Concepção e funcionamento de detectores de movimento
Um sensor de movimento (sensor, detector) é um dispositivo que detecta a presença de objectos em movimento na área de detecção sem contacto. A maioria destes sensores não responde ao movimento, mas ao aparecimento de novos objectos. Mas o nome é bem estabelecido e amplamente utilizado.
Áreas de aplicação
Os detectores de movimento são utilizados numa grande variedade de aplicações de automação. É preferível uma variedade diferente de sensores em cada área.
Sistemas de segurança
A aplicação mais lógica para detectores de movimento está em sistemas de segurança de objectos. O sensor pode detectar uma intrusão numa área ou sala protegida e fazer soar um alarme ou activar dispositivos adicionais.
Ligar a iluminação de espera
Onde as pessoas não estão regularmente presentes, estes sensores podem também produzir grandes poupanças de energia. Estas áreas incluem entradas para edifícios residenciais e industriais, armazéns e outras áreas. As luzes nestas áreas só precisam de ser ligadas quando os ocupantes ou o pessoal estão presentes. Quando um sensor detecta o movimento, gera um sinal para activar as luzes.
Sistemas domésticos inteligentes
Há muito mais aplicações para detectores em sistemas Smart Home do que o simples controlo de iluminação. Um sinal de sensor pode controlo aquecimento, ventilação, ar condicionado e outros sistemas de engenharia. O modo de funcionamento muda em função da presença de pessoas na área monitorizada.
Sensor de movimento e abridor de portas do Aliexpress (sistema doméstico inteligente).
Tipos de sensores e tecnologia do seu trabalho
Os sensores de movimento são construídos com base em princípios diferentes. Cada tipo de sensor de movimento tem as suas próprias vantagens e desvantagens, determinando o alcance dos dispositivos.
Sensores de infravermelhos
Os sensores mais comuns são os que detectam radiação infravermelha. São sensores passivos - o espaço a ser monitorizado não é "iluminado" pelo sinal correspondente. No seu caso mais simples, consistem em duas lentes que focam a radiação luminosa (a radiação infravermelha tem propriedades de luz mas é invisível a olho nu) de duas áreas da área monitorizada. As lentes são dirigidas de modo a que as zonas não se sobreponham. Em funcionamento normal, recebem radiação da mesma intensidade. Se uma pessoa ou outra criatura de sangue quente aparecer numa das zonas, o nível de radiação aumenta, o que é "visto" por um dos sensores - em cuja zona o objecto está localizado. Um circuito de comparação vê a diferença de intensidade. Quando um certo nível é atingido, é gerado um alarme.
Na prática, duas zonas não são suficientes para uma imunidade sonora fiável, e o sector de visualização está dividido num grande número de sub-sectores que utilizam lentes múltiplas. O sensor é de facto um detector de presença - irá detectar a presença de uma pessoa, mesmo que esta esteja parada. As desvantagens deste dispositivo são consideradas como a tendência para falsos alarmes devido a interferências térmicas (jactos de ar quente, aquecimento local devido a alterações na iluminação, etc.).
Detectores ultra-sónicos
O princípio de funcionamento deste detector de movimento com base no fenómeno da ecolocalização. Um transmissor gera ondas sonoras que são inaudíveis para os humanos. Após uma série de transmissões, o detector muda para o modo de recepção. Se não houver objectos em movimento no campo de visão, o sinal ultra-sónico reflectido e devolvido ao sensor terá a mesma frequência que o sinal emitido. Se o sinal for reflectido por um objecto em movimento, a frequência do ultra-som devolvido será diferente (efeito Doppler). O circuito analisa os parâmetros e, se for detectado movimento, gera um alarme. Tal sensor é mais imune a interferências devido ao facto de reagir apenas a objectos em movimento, independentemente da sua natureza e temperatura. Mas é incapaz de detectar objectos em movimento lento - eles não deslocarão a frequência dentro dos limites requeridos.
Sensores de radiofrequência
Este tipo de sensor também funciona com base no mesmo princípio que um localizador, mas utiliza frequências de rádio. O sinal emitido deve ser de frequência suficientemente alta para detectar objectos pequenos. O efeito Doppler não é utilizado neste ambiente - os objectos devem viajar à velocidade da luz para se conseguir um deslocamento suficiente. Os sensores apenas detectam, portanto, alterações de intensidade e são também, de facto, detectores de presença. Este detector será accionado quando os objectos que reflectem o sinal aparecerem (ou desaparecerem) na área, estejam eles em movimento ou não.
No lado positivo está a capacidade do sinal para penetrar paredes e divisórias radiotransparentes (madeira, tijolo, etc.), de modo a poder ser utilizado para monitorizar grandes salas com várias salas. As desvantagens são o elevado custo do dispositivo, bem como a incapacidade de detectar objectos que não reflectem as ondas de rádio. Uma outra limitação à utilização é o efeito da radiação radioactiva nos organismos vivos. O nível de sinal deve ser minimizado.
Sistemas combinados
Dois ou mais princípios de detecção podem ser combinados num único sensor para garantir a fiabilidade. Nos sistemas de segurança, o sensor infravermelho é frequentemente combinado com um detector de quebra de vidro ou um relé acústico. Isto detecta de forma fiável uma entrada não autorizada e evita falsos alarmes.
Outra opção é uma combinação de sensor de movimento e relé fotográfico. Este sistema acende a luz no hall de entrada quando uma pessoa é detectada, mas apenas durante a noite. Durante o dia, o olho fotográfico desliga o detector para não desperdiçar energia durante as horas do dia.
As câmaras de exterior com sensor de detecção de movimento também são populares. O sistema só será activado se um objecto for visto. Isso tem duas vantagens:
- gravação apenas quando necessário, o que poupa espaço no dispositivo de armazenamento;
- A revisão e análise é facilitada por não ter de passar por longos períodos sem um evento.
São também possíveis outras combinações de detectores. Esta abordagem melhora o desempenho dos sistemas de detecção de objectos.
Opções para selecção de sensores
Algumas das características de um sensor de movimento aplicam-se a qualquer dispositivo alimentado electricamente. Estes são o grau de protecção, tensão de alimentação, dimensões, tipo de montagem, etc. Mas há também parâmetros específicos que só esta categoria de detectores tem. São estas características que são mais importantes para descrever.
Ângulo de visão
O ângulo de visão depende do desenho do sensor. Os sensores de tecto têm um ângulo de visão de 360 graus e podem 'ver' toda a sala.
Os sensores de parede, por concepção, têm um ângulo de visão menor entre 120 e 180 graus.
Imediatamente abaixo do sensor encontra-se a zona de invisibilidade. Um intruso pode aproximar-se sorrateiramente do sensor e danificá-lo, tornando o sistema de detecção inoperacional. Para evitar isto, escolher um sensor com um campo de visão extra - anti-sniffing ou anti-vandalismo.
Alcance de detecção
O alcance da detecção está dependente da construção do sensor. No entanto, tenha em mente que a distância a que o sensor pode detectar um objecto em movimento depende da direcção em que este está a ser movido. A maioria dos sensores são mais sensíveis se o movimento for tangencial ao círculo no centro do qual o sensor se encontra (distância perpendicular). A sensibilidade mais baixa é quando o objecto se move na direcção do detector (distância frontal ou radial). No primeiro caso, o alcance será maior. O oposto é verdadeiro para o equipamento ultra-sónico. Isto deve-se ao diferente grau do efeito Doppler em diferentes direcções de condução. Os fabricantes nem sempre indicam esta diferença nas especificações, especialmente para dispositivos baratos. Uma figura pode ser encontrada na especificação - e fica ao critério do fabricante.
| Tipo de dispositivo | Princípio de funcionamento | Alcance declarado, m |
| DD-024-W | Infravermelho | 6 |
| Steinel US 360 COM2 | Ultrasónico | 10 na direcção radial |
| MW32S Preto | Microondas | 6 |
| MW03 | Microondas | 8 |
| IEK DD 008 | Infravermelho | 12 |
Local de utilização
O local onde o equipamento pode ser utilizado é principalmente determinado pelo grau de protecção. No interior, o IP pode ser mínimo. Ao ar livre, os detectores devem ser protegidos contra a penetração de poeira e água. O método de montagem também pode influenciar a escolha da aplicação.
Visão geral do vídeo: Estrutura interna e objectivo do detector de movimento Finder.
Funções adicionais
Para melhorar o desempenho do sistema, aumentar a sua eficiência e evitar falsos alarmes, os detectores de movimento podem ter funções adicionais. Já mencionámos o olho fotográfico para colocar o sistema fora de acção durante o dia, bem como o sensor opcional de zona de esgueiramento. Mas estas não são as únicas opções auxiliares.
Atraso de desligamento da luz
Os sensores equipados com um sensor de luz podem ter uma função útil. Se um objecto em movimento desaparece da vista, as luzes não são desligadas imediatamente, mas após um atraso de dezenas de segundos. A pequena sobrecarga de energia compensa em termos de conveniência - uma pessoa pode sair da área de detecção, mas não permanentemente da área monitorizada. Com esta característica, ele não o fará no escuro.
Protecção contra animais
Os pequenos animais são frequentemente a causa da activação não autorizada de detectores. Quando aparecem, o acender das luzes é desnecessário, assim como a reacção dos guardas. Alguns sensores são, portanto, inerentemente insensíveis a pequenos objectos em movimento. Nos sensores infravermelhos, esta função tem a forma de um limite no tamanho mínimo da mancha de calor.
Importante! Se um pequeno animal se mover na vizinhança imediata do sensor, o tamanho angular da mancha de calor pode ser suficiente para desencadear um falso alarme. O acesso à área em redor do sensor deve, portanto, ser restringido.
Autonomia
Se houver problemas com o fornecimento de electricidade de rede aos detectores, as unidades autónomas são uma boa opção. O autocontrolo é conseguido com pilhas convencionais. Muitos dispositivos têm uma duração de bateria de vários meses. Neste caso, faz sentido escolher sensores com transmissão de sinal sem fios - para se livrar completamente de cabos.
Os detectores de movimento são dispositivos universais. Podem ser utilizados para construir vários sistemas de segurança, alerta e regulação. Aplicações não padronizadas também são possíveis - tudo é limitado apenas pela imaginação e engenhosidade da engenharia.
