Как сделать датчик открытия двери
Использование датчиков открытия двери
Сегодня уже недостаточно просто установить хорошую и надежную металлическую бронированную дверь. Современные воры находят подходы и применяют интеллектуальные решения для вскрытия любых замковых систем.
Для того, чтобы чувствовать себя в полной безопасности, дверную конструкцию оснащают дополнительными защитными системами – это могут быть и простые сигнализации с минимальным набором функций или же мощные и серьезные охранные комплексы. И в простой системе, и в сложной есть одна общая деталь – это датчик открытия двери. Данные приспособления проверены временем и могут служить своему владельцу очень долго. Это доступный способ защиты квартиры или дома от взлома и незваных гостей.
Сегодня рынок охранных систем предлагает множество подобных устройств. Это традиционные проводные решения или же беспроводные. Также популярны сегодня GSM устройства. Поговорим о том, как выбрать подходящий датчик, как они работают, узнаем их особенности монтажа.
Геркон на страже безопасности
Герконовый датчик, пожалуй, самый популярный среди всех тех, которые можно установить на входную дверь. Данные решения широко распространены практически во многих отраслях, но используют их и в охранных системах. Преимущество геркона в том, что это доступный, простой в монтаже и очень эффективный датчик, который реагирует на открытие двери, ворот, люков, окон – любых движущихся конструкций.
Раньше для этих целей применяли электромагнитные реле, однако эти устройства не справлялись с поставленными задачами – у них слишком низкая скорость переключения. Кроме этого, трущиеся детали ускоряли износ контактов, что приводило к отказам реле. Но после создания герконов о реле позабыли.
Применение
Датчик открытия двери магнитоконтактного типа или же геркон может реагировать на замыкание или размыкание подвижных частей, которые предоставляют доступ в помещение. Данные вещатели располагают внутри строений, они незаметны для глаз, работа их практически безотказна – с помощью миниатюрных датчиков обеспечивается надежная защита удаленных объектов.
При помощи таких датчиков появляется возможность практически без серьезных вложений средств организовать в квартире или коттедже эффективную охранную систему. Установить такой датчик открытия двери можно где угодно – на сейфах, витринах магазинов, внутри квартир на стальных дверях.
Принцип работы
Геркон представляет собой герметичный переключатель. Его контакты изготовлены из специального феромагнитного сплава.
Принцип действия основан на использовании сил взаимодействия, которые действуют на два феромагнитных тела в магнитном поле. Данные силы заставляют пружинные контакты деформироваться и перемещаться до их соединения – так работает датчик закрытия двери. Когда создается магнитное поле определенной силы, то концы пружин притягиваются и замыкаются. Когда сила магнитного поля снижается (две части датчика разъединяются), то пружины разжимаются и контакт будет разорван, в результате чего срабатывает сигнализация.
В цепи охранной сигнализации пропускается постоянный электрический сигнал – он проходит через датчик открывания двери. Также может использоваться и постоянное магнитное поле. По стандарту порог срабатывания геркона может настраиваться от 30 до 50 мм. Если открыть дверь на расстоянии 30 мм, то на пульт сигнализации поступит сигнал о том, что контакты магнитного датчика разорваны.
Конструктивно данные извещатели исполняются в минимальных размерах. Датчик предоставляет собой два блока магнитных реле в пластиковом корпусе. Датчик открывания двери покрывается двойным слоем изоляции – это помогает исключить ложные срабатывания.
Популярные датчики для охранных систем
Среди тех, кто занимается монтажом охранного оборудования, под герконом понимают герметичный контакт. СМК – так называются магнитоконтактные сигнализаторы.
Чаще всего применяют ИО 102-20 – это стандартное решение, где расстояние между контактами в замкнутом состоянии составляет 24 мм, а в разомкнутом 70. Данный магнитный датчик открытия комплектуется кабелем длиной 350 мм и толщиной 3,5 мм. Одна его часть устанавливается на двери.
Существуют и другие типы подобных датчиков – различия среди них сугубо конструктивные. Так, они могут различаться разным типом защиты корпуса, порогом срабатывания.
Преимущества и недостатки герконовых датчиков
Так или иначе, герконовые реле лежат в основе любых современных дверных охранных систем. У них есть некоторые недостатки и преимущества.
Так, преимуществом считают компактную конструкцию, которая позволяет установить данный элемент где угодно. Также среди плюсов выделяют высокую герметичность – это особенно важно, если в помещении повышенная влажность. Кроме этого, отмечают высокую скорость срабатывания реле, его долговечность.
Есть и недостатки. Самый значительный – это прочность. При механическом воздействии устройство просто выйдет из строя. Кроме этого, датчик закрытия двери реагирует на магнитные поля, которые расположены рядом с ним. При воздействии на геркон высокого тока цепь может непроизвольно размыкаться.
Беспроводные решения
Многие сегодня стараются использовать беспроводные технологии. В охранных системах также замечена эта тенденция. Удобство беспроводных сигнализаций заключается в отсутствии проводов. Все элементы системы соединяются по специальному протоколу с пультом системы.
Беспроводной датчик открытия двери представляет собой все тот же геркон. Конструкция состоит из модуля связи, в котором и размещается герконовое реле с разомкнутыми контактами. Вторая часть представляет собой магнит, который замыкает контакты реле.
Радиопередающий модуль рекомендуют крепить на дверной раме, а магнит – непосредственно на двери таким образом, чтобы в закрытом состоянии двери он находился напротив радиопередающей части и смог замыкать контакты магнитного реле. Принцип работы данного датчика закрытия двери основан на герконовом реле. Когда двери открываются, цепь разрывается, контакты размыкаются – на главный модуль или же центральный GSM-блок подается тревожный сигнал. Также о тревоге может предупредить световой индикатор. Он же сообщит о том, что пора заменить элементы питания устройства.
Зазор, при котором данное устройство сработает, начинается от 10 мм и может составлять до 20 мм. Прибор работает на частоте 433 МГц, а радиус его действия — до 150 м в режиме прямой видимости на открытом пространстве. Питается данный беспроводной датчик открытия двери от батарейки с напряжением 12 В. Этой батареи прибору хватит на два года беспрерывной работы.
Это типовой датчик открывания двери. Все устройства имеют примерно одинаковые технические характеристики. Подбирать их следует исходя из конкретной ситуации.
Дверная сигнализация GSM
На рынке существуют и такие устройства. Они серьезно отличаются от полноценных беспроводных охранных сигнализаций. Данное устройство чрезвычайно простое, но при этом может надежно защитить имущество.
Устройства представляют собой GSM датчик открытия двери – это специальный контроллер, оснащенный GSM-модулем. В случае, если сработает датчик, контроллер отправит SMS владельцу жилья. Этот простой прибор можно установить практически везде, где есть две створки. В основе работы лежит все то же герконовое реле.
Для управления данным охранным аппаратом производители предлагают несколько SMS команд, которые позволяют выключать или включать систему, устанавливать объект на охрану, вводить номер для отправки SMS. Некоторые модели могут иметь режим прослушивания того, что происходит, например, в квартире – этот режим также можно запустить при помощи SMS-команд.
Для того, чтобы закрепить сигнализацию, производитель предусмотрел специальную липучку. Это упрощает многократный монтаж/демонтаж прибора. При монтаже нужно внимательно выставить расстояние от контроллера до магнитного датчика – порог срабатывания сигнализации равен 10 мм.
Как видите, с помощью таких датчиков открытия двери можно надежно защитить входную дверь и квартиру, частный коттедж или любой другой объект.
Умный дом: стартовый набор для начинающих
В экосистеме умного дома существуют десятки датчиков и актуаторов, отвечающих за безопасность, автоматизацию бытовой техники, освещения и поддержания климата. У нового пользователя возникает соблазн увешать квартиру датчиками, как новогоднюю елку игрушками. Цель статьи — выделить «основной состав» и рассмотреть аспекты его применения.
Какие бывают датчики
Датчики предназначены для преобразования физической величины в электрический сигнал. В результате мы можем измерить эту величину количественно (температура, влажность) или зафиксировать ее изменение (распознать движение). Ниже перечислены датчики, доступные в свободной продаже у большинства крупных игроков рынка:
Какие бывают актуаторы
Под актуаторами понимают исполнительные устройства, генерирующие сигналы для воздействия на другие элементы умного дома. Это прямое воздействие либо сигналом (кнопка), либо посредством привода (электронный клапан). Исполнительным устройством может быть также и бытовой прибор, управляемый со смартфона, например, умный кондиционер. При этом можно управлять и обычным кондиционером, но уже с помощью умного пульта, который станет посредником между прибором и смартфоном. Задача в данном случае одна, а варианты решения разные. Отдельный класс устройств составляют интеллектуальные световые приборы. Про умный свет подробно рассказано в недавней статье.
Перечень умных исполнительных устройств:
Рассмотрим подробнее, какие устройства являются самыми необходимыми для построения базовой системы домашней автоматизации. Есть несколько вариантов готовых стартовых наборов от производителя.
Каждый из них не полностью закрывает минимальные потребности, будучи более ориентированным либо на безопасность, либо на удобство. Соберем комплект, удовлетворяющий обеим задачам.
Датчики движения
Старожилы умного дома, известные еще со времен первых пультовых охранных систем. Чаще всего встречаются пассивные инфракрасные датчики (PIR-сенсоры). Они содержат чувствительный пироэлектрический элемент, регистрирующий изменение инфракрасного излучения при движении объекта в зоне контроля. Радиус такой зоны составляет 4-8 метров, что позволяет охватить комнату одним датчиком. Стандартное расположение — верхний угол стены, противоположной входу в помещение.
Датчики движения настолько распространены, что являются, в том числе, частью других устройств, например, лампочек. Наиболее активно такие датчики используются именно в сценариях освещения: автоматическое включение и отключение света, исходя из активности в помещении. В плане интеграции с остальной системой умного дома нет проблем, поскольку представлено множество девайсов с различными интерфейсами. Эти датчики, имеющие большое количество сценариев применения, железно входят в основу умного дома.
Датчики открытия окон/дверей
Датчики открытия дверей и окон состоят из двух частей — геркона и магнита. Они устанавливаются на дверной коробке/оконной раме и створке, а при их разъединении происходит срабатывание датчика.
Простая и долговечная конструкция давно зарекомендовала данные сенсоры как неотъемлемую часть охранных систем. Также они широко используются в сценариях умного света. Умный дом сложно представить без этих устройств.
Датчики протечки воды
В большинстве своем работают за счет разницы электропроводности воздуха и воды. Когда вода попадает на один из контактов, расположенных на дне устройства, возникает сигнал. Датчики устанавливаются в непосредственной близости от вероятных источников протечки: под шлангом стиральной машины, рядом со стояками, раковиной, радиатором отопления. Также в случае, если есть небольшой уклон, удачной для монтажа будет самая низкая по уровню точка.
Чтобы система не только сигнализировала о происшествии, но и предотвращала его последствия, применяют устройства, перекрывающие подачу воды. Обычно это специальный электронный клапан, но есть и оригинальные воплощения китайской инженерной мысли в виде электропривода для рукоятки шарового крана.
С точки зрения интеграции в умный дом данная система не всегда удобна, поскольку идет как самостоятельный комплект. Проприетарный контроллер не подружится с общим шлюзом и останутся только варианты с работой через умную розетку или поддержкой голосового помощника. Поэтому в основной состав проходят только датчики, а актуаторы — в запасной.
Датчики задымления
По принципу действия аналогичны стандартным пожарным извещателям, которые в обязательном порядке устанавливаются в новых домах. При попадании частиц дыма в поле фотоприемника датчика, изменяется интенсивность излучения и происходит срабатывание. При этом активируется сирена, а если извещатель адресный, то он передает сигнал на пульт пожарной охраны. При наличии такого оборудования смысла в дополнительном датчике дыма нет. В обратном случае датчик обязателен.
Датчики утечки газа
Реагируют на повышение концентрации бытового газа в воздухе. Имеет смысл использовать при наличии газовой плиты и (или) колонки. Устанавливать такие датчики необходимо поблизости от газовых приборов.
Датчики температуры и влажности
Контроль параметров окружающей среды — еще одна важная функция умного дома. Хороший климат в доме полезен для здоровья семьи, питомцев и комнатных растений. Измерения температуры и влажности все чаще доступны в рамках одного устройства. Без этих датчиков невозможно представить умный дом. К ним добавляют атмосферное давление, но на этот показатель повлиять нельзя, поэтому он носит справочный характер. А двумя основными параметрами управлять можно и нужно.
Для этого мы пользуемся кондиционерами и увлажнителями воздуха. Это уже более дорогие аппараты по сравнению с датчиками, их можно рассмотреть для приобретения в долгосрочной перспективе. Они также бывают умными и помогают полностью автоматизировать процесс регулировки погоды в доме. В случае выхода температуры или влажности за пределы заданных порогов, включится соответствующий прибор. Он будет работать до достижения необходимых показателей.
Кстати, не забудьте про уход за климатической техникой. Про кондиционеры мы писали тут.
Определяемся с актуаторами
В качестве базовых исполнительных устройств предлагаем рассмотреть умные розетки, выключатели, кнопки и лампы.
Некоторые умные розетки позволяют не только управлять состоянием светильников и бытовых приборов, но и вести учет потребляемой мощности. Выключатели и кнопки также пригодятся для реализации сценариев освещения и включения/выключения техники.
Еще одна удобная вещь — умный инфракрасный пульт. Им можно заменить все остальные пульты для телевизора, кондиционера и т. п. Представьте, что вам теперь вообще не придется их искать!
Во всех наборах умного дома присутствует обязательный элемент — блок управления, он же шлюз или центр управления. Это «мозг» системы, который отвечает за управление всеми устройствами умного дома и выполнение сценариев автоматизации. Он принимает данные от датчиков и передает их на сервер производителя для обработки. Благодаря этому вы можете отслеживать эти данные в удобном формате — в приложении на мобильном устройстве, откуда можно в пару кликов передать команды для исполнительных устройств.
Шлюзы поддерживают различные протоколы беспроводной передачи данных, необходимых для обмена данными со всеми компонентами системы: Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, RF. Если устройств много, их объединяют в группы, для чего используются хабы.
Особняком стоят несколько облачных систем умного дома, не требующие управляющего блока. Это платформы Apple HomeKit, Google Home и Умный дом Яндекса. В таком случае команда из приложения улетает прямиком в облако, где обрабатывается при помощи библиотеки функций от производителя конкретного устройства. На примере Яндекса схематически это выглядит так:
Приложения для смартфонов
Каждый производитель имеет собственное приложение для управления умным домом. Все они умеют отображать список устройств, показания датчиков и передавать команды. Пример настройки Mi Home здесь, а Rubetek — здесь. С точки зрения поддержки сторонних вендоров хорошо себя зарекомендовал Mi Home.
Основная функция приложений — создать сценарии автоматизации для достижения заданных условий. Именно в них состоит главная «фишка» умного дома — автоматическое выполнение действий без участия человека. Есть и другая «фишка», о которой речь пойдет далее.
Будьте услышанным
Голосовое управление тесно интегрируется в умный дом. Все три рассмотренных выше разработчика облачных платформ развивают собственных голосовых помощников: Siri, Alexa и Алиса. На русском языке полноценно понимает только Алиса. Управление голосом выводит систему умного дома на совершенно иной уровень, но ему свойственны и некоторые недостатки.
По сравнению с приложениями производителей умных устройств голосовые помощники обладают более скромными возможностями по поддержке устройств и их функций. Список устройств, которые можно подружить с Mi Home, гораздо шире. Кроме того, Алиса пока не воспринимает все команды для устройств, доступных в приложении. Тем не менее, перечень будет расширяться, а удобство управления голосом нивелирует эти несовершенства.
Для того, чтобы Алиса увидела ваши девайсы, достаточно установить на смартфоне приложение Яндекс и перейти в меню «Устройства — Умный дом».
Далее необходимо выбрать производителя и на соответствующей вкладке объединить аккаунты, например, с Mi Home. После этого устройства будут отображены с доступными голосовыми командами.
Можно управлять отдельными устройствами и объединять их в группы. Для более комфортного общения с Алисой используйте умную колонку.
На видео демонстрируются несколько сценариев умного дома Xiaomi + Алиса.
Команда умного дома
Подведем итог в подборке минимального комплекта умных устройств:
Если пока нет четкого понимания, какие сценарии будут использоваться, то можно взять все устройства в одном экземпляре. Одно из преимуществ системы — масштабируемость. Большинство датчиков работает от батареек и крепятся на 3М-скотч, поэтому добавить такие элементы не составит труда. Не забывайте предварительно почитать про совместимость оборудования и приложения или голосового помощника. Если вы планируете монтаж на этапе ремонта, то рассмотрите варианты с умными реле и заранее определите выводы питания под устройства умного дома.
Добавление в систему датчиков и актуаторов у всех производителей максимально упрощено и состоит из нескольких шагов:
Умный дом — отдельная инженерная система, заслуживающая вдумчивого проектного подхода. В этом случае умные устройства станут вашими надежными помощниками по дому.