Преимущества использования датчиков открытия дверей. Принцип работы и виды герконовых датчиков, схема и применение

Необходимый уровень защиты дома, квартиры или офисного помещения обеспечить одним лишь надежным замком и металлической дверью невозможно. Чтобы быть уверенными в том, что злоумышленники не проникнут в дом без вашего приглашения, предлагаем поставить датчик открытия двери, который предупредит о неожиданных гостях соответствующим сигналом на пульт управления охранной сигнализации. Не на все двери ставят врезные замки – в квартирах есть еще окна, балконы, а в домах «черный» ход, в офисах – запасный выход, поэтому держать под контролем все входы невозможно, а элемент системы умного дома станет надежным помощником и обеспечит комфортный уровень проживания или работы.

Необходимость датчиков открытия дверей в доме
Принцип работы
Устройство датчиков
Звуковая сигнализация
Будьте в курсе всех незваных гостей
Геркон на страже безопасности
Преимущества и недостатки герконовых датчиков
Для чего применяются в доме
Беспроводной датчик открытия двери
Дверная сигнализация gsm
Принцип работы датчиков
Критерии выбора

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.

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.

Плюсы и минусы

У герконовых датчиков есть свои преимущества и недостатки. К плюсам относят:

В контактах отсутствует дребезг. Это актуально для тех, выводы которых смочены ртутью.
По сравнению с классическим реле датчики отличаются высоким быстродействием.
Датчик считается долговечным и не поддаётся физическим ударам (например, при неосторожном обращении или падении).
Такой вид датчика не создаёт шум.
Контакты слабо сгорают, так как располагаются в вакууме или инертном газе. Это относится и к тем случаям, когда замыкание с размыванием происходит с возникновением искры.
Доступная для всех цена, так как при производстве не используют тугоплавкие или драгоценные металлы.
Небольшой размер по сравнению с классическими реле.

Минусы:

По сравнению с открытыми контактами они тяжеловаты.
Скорость срабатывания ограничена.
Нужно создавать магнитное поле.
Бывают случаи, когда контакты остаются в замкнутом состоянии и вывести их из него нельзя.
Внешние магнитные поля влияют на них.

Электромеханический замок

Самый надёжный вариант. Но также самый сложный и дорогостоящий.

Очень желательно заказывать дверь на производстве сразу с электрозамком, чтобы было проще для всех. Либо можно поменять уже установленный замок на готовой двери на электромеханический, но это на практике достаточно сложно: надо подобрать соответствующий по размеру и обеспечить вывод кабеля. При запросе двери с электрозамком многие производители дверей входят в ступор и не понимают, чего от них хотят, но для более прогрессивных это не проблема. Классическая модель электрозамка — финский Abloy EL502. Выглядит он так:

Электромеханический замок Abloy EL502

Похож на обычный механический замок, но с выходящим из него кабелем для управления. Ко многим замкам можно установить стандартный цилиндр для открывания ключом, а можно не ставить, тогда снаружи замок не будет виден вообще, но надо быть полностью уверенным в надёжности работы системы.

Для открывания замка на него надо подать кратковременный импульс 12 либо 24 вольта — дверь откроется. Помимо импульса на открывание у многих замков есть ещё обратная связь — состояние замка, что также удобно. Нужно уточнять по каждому замку требуемую схему подключения, может быть так, что на замок надо не подавать импульс, а, наоборот, убирать питание для его открывания.

Конкретно у замка Abloy EL502 язычок управляется соленоидом (магнитной катушкой), что выглядит не очень надёжно. Есть замки с моторными ригелями, которые выглядят гораздо серьёзнее. Там выдвижением ригелей управляет электромотор. Но и стоимость у них сильно выше. Посмотрите, например, Mottura XNova.

Электромеханический замок Mottura XNova

На замке видно крупные ригели и отверстие для цилиндра формы «грибок».

Кстати, есть замки, у которых от электрики управляется маленький ригель, а крупные выезжают только при повороте ключа. Неплохой вариант, если для надёжного закрывания (когда уезжаете надолго) планируется использовать ключ.

Надо учитывать, что от замка надо провести кабель, он обычно монтируется в канале внутри двери и со стороны петель выходит в кабель-переходе, который защищает кабель от зажимания дверью. Это такая металлическая пружина, спрятанная с торца двери.

Кабель-переход Abloy EA280

Если электрозамок ставится в уже существующую дверь без канала для кабеля, то можно попробовать протянуть кабель под декоративной накладкой с внутренней стороны двери. Можно также поставить накладной замок с внутренней стороны двери или даже электромагнитный замок, как на дверях подъездов, но это крайне некрасиво.

К электрозамку может отдельно продаваться устройство под названием бустер. Это небольшая (с коробок спичек) плата, которая защищает замок от подачи на него слишком длительного импульса (катушка может сгореть) и ограничивает напряжение.

Из замка Mottura Xnova выходит кабель аж с 10 жилами. Напишу их назначение, чтобы были понятны возможности замка.

Белый — земля
Коричневый — закрыть
Зелёный — питание от батарейки
Жёлтый — открыть
Серый — выход положения двери
Розовый — выход, индикатор низкого напряжения от батарейки
Синий — выход, индикатор ошибки
Красный — выход, индикатор положения защёлки
Чёрный — выход, индикатор положения ригелей
Фиолетовый — открывание замка, после чего от автоматически закроется

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.

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.

Внутренняя работа датчика открытия двери

Хотя существует несколько различных типов охранных датчиков открытия, большинство из них используют геркон и магнит, чтобы определить, когда дверь открыта или закрыта.

Герконы используются в бесчисленных устройствах, от дверных звонков до ноутбуков, и полагаются на набор электрических элементов. Переключатель замыкается, когда две части расположены близко друг к другу, а когда, две части разделяются, то происходит к разрыву электрического цепи.

Когда вы добавите датчик открытия двери в вашу домашнюю охранную систему, устройство будет поставляться с обеими частями: геркон и магнит. Один элемент крепится к дверной коробке, а другой – параллельно первому элементу на самом дверном полотне. Две части создают замкнутый контур, когда дверь закрыта. Когда дверь открывается, магнит и переключатель разъединяются, разрывая цепь. Когда цепь разрывается, центральная панель управления фиксирует этот факт и действует по заданному сценарию.

Установка датчиков открытия двери

Извещатель открытия двери просты в установке. С помощью хорошего сильного клея (или двухсторонней клейкой ленты), прикрепите одну часть датчика к двери, а другую – к коробке. При этом магнит крепится на дверном полотне, а геркон с подключаемыми проводами (если извещатель проводной) на раме, при этом провода можно спрятать за дверными откосами.

Датчик лучше располагать ближе к краю двери (на противоположной стороне от петель) и желательно в самом верху, чтобы исключить случайное сбитие.

Правильный монтаж датчика открытия двери

Две части должны монтироваться прямо рядом друг с другом, с небольшим промежутком между ними. Если они расположены слишком далеко или не параллельны друг другу, части не смогут взаимодействовать, что приведет к не взаимодействию геркона и магнита.

Датчик открытия гаражных ворот

Хотя они не так распространены, как обычные охранные магнитоконтактные извещатели, датчики гаражных ворот могут многое сделать для системы домашней безопасности. Есть два способа обнаружить открытие двери гаража: со стандартным датчиком открытия двери или с датчиком рулонных или подъемных ворот.

Стандартный датчик работает так же, как и на любой другой двери. Две части установлены рядом друг с другом, одна на воротине и другая на стене рядом с воротами. Когда ворота гаража подняты или распахнуты, цепь размыкает и включает сигнализацию

Датчик угла немного отличается. Вместо того, чтобы работать с использованием двух частей, такой датчик является автономным устройством. Они предназначены для обнаружения изменения угла. Когда дверь гаража закрыта, датчик находится вертикально, когда ворота открываются, датчик перемещается вверх вместе с дверью, и это изменение угла приведет к срабатыванию датчика для включения тревоги.

Считыватель

Как мы будем открывать дверь? Не будем рассматривать Danalock и Utopiс S, у них способов открывания уйма, включая беспроводные пульты, считыватели пальцев, кодонаборные клавиатуры и те же Bluetooth, Z-Wave и Apple HomeKit, а рассмотрим общий вариант, когда у нас стоит отдельный «неумный» электрозамок, кабель от которого выходит из двери.

На рынке систем контроля доступа громадное количество решений. Будем рассматривать самые прогрессивные — по отпечатку пальца или вен ладони или лицу.

Кстати, по поводу доступа через смартфон по NFC. Надо иметь в виду, что такая возможность есть только у смартфонов на Android. У iPhone NFC используется только для бесконтактной оплаты, больше не для чего, эта функция системой заблокирована.

Разумеется, надо организовать систему таким образом, чтобы реле открывания замка, включаемое считывателем, находилось не в самом считывателе, как в большинстве недорогих систем. Иначе мы могли бы открыть замок, сняв считыватель со стены и замкнув провода замка. Мне лично очень нравится продукция корейской фирмы Suprema, хоть она и достаточно дорогая. Есть российская фирма Biosmart, делают аналогичные вещи.

Считыватель Suprema Face Station позволяет открывать дверь по распознаванию лица.

Suprema Face Station

В нём установлены две видеокамеры (для понимания глубины картинки) и экран. При настройке надо покрутить головой, считыватель запоминает лицо. Я пробовал — работает достаточно точно. Распознаёт лицо даже в шапке и очках. По фотографии лица не срабатывает.

Считыватель отпечатка пальца Suprema Bio Entry:

Suprema Bio Entry

Он работает с отпечатками пальца плюс считывание карт разных форматов.

Внутри помещения ставится отдельное устройство Secure I/O, оно связано со считывателем кабелем по RS485, нужно для управления замком. То есть, дверь не получится открыть, сковырнув со стены считыватель и замкнув какие-либо провода.

Считыватели Suprema подключаются к локальной сети программируются удалённо, для этого нужно приобрести лицензию на программу Biostar. Недёшево, зато можно будет с приложения на смартфоне контролировать считыватели и права доступа разных пользователей. Нужна ещё программа-клиент, которая будет постоянно работать на компьютере внутри дома. В общем, уже серьёзная система. Либо есть бесплатная версия приложения, которая позволяет настроить один считыватель, но лицензию к ней надо получать через техподдержка и обновлять каждые 3 месяца.

Для оборудования надо обязательно предусматривать источник бесперебойного питания. Надо учитывать, что, например, у Suprema Face Station питание 24 вольта, а у Secure I/O 12 вольт. У электромеханических замков бывает также разное напряжение питания, обычно 12 или 24 вольта, ток от 3 ампер, хоть и кратковременно. В качестве бесперебойников можно ставить простые российские Полисервис или СКАТ, либо мои любимые Meanwell для установки в щит на DIN рейку с аккумуляторами на дне щита.

Вот такую схему я проектировал для управления электрозамком Mottura cо считывателя отпечатка пальца Suprema. Можно также открывать с приложения системы Умный Дом (контроллер Beckhoff).

Предусмотрена кнопка выхода для открывания замка изнутри. В схеме используется замок Mottura XNova, на него нужно постоянно подавать питание 12 вольт, открывается он сигналом «сухой контакт».

Применение и особенности установки

Датчик двери в рабочем состоянии
Датчики типа геркон устанавливаются на подвижные или неподвижные части контролируемых объектов (дверей, в частности), предоставляющих доступ в помещение. Они гарантируют надежное срабатывание охранного оборудования при попытке проникновения в строения. Для нормального функционирования системы потребуется подать на нее электрическое питание от местной проводной линии.

За счет установки разветвленной сети герконовых датчиков удается организовать надежную охранную систему по всему дому, обойдясь минимумом затрат. Устанавливать эти элементы можно где угодно – на стеклах витрин, на дверцах сейфов, а также внутри квартир на входных дверях. К особенностям их монтажа относят обязательность размещения на внутренних поверхностях объектов. В продвинутых моделях датчиков предусмотрено их срабатывание с одновременным оповещением по мобильному телефону.

Основные характеристики

Главной задачей для такого охранного датчика является четкая фиксация незаконного проникновения непрошеных гостей в дом. Помимо основного его предназначения, такие девайсы обычно обладают и другими весьма любопытными функциями. Так, некоторые модели, представленные на рынке, владеют зачатками искусственного интеллекта и могут сообщать владельцу кто вошёл в дом или, например, в каком часу вернулись дети из школы. Для активации такого функционала обязательно потребуется «умное» видеонаблюдение, способное идентифицировать вошедшего в жилище.

При установке такого крохотного датчика на межкомнатную дверь можно отслеживать посещение выбранной пользователем комнаты, шкафа или сейфа посторонним лицом. Датчик может быть установлен в любой угол дома – в профиль окна, ворот, на панель холодильника и даже в шкаф. Так вы сможете в любой момент проконтролировать ситуация и предотвратить нежелательные действия со стороны своих несовершеннолетних домочадцев.

По своей эргономике и визуальным характеристикам, такие датчики чрезвычайно схожи между собой, независимо от компании производителя. Все они обладают весьма скромными размерами, что позволяет устанавливать такие девайсы в самые укромные места в доме. Большинство современных моделей представлены в формате мини-прибора с магнитными свойствами (для установки на металлические поверхности), работающего посредством беспроводной технологии. Проводные датчики сегодня тоже представлены на рынке, правда спрос на них заметно меньше беспроводных аналогов.

Производители не ограничивают пользователей в выборе датчиков для дверей и предлагают массу вариаций с разнообразной функциональностью. При желании можно подобрать бюджетную версию датчика, которая будет лишь оповещать владельца жилья об открытых дверях через уведомления, отправленное в приложение на мобильном устройстве. При наличии достаточного бюджета доступно полноценное смарт устройство, способное самостоятельно открывать или закрывать дверь, а также выполнять голосовые команды.

Разновидности

Устройство работает по принципу размыкания, либо замыкания линии, передающей электричество. Напряженность магнитного потока задает замкнутое или разомкнутое положение. Примечательно, что не важно, откуда возникает магнитное поле. Оно может появляться как от электромагнита, так и постоянного магнита.

Намагничивание в устройстве начинает происходить тогда, когда под действие попадают силовые линии. После этого, сила упругости преодолевается и притягивает контакты друг к другу. В итоге цепь замыкается.

В таком состоянии датчик будет находиться до тех пор, пока будет оставаться магнитное поле. После прекращения воздействия силовых линий контакты размыкаются. Чтобы произошло следующее замыкание, необходимо, чтобы создалось поле вокруг устройства снова.

Исходя из этого, специалисты считают геркон переключателем.

Управление с Умного Дома

Если мы ставим работающий от батареек электропривод замка с поддержкой Z-Wave, и система у нас стоит Z-Wave, тогда сложностей нет, всё будет работать.

В случае с отдельным электрозамком, нам надо подключить реле либо на контакты подключения кнопки выхода на контроллере замка, либо (для большей отказоустойчивости) поставить это реле параллельно с цепь питания замка, чтобы оно подавало питание на замок. Важно помнить, что на электромеханический замок нельзя подавать питание долго, только порядка нескольких секунд, а то замок вполне может сгореть. У замков Abloy и Cisa (и других) есть специальный модуль, который ограничивает напряжение и время импульса, чтобы защищать замок.

Вывод такой: есть простой путь и сложный путь. Простой — поставить в существующий замок цилиндр с приводом Danalock либо аналог и пользоваться предусмотренными производителем средствами открывания. Сложный — ставим отдельно замок, отдельно считыватель, отдельно контроллер, отдельно бесперебойник с аккумуляторами.

Для второго варианта нужно заранее продумать схему подключения всех устройств и варианты открывания замка. Например, считыватель Suprema и электромеханический замок требуют подключения к разным источникам питания, оба требуется зарезервировать аккумуляторами. Устройство Secure I/O имеет достаточно слабое встроенное реле, на него не подключить замок, нужно реле отдельное. Если замком помимо считывателя управляет контроллер умного дома или GSM контроллер, то нужно подключить управляемое ими реле параллельно реле считывателя, чтобы системы работали независимо.