Zariadenie a princíp činnosti snímačov pohybu

Pohybový senzor (snímač, detektor) je zariadenie, ktoré bezkontaktne zisťuje prítomnosť pohybujúcich sa predmetov v detekčnej zóne. Tieto senzory väčšinou nereagujú na pohyb, ale na objavenie sa nových predmetov. Ale názov sa uchytil a je široko používaný.

Oblasti použitia

Detektory pohybu sa používajú v rôznych oblastiach automatizácie. Každá oblasť má svoje preferované typy senzorov.

Bezpečnostné systémy

Najlogickejšie uplatnenie detektorov pohybu je v systémoch ochrana predmetov. Senzor dokáže rozpoznať vniknutie do chráneného priestoru alebo priestorov a vydať poplach alebo zapnúť ďalšie zariadenia.

Často je nad kamerou umiestnený reflektor so snímačom pohybu.

Zapnutie núdzového osvetlenia

V miestach s nepravidelným pobytom ľudí môžete pomocou takýchto senzorov dosiahnuť výrazné úspory energie. Medzi takéto miesta patria vchody obytných budov a priemyselných budov, skladov a iných priestorov. Svetlo v nich je povinné svietiť len na dobu pobytu obyvateľov alebo personálu. Po zistení pohybu senzor generuje signál na aktiváciu osvetľovacích zariadení.

Inteligentné domáce systémy

V systémoch Smart Home pre detektory môžete nájsť oveľa širší záber ako jednoduché ovládanie osvetlenia. Na signál zo snímača, vládnuť vykurovanie, vetranie, klimatizácia a iné inžinierske systémy. Prevádzkový režim sa mení v závislosti od prítomnosti osôb v kontrolovanom pásme.

Senzor pohybu a otvárania dverí s Aliexpress (systém Smart Home).

Typy snímačov a technológie ich činnosti

Pohybové senzory sú postavené na rôznych princípoch. Každý typ pohybových senzorov má svoje klady a zápory, ktoré určujú rozsah zariadení.

infračervené senzory

Najbežnejšie senzory, ktoré zachytávajú infračervené žiarenie. Patria medzi pasívne snímače - riadený priestor nie je „zvýraznený“ príslušným signálom. V najjednoduchšom prípade sa skladá z dvoch šošoviek, ktoré sústreďujú svetelné žiarenie (infračervené žiarenie má vlastnosti svetla, hoci je voľným okom neviditeľné) z dvoch zón kontrolovanej miestnosti. Šošovky sú nasmerované tak, aby sa zóny nepretínali. V normálnom režime dostávajú žiarenie rovnakej intenzity.Ak sa v niektorej zo zón objaví človek alebo iný teplokrvný tvor, úroveň žiarenia sa zvyšuje, čo „vidí“ jeden zo senzorov – v ktorého zóne sa objekt nachádza. Porovnávací obvod vidí rozdiel intenzity. Po dosiahnutí určitej úrovne sa spustí alarm.

Obraz osoby v IR oblasti spektra.

V praxi dve zóny na spoľahlivú protihlukovú prevádzku nestačia a zorné pole je rozdelené na veľké množstvo podsektorov pomocou niekoľkých šošoviek. V skutočnosti je tento senzor snímačom prítomnosti – zaznamená prítomnosť osoby, aj keď je nehybná. Nevýhodou takéhoto zariadenia je tendencia k falošným poplachom v dôsledku tepelného rušenia (prúdy horúceho vzduchu, lokálne zahrievanie v dôsledku zmien osvetlenia atď.).

Ultrazvukové detektory

Ako funguje tento pohybový senzor na základe fenoménu echolokácie. Vysielač generuje zvukové vlny, ktoré sú pre človeka nepočuteľné. Po sérii prenosov sa detektor prepne do režimu príjmu. Ak sa v zornom poli nenachádzajú žiadne pohybujúce sa objekty, potom odrazený ultrazvukový signál a vrátený do snímača bude mať rovnakú frekvenciu ako vyžarovaný. Ak sa signál odráža od pohybujúceho sa objektu, potom bude frekvencia vráteného ultrazvuku iná (Dopplerov efekt). Obvod analyzuje parametre a keď je detekovaný pohyb, generuje alarm. Takýto snímač je odolnejší voči šumu vďaka tomu, že reaguje len na pohybujúce sa predmety bez ohľadu na ich povahu a teplotu. Nedokáže však detekovať pomaly sa pohybujúce objekty – neposunú frekvenciu v rámci požadovaných limitov.

Ilustráciou Dopplerovho javu je zmena frekvencie pri pohybe objektu.

RF senzory

Aj tento typ snímača funguje na princípe lokátora, len pracuje na rádiových frekvenciách. Vysielaný signál musí mať dostatočne vysokú frekvenciu na detekciu malých predmetov. Dopplerov jav sa v takýchto podmienkach nevyužíva – na získanie dostatočného posunu sa objekty musia pohybovať rýchlosťou porovnateľnou s rýchlosťou svetla. Senzory teda zachytávajú len zmenu intenzity a sú v skutočnosti aj senzormi prítomnosti. Takýto detektor bude fungovať, keď sa v zóne objavia (alebo zmiznú) objekty, ktoré odrážajú signál, bez ohľadu na to, či sa pohybujú alebo nie.

Výhodou je schopnosť signálu prenikať cez rádiotransparentné (drevené, tehlové a pod.) steny a priečky, takže sa dajú použiť na ovládanie veľkých miestností s viacerými miestnosťami. Nevýhodou sú vysoké náklady na zariadenie, ako aj nemožnosť detekovať objekty, ktoré neodrážajú rádiové vlny. Ďalším obmedzením aplikácie je vplyv rádiovej emisie na živé organizmy. Úroveň signálu musí byť minimalizovaná.

Mikrovlnný detektor REXANT DDPM 02.

Kombinované systémy

Kvôli spoľahlivosti je možné skombinovať dva alebo viac princípov detekcie abnormálnej situácie v jednom senzore. V zabezpečovacích systémoch sa infračervený senzor často kombinuje s detektorom rozbitia skla alebo akustickým relé. To umožňuje spoľahlivo zaznamenať neoprávnený vstup do bytu a vyhnúť sa falošným poplachom.

Ďalšou možnosťou je kombinácia snímača pohybu a fotorelé. Takýto systém pri odhalení osoby rozsvieti svetlo vo vchode, ale iba v noci.Cez deň fotorelé vypína detektor, aby neplytval elektrinou počas denného svetla.

Obľúbené sú vonkajšie monitorovacie kamery so senzorom detekcie pohybu. Systém sa zapne až vtedy, keď sa objekt dostane do zorného poľa komplexu. Tým sa dosiahnu dve výhody:

• nahrávanie sa vykonáva iba v správnych okamihoch, čo šetrí miesto na pamäťovom zariadení;
• prezeranie a analýza záznamu je uľahčená z dôvodu nedostatku potreby prezerania dlhých úsekov bez udalostí.

Existujú aj ďalšie možnosti kombinácie snímačov. Tento prístup zlepšuje fungovanie systémov detekcie objektov.

Prečítajte si tiež

Schéma pripojenia snímača pohybu k LED reflektoru

 

Parametre pre výber snímačov

Časť charakteristík snímača pohybu platí pre akékoľvek zariadenia napájané elektrickou energiou. Ide o stupeň krytia, napájacie napätie, rozmery, typ upevnenia atď. Ale sú tu aj špecifické parametre, ktoré má len táto kategória detektorov. Najdôležitejšie je presne opísať tieto vlastnosti.

Pozorovací uhol

Pozorovací uhol závisí od konštrukcie snímača. Stropné senzory majú 360 stupňový diagram a „vidia“ celú miestnosť.

Zorné pole stropného senzora.

Schéma nástenných snímačov má vzhľadom na dizajn menší uhol otvorenia - od 120 do 180 stupňov.

Zorné pole nástenného detektora.

Priamo pod senzorom je zóna neviditeľnosti. Útočník by sa mohol prikradnúť k senzoru a poškodiť ho, čím by sa detekčný systém stal nefunkčným. Aby ste tomu zabránili, musíte si vybrať snímač s dodatočným zorným poľom - proti prepašovaniu alebo proti vandalizmu.

Rozsah detekcie

Dosah závisí od konštrukcie snímača. Musíme si však uvedomiť, že vzdialenosť, na ktorú môže senzor detekovať pohybujúci sa objekt, závisí od smeru pohybu. Väčšina snímačov má najvyššiu citlivosť, ak pohyb smeruje tangenciálne ku kruhu, v strede ktorého je snímač umiestnený (kolmá vzdialenosť). Najmenší - ak sa objekt pohybuje v smere detektora (čelná alebo radiálna vzdialenosť). V prvom prípade bude rozsah väčší. U ultrazvukových prístrojov je situácia presne opačná. Je to spôsobené rôznym stupňom prejavu Dopplerovho javu v rôznych smeroch pohybu. Výrobcovia nie vždy uvádzajú tento rozdiel v špecifikáciách, najmä v prípade lacných zariadení. V špecifikácii nájdete jeden údaj - a ten má na svedomí výrobca.

Rôzny smer pohybu objektu.

Miesto použitia

Miesto, kde je možné zariadenie použiť, je určené najmä stupňom ochrany. IP v interiéri môže byť minimálna. Vonkajšie detektory musia byť chránené pred prachom a vodou. Taktiež výber miesta aplikácie možno ovplyvniť spôsobom uchytenia.

Video recenzia: Vnútorná štruktúra a účel snímača pohybu Finder.

Doplnkové funkcie

Na zlepšenie výkonu systému, zvýšenie jeho účinnosti a odstránenie falošných poplachov môžu mať senzory ďalšie funkcie.Už sme spomenuli fotorelé, ktoré vám umožňuje vypnúť systém počas denného svetla, ako aj prídavný senzor pre plazivú zónu. Tento zoznam však nevyčerpáva pomocné možnosti.

Oneskorenie zhasnutia svetla

Užitočnú funkciu môžu mať snímače vybavené svetelným relé. Keď pohyblivý objekt zmizne zo zorného poľa, osvetlenie sa nevypne okamžite, ale až s oneskorením niekoľkých desiatok sekúnd. Mierna nadmerná spotreba elektriny sa vypláca pohodlím - osoba môže opustiť oblasť pokrytia detektora, ale nie úplne opustiť kontrolovanú oblasť. S touto funkciou to neurobí v tme.

Ochrana zvierat

Neoprávnená prevádzka snímačov je často spôsobená malými zvieratami. Keď sa objavia, zapnutie osvetlenia je zbytočné, rovnako ako reakcia stráží. Preto sú niektoré senzory zo svojej podstaty necitlivé na vzhľad malých pohybujúcich sa objektov. V infračervených snímačoch je táto funkcia implementovaná vo forme obmedzenia minimálnej veľkosti tepelného bodu.

Porovnanie termálnej škvrny od človeka a zvieraťa vo vzdialenej zóne.

Dôležité! Ak sa v tesnej blízkosti snímača pohybuje malé zviera, uhlová veľkosť tepelného bodu môže byť dostatočná na falošný poplach. Preto by mal byť prístup do oblasti susediacej s miestom inštalácie snímača obmedzený.

autonómia

Ak sa vyskytnú problémy s napájaním snímačov z domácej siete, dobrou voľbou môžu byť samostatné zariadenia. Energetickú nezávislosť zabezpečujú klasické batérie. Mnohé zariadenia z jedného galvanického článku fungujú niekoľko mesiacov.V tomto prípade má zmysel zvoliť snímače s bezdrôtovým prenosom signálu - aby ste sa úplne zbavili káblov.

Bezdrôtový samostatný snímač Motion Sense 02.

Detektory pohybu sú univerzálne zariadenia. Možno z nich vybudovať rôzne systémy ochrany, varovania a regulácie. Je možné použiť aj neštandardné zariadenia - všetko je obmedzené iba fantáziou a inžinierskou vynaliezavosťou.