Liiketunnistimien suunnittelu ja toiminta

Liiketunnistin (anturi, ilmaisin) on laite, joka havaitsee liikkuvat kohteet havaintoalueella ilman kosketusta. Useimmat näistä antureista eivät reagoi liikkeisiin vaan uusien kohteiden ilmestymiseen. Nimi on kuitenkin vakiintunut ja laajalti käytetty.

Soveltamisalueet

Liiketunnistimia käytetään monenlaisissa automaatiosovelluksissa. Kullakin alueella suositaan erilaisia antureita.

Turvajärjestelmät

Loogisin sovellus liiketunnistimille on seuraavissa kohteissa esineiden turvajärjestelmät. Anturi voi havaita tunkeutumisen suojatulle alueelle tai huoneeseen ja antaa hälytyksen tai aktivoida lisälaitteita.

Valvontakameran yläpuolelle sijoitetaan usein liiketunnistimella varustettu valonheitin.

Valmiusvalaistuksen kytkeminen päälle

Jos ihmiset eivät ole säännöllisesti paikalla, nämä anturit voivat myös tuottaa merkittäviä energiansäästöjä. Tällaisia alueita ovat asuin- ja teollisuusrakennusten, varastojen ja muiden alueiden sisäänkäynnit. Näiden tilojen valot on kytkettävä päälle vain silloin, kun asukkaat tai henkilökunta ovat paikalla. Kun anturi havaitsee liikettä, se luo signaalin, joka aktivoi valot.

Älykkäät kotijärjestelmät

Älykotijärjestelmissä on paljon muitakin ilmaisimien sovelluksia kuin pelkkä valaistuksen ohjaus. Anturisignaali voi valvonta lämmitys-, ilmanvaihto-, ilmastointi- ja muut tekniset järjestelmät. Toimintatila vaihtuu sen mukaan, onko valvonta-alueella ihmisiä.

Liiketunnistin ja ovenavaaja Aliexpressistä (älykäs kotijärjestelmä).

Anturityypit ja niiden työn teknologia

Liiketunnistimet perustuvat erilaisiin periaatteisiin. Jokaisella liiketunnistintyypillä on omat etunsa ja haittansa, jotka määrittävät laitteiden käyttöalan.

Infrapuna-anturit

Yleisimmät anturit havaitsevat infrapunasäteilyä. Ne ovat passiivisia antureita - valvottava tila ei "valaise" vastaavaa signaalia. Yksinkertaisimmillaan ne koostuvat kahdesta linssistä, jotka keskittävät valosäteilyä (infrapunasäteilyllä on valon ominaisuuksia, mutta se on paljaalla silmällä näkymätöntä) kahdelta valvottavalta alueelta. Linssit suunnataan siten, että alueet eivät ole päällekkäin. Normaalitoiminnassa ne saavat samansuuruista säteilyä. Jos ihminen tai muu lämminverinen olento ilmestyy jollekin vyöhykkeelle, säteilytaso nousee, ja yksi antureista "näkee" sen, jonka vyöhykkeellä esine sijaitsee. Vertailupiiri näkee voimakkuuseron. Kun tietty taso saavutetaan, hälytys annetaan.

Henkilön kuva infrapunaspektrissä.

Käytännössä kaksi vyöhykettä ei riitä luotettavaan häiriönsietokykyyn, ja katselusektori jaetaan useisiin osasektoreihin käyttämällä useita linssejä. Anturi on itse asiassa läsnäolotunnistin - se havaitsee henkilön läsnäolon, vaikka hän olisi paikallaan. Tämän laitteen haittapuolena pidetään taipumusta vääriin hälytyksiin, jotka johtuvat lämpöhäiriöistä (kuumat ilmasuihkut, valaistuksen muutoksista johtuva paikallinen lämpeneminen jne.).

Ultraääni-ilmaisimet

Tämän liiketunnistimen toimintaperiaate perustuu kaikuluotausilmiöön. Lähetin tuottaa ääniaaltoja, jotka eivät ole ihmiselle kuultavissa. Useiden lähetysten jälkeen ilmaisin siirtyy vastaanottotilaan. Jos näkökentässä ei ole liikkuvia kohteita, ultraäänisignaalin heijastuneen ja anturiin palautuvan signaalin taajuus on sama kuin lähetetyn signaalin. Jos signaali heijastuu liikkuvasta kohteesta, palautuvan ultraäänen taajuus on erilainen (Doppler-ilmiö). Piiri analysoi parametrit, ja jos liikettä havaitaan, se antaa hälytyksen. Tällainen anturi on häiriöttömämpi, koska se reagoi vain liikkuviin kohteisiin niiden luonteesta ja lämpötilasta riippumatta. Se ei kuitenkaan pysty havaitsemaan hitaasti liikkuvia kohteita - ne eivät siirrä taajuutta vaadituissa rajoissa.

Doppler-ilmiö on esimerkki taajuuden muutoksesta, kun kohde liikkuu.

Radiotaajuusanturit

Tämäntyyppinen anturi toimii samalla periaatteella kuin paikannin, mutta se käyttää radiotaajuuksia. Lähetettävän signaalin taajuuden on oltava riittävän korkea pienten kohteiden havaitsemiseksi. Doppler-ilmiötä ei käytetä tässä ympäristössä - esineiden on kuljettava valon nopeudella, jotta siirtymä olisi riittävä. Anturit havaitsevat siis vain voimakkuuden muutokset ja ovat itse asiassa myös läsnäolotunnistimia. Tämä ilmaisin käynnistyy, kun signaalia heijastavia kohteita ilmestyy (tai katoaa) alueelle riippumatta siitä, ovatko ne liikkeessä vai eivät.

Plussaa on signaalin kyky läpäistä radiotaajuiset (puiset, tiiliset jne.) seinät ja väliseinät, joten sillä voidaan valvoa suuria huoneita, joissa on useita huoneita. Haittapuolina ovat laitteen kalleus ja kyvyttömyys havaita kohteita, jotka eivät heijasta radioaaltoja. Toinen käyttöä rajoittava tekijä on radiosäteilyn vaikutus eläviin organismeihin. Signaalitaso on minimoitava.

REXANT DDPM 02 -mikroaaltoilmaisin.

Yhdistelmäjärjestelmät

Luotettavuuden takaamiseksi yhdessä anturissa voidaan yhdistää kaksi tai useampia havaitsemisperiaatteita. Turvajärjestelmissä infrapuna-anturi yhdistetään usein lasinsirun ilmaisimeen tai akustiseen releeseen. Tämä havaitsee luotettavasti luvattoman sisäänpääsyn ja välttää vääriä hälytyksiä.

Toinen vaihtoehto on liiketunnistimen ja valokuvajakelu. Tämä järjestelmä kytkee eteisen valot päälle, kun henkilö havaitaan, mutta vain yöllä. Päivän aikana valosilmä sammuttaa ilmaisimen, jotta se ei tuhlaa energiaa päivänvalon aikana.

Myös liiketunnistimella varustetut ulkokamerat ovat suosittuja. Järjestelmä aktivoituu vain, jos kohde tulee näkyviin. Tästä on kaksi etua:

• tallennus vain tarvittaessa, mikä säästää tilaa tallennuslaitteessa;
• Tarkastelua ja analysointia helpottaa se, että ei tarvitse elää pitkiä ajanjaksoja ilman tapahtumaa.

Myös muut ilmaisimien yhdistelmät ovat mahdollisia. Tämä lähestymistapa parantaa kohteiden havaitsemisjärjestelmien suorituskykyä.

Lue myös

Kytkentäkaavio liiketunnistimen kytkemiseksi LED-valonheittimeen

 

Anturin valintavaihtoehdot

Jotkin liiketunnistimen ominaisuuksista pätevät mihin tahansa sähkökäyttöiseen laitteeseen. Näitä ovat suojausaste, syöttöjännite, mitat, asennustapa jne. On kuitenkin myös erityisiä parametreja, jotka ovat käytössä vain tässä ilmaisimien luokassa. Juuri nämä piirteet ovat tärkeimpiä kuvattavia.

Katselukulma

Katselukulma riippuu anturin rakenteesta. Kattoantureilla on 360 asteen katselukulma, ja ne "näkevät" koko huoneen.

Kattoanturin näkökenttä.

Seinäantureiden katselukulma on lähtökohtaisesti pienempi, 120-180 astetta.

Seinäanturin näkökenttä.

Välittömästi anturin alapuolella on näkymättömyysalue. Tunkeilija voi hiipiä tunnistimen luo ja vahingoittaa sitä, jolloin tunnistusjärjestelmä ei toimi. Jos haluat välttää tämän, valitse anturi, jossa on ylimääräinen näkökenttä - nuuskan- tai ilkivallanesto.

Havaintoalue

Tunnistusalue riippuu anturin rakenteesta. Muista kuitenkin, että etäisyys, jolla anturi voi havaita liikkuvan kohteen, riippuu siitä, mihin suuntaan se liikkuu. Useimmat anturit ovat herkimpiä, jos liike on tangentiaalinen siihen ympyrään nähden, jonka keskellä anturi sijaitsee (kohtisuorassa oleva etäisyys). Alhaisin herkkyys on silloin, kun kohde liikkuu ilmaisimen suuntaan (etu- tai säteittäinen etäisyys). Ensin mainitussa tapauksessa vaihteluväli on suurempi. Ultraäänilaitteiden kohdalla asia on päinvastoin. Tämä johtuu Doppler-ilmiön erilaisesta voimakkuudesta eri ajosuunnissa. Valmistajat eivät aina ilmoita tätä eroa teknisissä tiedoissaan, varsinkaan edullisten laitteiden kohdalla. Yksi luku löytyy eritelmästä - ja se on valmistajan harkinnassa.

Kohteen eri liikesuunta.

Käyttöpaikka

Laitteen käyttöpaikka määräytyy pääasiassa suojausasteen mukaan. Sisätiloissa IP voi olla minimaalinen. Ulkona ilmaisimet on suojattava pölyltä ja veden tunkeutumiselta. Myös kiinnitysmenetelmä voi vaikuttaa sovelluksen valintaan.

Videokatsaus: Finder-liiketunnistimen sisäinen rakenne ja tarkoitus.

Lisätoiminnot

Järjestelmän suorituskyvyn parantamiseksi, sen tehokkuuden lisäämiseksi ja väärien hälytysten välttämiseksi liiketunnistimissa voi olla lisätoimintoja. Olemme jo maininneet valokuvasilmän, jolla järjestelmä voidaan kytkeä pois toiminnasta päivänvalon aikana, sekä valinnaisen hiippailuvyöhykeanturin. Nämä eivät kuitenkaan ole ainoat lisävaihtoehdot.

Valon sammumisviive

Valoanturilla varustetuilla antureilla voi olla hyödyllinen tehtävä. Jos liikkuva kohde katoaa näkyvistä, valot eivät sammu heti vaan vasta kymmenien sekuntien viiveellä. Vähäinen virran ylitys korvataan mukavuudella - henkilö voi poistua havaintoalueelta, mutta ei pysyvästi valvotulta alueelta. Tämän ominaisuuden ansiosta hän ei tee sitä pimeässä.

Suojelu eläimiltä

Pienet eläimet ovat usein syynä ilmaisimien luvattomaan aktivoitumiseen. Kun he ilmestyvät, valojen sytyttäminen on tarpeetonta, samoin kuin vartijoiden reaktio. Jotkin anturit ovat siksi luonnostaan epäherkkiä pienille liikkuville kohteille. Infrapuna-antureissa tämä toiminto on lämpöpisteen vähimmäiskokorajan muodossa.

Ihmisen ja eläimen lämpöpisteen vertailu kaukana kentässä.

Tärkeää! Jos pieni eläin liikkuu anturin välittömässä läheisyydessä, lämpöpilkun kulmakerroin voi riittää väärän hälytyksen laukaisemiseen. Pääsyä anturin ympärillä olevalle alueelle on siksi rajoitettava.

Autonomia

Jos ilmaisimien sähkönsyötössä verkkovirtaan on ongelmia, erilliset yksiköt ovat hyvä vaihtoehto. Itsenäinen käyttö onnistuu tavanomaisilla akuilla. Monien laitteiden akun kesto on useita kuukausia. Tällöin on järkevää valita anturit, joissa on langaton signaalinsiirto - jotta kaapeleista päästäisiin kokonaan eroon.

Langaton itsenäinen Motion Sense 02 -anturi.

Liiketunnistimet ovat yleispäteviä laitteita. Niitä voidaan käyttää erilaisten turvallisuus-, varoitus- ja valvontajärjestelmien rakentamiseen. Myös epätyypilliset sovellukset ovat mahdollisia - vain mielikuvitus ja tekninen kekseliäisyys ovat rajana.