальных фотографий.

Вскрываем корпус датчика. Как обычно, такие устройства собираются защелками и парой шурупов.

Вот эта антеннка посередине – это как раз и есть тот самый излучающий и принимающий элемент.

Вид с другого ракурса, на силовое реле. Именно это реле выгорает, если неправильно подключить датчик:

На СВЧ-модуль, как видно на фото, приходит всего три проводочка. Видимо, этого вполне хватает для его функционирования. Поднимаем модуль,

и видим под ним конденсатор схемы питания. На самом СВЧ-модуле никаких надписей нет, кроме даты вверху.

Фото печатной платы со стороны пайки:

 

Пример установки

Расскажу, как я устанавливал такой датчик. Во-первых,

Схема подключения

Схема подключения указана на корпусе датчика:

Белым по белому плохо видно, поэтому я нарисовал такую схему:

Как видно из схемы подключения, она абсолютно соответствует схеме подключения обычного инфракрасного датчика движения – общий ноль, фаза вход и фаза выход. Ссылка в начале статьи.

Цвета проводов непринципиальны, но я привязался к расцветке проводов, которые указаны в инструкции (руководство по эксплуатации можно скачать в конце статьи) для датчика ДДМ-02.

Установка на стену

Передо мной стояла задача поставить датчик над потолком на стену в кладовке. Датчик стоит в углу, правая стена – коридор, левая – спальня, а справа в метре – стена соседской квартиры:

Вместо лампочки, как на схеме, у меня подключен блок питания на 12 В постоянного тока, от которого питаются светодиодные лампочки.

По таким блокам питания и как они подключаются для питания светодиодной ленты, рекомендую мою статью.

Лампочки удобны тем, что имеют распространенный цоколь для галогенок G4, и могут применяться там, где раньше стояли галогенки.

Все подключения я делал с помощью клемм Ваго, это быстро, просто и удобно. Защищена вся эта схема автоматом на 6 А.

Вот фото процесса монтажа поближе:

Как видно, коробка оказалась тесновата для такого количества подключений. Правда, тут ещё есть и подключение светильника на 220В, который включается независимо, от обычного выключателя:

Светодиодные лампочки служат для дежурного освещения, когда кто-то проходит мимо. Свет при этом включается не только в кладовке, но и в соседнем коридоре, в котором постоянно оживленный трафик.

А светильник включают, когда нужен хороший свет в помещении.

Конечный вид всей конструкции выглядит так:

Настройка зоны обнаружения

Казалось бы, такой простой вопрос не должен вызвать проблем.

В инструкции всё ясно-понятно:

Однако, гладко только на бумаге. Оказывается, что датчик “видит” движение не только впереди, как показано в инструкции но и сзади. Правда, чувствительность сзади примерно в 2 раза ниже, но всё же, в планы хозяев квартиры не входит, чтобы в коридоре включался свет, когда они встают с кровать в спальне.

Кроме того, как я уже говорил, в 1 метре находится соседская стена (полтора кирпича, на минуточку!). И когда сосед ночью идёт попить водички, в коридоре также может включиться свет!

Эту функцию можно использовать в шпионских целях ;)

Было много всего перепробовано для экранирования, например, пластина из жести и алюминиевая фольга:

Однако, к особому эффекту это не привело. В результате таких манипуляций диаграмма обнаружения изменялась, но совершенно непредсказуемо. Видимо, влияли многочисленные переотражения от металла в этом месте – от экранов, от блока питания, металлических профилей гипсокартонных стен, и экранирование с целью скорректировать диаграмму ни к чему определенному не привело.

В результате, остановились на выборе ориентации датчика в пространстве, и на уменьшении чувствительности до оптимального порога (примерно 30% – вполне хватило для заявленной цели!).

Вред от микроволновых датчиков

Скажу сразу, всё, что я пишу в данном разделе – ещё до конца не изучено. И вред относителен всегда. Например, съесть пережаренный окорочок, возможно, гораздо канцерогенней, чем прожить год рядом с вышкой мобильной связи.

Об относительности я также пишу в статье про то, как можно в экономии электроэнергии доходить до маразма.

Для начала, напомню, что все мы пронизываемся СВЧ электромагнитными излучениями с частотами более 1ГГц. И то, что ДДМ излучает сигнал с мощностью 0,01 Вт, может вызвать закономерные опасения.

10мВт (0,01Вт) – это много или мало?

Самый опасный источник СВЧ-излучения у нас в квартирах – это СВЧ-печка (микроволновка). Мощность её излучения – порядка 1000 Вт! И лучший способ уберечься – включать её пореже, и на время работы находиться на расстоянии.

Если сравнивать с сотовым телефоном, у которого мощность может доходить до 1 Вт, то это ничтожно мало, разница в 100 раз. Особенно, если учесть, что телефон мы сами подносим вплотную к голове, а микроволновый датчик находится на расстоянии нескольких метров. А ведь мощность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния.

Я, чтобы уменьшить вред от сотового, делаю просто – при вызове абонента не подношу телефон к уху в течение 5 секунд, ведь всё равно на набор номера, дозвон и реакцию абонента уходит время. А как раз в течение этих 5 секунд телефон связывается в вышкой на максимальной мощности, и только потом уменьшает мощность до оптимальной.

Другой вред – Wi-Fi роутеры, которые излучают для нас “сигнал интернета” повсеместно. У них мощность порядка 0,1 Вт, что в 10 раз больше, чем от датчика ДДМ. А ведь, устройства, на которые “работает” роутер, являются тоже передатчиками – ведь они не только принимают, но и передают сигнал на роутер!

Я живу в многоэтажке, и если запустить поиск доступных точек доступа, то их окажется не менее 10! А это всё – СВЧ-передатчики! Как они действуют, никто не догадывается? Поэтому я убрал роутер из жилой комнаты, где стоит системный блок, в прихожую. Сигнала вполне хватает для уверенного приема в самой дальней точке квартиры. И даже на полтора этажа ниже!

Кроме того, вред от СВЧ-датчика нивелируется высокой частотой, благодаря которой вся мощность поглощается в верхнем слое кожи и в организм не приникает. Впрочем, слова “мощность поглощается” – очень громкие, поскольку мощность ничтожна.

В заключении приведу табличку, где сведены все данные по СВЧ-мощностям:

	СВЧ печь	Телефон	Wi-FI	датчик ДДМ
Мощность, Вт	1000	1	0,1	0,01
Частота, ГГц	2,45	1,8	2,4	5,6

По микроволновке стоит сказать, что её мощность компенсируется экранировкой и малым временем воздействия (несколько минут в день).

 

Инструкция к датчику ДДМ-01 и ДДМ-02. Скачать

Обещанная инструкция (Руководство по эксплуатации и паспорт) к микроволновому датчику движения ТДМ ДДМ-01 и ДДМ-02.

• DDM01 manual.rus / ДДМ-01 - инструкция и руководство по эксплуатации. Паспорт, pdf, 1.67 MB, скачан: 1039 раз./

Также выкладываю инструкцию и руководство по эксплуатации на аналогичный датчик фирмы F&F ЕвроАвтоматика (Беларусь). Хотя, есть подозрение, что оба датчика делают на одном китайском заводе.

• F&F DRM-01 manual / Датчик движения микроволновой (с функцией датчика присутствия). Руководство по эксплуатации, pdf, 1.83 MB, скачан: 817 раз./

Где купить

Среди отрицательных свойств микроволновых датчиков называют и высокую цену. Действительно, по сравнению в обычным он стоит примерно в 2-3 раза дороже. Кроме того, ассортимент таких датчиков очень узок, а в некоторых городах вообще датчики ДДМ купить крайне проблематично.

Предлагаю выход – покупать такие датчики в Китае, на АлиЭкспресс.

Просьба к соратникам!

Поскольку практической информации в интернете по таким датчикам крайне мало, просьба делиться опытом по установке, настройке и эксплуатации. Жду отзывов и вопросов в комментариях!