Liikumisandurite disain ja töö
Liikumisandur (sensor, andur) on seade, mis tuvastab ilma kontaktita liikuvate objektide olemasolu tuvastusalas. Enamik neist anduritest ei reageeri liikumisele, vaid uute objektide ilmumisele. Kuid nimi on väljakujunenud ja laialt levinud.
Kasutusvaldkonnad
Liikumisandureid kasutatakse erinevates automaatika valdkondades. Igas piirkonnas eelistatakse erinevat tüüpi andureid.
Turvasüsteemid
Liikumisandurite kõige loogilisem rakendus on süsteemides rajatiste turvasüsteemid. Andur suudab tuvastada sissetungi kaitstud alale või ruumi ja anda häiresignaali või aktiveerida lisaseadmeid.
Ooterežiimi valgustuse sisselülitamine
Kohtades, kus inimesi regulaarselt ei viibi, võivad need andurid oluliselt säästa energiat. Nende alade hulka kuuluvad sissepääsud elu- ja tööstushoonetesse, ladudesse ja muudesse piirkondadesse. Nendes olevad tuled tuleb sisse lülitada ainult selleks ajaks, kui viibivad inimesed või personal. Kui andur tuvastab liikumise, genereerib see signaali tulede aktiveerimiseks.
Targa kodu süsteemid
Targa kodu süsteemides võib detektoritele leida palju laiema kasutusala kui lihtne valgustuse juhtimine. Anduri signaal võib kontroll kütte-, ventilatsiooni-, kliima- ja muud insenerisüsteemid. Töörežiim muutub sõltuvalt inimeste viibimisest jälgitavas piirkonnas.
Liikumisandur ja ukse avamine Aliexpressist (Smart Home süsteem).
Andurite sordid ja nende töö tehnoloogia
Liikumisandurid on üles ehitatud erinevatel põhimõtetel. Igal liikumisanduri tüübil on oma plussid ja miinused, mis määravad seadmete ulatuse.
Infrapuna andurid
Levinuimad andurid on need, mis püüavad kinni infrapunakiirgust. Need kuuluvad passiivsete andurite hulka – juhitavat ruumi ei "valgustata" vastava signaaliga. Lihtsamal juhul koosneb see kahest läätsest, mis fokuseerivad valguskiirgust (infrapunakiirgusel on valguse omadused, kuigi see on palja silmaga nähtamatu) kontrollitava ruumi kahest tsoonist. Objektiivid on suunatud nii, et tsoonid ei kattuks. Tavarežiimis saavad nad sama intensiivsusega kiirgust. Kui mõnda tsooni ilmub inimene või mõni muu soojavereline olend, siis kiirgustase tõuseb, mida "näeb" üks anduritest – kelle tsoonis objekt asub. Võrdlusahel näeb intensiivsuse erinevust. Teatud taseme saavutamisel genereeritakse häire.
Praktikas ei piisa usaldusväärseks mürakindluseks kahest tsoonist ning mitme objektiivi abil on vaatesektor jagatud suureks hulgaks alamsektoriteks. Tegelikult on see andur kohalolekuandur – see registreerib inimese kohaloleku isegi siis, kui ta on liikumatu. Sellise seadme puudusteks peetakse kalduvust valehäiretele, mis on tingitud termilistest häiretest (kuumutatud õhu joad, valgustuse muutustest tingitud lokaalne küte jne).
Ultraheli detektorid
Selle liikumisanduri tööpõhimõte põhineb kajalokatsiooni fenomenil. Saatja tekitab inimesele kuulmatuid helilaineid. Pärast mitmeid edastusi lülitub detektor vastuvõturežiimi. Kui vaatealal ei ole liikuvaid objekte, on peegeldunud ja andurile tagastatav ultrahelisignaal sama sagedusega kui väljastatud. Kui signaal peegeldub liikuvalt objektilt, on tagastatava ultraheli sagedus erinev (Doppleri efekt). Ahel analüüsib parameetreid ja liikumise tuvastamisel genereerib häire. Selline andur on häirete suhtes immuunsem, kuna see reageerib ainult liikuvatele objektidele, sõltumata nende olemusest ja temperatuurist. Kuid see ei suuda tuvastada aeglaselt liikuvaid objekte - need ei muuda sagedust vajalikes piirides.
Raadiosagedusandurid
Seda tüüpi andurid toimivad samuti lokaatori põhimõttel, kuid töötavad raadiosagedustel. Väljastatav signaal peab olema piisavalt kõrge sagedusega, et tuvastada väikseid objekte. Doppleri efekti sellistes tingimustes ei kasutata – piisava nihke saamiseks peavad objektid liikuma valguse kiirusega võrreldava kiirusega. Seetõttu tuvastavad andurid ainult intensiivsuse muutusi ja on tegelikult ka kohalolekudetektorid. Selline detektor käivitub, kui piirkonda ilmuvad (või kaovad) signaali peegeldavad objektid, olenemata sellest, kas need liiguvad või mitte.
Eeliseks on signaali võime tungida läbi raadioläbipaistvate (puidust, telliskivi jne) seinte ja vaheseinte, mistõttu saab neid kasutada suurte, mitme ruumiga ruumide juhtimiseks. Puuduseks on seadme kõrge hind, samuti võimetus tuvastada objekte, mis ei peegelda raadiolaineid. Teine kasutuspiirang on raadiokiirguse mõju elusorganismidele. Signaali tase peab olema minimeeritud.
Kombineeritud süsteemid
Töökindluse huvides saate ühes anduris kombineerida kaks või enam hädaolukorra tuvastamise põhimõtet. Turvasüsteemides kombineeritakse infrapunaandurit sageli klaasi purunemise anduri või akustilise releega. See võimaldab usaldusväärselt tuvastada volitamata sisenemist korterisse ja vältida valehäireid.
Teine võimalus on kombinatsioon liikumisanduri ja fotorelee. Selline süsteem lülitab esiku valguse sisse inimese tuvastamisel, kuid ainult öösel. Päevasel ajal lülitab fotorelee detektori välja, et päevavalgustundidel energiat mitte raisata.
Populaarsed liikumisanduriga välivalvekaamerad. Süsteem aktiveerub ainult siis, kui objekt satub kompleksi vaatevälja. Sellel on kaks eelist:
- Salvestus tehakse ainult teile vajalikel hetkedel, mis säästab ruumi salvestusseadmel;
- Ülevaatamist ja analüüsimist hõlbustab see, et ei pea pikki katkematuid perioode läbi vaatama.
Andurite kombineerimiseks on ka teisi võimalusi. See lähenemisviis võib parandada objektituvastussüsteemide jõudlust.
Andurite valimise parameetrid
Osa liikumisanduri omadustest kehtib iga elektritoitel seadme kohta. Need on kaitseaste, toitepinge, mõõtmed, kinnitusviis jne. Kuid on ka spetsiifilisi parameetreid, mis on ainult selle kategooria detektoritel. Just need omadused on kirjelduse andmiseks kõige olulisemad.
Vaatenurk
Vaatenurk sõltub anduri konstruktsioonist. Laeandurid on 360-kraadise diagrammiga ja "näevad" kogu ruumi.
Seinaanduritel on nende disaini tõttu väiksem vaatenurk - 120-180 kraadi.
Vahetult anduri all on nähtamatuse tsoon. Sissetungija võib andurile ligi hiilida ja seda kahjustada, muutes tuvastussüsteemi töövõimetuks.Selle vältimiseks tuleks valida andur, millel on lisavaate sektor – hiilimisvastane või vandaalivastane.
Tuvastamisulatus
Vahemik sõltub anduri konstruktsioonist. Kuid pidage meeles, et kaugus, mille kaugusel andur suudab tuvastada liikuvat objekti, sõltub liikumissuunast. Enamik andureid on kõige tundlikumad, kui liikumine on tangentsiaalne ringiga, mille keskel sensor seisab (risti kaugus). Madalaim tundlikkus on siis, kui objekt liigub detektori suunas (frontaalne või radiaalne kaugus). Esimesel juhul on vahemik suurem. Ultraheliseadmete puhul on olukord vastupidine. See on tingitud Doppleri efekti erinevast avaldumisastmest erinevates suundades. Tootjad ei näita alati seda erinevust spetsifikatsioonides, eriti odavate seadmete puhul. Üks näitaja on spetsifikatsioonis – ja see on tootja südametunnistusel.
| Seadme tüüp | Tööpõhimõte | Deklareeritud ulatus, m |
| DD-024-W | Infrapuna | 6 |
| Steinel US 360 COM2 | Ultraheli | 10 radiaalsuunas |
| MW32S must | Mikrolaine | 6 |
| MW03 | Mikrolaine | 8 |
| IEK DD 008 | Infrapuna | 12 |
Kasutuskoht
Seadmete kasutamise koha määrab peamiselt kaitseaste. Siseruumides võib IP olla minimaalne. Õues peavad andurid olema kaitstud tolmu ja vee sissetungimise eest. Ka asukoha valikut võib mõjutada kinnitusviis.
Video ülevaade: Finderi liikumisanduri siseseade ja otstarve.
Lisafunktsioonid
Süsteemi jõudluse parandamiseks, efektiivsuse tõstmiseks ja valehäirete vältimiseks võivad detektorid omada lisafunktsioone. Oleme juba maininud fotovabastust, mis võimaldab päevavalgustundidel süsteemi tööst välja lülitada, aga ka täiendavat andurit jälitustsoonide jaoks.Kuid see lisavõimaluste loend pole ammendav.
Valguse väljalülitamise viivitus
Heledusreleega varustatud anduritel võib olla kasulik funktsioon. Kui liikuv objekt vaateväljast kaob, ei lülitata tuled välja kohe, vaid mõnekümnesekundilise viivituse järel. Väike elektrienergia ületarbimine tasub end ära mugavusega – inimene saab detektori piirkonnast lahkuda, kuid mitte jäädavalt jälgitavast piirkonnast. Selle funktsiooniga ta seda pimedas ei tee.
Kaitse loomade eest
Ei ole harvad juhud, kui väikesed loomad põhjustavad andurite volitamata aktiveerimist. Kui need ilmuvad, pole tulede sisselülitamine vajalik, nagu ka valvurite reaktsioon. Seetõttu ei ole mõned andurid väikeste liikuvate objektide välimuse suhtes tundlikud. Infrapunaandurites rakendatakse seda funktsiooni soojuspunkti minimaalse suuruse piiranguna.
Tähtis! Kui väike loom liigub anduri vahetusse lähedusse, võib kuumakoha nurga suurus valehäire jaoks piisav. Seetõttu piirake juurdepääsu anduri paigalduskoha ümbrusele.
Autonoomia
Kui kodusest toitevõrgust andurite toitevarustuse korraldamisega on probleeme, võivad eraldiseisvad seadmed olla heaks valikuks. Energiasõltumatuse tagavad tavalised akud. Paljud seadmed ühest galvaanielemendist töötavad mitu kuud. Sel juhul on mõttekas valida juhtmevaba signaaliülekandega andurid – kaablitest üldse lahti saada.
Liikumisandurid on universaalsed seadmed. Nende abil saab ehitada erinevaid turva-, hoiatus- ja juhtimissüsteeme. Võimalik on ka mittestandardne seadmete kasutamine – kõike piirab vaid kujutlusvõime ja inseneri leidlikkus.
