Kustības detektoru konstrukcija un darbība

Kustības sensors (sensors, detektors) ir ierīce, kas bez kontakta konstatē kustīgu objektu klātbūtni detektēšanas zonā. Lielākā daļa šo sensoru nereaģē uz kustību, bet gan uz jaunu objektu parādīšanos. Taču šis nosaukums ir vispāratzīts un plaši lietots.

Piemērošanas jomas

Kustības detektori tiek izmantoti dažādos automatizācijas lietojumos. Katrā apgabalā priekšroka tiek dota atšķirīgai sensoru dažādībai.

Drošības sistēmas

Visloģiskākais kustību detektoru pielietojums ir objektu drošības sistēmas. Sensors var konstatēt ielaušanos aizsargājamā zonā vai telpā un ieslēgt trauksmes signālu vai aktivizēt papildu ierīces.

Virs novērošanas kameras bieži vien tiek novietots prožektors ar kustības detektoru.

Gaidīšanas režīma apgaismojuma ieslēgšana

Arī tur, kur cilvēki regulāri neuzturas, šie sensori var radīt ievērojamus enerģijas ietaupījumus. Šajās zonās ietilpst ieejas dzīvojamās un ražošanas ēkās, noliktavās un citās zonās. Šajās zonās apgaismojums ir jāieslēdz tikai tad, kad tajās atrodas iedzīvotāji vai personāls. Kad sensors konstatē kustību, tas ģenerē signālu, lai aktivizētu gaismu.

Viedās mājas sistēmas

Viedā mājokļa sistēmās detektoriem ir daudz plašāks lietojumu klāsts nekā vienkārša apgaismojuma kontrole. Sensora signāls var vadība apkures, ventilācijas, gaisa kondicionēšanas un citas inženiertehniskās sistēmas. Darbības režīms mainās atkarībā no cilvēku klātbūtnes uzraudzītajā zonā.

Kustības sensors un durvju atvērējs no Aliexpress (Viedā mājas sistēma).

Sensoru veidi un to darbības tehnoloģija

Kustības sensori ir veidoti pēc dažādiem principiem. Katram kustības sensora veidam ir savas priekšrocības un trūkumi, kas nosaka ierīču darbības jomu.

Infrasarkanie sensori

Visizplatītākie sensori ir tie, kas uztver infrasarkano starojumu. Tie ir pasīvi sensori - uzraudzāmā telpa netiek "izgaismota" ar attiecīgo signālu. Vienkāršākajā gadījumā tie sastāv no divām lēcām, kas fokusē gaismas starojumu (infrasarkanajam starojumam piemīt gaismas īpašības, bet tas ir neredzams ar neapbruņotu aci) no divām novērojamās zonas daļām. Lēcas ir vērstas tā, lai zonas nepārklātos. Parastā režīmā tie saņem vienādas intensitātes starojumu. Ja kādā no zonām parādās cilvēks vai cits siltasiņu radījums, starojuma līmenis paaugstinās, un to "redz" viens no sensoriem, kura zonā atrodas objekts. Salīdzināšanas ķēdē redzama intensitātes atšķirība. Kad tiek sasniegts noteikts līmenis, tiek ģenerēts trauksmes signāls.

Personas attēls infrasarkanajā spektrā.

Praksē ar divām zonām nepietiek, lai nodrošinātu uzticamu prettrokšņa imūnsistēmu, un skata sektors tiek sadalīts daudzos apakšsektoros, izmantojot vairākus objektīvus. Sensors patiesībā ir klātbūtnes detektors - tas noteiks cilvēka klātbūtni pat tad, ja viņš atrodas nekustīgā stāvoklī. Par šīs ierīces trūkumu tiek uzskatīta tendence uz viltus trauksmēm termisko traucējumu dēļ (karsta gaisa strūklas, lokāla sasilšana apgaismojuma izmaiņu dēļ u. c.).

Ultraskaņas detektori

Šī kustību detektora darbības princips pamatojoties uz eholokācijas fenomenu.. Raidītājs rada skaņas viļņus, kas cilvēkiem nav dzirdami. Pēc vairākiem raidījumiem detektors pārslēdzas uztveršanas režīmā. Ja redzeslaukā nav kustīgu objektu, ultraskaņas signālam, kas atstarots un atgriezts sensorā, būs tāda pati frekvence kā raidītajam signālam. Ja signālu atstaro kustīgs objekts, atgrieztās ultraskaņas frekvence būs atšķirīga (Doplera efekts). Shēma analizē parametrus un, ja tiek konstatēta kustība, ģenerē trauksmes signālu. Šāds sensors ir izturīgāks pret traucējumiem, jo reaģē tikai uz kustīgiem objektiem neatkarīgi no to veida un temperatūras. Taču tas nespēj noteikt lēni kustīgus objektus - tie nespēj mainīt frekvenci vajadzīgajās robežās.

Doplera efektu ilustrē frekvences izmaiņas, objektam pārvietojoties.

Radiofrekvences sensori

Arī šis sensora veids darbojas pēc tāda paša principa kā lokators, taču izmanto radiofrekvences. Izstarotajam signālam jābūt pietiekami augstai frekvencei, lai atklātu mazus objektus. Šajā vidē Doplera efekts netiek izmantots - objektiem jāpārvietojas ar gaismas ātrumu, lai panāktu pietiekamu pārvietojumu. Tāpēc sensori nosaka tikai intensitātes izmaiņas un faktiski ir arī klātbūtnes detektori. Šis detektors tiks aktivizēts, kad zonā parādīsies (vai pazudīs) objekti, kas atspoguļo signālu, neatkarīgi no tā, vai tie pārvietojas vai ne.

Pozitīvi ir tas, ka signāls spēj iekļūt cauri radiotransparentām (koka, ķieģeļu u. c.) sienām un starpsienām, tāpēc to var izmantot lielu telpu ar vairākām telpām uzraudzībai. Ierīces trūkumi ir tās augstās izmaksas, kā arī nespēja noteikt objektus, kas neatstaro radioviļņus. Vēl viens izmantošanas ierobežojums ir radio starojuma ietekme uz dzīviem organismiem. Signāla līmenis ir jāsamazina līdz minimumam.

REXANT DDPM 02 mikroviļņu detektors.

Kombinētās sistēmas

Lai nodrošinātu uzticamību, vienā sensorā var apvienot divus vai vairākus noteikšanas principus. Drošības sistēmās infrasarkanais sensors bieži tiek kombinēts ar stikla laušanas detektoru vai akustisko releju. Tas droši atklāj nesankcionētu iekļūšanu un novērš viltus trauksmes signālus.

Vēl viena iespēja ir kustības sensora un foto stafete. Šī sistēma ieslēdz gaismu vestibilā, kad tiek pamanīta persona, bet tikai naktī. Dienas laikā fotoeko izslēdz detektoru, lai dienas gaišajā laikā tas netērētu enerģiju.

Populāras ir arī āra kameras ar kustības detektoru. Sistēma tiks aktivizēta tikai tad, ja objekts nonāks redzeslokā. Tam ir divas priekšrocības:

• ierakstīšana tikai pēc vajadzības, tādējādi ietaupot vietu atmiņas ierīcē;
• Pārskatīšanu un analīzi atvieglo tas, ka nav jāgaida ilgi periodi bez notikuma.

Ir iespējamas arī citas detektoru kombinācijas. Šī pieeja uzlabo objektu noteikšanas sistēmu veiktspēju.

Lasīt arī

Elektroinstalācijas shēma kustības sensora savienošanai ar LED prožektoru

 

Sensoru izvēles iespējas

Dažas no kustības sensora īpašībām attiecas uz jebkuru elektriski darbināmu ierīci. Tie ir aizsardzības pakāpe, barošanas spriegums, izmēri, montāžas veids utt. Taču ir arī specifiski parametri, kas piemīt tikai šai detektoru kategorijai. Tieši šīs iezīmes ir vissvarīgāk aprakstīt.

Skata leņķis

Skata leņķis ir atkarīgs no sensora konstrukcijas. Griestu sensoriem ir 360 grādu skata leņķis, un tie var "redzēt" visu telpu.

Griestu sensora redzes lauks.

Sienas sensoriem pēc konstrukcijas ir mazāks skata leņķis - no 120 līdz 180 grādiem.

Sienas sensora redzamības lauks.

Tieši zem sensora atrodas neredzamības zona. Iebrucējs var pieskriet sensoram un sabojāt to, padarot detektēšanas sistēmu nederīgu. Lai no tā izvairītos, izvēlieties sensoru ar papildu redzamības lauku - pretņirgāšanas vai pretvandālisma sensoru.

Noteikšanas diapazons

Uztveršanas diapazons ir atkarīgs no sensora konstrukcijas. Tomēr paturiet prātā, ka attālums, kādā sensors var noteikt kustīgu objektu, ir atkarīgs no tā, kādā virzienā tas pārvietojas. Lielākā daļa sensoru ir visjutīgākie, ja kustība ir tangenciāla pret apli, kura centrā atrodas sensors (perpendikulārais attālums). Viszemākā jutība ir tad, kad objekts pārvietojas detektora virzienā (frontālā vai radiālā attālumā). Pirmajā gadījumā diapazons būs lielāks. Pretēja situācija ir ar ultraskaņas iekārtām. Tas ir saistīts ar Doplera efekta atšķirīgo pakāpi dažādos braukšanas virzienos. Ražotāji ne vienmēr norāda šo atšķirību specifikācijās, jo īpaši lētu ierīču gadījumā. Viens skaitlis ir norādīts specifikācijā, un tas ir atkarīgs no ražotāja ieskatiem.

Atšķirīgs objekta kustības virziens.

Lietošanas vieta

Vietu, kur iekārtu var izmantot, galvenokārt nosaka aizsardzības pakāpe. Iekštelpās IP var būt minimāls. Ārpus telpām detektori ir jāaizsargā pret putekļu un ūdens iekļūšanu. Arī montāžas metode var ietekmēt lietojuma izvēli.

Videopārskats: kustības detektora Finder iekšējā konstrukcija un mērķis.

Papildu funkcijas

Lai uzlabotu sistēmas darbību, palielinātu tās efektivitāti un izvairītos no viltus trauksmes, kustību detektoriem var būt papildu funkcijas. Mēs jau esam minējuši foto acs funkciju, kas ļauj izslēgt sistēmu no darbības dienas gaišajā laikā, kā arī papildu "sneak" zonas sensoru. Taču tās nav vienīgās papildu iespējas.

Gaismas izslēgšanas aizkave

Sensoriem, kas aprīkoti ar gaismas sensoru, var būt noderīga funkcija. Ja kustīgs objekts pazūd no redzesloka, gaismas neizslēdzas uzreiz, bet gan ar vairāku desmitu sekunžu aizkavēšanos. Minimālo jaudas pārsniegumu kompensē ērtības - persona var atstāt detektēšanas zonu, bet nevar pastāvīgi atstāt uzraudzīto teritoriju. Izmantojot šo funkciju, viņš to nedarīs tumsā.

Aizsardzība pret dzīvniekiem

Detektoru nesankcionētas aktivizēšanas iemesls bieži ir mazi dzīvnieki. Kad tie parādās, gaismu ieslēgšana nav nepieciešama, tāpat kā apsargu reakcija. Tāpēc daži sensori pēc būtības ir nejūtīgi pret maziem kustīgiem objektiem. Infrasarkanajos sensoros šī funkcija tiek īstenota kā siltuma punkta minimālā izmēra ierobežojums.

Cilvēka un dzīvnieka siltuma plankuma salīdzinājums attālā laukā.

Svarīgi! Ja sensora tiešā tuvumā pārvietojas neliels dzīvnieks, siltuma plankuma leņķiskais izmērs var būt pietiekams, lai izraisītu viltus trauksmi. Tāpēc piekļuve zonai ap sensoru ir jāierobežo.

Autonomija

Ja ir problēmas ar detektoru elektroapgādi no elektrotīkla, labs risinājums ir autonomās ierīces. Autonoma darbība tiek nodrošināta ar parastajām baterijām. Daudzu ierīču akumulatora darbības laiks ir vairāki mēneši. Šajā gadījumā ir lietderīgi izvēlēties sensorus ar bezvadu signāla pārraidi, lai pilnībā atbrīvotos no kabeļiem.

Bezvadu autonoms Motion Sense 02 sensors.

Kustības detektori ir universālas ierīces. Tos var izmantot, lai izveidotu dažādas drošības, brīdināšanas un regulēšanas sistēmas. Iespējami arī nestandarta lietojumi - visu ierobežo tikai iztēle un inženieru izdomu.