Schodowe czujniki ruchu do oświetlenia LED

Schodowe czujniki ruchu to czujniki ruchu dedykowane specjalnie do wykrywania ruchu na schodach, w przejściach i innych ciągach komunikacyjnych. Wymagania w stosunku do takich czujników są inne niż np. w stosunku do czujników ruchu stosowanych w systemach alarmowych.

Jakie są wymagania w stosunku do schodowych czujników ruchu?

Schodowe czujniki schodowe powinny reagować tylko na osoby wchodzące na schody, a ignorować osoby przechodzące obok. Powinny zatem charakteryzować się regulowanym i dobrze określonym zasięgiem oraz wąskim kątem detekcji. Ponadto, w przypadku zastosowania do ostatnio bardzo popularnych schodów otwartych, czy zabudowanych tylko z jednej strony, wymaganiem jest, aby były to czujniki ruchu jednoelementowe.

Niestety, większość dostępnych na rynku czujników ruchu ma wiele wad, w praktyce dyskwalifikujących te urządzenia do tego zastosowania. Najważniejsze wady to zbyt wielki zasięg (kilka lub kilkanaście metrów), duży kąt widzenia (110-360 stopni), dwuczęściowa budowa (fotokomórki) i niepewność działania. Źle dobrane czujniki ruchu będą zapalać światło na schodach nawet wtedy, gdy nikogo na schodach nie ma ani nikt nie wchodzi na nie, mogą wymagać wygibasów na pierwszym schodku (żeby czujnik nas zauważył) lub zapalać światło z dużym opóźnieniem, np. gdy już jesteśmy na 4 stopniu schodów.

Dlaczego czujniki typu PIR oraz czujniki mikrofalowe nie sprawdzają się jako schodowe czujniki ruchu?

Nieokreślony zasięg

Większość dostępnych na rynku czujników ruchu to pasywne czujniki PIR (z ang. Passive Infra Red) lub mikrofalowe. Czujniki PIR działają na zasadzie wykrywania poruszających się obiektów emitujących ciepło (np. osób). Z kolei czujniki mikrofalowe wykrywają ruch na zasadzie efektu Dopplera. Obszar wykrywania osób w przypadku obu typów czujników jest niestabilny i mocno zmienny w zależności od takich czynników jak: rozmiar osoby, rodzaj ubrania, szybkość i kierunek poruszania się oraz temperatura otoczenia. Ponieważ wykrywanie ruchu opiera się na pomiarze temperatury, to każda zmiana temperatury na wyższą lub niższą (np. podmuch zimnego powietrza do nagrzanego pomieszczenia) może być traktowana jako alarm. Jeżeli różnica temperatur pomiędzy obiektem poruszającym się, a otoczeniem jest niewielka (np. latem), czujnik może reagować "później" i w efekcie zmniejszy się jego zasięg. W efekcie częste jest "niezauważanie" osób idących po schodach, a także wykrywanie ruchu osób przechodzących obok schodów, a nawet działanie bez wyraźnego powodu (np. reagowanie na przeciągi). Niektórzy sprzedawcy twierdzą, że ich czujniki schodowe PIR mają dokładną regulację zasięgu, ale nie dajcie się nabrać - z samej zasady działania czujników PIR wynika, że nie da się dobrze określić granicy działania czujnika tego typu, zatem takie czujniki na pewno nie sprawdzą się w przypadku schodów otwartych.

Wyjście czujnika nieodpowiednie dla sterowników schodowych

Czujniki typu PIR w zdecydowanej większości są wykonywane do innych zastosowań, co powoduje, że nie nadają się do współpracy ze sterownikami oświetlenia LED schodów. Sterowniki schodowe wymagają sterowania za pomocą dwustanowych wyjść bezpotencjałowych (zwarcie-rozwarcie) lub niskonapięciowych (0-5V). Natomiast czujniki ruchu często są wykonywane jako włączniki oświetlenia 230VAC (podłączenie takiego czujnika bez przekaźnika separującego grozi śmiercią lub kalectwem a także, na 100%, spali sterownik) lub na 12VDC (podłączenie takiego czujnika spowoduje podanie +12V na wejście sterownika, co może trwale uszkodzić sterownik). Z kolei czujki ruchu z systemów alarmowych, choć zwykle mają właściwy typ wyjścia (przekaźnikowe typu NO), to jednak ze względu na wewnętrzne algorytmy przetwarzania sygnału, działają z denerwującym, ponad sekundowym opóźnieniem. Dodatkową wadą większości obecnych na rynku czujników ruchu jest ich hałaśliwość: czujniki te mają wbudowane przekaźniki, które "kłapią" (co może być denerwujące, zwłaszcza w nocy).

Schodowe czujniki optyczne

Ze względu na zasadę działania, do wykrywania ruchu na schodach zdecydowanie lepiej nadają się czujniki optyczne aktywne działające na zasadzie wysyłania wiązki światła (niewidzialna dla oka podczerwień). Dobrze sprawdzają się czujniki optyczne dwuelementowe (bariery świetlne oraz czujniki refleksyjne), jednakże bardzo często budowa schodów wyklucza ich zainstalowanie po obu stronach schodów. Aktualne trendy w projektowaniu to schody otwarte na salon, ażurowe, które wymagają zastosowania czujnika jednoelementowego o wąskim kącie detekcji oraz z możliwością ustawienia zasięgu z dokładnością przynajmniej 10cm.

Jednoelementowe schodowe czujniki optyczne odległości i ruchu

Powyższym wymaganiom czynią zadość nowe, niedawno wprowadzone na rynek czujniki optyczne odbiciowe jednoelementowe ALFA smartLEDs oraz DELTA smartLEDs o kącie detekcji 15 stopni, regulowanym zasięgu (odpowiednio do 100cm lub 200cm) i odchylonym torze optycznym (5°). Odchylony tor optyczny redukuje ewentualne odbicia od ściany naprzeciwko lub od stopni schodowych (w przypadku zbyt nisko zainstalowanych czujników), a przy odpowiednim ustawieniu czujnika zmniejsza także strumień światła poza schody

Użytkownik ma możliwość wyboru między dwoma trybami pracy czujnika. Podstawowym trybem pracy jest tryb czujnika odległości, w którym wykrywane są obiekty znajdujące się w odległości nie większej niż ustawiona w czujniku. W przypadku specyficznych warunków pracy czujnika (np. biała ściana naprzeciwko, powodująca silne odbicie impulsów podczerwieni emitowanych przez czujnik, oślepianie czujnika przez inne źródła światła) możliwe jest przełączenie czujnika w tryb czujnika ruchu, w którym wykrywane są zmiany sygnału odbitego od obiektu znajdującego się w odległości nie większej od ustawionej w czujniku.

Pożądany zasięg czujników ALFA i DELTA można ustawić z dokładnością do 10cm przy pomocy potencjometru wieloobrotowego oraz diody sygnalizacyjnej zasięgu, umieszczonych w wygodnym miejscu z przodu czujników, pod zdejmowaną osłoną.

Unikalną cechą czujników ALFA i DELTA jest adaptacja do trudnych warunków otoczenia, mała wrażliwość na widzialne światło z otoczenia oraz duża odporność na zakłócenia. Czujniki zawdzięczają to mikroprocesorowej obróbce sygnału powracającego do odbiornika.

Podsumowanie

Do tej pory brak było na rynku czujników schodowych o takich właściwościach. Schodowe czujniki ruchu ALFA i DELTA idealnie współpracują ze sterownikami schodowymi wielopunktowego oświetlenia LED smartLEDs, a także z wieloma innymi urządzeniami sterowanymi poprzez uniwersalne wyjścia NPN typu OC (Open Collector), będąc przy tym pozbawionymi wad pozostałych, dostępnych na rynku czujników.