Датчики присутствия в умном доме

Статья обновлена в октябре 2021 года. Добавлено много мыслей, обновлены цены и модели.

В перечне пожеланий к системе Умный Дом для дома или квартиры периодически вижу работу освещения по присутствию в комнатах. Причём это должны быть не датчики движения, а датчики присутствия! Такие, которые реагируют не на движение в помещении, а на то, есть ли вообще в помещении человек. Вплоть до того, что требуется определять наличие спящего человека. И, разумеется, человека, лежащего в ванне и сидящего в туалете.

Не всякий «датчик присутствия» является таковым. Есть датчики движения, и есть всякие хитрые способы и алгоритмы, помогающие предсказывать наличие человека в помещении с какой-то вероятностью.

Часто на сайтах производителей и магазинов есть разделение по категориям датчиков движения и датчиков присутствия. Ну и просто по запросу «датчик присутствия» мы можем найти много разных товаров. Возникает впечатление, что датчик присутствия умеет анализировать инфракрасный фон помещения и понимать, что в нём есть человек, который не двигается. Или анализировать объём воздуха в помещении (есть даже такое название датчиков движения, которое я терпеть не могу — «объёмник»). На самом деле это просто датчик движения с задержкой отключения, плюс иногда он более чувствительный.

Датчики движения используются в системах охранной сигнализации. Бывают инфракрасные, микроволновые и комбинированные. Инфракрасные датчики имеют чувствительный элемент, который при изменении инфракрасного фона помещения сильнее определённого уровня выдаёт сигнал сработки. То есть, если включился нагрев батареи или тёплого пола, или солнце взошло, то он не сработает, так как изменение инфракрасного фона недостаточно резкое. А вот если солнце внезапно засветило в датчик через окно, то он может и сработать, поэтому датчики движения не располагают напротив окон, через которые на датчик может попадать прямой солнечный свет. Так что мимо такого датчика можно пройти, не вызвав его сработку, если двигаться крайне медленно.

Есть датчики движения охранной сигнализации «с иммунитетом от животных» (pet immune). На них обычно написано что-то вроде «не чувствительны к животным до 27 кг). Ошибаетесь, если думаете, что такие датчики определяют животное по температуре тела или по размеру. Они просто менее чувствительны. И линза там может быть настроена так, чтобы не видеть зону у пола.

Вот типичный инфракрасный датчик движения для охранной сигнализации Фотон-10. Угол обнаружения 90 градусов, дальность до 12 метров. Питание 12 вольт, коммутирует до 72 вольт, то есть, подходит для любого контроллера. Стоит порядка 850 рублей.

Датчики присутствия в умном доме
Датчик движения Фотон-10

Внешне выглядит не очень — крупноватый. Но есть очень много альтернатив от разных производителей.

Микроволновый датчик излучает радиоволны и получает назад их отражение, по изменению отражённых волн понимает, что есть движения (в отличие от ИК датчика, не обязательно, чтобы двигалось тёплое тело). Микроволновый датчик лучше срабатывает на движение от него и к нему. Комбинированный датчик работает на обоих этих принципах, поэтому более чувствительный.

Если нужен датчик с углом обнаружения 360 градусов, что удобно для коридора или помещения с несколькими входами, то это, например, Фотон-21. Стоит порядка 960 рублей.

Датчики присутствия в умном доме
Датчик движения Фотон-21

Это датчики охранной сигнализации. Недорогие, так что у них всего один чувствительный элемент. Если мы хотим получить больше чувствительности, то смотрим в сторону датчиков, в которых больше чувствительных элементов. За каждую зону видимости датчика отвечает свой элемент, если в этой мелкой зоне движение, то датчик срабатывает. Больше элементов — больше чувствительность. И выше цена. Для лучшего обнаружения движущихся на датчик и от датчика объектов — дополнительный микроволновый сенсор.

Надо помнить, что датчик движения охранной сигнализации не обеспечивает задержку выключения света, её обеспечивает контроллер системы Умный Дом. Либо, если это датчик непосредственно для управления светом (а не для сигнализации), то есть, он питается от 230 вольт и коммутирует 230 вольт на светильник, то у него будет регулировка времени включения света, и в дополнение порог освещённости, ниже которого надо включать свет. Регулировочные винты будут прямо на корпусе датчика.

Если говорить о датчиках движения врезного исполнения (в гипрок), то это более дорогие модели, например, Termokon или подобные. Германия, как правило. Стоимость от 10 тысяч рублей и длительная поставка моделей на 12-24 вольта из Европы.

Датчики присутствия в умном доме
Потолочный датчик движения S+S Regeltechnik DBWF-C 1401-6130-1000-006

Этот датчик очень удобен тем, что у него питание 24 вольта, то есть, он подойдёт для любого ПЛК.

Либо китайские датчики движения для включения света с Алиэкспресс стоимостью от 300 до 500 рублей, но модели с питанием 24 вольта я не находил вообще, видел с питанием 12 вольт и выходом 12 вольт, это подойдёт для контроллера EasyHomePLC, но не подойдёт для большинства других.

Важно понимать, что встраиваемый датчик движения с углом обнаружения 360 градусов имеет зону чувствительности в форме конуса. То есть, не надо ждать, что датчики увидит всё помещение целиком, он увидит зону под ним и пятно, диаметр которого зависит от параметров датчика и высоты его установки, чем выше, тем больше пятно. Если важно видеть всё помещение от угла до угла, то нужно ставить датчики движения 90 градусов в противоположных углах.

В магазинах электротоваров и освещения можно встретить дешёвые датчики движения (до 1000 рублей) накладного и встраемого типа. Почти всегда эти датчики движения коммутируют 230 вольт. Для нас это означает, во-первых, что такой датчик не подключить к контроллеру (разве что через промежуточное реле, которое превратит 230 вольт в сухой контакт), а во-вторых, что датчик при сработке будет громко щёлкать встроенным в него реле. Датчики с напряжением питания и коммутации 12-24 вольта работают бесшумно.

А теперь про «датчики присутствия»

Итак. «Датчики присутствия» это просто датчики движения повышенной чувствительности с большим количеством сенсорных элементов и встроенным таймером задержки выключения, за счёт этого высокая стоимость и, в большинстве случаев, достижение эффекта детекции присутствия.

За счёт одного только датчика движения, пусть и очень чувствительного, не получится отловить человека без движения. И уж точно не стоит доверять «датчикам присутствия» за пару тысяч рублей из китайских магазинов. Вот даже на Озоне можно встретить:

Датчики присутствия в умном доме

Почитав инструкцию видим, что это просто обычный датчик движения с задержкой.

Есть такая штука как датчик пересечения линии, фотоэлемент, как те, что ставят в створ ворот, чтобы воротами или шлагбаумом не повредить автомобиль. Или в кино такие датчики показывают в банках. Можно такой поставить, например, в туалете. И настроить работу такого датчика параллельно с работой датчика движения.

Датчики присутствия в умном доме

Для ванной можно использовать датчик влажности. Если в ванной высокая влажность, то в ней моются, либо в ванну набрана вода, в этом случае свет не выключаем.

Можно пойти дальше и использовать датчик углекислого газа. При повышении уровня СО2 мы считаем, что в помещении есть человек, и не выключаем свет. Надо только понимать, что это актуально для небольшого замкнутого помещения совсем без вентиляции.

Ещё вариант: пишем алгоритм обнаружения человека в помещении по очерёдности срабатывания датчиков движения и открывания дверей. Например, дверь в ванную открылась, там появилось движение — значит, человек внутри. Сработал датчик движения в коридоре — значит, человек вышел из ванной. Сработал датчик движения в комнате — значит, человек вышел из коридора. Актуально для случая, когда человек дома один.

В общем, желающим написать свой хитрый алгоритм обнаружения движения в зависимости от сработки датчиков разного типа и количества людей дома тут есть о чём подумать. Стоит взять любой программируемый контроллер, и будет неограниченный простор для написания и отладки кода.

Полагаю, что вскоре эта задача будет реализовываться видеокамерами с машинным зрением, которое позволит отличить наличие человека от домашнего животного и от шевеления деревьев за окном. Уже сейчас, разумеется, технологии позволяют это сделать, но никто ещё, насколько я знаю, не реализовал. Равно как и не встречал в рабочих системах Bluetooth метки, которыми можно было бы обнаруживать человека с точностью до комнаты.

Есть на рынке ещё вариант — это датчики Steinel True Presence. При стоимости от 20 тысяч рублей они обещают «настоящую» детекцию присутствия, так как могут отслеживать дыхание человека. То что надо для того, чтобы придумать действительно интересные алгоритмы работы системы Умный Дом.

Что я рекомендую

Если у вас есть свои идеи по реализации алгоритма обнаружения движения и тому, что будет происходить по движению, то будем думать, как это реализовать. На то он и умный дом, чтобы можно было такие штуки придумывать. Лишь бы только потом не получилось так, что вообще нужный алгоритм настроить не удастся.

Моё мнение в том, что оптимальнее всего использовать датчики от систем охранной сигнализации, надёжные и недорогие, с большим выбором моделей. Если нужна встраиваемая модель, то смотрим либо на дорогие немецкие датчики либо на дешёвые китайские, зависит от того, насколько быстро должен включаться свет в помещении при движении, и какой сигнал должен выдавать датчик по напряжению. С датчиками присутствия экспериментировать не советую, если только это для вас не приоритетно.

Куда ставить датчики движения для управления светом:

  1. В прихожую
  2. В коридор
  3. В кладовую
  4. В маленький санузел

В маленький санузел потому, что там нет ванны. Для ванны характерно длительное лежание с минимумом движений. Либо сделать свет в ванной комнате по датчику движения, но продублировать выключатель у ванны, чтобы можно было лёжа включить какую-то подсветку вручную.

Я писал, как на контроллере EasyHomePLC реализовать включение и отключение работы света по датчику движения длинным нажатием на выключатель. У меня в квартире так и сделано. Когда жена идёт мыться, она 2 секунды держит кнопку включения света в ванной, отключая тем самым работу света по датчику движения. А мне обычно хватает 10 минут задержки датчика.

В программе EasyHome для контроллеров EasyHomePLC и Beckhoff начиная с версии прошивки 506 появилась опция выключения забытого света. Это значит, что мы можем поставить датчик движения в любом помещении, он не будет включать там свет, но если движения нет очень длительное время, то датчик этот свет выключит.

Задержку на выключение света лучше ставить минимум на 5 минут, для лестницы можно меньше.

 196,878 просмотров всего,  48 просмотров сегодня

Умный дом или дом по уму
Комментарии: 4
  1. Михаил

    Где взять за разумные деньги датчик движения, встраиваемый в натяжной потолок или гипрок, который не будет цокать реле? Для применения с умным домом.

    1. Роман (автор)

      Сам бы хотел это узнать. Датчики сигнализации бесшумные, но накладные, а встраиваемые датчики для включения света щёлкают. Профессиональные «датчики присутствия» на 24 вольта или KNX бесшумные и красивые, но дорогие.

  2. Александр

    Собираюсь ставить себе Steinel True Presence.
    Как считаете, тоже врут?

    1. Роман (автор)

      Думаю, что правду пишут. Буду очень благодарен, если пришлёте отзыв о том, как работает датчик.

Добавить комментарий