Zařízení a princip činnosti snímačů pohybu

Pohybový senzor (senzor, detektor) je zařízení, které bezkontaktně detekuje přítomnost pohybujících se předmětů v detekční zóně. Tyto senzory většinou nereagují na pohyb, ale na výskyt nových objektů. Název se ale uchytil a je široce používán.

Oblasti použití

Detektory pohybu se používají v různých oblastech automatizace. Každá oblast má své preferované typy senzorů.

Bezpečnostní systémy

Nejlogičtější aplikace detektorů pohybu je v systémech ochrana objektů. Senzor dokáže detekovat vniknutí do chráněného prostoru nebo objektu a vyhlásit poplach nebo zapnout přídavná zařízení.

Nad sledovací kamerou je často umístěn reflektor s pohybovým senzorem.

Zapínání nouzového osvětlení

V místech s nepravidelným pobytem osob můžete pomocí takových senzorů dosáhnout významných úspor energie. Mezi taková místa patří vchody obytných budov a průmyslových budov, skladů a dalších prostor. Světlo v nich je povinno rozsvítit pouze po dobu pobytu obyvatel nebo personálu. Po detekci pohybu senzor generuje signál pro aktivaci osvětlovacích zařízení.

Systémy chytré domácnosti

V systémech Smart Home pro detektory můžete najít mnohem širší záběr, než je jednoduché ovládání osvětlení. Na signál ze senzoru vládnout vytápění, ventilace, klimatizace a další inženýrské systémy. Režim provozu se liší v závislosti na přítomnosti osob v kontrolovaném prostoru.

Senzor pohybu a otevření dveří s Aliexpress (systém Smart Home).

Typy senzorů a technologie pro jejich provoz

Pohybové senzory jsou postaveny na různých principech. Každý typ pohybových senzorů má své klady a zápory, které určují rozsah zařízení.

infračervené senzory

Nejběžnější senzory, které zachycují infračervené záření. Patří mezi pasivní senzory - řízený prostor není „zvýrazněn“ odpovídajícím signálem. V nejjednodušším případě se skládá ze dvou čoček, které soustřeďují světelné záření (infračervené záření má vlastnosti světla, i když je pouhým okem neviditelné) ze dvou zón řízené místnosti. Čočky jsou nasměrovány tak, aby se zóny neprotínaly. V normálním režimu dostávají záření stejné intenzity.Pokud se v některé ze zón objeví člověk nebo jiný teplokrevný tvor, zvyšuje se úroveň radiace, kterou „vidí“ jeden ze senzorů – v jehož zóně se objekt nachází. Porovnávací obvod vidí rozdíl intenzity. Po dosažení určité úrovně se spustí alarm.

Obraz osoby v IR oblasti spektra.

V praxi dvě zóny ke spolehlivému protihlukovému provozu nestačí a zorné pole je rozděleno do velkého počtu podsektorů pomocí několika čoček. Ve skutečnosti je tento senzor snímačem přítomnosti – zaznamená přítomnost člověka, i když je nehybný. Nevýhodou takového zařízení je sklon k falešným poplachům v důsledku tepelného rušení (trysky ohřátého vzduchu, lokální ohřev v důsledku změn osvětlení atd.).

Ultrazvukové detektory

Jak tento pohybový senzor funguje na základě fenoménu echolokace. Vysílač generuje zvukové vlny, které jsou pro člověka neslyšitelné. Po sérii přenosů se detektor přepne do režimu příjmu. Pokud se v zorném poli nenacházejí žádné pohybující se objekty, pak ultrazvukový signál odražený a vrácený do senzoru bude mít stejnou frekvenci jako emitovaný. Pokud se signál odráží od pohybujícího se objektu, pak bude frekvence vráceného ultrazvuku jiná (Dopplerův jev). Obvod analyzuje parametry a když je detekován pohyb, generuje alarm. Takový senzor je odolnější vůči hluku díky tomu, že reaguje pouze na pohybující se předměty bez ohledu na jejich povahu a teplotu. Nedokáže ale detekovat pomalu se pohybující objekty – neposunou frekvenci v požadovaných mezích.

Ilustrací Dopplerova jevu je změna frekvence při pohybu objektu.

RF senzory

Tento typ snímače také funguje na principu lokátoru, pouze pracuje na rádiových frekvencích. Vysílaný signál musí mít dostatečně vysokou frekvenci, aby detekoval malé předměty. Dopplerův jev se v takových podmínkách nepoužívá – pro získání dostatečného posunu se objekty musí pohybovat rychlostí srovnatelnou s rychlostí světla. Senzory tedy zachycují pouze změnu intenzity a jsou také de facto senzory přítomnosti. Takový detektor bude fungovat, když se v zóně objeví (nebo zmizí) objekty, které odrážejí signál, bez ohledu na to, zda se pohybují nebo ne.

Výhodou je schopnost signálu pronikat radiotransparentními (dřevěnými, zděnými apod.) stěnami a příčkami, takže je lze použít pro ovládání velkých místností s více místnostmi. Nevýhodou je vysoká cena zařízení a také nemožnost detekovat objekty, které neodrážejí rádiové vlny. Dalším omezením aplikace je vliv radiové emise na živé organismy. Úroveň signálu musí být minimalizována.

Mikrovlnný detektor REXANT DDPM 02.

Kombinované systémy

Pro spolehlivost lze v jednom senzoru kombinovat dva nebo více principů pro detekci abnormální situace. V zabezpečovacích systémech se infračervený senzor často kombinuje s detektorem rozbití skla nebo akustickým relé. To umožňuje spolehlivě zaznamenat neoprávněný vstup do bytu a vyhnout se falešným poplachům.

Další možností je kombinace pohybového senzoru a fotorelé. Takový systém, když je detekován člověk, rozsvítí světlo ve vchodu, ale pouze v noci.Přes den fotorelé vypíná detektor, aby během denního světla neplýtvalo elektřinou.

Oblíbené jsou venkovní sledovací kamery se senzorem detekce pohybu. Systém se zapne pouze tehdy, když se objekt dostane do zorného pole komplexu. Tím se dosáhne dvou výhod:

• nahrávání se provádí pouze ve správných okamžicích, což šetří místo na úložném zařízení;
• prohlížení a analýza záznamu je usnadněna tím, že není potřeba prohlížet dlouhé úseky bez událostí.

Existují další možnosti kombinace senzorů. Tento přístup zlepšuje fungování systémů detekce objektů.

Přečtěte si také

Schéma připojení pohybového senzoru k LED reflektoru

 

Parametry pro výběr senzorů

Část charakteristik snímače pohybu platí pro všechna zařízení napájená elektřinou. Jedná se o stupeň krytí, napájecí napětí, rozměry, typ upevnění atd. Existují ale i specifické parametry, které má pouze tato kategorie detektorů. Nejdůležitější je tyto vlastnosti přesně popsat.

Úhel pohledu

Pozorovací úhel závisí na konstrukci snímače. Stropní senzory mají 360 stupňový diagram a „vidí“ celou místnost.

Zorné pole stropního senzoru.

Schéma nástěnných senzorů má vzhledem ke konstrukci menší úhel otevření - od 120 do 180 stupňů.

Zorné pole nástěnného detektoru.

Přímo pod senzorem je zóna neviditelnosti. Útočník by se mohl k senzoru připlížit a poškodit jej, čímž by detekční systém přestal fungovat. Abyste se tomu vyhnuli, musíte si vybrat senzor s dalším zorným polem - anti-sneak nebo anti-vandal.

Rozsah detekce

Dosah závisí na konstrukci snímače. Musíme si ale pamatovat, že vzdálenost, na kterou může senzor detekovat pohybující se objekt, závisí na směru pohybu. Většina snímačů má nejvyšší citlivost, pokud pohyb směřuje tečně ke kruhu, v jehož středu je snímač umístěn (kolmá vzdálenost). Nejmenší - pokud se objekt pohybuje ve směru detektoru (frontální nebo radiální vzdálenost). V prvním případě bude dosah větší. U ultrazvukových přístrojů je situace přesně opačná. Je to způsobeno různou mírou projevu Dopplerova jevu v různých směrech pohybu. Výrobci ne vždy uvádějí tento rozdíl ve specifikacích, zejména u levných zařízení. Ve specifikaci najdete jeden údaj – a ten má na svědomí výrobce.

Různý směr pohybu objektu.

Místo použití

Místo, kde lze zařízení použít, je určeno především stupněm ochrany. IP v interiéru může být minimální. Venkovní detektory musí být chráněny před prachem a vodou. Také výběr místa aplikace lze ovlivnit způsobem uchycení.

Videorecenze: Vnitřní struktura a účel snímače pohybu Finder.

Doplňkové funkce

Pro zlepšení výkonu systému, zvýšení jeho účinnosti a odstranění falešných poplachů mohou mít senzory další funkce.Již jsme se zmínili o fotorelé, které umožňuje deaktivovat systém během denních hodin, a také o přídavném senzoru pro plazivou zónu. Tento seznam však nevyčerpává pomocné možnosti.

Zpoždění zhasnutí světla

Senzory vybavené světelným relé mohou mít užitečnou funkci. Když pohybující se objekt zmizí ze zorného pole, osvětlení se nevypne okamžitě, ale se zpožděním několika desítek sekund. Nízká nadměrná spotřeba elektřiny se vyplatí pohodlím - člověk může opustit oblast pokrytí detektoru, ale ne zcela opustit kontrolovanou oblast. S touto funkcí to nebude dělat ve tmě.

Ochrana zvířat

Neoprávněný provoz senzorů je často způsoben malými zvířaty. Když se objeví, zapínání osvětlení je zbytečné, stejně jako reakce stráží. Proto jsou některé senzory ze své podstaty necitlivé na vzhled malých pohybujících se objektů. U infračervených senzorů je tato funkce implementována formou omezení minimální velikosti tepelného bodu.

Srovnání tepelné skvrny od člověka a zvířete ve vzdálené zóně.

Důležité! Pokud se v těsné blízkosti senzoru pohybuje malé zvíře, může být úhlová velikost tepelného bodu dostatečná pro falešný poplach. Proto by měl být omezen přístup do oblasti sousedící s místem instalace senzoru.

autonomie

Pokud se vyskytnou problémy s napájením senzorů z domácího zdroje, dobrou volbou mohou být samostatná zařízení. Energetickou nezávislost zajišťují klasické baterie. Mnoho zařízení z jednoho galvanického článku pracuje několik měsíců.V tomto případě má smysl volit senzory s bezdrátovým přenosem signálu – abyste se úplně zbavili kabelů.

Bezdrátový samostatný senzor Motion Sense 02.

Detektory pohybu jsou univerzální zařízení. Lze z nich vybudovat různé systémy ochrany, varování a regulace. Je možné použít i nestandardní zařízení - vše je omezeno pouze fantazií a inženýrskou vynalézavostí.