Проектиране и функциониране на детектори за движение
Сензорът за движение (сензор, детектор) е устройство, което открива безконтактно наличието на движещи се обекти в зоната на откриване. Повечето от тези сензори не реагират на движение, а на появата на нови обекти. Но името е утвърдено и широко използвано.
Области на приложение
Детекторите за движение се използват в голямо разнообразие от приложения за автоматизация. Във всяка област се предпочитат различни видове сензори.
Системи за сигурност
Най-логичното приложение на детекторите за движение е в системи за сигурност на обекти. Сензорът може да открие проникване в защитена зона или помещение и да задейства аларма или допълнителни устройства.
Включване на осветление в режим на готовност
Там, където хората не присъстват редовно, тези сензори също могат да доведат до значителни икономии на енергия. Тези зони включват входове на жилищни и промишлени сгради, складове и други помещения. Светлините в тези зони трябва да се включват само когато има обитатели или персонал. Когато сензорът засече движение, той генерира сигнал за активиране на светлините.
Системи за интелигентен дом
Детекторите имат много повече приложения в системите Smart Home, отколкото простото управление на осветлението. Сигнал от сензор може да управление отоплителни, вентилационни, климатични и други инженерни системи. Режимът на работа се променя в зависимост от присъствието на хора в наблюдаваната зона.
Сензор за движение и отваряне на врати от Aliexpress (система за интелигентен дом).
Видове сензори и технология на работа
Сензорите за движение са изградени на различни принципи. Всеки тип сензор за движение има своите предимства и недостатъци, които определят обхвата на устройствата.
Инфрачервени сензори
Най-често срещаните сензори са тези, които откриват инфрачервено излъчване. Те са пасивни сензори - наблюдаваното пространство не се "осветява" от съответния сигнал. В най-простия случай те се състоят от две лещи, които фокусират светлинното излъчване (инфрачервеното излъчване има свойствата на светлина, но е невидимо за невъоръженото око) от две области на наблюдаваната зона. Лещите са насочени така, че зоните да не се припокриват. При нормална работа те получават лъчение с еднакъв интензитет. Ако в някоя от зоните се появи човек или друго топлокръвно същество, нивото на радиация се увеличава, което се "вижда" от един от сензорите - в чиято зона се намира обектът. Сравнителната верига вижда разликата в интензитета. Когато се достигне определено ниво, се генерира аларма.
На практика две зони не са достатъчни за надеждна шумоустойчивост и секторът за наблюдение се разделя на голям брой подсектори, като се използват множество лещи. Сензорът всъщност е детектор за присъствие - той ще открие присъствието на човек, дори ако той е неподвижен. За недостатък на това устройство се счита склонността към фалшиви аларми, дължащи се на термични смущения (струи горещ въздух, локално нагряване поради промени в осветлението и др.).
Ултразвукови детектори
Принцип на действие на този детектор за движение на базата на явлението ехолокация. Предавателят генерира звукови вълни, които са нечуваеми за хората. След поредица от предавания детекторът преминава в режим на приемане. Ако в зрителното поле няма движещи се обекти, отразеният и върнат към сензора ултразвуков сигнал ще има същата честота като излъчения. Ако сигналът бъде отразен от движещ се обект, честотата на върнатия ултразвук ще бъде различна (Доплеров ефект). Веригата анализира параметрите и при засичане на движение генерира аларма. Такъв сензор е по-устойчив на смущения поради факта, че реагира само на движещи се обекти, независимо от тяхното естество и температура. Но той не е в състояние да открие бавно движещи се обекти - те няма да изместят честотата в необходимите граници.
Радиочестотни сензори
Този тип сензор също работи на принципа на локатора, но използва радиочестоти. Излъчваният сигнал трябва да бъде с достатъчно висока честота, за да открива малки обекти. В тази среда не се използва ефектът на Доплер - обектите трябва да се движат със скоростта на светлината, за да се постигне достатъчно преместване. Следователно сензорите засичат само промени в интензитета и всъщност са и детектори за присъствие. Този детектор ще се задейства, когато в зоната се появят (или изчезнат) обекти, които отразяват сигнала, независимо дали се движат, или не.
Положителна страна на сигнала е способността му да прониква през радиопрозрачни (дървени, тухлени и др.) стени и прегради, така че може да се използва за наблюдение на големи помещения с няколко стаи. Недостатъците са високата цена на устройството, както и невъзможността да се откриват обекти, които не отразяват радиовълни. Допълнително ограничение за използване е въздействието на радиоизлъчването върху живите организми. Нивото на сигнала трябва да бъде сведено до минимум.
Комбинирани системи
В един сензор могат да се комбинират два или повече принципа на откриване, за да се осигури надеждност. В системите за сигурност инфрачервеният сензор често се комбинира с детектор за счупване на стъкло или акустично реле. Така надеждно се открива неоторизирано влизане и се избягват фалшиви аларми.
Друга възможност е комбинация от сензор за движение и фото щафета. Тази система включва осветлението във входното антре, когато открие човек, но само през нощта. През деня фотоокото изключва детектора, за да не губи енергия през светлата част на денонощието.
Популярни са и външните камери със сензор за откриване на движение. Системата ще се активира само ако се появи обект. Това има две предимства:
- запис само когато е необходимо, което спестява място на устройството за съхранение;
- Прегледът и анализът се улесняват, тъй като не се налага да се преминава през дълги периоди без събитие.
Възможни са и други комбинации от детектори. Този подход подобрява работата на системите за откриване на обекти.
Опции за избор на сензор
Някои от характеристиките на сензора за движение се отнасят за всяко устройство с електрическо захранване. Това са степента на защита, захранващото напрежение, размерите, типът на монтаж и др. Но има и специфични параметри, които са характерни само за тази категория детектори. Именно тези характеристики са най-важни за описание.
Ъгъл на видимост
Ъгълът на видимост зависи от конструкцията на сензора. Таванните сензори имат ъгъл на видимост 360 градуса и могат да "видят" цялото помещение.
Стенните сензори имат по-малък ъгъл на видимост - между 120 и 180 градуса.
Непосредствено под сензора се намира зоната на невидимост. Нарушител може да се промъкне до сензора и да го повреди, като по този начин системата за откриване не работи. За да избегнете това, изберете сензор с допълнително поле на видимост - антинатрапчив или антивандален.
Обхват на откриване
Обхватът на откриване зависи от конструкцията на сензора. Имайте предвид обаче, че разстоянието, на което сензорът може да открие движещ се обект, зависи от посоката, в която се движи. Повечето сензори са най-чувствителни, ако движението е допирателно към окръжността, в центъра на която стои сензорът (перпендикулярно разстояние). Най-ниска е чувствителността, когато обектът се движи по посока на детектора (фронтално или радиално разстояние). В първия случай обхватът ще бъде по-голям. Обратното важи за ултразвуковото оборудване. Това се дължи на различната степен на Доплеровия ефект в различните посоки на движение. Производителите невинаги посочват тази разлика в спецификациите, особено при евтините устройства. Една от цифрите може да се намери в спецификацията - и тя е по преценка на производителя.
| Тип устройство | Принцип на работа | Деклариран диапазон, m |
| DD-024-W | Инфрачервен | 6 |
| Steinel US 360 COM2 | Ултразвук | 10 в радиална посока |
| MW32S Черен | Микровълнова печка | 6 |
| MW03 | Микровълнова печка | 8 |
| IEK DD 008 | Инфрачервен | 12 |
Място на използване
Мястото, на което може да се използва оборудването, се определя главно от степента на защита. На закрито IP може да бъде минимален. На открито детекторите трябва да бъдат защитени от проникване на прах и вода. Методът на монтаж също може да повлияе на избора на приложение.
Преглед на видеоклипа: вътрешна конструкция и предназначение на детектора за движение Finder.
Допълнителни функции
За да се подобри работата на системата, да се повиши нейната ефективност и да се избегнат фалшиви аларми, детекторите за движение могат да имат допълнителни функции. Вече споменахме фотоокото за изключване на системата от действие през светлата част на денонощието, както и опционалния сензор за промъкване. Но това не са единствените помощни възможности.
Забавяне на изключването на светлината
Сензорите, оборудвани със сензор за светлина, могат да имат полезна функция. Ако движещ се обект изчезне от полезрението, светлините не се изключват веднага, а със закъснение от десетки секунди. Минималното превишаване на мощността се заплаща от удобството - човек може да напусне зоната на откриване, но не и да напусне трайно наблюдаваната зона. С тази функция той няма да прави това на тъмно.
Защита от животни
Малките животни често са причина за неразрешено активиране на детекторите. Когато се появят, включването на осветлението е излишно, както и реакцията на охраната. Поради това някои сензори по своята същност са нечувствителни към малки движещи се обекти. При инфрачервените сензори тази функция се реализира под формата на ограничение на минималния размер на топлинното петно.
Важно! Ако в непосредствена близост до сензора се движи малко животно, ъгловият размер на топлинното петно може да е достатъчен, за да предизвика фалшива аларма. Поради това достъпът до зоната около сензора трябва да бъде ограничен.
Автономия
Ако има проблеми със захранването на детекторите с електричество от мрежата, самостоятелните устройства са добър вариант. Самостоятелността се постига с обикновени батерии. Животът на батерията на много устройства е няколко месеца. В този случай е разумно да изберете сензори с безжично предаване на сигнала - за да се отървете напълно от кабелите.
Детекторите за движение са универсални устройства. Те могат да се използват за изграждане на различни системи за сигурност, предупреждение и контрол. Възможни са и нестандартни приложения - всичко е ограничено само от въображението и инженерната изобретателност.
