Judesio detektorių konstrukcija ir veikimas
Judesio jutiklis (jutiklis, detektorius) - tai prietaisas, kuris be kontakto aptinka judančius objektus aptikimo zonoje. Dauguma šių jutiklių reaguoja ne į judėjimą, o į naujų objektų atsiradimą. Tačiau šis pavadinimas yra nusistovėjęs ir plačiai vartojamas.
Taikymo sritys
Judesio jutikliai naudojami įvairiose automatikos srityse. Kiekvienoje srityje pageidautina naudoti skirtingus jutiklius.
Apsaugos sistemos
Logiškiausias judesio jutiklių pritaikymas yra objektų apsaugos sistemos. Jutiklis gali aptikti įsibrovimą į saugomą teritoriją ar patalpą ir įjungti pavojaus signalą arba aktyvuoti papildomus įrenginius.
Budėjimo režimo apšvietimo įjungimas
Ten, kur žmonės nuolat nesilanko, šie jutikliai taip pat gali padėti sutaupyti daug energijos. Tokiose vietose yra įėjimai į gyvenamuosius ir pramoninius pastatus, sandėlius ir kitas zonas. Šviesą šiose patalpose reikia įjungti tik tada, kai jose yra gyventojų arba darbuotojų. Kai jutiklis aptinka judesį, jis generuoja signalą ir įjungia šviesas.
Išmaniųjų namų sistemos
Išmaniųjų namų sistemose jutikliai gali būti naudojami daug plačiau nei tik apšvietimo valdymui. Jutiklio signalas gali valdymas šildymo, vėdinimo, oro kondicionavimo ir kitas inžinerines sistemas. Veikimo režimas keičiasi priklausomai nuo to, ar stebimoje zonoje yra žmonių.
Judesio jutiklis ir durų atidarymo įrenginys iš "Aliexpress" (Išmaniųjų namų sistema).
Jutiklių tipai ir jų veikimo technologija
Judesio jutikliai sukurti remiantis skirtingais principais. Kiekvienas judesio jutiklio tipas turi savų privalumų ir trūkumų, lemiančių prietaisų taikymo sritį.
Infraraudonųjų spindulių jutikliai
Dažniausiai naudojami infraraudonųjų spindulių jutikliai. Tai pasyvūs jutikliai - stebima erdvė nėra "apšviečiama" atitinkamu signalu. Paprasčiausią jų variantą sudaro du lęšiai, kurie fokusuoja šviesos spinduliuotę (infraraudonoji spinduliuotė turi šviesos savybių, bet plika akimi nematoma) iš dviejų stebimos teritorijos sričių. Lęšiai nukreipti taip, kad zonos nesutaptų. Įprastai veikiant jie gauna vienodo intensyvumo spinduliuotę. Jei vienoje iš zonų pasirodo žmogus ar kita šiltakraujė būtybė, padidėja spinduliuotės lygis, kurį "mato" vienas iš jutiklių, kurio zonoje yra objektas. Palyginimo grandinėje matomas intensyvumo skirtumas. Pasiekus tam tikrą lygį, generuojamas pavojaus signalas.
Praktikoje dviejų zonų nepakanka patikimam atsparumui triukšmui užtikrinti, todėl žiūrėjimo sektorius padalijamas į daugybę subsektorių naudojant kelis lęšius. Iš tikrųjų jutiklis yra buvimo jutiklis - jis aptinka asmenį, net jei jis stovi vietoje. Šio prietaiso trūkumais laikomi klaidingi pavojaus signalai dėl šiluminių trikdžių (karšto oro srovės, vietinis įkaitimas dėl apšvietimo pokyčių ir t. t.).
Ultragarsiniai detektoriai
Šio judesio detektoriaus veikimo principas remiantis echolokacijos reiškiniu. Siųstuvas skleidžia garso bangas, kurios žmonėms yra negirdimos. Po kelių perdavimų detektorius persijungia į priėmimo režimą. Jei matymo lauke nėra judančių objektų, atsispindėjęs ir į jutiklį grįžtantis ultragarsinis signalas bus tokio paties dažnio kaip ir skleidžiamas signalas. Jei signalas atsispindi nuo judančio objekto, grįžtančio ultragarso dažnis bus kitoks (Doplerio efektas). Grandinė analizuoja parametrus ir, jei aptinkamas judesys, sukelia pavojaus signalą. Toks jutiklis yra atsparesnis trukdžiams, nes reaguoja tik į judančius objektus, nepriklausomai nuo jų pobūdžio ir temperatūros. Tačiau jis negali aptikti lėtai judančių objektų - jie nepakeis dažnio iki reikiamų ribų.
Radijo dažnio jutikliai
Šio tipo jutiklis taip pat veikia tuo pačiu principu kaip ir lokatorius, tačiau naudoja radijo dažnius. Skleidžiamas signalas turi būti pakankamai aukšto dažnio, kad būtų galima aptikti mažus objektus. Doplerio efektas šioje aplinkoje nenaudojamas - objektai turi judėti šviesos greičiu, kad būtų pasiektas pakankamas poslinkis. Todėl jutikliai fiksuoja tik intensyvumo pokyčius ir iš tikrųjų yra buvimo detektoriai. Šis detektorius suveikia, kai zonoje atsiranda (arba dingsta) signalą atspindintys objektai, nepriklausomai nuo to, ar jie juda, ar ne.
Privalumas yra tas, kad signalas gali prasiskverbti pro permatomas (medines, plytų ir pan.) sienas ir pertvaras, todėl jį galima naudoti didelėms patalpoms, kuriose yra keli kambariai, stebėti. Trūkumai - didelė prietaiso kaina ir negalėjimas aptikti objektų, kurie neatspindi radijo bangų. Dar vienas naudojimo apribojimas - radijo spinduliuotės poveikis gyviems organizmams. Signalo lygis turėtų būti kuo mažesnis.
Kombinuotos sistemos
Siekiant užtikrinti patikimumą, viename jutiklyje galima sujungti du ar daugiau aptikimo principų. Apsaugos sistemose infraraudonųjų spindulių jutiklis dažnai derinamas su stiklo dūžio detektoriumi arba garsine rele. Taip patikimai aptinkamas nesankcionuotas įėjimas ir išvengiama klaidingų pavojaus signalų.
Kitas variantas - judesio jutiklio ir Nuotraukų estafetė. Ši sistema, aptikusi žmogų, įjungia šviesą prieškambaryje, tačiau tik naktį. Dienos metu fotoeukė išjungia detektorių, kad jis nešvaistytų energijos šviesiu paros metu.
Taip pat populiarios lauko kameros su judesio aptikimo jutikliu. Sistema įsijungia tik tada, kai į akiratį patenka objektas. Tai turi du privalumus:
- įrašyti tik tada, kai reikia, todėl taupoma vieta atminties įrenginyje;
- Peržiūrą ir analizę palengvina tai, kad nereikia išgyventi ilgų laikotarpių be įvykio.
Galimi ir kiti detektorių deriniai. Šis metodas pagerina objektų aptikimo sistemų našumą.
Jutiklio pasirinkimo parinktys
Kai kurios judesio jutiklio savybės būdingos bet kuriam elektra maitinamam prietaisui. Tai apsaugos laipsnis, maitinimo įtampa, matmenys, montavimo tipas ir kt. Tačiau yra ir specifinių parametrų, kuriuos turi tik šios kategorijos detektoriai. Būtent šias savybes svarbiausia aprašyti.
Žiūrėjimo kampas
Žiūrėjimo kampas priklauso nuo jutiklio konstrukcijos. Lubų jutikliai turi 360 laipsnių matymo kampą ir gali "matyti" visą patalpą.
Sieniniai jutikliai dėl savo konstrukcijos turi mažesnį 120-180 laipsnių matymo kampą.
Iš karto po jutikliu yra nematomumo zona. Nusikaltėlis gali pasislėpti prie jutiklio ir jį sugadinti, todėl aptikimo sistema neveiks. Kad to išvengtumėte, rinkitės jutiklį su papildomu matymo lauku - apsaugotą nuo šnipinėjimo arba nuo vandalizmo.
Aptikimo diapazonas
Aptikimo diapazonas priklauso nuo jutiklio konstrukcijos. Tačiau nepamirškite, kad atstumas, kuriuo jutiklis gali aptikti judantį objektą, priklauso nuo jo judėjimo krypties. Dauguma jutiklių yra jautriausi, jei judesys yra liestinis apskritimui, kurio centre yra jutiklis (statmenas atstumas). Mažiausias jautrumas yra tada, kai objektas juda detektoriaus kryptimi (priekiniu arba radialiniu atstumu). Pirmuoju atveju diapazonas bus didesnis. Priešingai yra su ultragarso įranga. Taip yra dėl skirtingo Doplerio efekto laipsnio skirtingomis važiavimo kryptimis. Gamintojai ne visada nurodo šį skirtumą specifikacijose, ypač nebrangių prietaisų. Vieną skaičių galima rasti specifikacijoje - jis priklauso nuo gamintojo nuožiūros.
| Įrenginio tipas | Veikimo principas | Deklaruojamas diapazonas, m |
| DD-024-W | Infraraudonųjų spindulių | 6 |
| Steinel US 360 COM2 | Ultragarsinis | 10 radialine kryptimi |
| MW32S Juoda | Mikrobangų krosnelė | 6 |
| MW03 | Mikrobangų krosnelė | 8 |
| IEK DD 008 | Infraraudonųjų spindulių | 12 |
Naudojimo vieta
Vietą, kurioje galima naudoti įrangą, daugiausia lemia apsaugos laipsnis. Patalpose IP gali būti minimalus. Lauke detektoriai turi būti apsaugoti nuo dulkių ir vandens prasiskverbimo. Montavimo būdas taip pat gali turėti įtakos naudojimo būdo pasirinkimui.
Vaizdo įrašo apžvalga: "Finder" judesio detektoriaus vidinė struktūra ir paskirtis.
Papildomos funkcijos
Siekiant pagerinti sistemos veikimą, padidinti jos efektyvumą ir išvengti klaidingų pavojaus signalų, judesio jutikliai gali turėti papildomų funkcijų. Jau minėjome fotokamerą, leidžiančią išjungti sistemą šviesiu paros metu, taip pat pasirinktinį šliaužimo zonos jutiklį. Tačiau tai ne vienintelės pagalbinės galimybės.
Šviesos išjungimo vėlavimas
Jutikliai su šviesos jutikliu gali atlikti naudingą funkciją. Jei judantis objektas dingsta iš akiračio, žibintai išsijungia ne iš karto, o po kelių dešimčių sekundžių. Minimalų galios viršijimą atperka patogumas - asmuo gali palikti aptikimo zoną, bet ne visam laikui išeiti iš stebimos teritorijos. Naudodamasis šia funkcija jis to nedarys tamsoje.
Apsauga nuo gyvūnų
Dėl mažų gyvūnų dažnai neteisėtai įsijungia detektoriai. Kai jie pasirodo, nereikia įjungti šviesų, kaip ir apsaugininkų reakcijos. Todėl kai kurie jutikliai iš prigimties nejautrūs mažiems judantiems objektams. Infraraudonųjų spindulių jutikliuose ši funkcija įgyvendinama kaip mažiausio šilumos taško dydžio riba.
Svarbu! Jei netoli jutiklio juda mažas gyvūnas, šilumos dėmės kampinio dydžio gali pakakti, kad suveiktų klaidingas pavojaus signalas. Todėl patekimas į jutiklio apylinkes turėtų būti ribojamas.
Autonomija
Jei kyla problemų dėl elektros tiekimo į detektorių tinklą, galima rinktis autonominius įrenginius. Savarankiškumas pasiekiamas naudojant įprastus akumuliatorius. Daugelio prietaisų akumuliatorius veikia kelis mėnesius. Šiuo atveju tikslinga rinktis belaidžio signalo perdavimo jutiklius, kad būtų galima visiškai atsisakyti kabelių.
Judesio jutikliai yra universalūs prietaisai. Juos galima naudoti kuriant įvairias saugumo, įspėjimo ir reguliavimo sistemas. Galimi ir nestandartiniai pritaikymai - viską riboja tik vaizduotė ir inžinerinis išradingumas.
