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運動傳感器的設計和操作

發佈時間:2021 年 2 月 1 日
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運動傳感器(sensor,detector)是一種非接觸式檢測檢測區域內是否存在移動物體的設備。這些傳感器中的大多數不響應運動,而是響應新物體的出現。但是這個名字是公認的並且被廣泛使用。

應用領域

運動檢測器用於自動化的各個領域。在每個區域中,首選不同種類的傳感器。

安全系統

運動檢測器最合乎邏輯的應用是在系統中 設施安全系統.傳感器可以檢測到對受保護區域或房間的入侵,並發出警報或激活其他設備。

通常將聚光燈放置在監控攝像頭上方。
通常帶有運動檢測器的聚光燈放置在監控攝像頭上方。

打開待機照明

在人們不經常出現的地方,這些傳感器可以節省大量能源。這些區域包括住宅和工業建築、倉庫和其他區域的入口。僅當居住者或人員在場時才需要打開其中的燈。當傳感器檢測到運動時,它會產生一個信號來激活燈。

智能家居系統

在智能家居系統中,您可以找到比簡單的照明控制更廣泛的探測器應用領域。來自傳感器的信號可以 控制 供暖、通風、空調等工程系統。操作模式會根據監控區域內是否有人而改變。

Aliexpress(智能家居系統)的運動傳感器和開門。

各種傳感器及其工作技術

運動傳感器建立在不同的原理上。每種類型的運動傳感器都有自己的優缺點,決定了設備的範圍。

紅外傳感器

最常見的傳感器是那些捕獲紅外輻射的傳感器。它們屬於無源傳感器——受控空間不會被相應的信號“照亮”。在最簡單的情況下,由兩個透鏡組成,它們從受控房間的兩個區域聚焦光輻射(紅外輻射具有光的特性,儘管肉眼不可見)。透鏡被定向以便區域不重疊。在正常模式下,它們接收相同強度的輻射。如果一個人或其他溫血生物出現在其中一個區域中,則輻射水平會增加,這會被其中一個傳感器“看到”——物體位於哪個區域。比較電路看到強度的差異。當達到一定水平時,會產生警報。

運動探測器的設計和操作
人在光譜的紅外部分的圖像。

在實踐中,兩個區域不足以提供可靠的抗噪性,並且通過幾個鏡頭將觀看扇區劃分為大量子扇區。事實上,這個傳感器是一個存在檢測器——它會記錄一個人的存在,即使他是不動的。這種設備的缺點被認為是由於熱干擾(熱空氣噴射,由於照明變化引起的局部加熱等)而導致誤報的趨勢。

超聲波探測器

這種運動檢測器的工作原理 基於迴聲定位現象.發射器產生人類聽不見的聲波。在一系列傳輸之後,探測器進入接收模式。如果觀察區域內沒有移動物體,則反射並返回傳感器的超聲波信號將與發射的頻率相同。如果信號是從移動的物體上反射回來的,那麼返回的超聲波的頻率就會不同(多普勒效應)。該電路分析參數,如果檢測到運動,則生成警報。這種傳感器更不受干擾,因為它只對移動的物體做出反應,而不管它們的性質和溫度如何。但它無法檢測到緩慢移動的物體——它們不會在必要的範圍內改變頻率。

運動探測器的設計和工作原理
多普勒效應的一個例子是物體移動時頻率的變化。

射頻傳感器

這種類型的傳感器也作用於定位器原理,但在無線電頻率下工作。發射的信號必須具有足夠高的頻率來檢測小物體。在這種情況下不使用多普勒效應——為了獲得足夠的位移,物體必須以與光速相當的速度移動。因此,傳感器僅檢測強度變化,實際上也是存在檢測器。當反射信號的物體出現(或消失)在該區域時,無論它們是否移動,都會觸發這種檢測器。

優點是信號能夠穿透無線電透明的(木頭、磚頭等)牆壁和隔板,因此它們可用於控制具有多個房間的大房間。缺點是設備成本高,以及無法檢測不反射無線電波的物體。使用的另一個限制是無線電輻射對生物體的影響。信號電平必須最小化。

雷克森 DDPM 02。
REXANT DDPM 02 微波探測器。

組合系統

為了可靠性,您可以在一個傳感器中結合兩種或多種緊急情況檢測原理。在安全系統中,紅外傳感器通常與玻璃破碎探測器或聲學繼電器結合使用。這使您能夠可靠地檢測未經授權進入公寓並避免誤報。

另一種選擇是運動傳感器和 照片中繼.當檢測到有人時,這樣的系統會打開入口大廳的燈,但僅限於晚上。白天,光電繼電器關閉探測器,以免在白天浪費能源。

流行的帶有運動檢測傳感器的戶外監控攝像機。只有當物體進入綜合體的視野時,系統才會被激活。它有兩個優點:

  • 僅在您需要的時候進行錄製,從而節省存儲設備的空間;
  • 無需長時間不間斷地查看,有助於審查和分析。

還有其他組合傳感器的方法。這種方法可以提高目標檢測系統的性能。

另請閱讀
運動傳感器到LED射燈的接線圖

 

選擇傳感器的參數

運動傳感器的部分特性適用於任何以電力為動力的設備。這些是防護等級、電源電壓、尺寸、安裝類型等。但也有一些特定參數只有這類探測器才有。描述這些特徵是最重要的。

視角

視角取決於傳感器的設計。天花板傳感器有一個 360 度的圖表,可以“看到”整個房間。

運動探測器的設計和工作原理
天花板傳感器的觀察區域。

牆壁傳感器因其設計而具有較小的視角 - 從 120 到 180 度。

運動探測器的設計和工作原理
牆壁探測器的查看區域。

傳感器正下方是隱形區。入侵者可以潛入傳感器並損壞它,使檢測系統無法運行。為避免這種情況,您應該選擇具有額外視野的傳感器 - 防偷偷摸摸或防破壞。

檢測範圍

範圍取決於傳感器的設計。但請記住,傳感器可以檢測到移動物體的距離取決於移動的方向。如果運動與傳感器所在中心的圓相切(垂直距離),則大多數傳感器最敏感。最低靈敏度是當物體沿檢測器方向移動時(正面或徑向距離)。在第一種情況下,範圍會更大。超聲波設備則相反。這是由於多普勒效應在不同方向的表現程度不同。製造商並不總是在規格中指出這種差異,尤其是對於廉價設備。在規範中可以找到一個數字 - 這是製造商的良心。

運動傳感器設計和工作原理
物體運動方向不同。
該表顯示了一些流行的運動傳感器的工作距離。
設備類型工作原則聲明的範圍,米
DD-024-W紅外線的6
Steinel US 360 COM2超聲波10個徑向
MW32S 黑色微波6
MW03微波8
IEK DD 008紅外線的12

使用地點

設備可以使用的地方主要由防護等級決定。在室內,IP 可能很小。在室外,必須保護探測器免受灰塵和水的滲透。位置的選擇也會受到連接方法的影響。

視頻概述:Finder 運動檢測器的內部設備和用途。

附加功能

為了提高系統的性能,提高其效率並避免誤報,探測器可以具有附加功能。我們已經提到了 photorelease,它允許您在白天停止系統運行,以及用於跟踪區域的附加傳感器。但是這個輔助選項列表並不詳盡。

熄燈延遲

配備亮度繼電器的傳感器可能具有有用的功能。當移動物體從視野中消失時,燈光不會立即關閉,而是會延遲幾十秒。輕微的過度用電帶來了便利 - 一個人可以離開探測器的區域,但不能永久離開監控區域。有了這個功能,他就不會在黑暗中做這件事了。

動物保護

小動物導致未經授權激活傳感器的情況並不少見。當他們出現時,打開燈是不必要的,守衛的反應也是如此。因此,一些傳感器天生對小型移動物體的出現不敏感。在紅外傳感器中,此功能以對熱點最小尺寸的限制的形式實現。

運動傳感器設計和工作原理
遠區人和動物的熱點比較。

重要的! 如果小動物靠近傳感器移動,則熱點的角度大小可能足以產生誤報。因此,請限制進入傳感器安裝地點周圍的區域。

自治

如果國內供電網絡的傳感器供電組織存在問題,獨立設備可能是一個不錯的選擇。傳統電池提供能量獨立性。一個原電池的許多設備可以工作幾個月。在這種情況下,選擇具有無線信號傳輸功能的傳感器是有意義的——完全擺脫電纜。

Motion Sense 02 自主無線傳感器。
無線獨立 Motion Sense 02 傳感器。

運動檢測器是通用設備。它們可用於構建各種安全、警告和控制系統。設備的非標準使用也是可能的 - 一切都只受想像力和工程獨創性的限制。

註釋:
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