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モーションセンサーの設計と操作

公開: 01​​.02.2021
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モーションセンサー(センサー、検出器)は、非接触で検出領域内の移動物体の存在を検出するデバイスです。これらのセンサーのほとんどは動きには反応しませんが、新しい物体の出現には反応します。しかし、その名前は確立されており、広く使用されています。

適用分野

モーション検出器は、オートメーションのさまざまな分野で使用されています。各エリアでは、さまざまな種類のセンサーが好まれます。

セキュリティシステム

モーション検出器の最も論理的なアプリケーションはシステムです 施設のセキュリティ システム.センサーは、保護されたエリアまたは部屋への侵入を検出し、アラームを鳴らしたり、追加のデバイスをアクティブにしたりできます。

多くの場合、監視カメラの上にスポットライトが置かれます。
多くの場合、モーション ディテクタ付きのスポット ライトが監視カメラの上に配置されます。

スタンバイ照明をオンにする

人が定期的に存在しない場所では、これらのセンサーによってエネルギーを大幅に節約できます。これらのエリアには、住宅および工業用建物、倉庫、その他のエリアへの入り口が含まれます。それらのライトは、居住者または人員がいる時間だけオンにする必要があります。センサーが動きを検出すると、信号を生成してライトを作動させます。

スマートホームシステム

スマート ホーム システムでは、単純な照明制御よりもはるかに広い検出器のアプリケーション領域を見つけることができます。センサー缶からの信号 コントロール 暖房、換気、空調、その他のエンジニアリングシステム。監視エリア内の人の存在に応じて動作モードが変化します。

Aliexpress(スマートホームシステム)のモーションセンサーとドアの開閉。

さまざまなセンサーとその仕事の技術

モーションセンサーは、さまざまな原理に基づいて構築されています。モーション センサーの種類ごとに長所と短所があり、デバイスの範囲が決まります。

赤外線センサー

最も一般的なセンサーは、赤外線放射を捕捉するセンサーです。それらは受動センサーに属します - 制御された空間は対応する信号によって「照らされ」ません。最も単純なケースでは、制御された部屋の 2 つのゾーンからの光放射 (赤外線放射は肉眼では見えませんが、光の特性を持っています) を集束させる 2 つのレンズで構成されます。レンズは、ゾーンが重ならないように向けられています。通常モードでは、同じ強度の放射線を受け取ります。ゾーンの1つに人または他の温血生物が現れると、放射レベルが上昇し、オブジェクトが配置されているセンサーの1つによって「見られ」ます。比較回路は強度の違いを見ます。一定のレベルに達すると、アラームが生成されます。

モーション検出器の設計と操作
スペクトルの赤外線部分にある人物の画像。

実際には、信頼できるノイズ耐性を得るには 2 つのゾーンでは不十分であり、表示セクターは複数のレンズによって多数のサブセクターに分割されます。実際、このセンサーは存在検出器です。たとえその人が動かなくても、その人の存在を登録します。このようなデバイスの欠点は、熱干渉(加熱された空気のジェット、照明の変化による局所的な加熱など)による誤警報の傾向と考えられています。

超音波検出器

このモーションディテクターの動作原理 エコーロケーションの現象に基づく.送信機は、人間には聞こえない音波を生成します。一連の送信の後、検出器は受信モードに入ります。表示領域に動く物体がない場合、反射されてセンサーに返される超音波信号は、放射されたものと同じ周波数になります。信号が移動物体から反射される場合、返される超音波の周波数は異なります (ドップラー効果)。回路はパラメータを分析し、モーションが検出された場合はアラームを生成します。このようなセンサーは、その性質や温度に関係なく、動いている物体にのみ反応するため、干渉の影響を受けにくくなっています。しかし、ゆっくり動く物体を検出することはできません - それらは必要な制限内で周波数をシフトしません。

モーション検出器の設計と動作原理
ドップラー効果の実例は、物体の移動に伴う周波数の変化です。

無線周波数センサー

このタイプのセンサーもロケーターの原理に基づいて動作しますが、無線周波数で動作します。放出された信号は、小さな物体を検出するのに十分な高い周波数を持っている必要があります。このような状況ではドップラー効果は使用されません。十分なシフトを得るには、オブジェクトは光速に匹敵する速度で移動する必要があります。したがって、センサーは強度の変化を検出するだけであり、実際には存在検出器でもあります。このような検出器は、信号を反射するオブジェクトが領域内に出現 (または消失) すると、オブジェクトが動いているかどうかに関係なくトリガーされます。

利点は、信号が電波透過性 (木製、レンガなど) の壁やパーティションを透過できることです。そのため、複数の部屋がある大きな部屋を制御するために使用できます。欠点は、デバイスのコストが高いことと、電波を反射しない物体を検出できないことです。使用に関するもう 1 つの制限は、生物に対する放射線の影響です。信号レベルを最小限に抑える必要があります。

レクサント DDPM 02.
REXANT DDPM 02 マイクロ波検出器。

複合システム

信頼性を高めるために、1 つのセンサーで緊急事態を検出する 2 つ以上の原理を組み合わせることができます。セキュリティ システムでは、赤外線センサーがガラス破損検出器または音響リレーと組み合わされることがよくあります。これにより、アパートへの不正侵入を確実に検出し、誤警報を回避できます。

別のオプションは、モーションセンサーと フォトリレー.このようなシステムは、人が検出されたときに玄関ホールの照明をオンにしますが、夜間のみです。日中、フォトリレーは検出器をオフにして、日中にエネルギーを浪費しないようにします。

人気の動体検知センサー付き屋外監視カメラ。システムは、オブジェクトが複合体の視野に入ったときにのみアクティブになります。これには 2 つの利点があります。

  • 記録は必要な瞬間にのみ行われるため、ストレージ デバイスのスペースを節約できます。
  • 中断のない長い期間を調べる必要がないため、レビューと分析が容易になります。

センサーを組み合わせる方法は他にもあります。このアプローチにより、物体検出システムのパフォーマンスを向上させることができます。

また読む
LEDスポットライトへのモーションセンサーの配線図

 

センサーを選択するためのパラメーター

モーション センサーの特性の一部は、電気を動力源とするあらゆるデバイスに適用されます。これらは、保護の程度、供給電圧、寸法、取り付けのタイプなどです。しかし、このカテゴリの検出器だけが持つ特定のパラメータもあります。説明するのに最も重要なのはこれらの特性です。

視野角

視野角はセンサーの設計によって異なります。天井センサーには 360 度の図があり、部屋全体を「見る」ことができます。

モーション検出器の設計と動作原理
天井センサーの表示領域。

壁センサーは、その設計により視野角が小さく、120 ~ 180 度です。

モーション検出器の設計と動作原理
壁検出器の表示領域。

センサーのすぐ下には不可視ゾーンがあります。侵入者がセンサーに忍び寄って損傷し、検出システムが機能しなくなる可能性があります。これを回避するには、追加の視野範囲 (アンチスニーキングまたはアンチバンダル) を備えたセンサーを選択する必要があります。

検出範囲

範囲はセンサーの設計によって異なります。ただし、センサーが動く物体を検出できる距離は、動く方向によって異なることに注意してください。ほとんどのセンサーは、動きがセンサーが立っている中心の円に接する場合 (垂直距離) に最も感度が高くなります。最も感度が低いのは、対象物が検出器の方向 (正面または半径距離) に移動するときです。最初のケースでは、範囲が大きくなります。超音波装置の場合はその逆です。これは、異なる方向でのドップラー効果の発現の程度が異なるためです。メーカーは、特に安価なデバイスの場合、仕様でこの違いを常に示すとは限りません。仕様には1つの数字があり、それはメーカーの良心によるものです。

モーションセンサーの設計と動作原理
オブジェクトの移動方向が異なります。
この表は、いくつかの一般的なモーション センサーの動作距離を示しています。
デバイスの種類動作原理宣言された範囲、m
DD-024-W赤外線6
スタイネル US 360 COM2超音波半径方向に10
MW32S ブラック電子レンジ6
MW03電子レンジ8
IEK DD 008赤外線12

使用場所

機器を使用できる場所は、主に保護等級によって決まります。屋内では、IP は最小限になる可能性があります。屋外では、検出器をほこりや水の侵入から保護する必要があります。また、取り付け方法によっても設置場所が変わります。

ビデオの概要: Finder モーション検出器の内部デバイスと目的。

追加機能

システムのパフォーマンスを向上させ、効率を高め、誤警報を回避するために、検出器に追加機能を持たせることができます。日中にシステムを停止できるようにするフォトリリースと、ストーキングゾーン用の追加センサーについてはすでに説明しました。ただし、この補助オプションのリストはすべてを網羅しているわけではありません。

着火遅延

輝度リレーを備えたセンサーには、便利な機能がある場合があります。動いている物体が見えなくなっても、すぐに消灯するのではなく、数十秒遅れて消灯します。電力のわずかな過剰消費は便利です。人は検出器の領域を離れることはできますが、監視対象の領域を永久に離れることはできません。この機能により、彼は暗闇の中でそれをしません。

動物からの保護

小動物がセンサーの不正な起動を引き起こすことは珍しくありません。彼らが現れたとき、警備員の反応と同様に、ライトをオンにする必要はありません。したがって、一部のセンサーは、小さな移動物体の外観に本質的に鈍感です。赤外線センサーでは、この機能は、ヒート スポットの最小サイズの制限という形で実装されます。

モーションセンサーの設計と動作原理
ファーゾーンの人と動物のヒートスポットの比較。

重要! 小動物がセンサーの近くを移動した場合、ヒート スポットの角度サイズは、誤報として十分な場合があります。そのため、センサー設置場所周辺への立ち入りを制限してください。

自律性

家庭用電源ネットワークからのセンサーの電源供給の構成に問題がある場合は、スタンドアロン デバイスを選択することをお勧めします。エネルギーの独立性は、従来のバッテリーによって提供されます。 1 つのガルバニ電池からの多くのデバイスは、数か月間動作します。この場合、ワイヤレス信号伝送を備えたセンサーを選択して、ケーブルを完全になくすことが理にかなっています。

Motion Sense 02 自律型ワイヤレスセンサー。
ワイヤレス スタンドアロン Motion Sense 02 センサー。

モーションディテクタはユニバーサルデバイスです。それらは、さまざまなセキュリティ、警告、および制御システムの構築に使用できます。デバイスの非標準的な使用も可能です - すべてが想像力と工学の創意工夫によってのみ制限されます。

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