Случайные ложные срабатывания лестничной подсветки

Ложные срабатывания лестничной подсветки при использовании пироэлектрических или инфракрасных сенсоров.

     В этой статье Вы найдете информацию о принципе работы пироэлектрических датчиков движения и инфракрасных сенсорах препятствия, которые могут быть использованы с нашими контроллерами. В наших контроллерах уже предусмотрены все фильтры и необходимые аппаратные решения для стабильной работы контроллера со всеми поддерживаемыми типами сенсоров. В 99 случаях из 100 скорее всего Вам не понадобится эта информация и проблем не возникнет, всё же иногда наши клиенты сталкиваются с проблемами, вызванными в 100% случаев неправильным выбором места установки сенсора, типа сенсоров или проводов для их подключения. Поэтому эта статья полезна для прочтения на этапе проектирования и выбора оборудования для автоматической лестничной подсветки.  А так же Вы узнаете как можно решить эти проблемы в отдельных случаях для каждого типа сенсоров.

Пироэлектрические сенсоры.

     Наиболее часто клиенты сообщают о ложных срабатываниях при использовании пироэлектрических сенсоров. Это вполне логично и объяснимо. Принцип работы сенсора подразумевает под собой регистрацию сенсором движения объектов, температура которых выше окружающего фона на 3-6 градусов Цельсия. Сенсор имеет угол зрения о коло 150 градусов. Сенсоры производимые нами имеют ограничительную втулку под линзой Френеля до 30-45 градусов (в зависимости от модели. Дистанция срабатывания составляет до 5-7 метров. То есть если движущийся объект холоднее фона или разница температур меньше 5 градусов - сенсор не сработает. Если за сенсоров стена нагретая солнцем -сенсор также не увидит движущегося человека. Если в поле зрения находится отопительный прибор или теплый пол сенсор также может не регистрировать движущегося человека или давать ложные срабатывания регистрируя движение теплого воздуха.

Как происходит передача сигнала на включение для пироэлектрического сенсора.

В состоянии покоя сенсор находится в состоянии, когда  сигнальный провод "подтянут" к нулю (к негативному контакту) через резистор 22 кОм, соответственно на входе контроллера будет логический ноль (0В - нет напряжения). При срабатывании сигнальный контакт сенсора переключается на питание +3.3В, что соответствует логической единице и на вход контроллера поступает высокий сигнал (+3,3В) и контроллер начинает включение подсветки, оставляя его включенным в течении установленного времени ожидания (настраивается пользователем) после того как сигнал снова станет равным нулю. Если сигнал в течении этого времени меняется, то таймер перезапускается и выключение начнется по истечении времени после последнего срабатывания.

Откуда может браться ложный сигнал.

На самом деле причин может быть всего три.
1. В поле зрения есть движение воздуха, температура которого на 3-6 градусов отличается от фона.

Эта проблема может возникать, если в зоне видимости Вашего сенсора находятся нагретые предметы или сенсор установлен так, что видит движение людей за пределами Вашей лестницы, так как расстояние срабатывания составляет 5-7 метров или даже больше. Если нет возможности устранить эту проблему путем перестановки сенсора в другое место, то придется выбрать сенсор другого типа. Например ультразвуковой или инфракрасный датчик препятствия.

 
2. В сигнальном проводе возникает высокий сигнал (логическая единица) которая воспринимается контроллером как сигнал на включение.

В руководстве пользователя на наши контроллеры для автоматической подсветки лестниц указано, что необходимо использовать экранированный сигнальный провод, экран которого нужно заземлять или хотя бы соединять с корпусом источника питания или занулять. И это сделано не случайно. Фактически прокладывая любой длинный провод, вы создаете антенну, которая будет "ловить" все электромагнитные импульсы, особенно если провод от сенсора до контроллера Вы проложили его в одном кабель канале с проводами питания светодиодных лент ступенек. Светодиодные ленты всегда подключены к позитивному контакту источника питания, т.е на них всегда подается +12 или +24В, а уже по негативному проводу идет их включение или выключение контроллером. Поэтому кроме антенны с индукционными токами, у Вас может получиться еще и трансформатор с сигнальным проводом в качестве вторичной обмотки. В этом случае у Вас может возникать довольно высокое напряжение. Именно по этой причине в самом контроллере мы подтянули вход сенсора к минусу через резистор 22кОм, а в сенсоре выход микросхемы датчика подтянут к плюсу через резистор 10 кОм , таким образом создавая сопротивление при срабатывании 12кОм и 22кОм в режиме ожидания. Этой подтяжки хватает для любых экранированных проводов и даже для обычной витой пары при условии удаленной прокладки провода от любых питающих проводов. и в тоже время не мешает подключению к тому же входу сенсоров других типов. Но если у вас в сигнальном проводе возникают индукционные токи превышающие возможности резистора на 22 кОм разряжать их на землю, то контроллер воспримет это напряжение, как сигнал на включение, после того когда оно достигнет как минимум 1.5В. 

Для решения этой проблемы необходимо следовать указаниям в руководстве пользователя и использовать экранированные провода с заземленным или зануленным экраном. Но иногда Вы узнаете об этом слишком поздно, когда провода уже проложены и отделочные работы завершены и просто нет возможности заменить провод. Что же делать? Есть два способа:

•  Можно использовать инфракрасные сенсоры препятствия, если место установки это позволяет. Суть в том, что инфракрасные сенсоры в состоянии покоя постоянно дают на сигнальную клемму контроллера высокий сигнал +5В, и при обнаружении препятствия  они подтягиваются к нулю, т.е. на клемму контроллера подается логический ноль и контроллер начинает включение. Таким образом индуктивные токи в проводах не мешают работе системы. Единственная проблема при этом, позволяет ли Вам его использовать предусмотренное место установки, так как эти сенсоры следует устанавливать на определенной высоте, так что бы они не видели поли или ступеньку и не были в постоянно включенном состоянии. Также обратите внимание, что есть китайские клоны сенсоров с инвертированным выходом и работающие как пироэлектрические сенсоры, т.е. в состоянии покоя у них на выходе логический ноль, а при срабатывании высокий сигнал (логическая единица). Такие сенсоры конечно не подойдут.
•  Можно сделать дополнительную подтяжку пироэлектрического сенсора к земле резистором меньшего сопротивления. Для этого лучше использовать переменный резистор с номиналом до 50кОм. Как это сделать показано на схеме ниже.

При этом сначала установите резистор в крайнее максимально значение сопротивления на 50 кОм и вращая винт уменьшайте сопротивление до тех пор пока не перестанут возникать ложные срабатывания. Как правило это значения около 30-40 кОм, при значениях менее 20 кОм сигнал на включение от сенсора могут уже не регистрироваться контроллером, так как по формуле параллельно соединенных резисторов суммарное сопротивление будет равно или меньше 10 кОм и будет компенсироваться подтяжкой в сенсоре к положительному контакту при срабатывании через резистор 10 кОм.

3. Третья причина - сенсор поврежден или не исправен. Это легко проверить. Просто присоедините сенсор прямо к контроллеру без использования проводов, непосредственно к клеммам контроллера. Тут нужно просто заменить сенсор. Сенсоры поставляемые нами абсолютно всегда проходят проверку перед продажей и гарантированно исправны, мы предоставляем всем нашим покупателям видео проверки и упаковки товара, которые хранятся 3 года на сервере и Вы всегда можете убедиться, что всё исправно. Если сенсор начал плохо работать после хранения или эксплуатации в течении нескольких лет в жарких и помещениях, то скорее всего уже подсохли электролитические конденсаторы и сенсоры пора заменить.

Инфракрасный датчик препятствия E18-D80NK

Этот сенсор работает по принципу излучения инфракрасного света и контроля за пятном отраженного луча. Он имеет подстроечный резистор, позволяющий настраивать расстояние срабатывания в диапазоне от 3 до 80 см. В состоянии покоя сенсор замкнут на провод питания +5В. При обнаружении препятствия сенсор размыкает питание и сигнальный провод оказывается повисшим в воздухе, так как у нас в контроллере вход подтянут к нулю, то сигнальный провод надежно подтянут к земле и на входе контроллера регистрируется логический ноль, который дает сигнал на включение. Как видим тут нет  зависимости от индукционных токов в проводах и такие сенсоры работают стабильно даже на некачественной проводке. Но проблема тут возникает в другом, так как инфракрасный луч является световым лучом инфракрасного спектра, то он разумеется восприимчив к общему уровню освещенности и к отражению луча, особенно при значениях расстояния срабатывания близких к максимально допустимому. Не следует устанавливать сенсоры напротив или возле зеркал и стекол, так как отраженный сигнал будет вызывать срабатывание, а также нельзя располагать сенсоры друг напротив друга, так как они будут постоянно срабатывать. Избегайте воздействия на них лучей от пультов дистанционного управления другой бытовой техники. При выборе места установки учитывайте, что угол излучения и отражения (угол зрения) составляет примерно 30 градусов, поэтому сенсор не следует устанавливать ниже 30-40 см от пола или боковой ступеньки, что бы сенсор не измерял расстояние до них. При выборе проводов, учитывайте, падение напряжения постоянного тока и не допускайте падения более 5%, то есть выбирайте качественные медные провода достаточного сечения для обеспечения этого требования на Вашей длине провода. Но если с проводами совсем всё плохо как в случае описанном в материале "Проблема с периодическим зависанием контроллера для лестниц.", то Вам может помочь решение с дополнительным фильтром и подтяжкой к питанию. Так например, если Ваш сигнальный провод от датчика подкорачивает на землю (например в него в стене вкручен саморез, как в описанном по ссылке случае) или имеет ненадежное соединение или падение напряжения в длинном и тонком проводе не обеспечивает питание сенсора 5В и высокий сигнал от сенсора обрывается, то для компенсации этих помех следует соединить со стороны контроллера прямо на клеммах самого контроллера цифровой сигнальный вход сенсора к питанию "+5В" и через конденсатор  0,1мФ (104) к "-" питания.

Также инфракрасный сенсор препятствия имеет две линзы из оптического поликарбоната. Линза излучателя и линза приемника. Загрязнение или повреждение этих линз может вызывать ложные срабатывания или наоборот мешать выявлению препятствия и снижать эффективное расстояние срабатывания. Для очистки линз используйте мягкую ткань или специальную салфетку для оптики. Не используйте растворители, спирт или моющие средства.
    Описанные в этой статье сенсоры являются пожалуй самыми не прихотливыми и простыми в настройке сенсорами, надеемся эта информация была полезна для Вас.