Proiectarea și funcționarea detectoarelor de mișcare
Un senzor de mișcare (senzor, detector) este un dispozitiv care detectează prezența obiectelor în mișcare în zona de detecție fără contact. Cei mai mulți dintre acești senzori nu răspund la mișcare, ci la apariția unor obiecte noi. Dar numele este bine stabilit și utilizat pe scară largă.
Domenii de aplicare
Detectoarele de mișcare sunt utilizate într-o mare varietate de aplicații de automatizare. În fiecare zonă se preferă o varietate diferită de senzori.
Sisteme de securitate
Cea mai logică aplicație pentru detectoarele de mișcare este în sisteme de securitate a obiectelor. Senzorul poate detecta o intruziune într-o zonă sau încăpere protejată și poate declanșa o alarmă sau activa dispozitive suplimentare.
Pornirea iluminatului de rezervă
În cazul în care oamenii nu sunt prezenți în mod regulat, acești senzori pot produce, de asemenea, economii de energie importante. Aceste zone includ intrările în clădiri rezidențiale și industriale, depozite și alte zone. Luminile din aceste zone trebuie să fie aprinse doar atunci când sunt prezenți ocupanții sau personalul. Atunci când un senzor detectează o mișcare, acesta generează un semnal pentru a activa luminile.
Sisteme inteligente pentru casă
În cadrul sistemelor Smart Home, există o gamă mult mai largă de aplicații pentru detectoare decât simpla comandă a iluminatului. Un semnal de senzor poate control încălzire, ventilație, aer condiționat și alte sisteme de inginerie. Modul de funcționare se schimbă în funcție de prezența persoanelor în zona monitorizată.
Senzor de mișcare și deschizător de ușă de la Aliexpress (Sistem inteligent pentru casă).
Tipuri de senzori și tehnologia de lucru a acestora
Senzorii de mișcare sunt construiți pe principii diferite. Fiecare tip de senzor de mișcare are propriile avantaje și dezavantaje, determinând domeniul de aplicare al dispozitivelor.
Senzori cu infraroșu
Cei mai comuni senzori sunt cei care detectează radiațiile infraroșii. Aceștia sunt senzori pasivi - spațiul care trebuie monitorizat nu este "luminat" de semnalul corespunzător. În cel mai simplu caz, acestea constau în două lentile care focalizează radiația luminoasă (radiația infraroșie are proprietățile luminii, dar este invizibilă cu ochiul liber) din două zone ale zonei monitorizate. Lentilele sunt orientate astfel încât zonele să nu se suprapună. În condiții normale de funcționare, acestea primesc radiații de aceeași intensitate. Dacă o persoană sau o altă creatură cu sânge cald apare într-una dintre zone, nivelul de radiații crește, ceea ce este "văzut" de unul dintre senzori - în a cărui zonă se află obiectul. Un circuit de comparație vede diferența de intensitate. Atunci când se atinge un anumit nivel, se generează o alarmă.
În practică, două zone nu sunt suficiente pentru a asigura o imunitate fiabilă la zgomot, iar sectorul de vizualizare este împărțit într-un număr mare de subsectoare care utilizează mai multe lentile. Senzorul este, de fapt, un detector de prezență - acesta va detecta prezența unei persoane, chiar dacă aceasta este staționară. Dezavantajele acestui dispozitiv sunt considerate a fi tendința la alarme false din cauza interferențelor termice (jeturi de aer cald, încălzirea locală datorată schimbărilor de iluminat etc.).
Detectoare cu ultrasunete
Principiul de funcționare al acestui detector de mișcare bazată pe fenomenul de ecolocație. Transmițătorul generează unde sonore care sunt inaudibile pentru oameni. După o serie de transmisii, detectorul trece în modul de recepție. Dacă nu există obiecte în mișcare în câmpul vizual, semnalul ultrasonic reflectat și returnat la senzor va avea aceeași frecvență ca și semnalul emis. Dacă semnalul este reflectat de un obiect în mișcare, frecvența ultrasunetelor transmise va fi diferită (efect Doppler). Circuitul analizează parametrii și, în cazul în care este detectată o mișcare, generează o alarmă. Un astfel de senzor este mai imun la interferențe datorită faptului că reacționează doar la obiectele în mișcare, indiferent de natura și temperatura acestora. Dar nu este capabil să detecteze obiectele care se mișcă încet - acestea nu vor schimba frecvența în limitele necesare.
Senzori de frecvență radio
Acest tip de senzor funcționează, de asemenea, pe principiul de localizare, dar utilizează frecvențe radio. Semnalul emis trebuie să aibă o frecvență suficient de mare pentru a detecta obiecte mici. Efectul Doppler nu este utilizat în acest mediu - obiectele trebuie să se deplaseze cu viteza luminii pentru a obține o deplasare suficientă. Prin urmare, senzorii detectează doar modificările de intensitate și sunt, de fapt, și detectori de prezență. Acest detector va fi declanșat atunci când obiectele care reflectă semnalul apar (sau dispar) în zonă, indiferent dacă sunt în mișcare sau nu.
Partea pozitivă este capacitatea semnalului de a penetra pereții și partițiile radiotransparente (lemn, cărămidă etc.), astfel încât poate fi utilizat pentru a monitoriza încăperi mari cu mai multe camere. Dezavantajele sunt costul ridicat al dispozitivului, precum și incapacitatea de a detecta obiecte care nu reflectă undele radio. O altă limitare a utilizării este reprezentată de efectul radiațiilor radio asupra organismelor vii. Nivelul semnalului ar trebui să fie minimizat.
Sisteme combinate
Două sau mai multe principii de detecție pot fi combinate într-un singur senzor pentru a asigura fiabilitatea. În sistemele de securitate, senzorul cu infraroșu este adesea combinat cu un detector de spargere a sticlei sau cu un releu acustic. Acest lucru detectează în mod fiabil o intrare neautorizată și evită alarmele false.
O altă opțiune este o combinație de senzor de mișcare și releu foto. Acest sistem aprinde lumina în holul de la intrare atunci când este detectată o persoană, dar numai pe timp de noapte. În timpul zilei, ochiul fotoelectric oprește detectorul pentru a evita risipa de energie în timpul zilei.
Camerele de exterior cu senzor de detectare a mișcării sunt, de asemenea, populare. Sistemul va fi activat numai dacă un obiect intră în vizor. Acest lucru are două avantaje:
- înregistrarea numai atunci când este necesar, ceea ce economisește spațiu pe dispozitivul de stocare;
- Revizuirea și analiza este facilitată de faptul că nu trebuie să treacă perioade lungi fără un eveniment.
Sunt posibile și alte combinații de detectoare. Această abordare îmbunătățește performanța sistemelor de detectare a obiectelor.
Opțiuni pentru selectarea senzorului
Unele dintre caracteristicile unui senzor de mișcare se aplică oricărui dispozitiv alimentat electric. Acestea sunt gradul de protecție, tensiunea de alimentare, dimensiunile, tipul de montare etc. Dar există, de asemenea, parametri specifici pe care numai această categorie de detectoare îi are. Aceste caracteristici sunt cele mai importante de descris.
Unghiul de vizualizare
Unghiul de vizualizare depinde de designul senzorului. Senzorii de tavan au un unghi de vizualizare de 360 de grade și pot "vedea" întreaga încăpere.
Senzorii de perete, prin proiectare, au un unghi de vizualizare mai mic, cuprins între 120 și 180 de grade.
Imediat sub senzor se află zona de invizibilitate. Un intrus se poate furișa pe lângă senzor și îl poate deteriora, făcând sistemul de detecție inoperabil. Pentru a evita acest lucru, alegeți un senzor cu un câmp de vizibilitate suplimentar - anti-focalizare sau anti-vandalism.
Domeniul de detecție
Domeniul de detecție depinde de construcția senzorului. Cu toate acestea, nu uitați că distanța la care senzorul poate detecta un obiect în mișcare depinde de direcția în care se deplasează acesta. Majoritatea senzorilor sunt mai sensibili dacă mișcarea este tangențială la cercul în centrul căruia se află senzorul (distanță perpendiculară). Sensibilitatea cea mai scăzută este atunci când obiectul se deplasează în direcția detectorului (distanță frontală sau radială). În primul caz, intervalul va fi mai mare. Opusul este valabil pentru echipamentele cu ultrasunete. Acest lucru se datorează gradului diferit al efectului Doppler în diferite direcții de deplasare. Producătorii nu indică întotdeauna această diferență în specificații, în special în cazul dispozitivelor ieftine. O cifră poate fi găsită în caietul de sarcini - și este la discreția producătorului.
| Tipul de dispozitiv | Principiul de funcționare | Intervalul declarat, m |
| DD-024-W | Infraroșu | 6 |
| Steinel US 360 COM2 | Cu ultrasunete | 10 în direcție radială |
| MW32S Negru | Cuptor cu microunde | 6 |
| MW03 | Cuptor cu microunde | 8 |
| IEK DD 008 | Infraroșu | 12 |
Locul de utilizare
Locul în care poate fi utilizat echipamentul este determinat în principal de gradul de protecție. În interior, IP poate fi minimă. La exterior, detectoarele trebuie protejate împotriva pătrunderii prafului și a apei. Metoda de montare poate influența, de asemenea, alegerea aplicației.
Prezentare video: Structura internă și scopul detectorului de mișcare Finder.
Funcții suplimentare
Pentru a îmbunătăți performanța sistemului, pentru a crește eficiența acestuia și pentru a evita alarmele false, detectoarele de mișcare pot avea funcții suplimentare. Am menționat deja ochiul foto pentru a opri sistemul în timpul zilei, precum și senzorul opțional pentru zone de furișare. Dar acestea nu sunt singurele opțiuni auxiliare.
Întârziere la stingerea luminii
Senzorii dotați cu un senzor de lumină pot avea o funcție utilă. În cazul în care un obiect în mișcare dispare din peisaj, luminile nu se sting imediat, ci după o întârziere de câteva zeci de secunde. Suprasolicitarea minimă de energie este compensată de comoditate - o persoană poate părăsi zona de detectare, dar nu poate părăsi permanent zona monitorizată. Cu această funcție, nu va face acest lucru în întuneric.
Protecția împotriva animalelor
Animalele mici sunt adesea cauza activării neautorizate a detectoarelor. Când apar, aprinderea luminilor este inutilă, la fel ca și reacția paznicilor. Unii senzori sunt, prin urmare, insensibili în mod inerent la obiectele mici în mișcare. În cazul senzorilor cu infraroșu, această funcție este implementată sub forma unei limite a dimensiunii minime a spotului termic.
Important! În cazul în care un animal mic se deplasează în imediata apropiere a senzorului, dimensiunea unghiulară a punctului de căldură poate fi suficientă pentru a declanșa o alarmă falsă. Prin urmare, accesul la zona din jurul senzorului trebuie restricționat.
Autonomie
În cazul în care există probleme cu alimentarea cu energie electrică a detectoarelor, unitățile autonome reprezintă o opțiune bună. Autonomia se realizează cu baterii convenționale. Multe dispozitive au o durată de viață a bateriei de câteva luni. În acest caz, este logic să alegeți senzori cu transmisie de semnal fără fir - pentru a scăpa complet de cabluri.
Detectoarele de mișcare sunt dispozitive universale. Acestea pot fi utilizate pentru a construi diverse sisteme de securitate, de avertizare și de reglementare. De asemenea, sunt posibile și aplicații non-standard - totul este limitat doar de imaginație și de ingeniozitatea inginerească.
