Σχεδιασμός και λειτουργία ανιχνευτών κίνησης
Ο αισθητήρας κίνησης (αισθητήρας, ανιχνευτής) είναι μια συσκευή που ανιχνεύει την παρουσία κινούμενων αντικειμένων στην περιοχή ανίχνευσης χωρίς επαφή. Οι περισσότεροι από αυτούς τους αισθητήρες δεν ανταποκρίνονται στην κίνηση, αλλά στην εμφάνιση νέων αντικειμένων. Όμως το όνομα είναι καθιερωμένο και χρησιμοποιείται ευρέως.
Τομείς εφαρμογής
Οι ανιχνευτές κίνησης χρησιμοποιούνται σε μεγάλη ποικιλία εφαρμογών αυτοματισμού. Σε κάθε περιοχή προτιμάται διαφορετική ποικιλία αισθητήρων.
Συστήματα ασφαλείας
Η πιο λογική εφαρμογή των ανιχνευτών κίνησης είναι σε συστήματα ασφαλείας αντικειμένων. Ο αισθητήρας μπορεί να ανιχνεύσει μια εισβολή σε μια προστατευόμενη περιοχή ή δωμάτιο και να σημάνει συναγερμό ή να ενεργοποιήσει πρόσθετες συσκευές.
Ενεργοποίηση του φωτισμού αναμονής
Όταν οι άνθρωποι δεν είναι τακτικά παρόντες, οι αισθητήρες αυτοί μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. Οι περιοχές αυτές περιλαμβάνουν εισόδους σε οικιστικά και βιομηχανικά κτίρια, αποθήκες και άλλες περιοχές. Τα φώτα σε αυτούς τους χώρους πρέπει να ανάβουν μόνο όταν είναι παρόντες οι κάτοικοι ή το προσωπικό. Όταν ένας αισθητήρας ανιχνεύει κίνηση, παράγει ένα σήμα για την ενεργοποίηση των φώτων.
Έξυπνα οικιακά συστήματα
Στα συστήματα Smart Home, υπάρχει ένα πολύ ευρύτερο φάσμα εφαρμογών για τους ανιχνευτές από τον απλό έλεγχο του φωτισμού. Ένα σήμα αισθητήρα μπορεί να έλεγχος συστήματα θέρμανσης, εξαερισμού, κλιματισμού και άλλα μηχανολογικά συστήματα. Ο τρόπος λειτουργίας αλλάζει ανάλογα με την παρουσία ατόμων στην ελεγχόμενη περιοχή.
Αισθητήρας κίνησης και ανοιχτήρι πόρτας από το Aliexpress (σύστημα έξυπνου σπιτιού).
Τύποι αισθητήρων και τεχνολογία της λειτουργίας τους
Οι αισθητήρες κίνησης βασίζονται σε διαφορετικές αρχές. Κάθε τύπος αισθητήρα κίνησης έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, καθορίζοντας το πεδίο εφαρμογής των συσκευών.
Αισθητήρες υπερύθρων
Οι πιο συνηθισμένοι αισθητήρες είναι αυτοί που ανιχνεύουν υπέρυθρη ακτινοβολία. Είναι παθητικοί αισθητήρες - ο χώρος που παρακολουθείται δεν "φωτίζεται" από το αντίστοιχο σήμα. Στην απλούστερη περίπτωσή τους αποτελούνται από δύο φακούς που εστιάζουν την φωτεινή ακτινοβολία (η υπέρυθρη ακτινοβολία έχει ιδιότητες φωτός αλλά είναι αόρατη στο γυμνό μάτι) από δύο περιοχές της περιοχής που παρακολουθείται. Οι φακοί κατευθύνονται έτσι ώστε οι ζώνες να μην επικαλύπτονται. Σε κανονική λειτουργία δέχονται ακτινοβολία της ίδιας έντασης. Εάν ένα άτομο ή άλλο θερμόαιμο πλάσμα εμφανιστεί σε μία από τις ζώνες, το επίπεδο ακτινοβολίας αυξάνεται, το οποίο "βλέπει" ένας από τους αισθητήρες - στη ζώνη του οποίου βρίσκεται το αντικείμενο. Ένα κύκλωμα σύγκρισης βλέπει τη διαφορά στην ένταση. Όταν επιτευχθεί ένα ορισμένο επίπεδο, δημιουργείται συναγερμός.
Στην πράξη, οι δύο ζώνες δεν είναι αρκετές για αξιόπιστη ανοσία στο θόρυβο και ο τομέας προβολής διαιρείται σε μεγάλο αριθμό υποτομέων με τη χρήση πολλαπλών φακών. Ο αισθητήρας είναι στην πραγματικότητα ένας ανιχνευτής παρουσίας - θα ανιχνεύσει την παρουσία ενός ατόμου, ακόμη και αν αυτό είναι ακίνητο. Τα μειονεκτήματα αυτής της συσκευής θεωρούνται ότι είναι η τάση για ψευδείς συναγερμούς λόγω θερμικών παρεμβολών (πίδακες θερμού αέρα, τοπική θέρμανση λόγω αλλαγής του φωτισμού κ.λπ.).
Ανιχνευτές υπερήχων
Η αρχή λειτουργίας αυτού του ανιχνευτή κίνησης με βάση το φαινόμενο του ηχοεντοπισμού. Ένας πομπός παράγει ηχητικά κύματα που δεν ακούγονται από τον άνθρωπο. Μετά από μια σειρά μεταδόσεων ο ανιχνευτής μεταβαίνει σε λειτουργία λήψης. Εάν δεν υπάρχουν κινούμενα αντικείμενα στο οπτικό πεδίο, το σήμα υπερήχων που ανακλάται και επιστρέφει στον αισθητήρα θα έχει την ίδια συχνότητα με το εκπεμπόμενο σήμα. Εάν το σήμα ανακλάται από ένα κινούμενο αντικείμενο, η συχνότητα του επιστρεφόμενου υπερήχου θα είναι διαφορετική (φαινόμενο Doppler). Το κύκλωμα αναλύει τις παραμέτρους και, εάν ανιχνευθεί κίνηση, παράγει συναγερμό. Ένας τέτοιος αισθητήρας είναι πιο απρόσβλητος από παρεμβολές λόγω του γεγονότος ότι αντιδρά μόνο σε κινούμενα αντικείμενα, ανεξάρτητα από τη φύση και τη θερμοκρασία τους. Δεν είναι όμως σε θέση να ανιχνεύσει αργά κινούμενα αντικείμενα - δεν θα μετατοπίσουν τη συχνότητα εντός των απαιτούμενων ορίων.
Αισθητήρες ραδιοσυχνοτήτων
Αυτός ο τύπος αισθητήρα λειτουργεί επίσης με την ίδια αρχή όπως ο εντοπιστής, αλλά χρησιμοποιεί ραδιοσυχνότητες. Το εκπεμπόμενο σήμα πρέπει να έχει αρκετά υψηλή συχνότητα για να ανιχνεύει μικρά αντικείμενα. Το φαινόμενο Doppler δεν χρησιμοποιείται σε αυτό το περιβάλλον - τα αντικείμενα πρέπει να ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός για να επιτευχθεί επαρκής μετατόπιση. Επομένως, οι αισθητήρες ανιχνεύουν μόνο αλλαγές στην ένταση και είναι επίσης στην πραγματικότητα ανιχνευτές παρουσίας. Αυτός ο ανιχνευτής θα ενεργοποιείται όταν αντικείμενα που αντανακλούν το σήμα εμφανίζονται (ή εξαφανίζονται) στην περιοχή, είτε κινούνται είτε όχι.
Στα θετικά είναι η ικανότητα του σήματος να διαπερνά ραδιοδιαφανείς (ξύλινους, τούβλινους κ.λπ.) τοίχους και χωρίσματα, οπότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση μεγάλων χώρων με πολλά δωμάτια. Τα μειονεκτήματα είναι το υψηλό κόστος της συσκευής καθώς και η αδυναμία ανίχνευσης αντικειμένων που δεν αντανακλούν ραδιοκύματα. Ένας περαιτέρω περιορισμός στη χρήση είναι η επίδραση της ραδιοακτινοβολίας στους ζωντανούς οργανισμούς. Η στάθμη του σήματος πρέπει να ελαχιστοποιηθεί.
Συστήματα συνδυασμού
Δύο ή περισσότερες αρχές ανίχνευσης μπορούν να συνδυαστούν σε έναν αισθητήρα για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία. Στα συστήματα ασφαλείας, ο αισθητήρας υπερύθρων συχνά συνδυάζεται με έναν ανιχνευτή θραύσης γυαλιού ή ένα ακουστικό ρελέ. Αυτό ανιχνεύει αξιόπιστα μια μη εξουσιοδοτημένη είσοδο και αποφεύγει τους ψευδείς συναγερμούς.
Μια άλλη επιλογή είναι ο συνδυασμός αισθητήρα κίνησης και σκυταλοδρομία φωτογραφιών. Αυτό το σύστημα ενεργοποιεί το φως στο χωλ εισόδου όταν ανιχνεύεται ένα άτομο, αλλά μόνο τη νύχτα. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το φωτομάτι απενεργοποιεί τον ανιχνευτή, ώστε να μην σπαταλά ενέργεια κατά τις ώρες του φωτός της ημέρας.
Οι εξωτερικές κάμερες με αισθητήρα ανίχνευσης κίνησης είναι επίσης δημοφιλείς. Το σύστημα θα ενεργοποιηθεί μόνο αν εμφανιστεί ένα αντικείμενο. Αυτό έχει δύο πλεονεκτήματα:
- Η εγγραφή γίνεται μόνο όταν χρειάζεται, γεγονός που εξοικονομεί χώρο στη συσκευή αποθήκευσης,
- Η επανεξέταση και η ανάλυση διευκολύνεται με το να μην χρειάζεται να περάσουν μεγάλες περίοδοι χωρίς ένα γεγονός.
Είναι επίσης δυνατοί και άλλοι συνδυασμοί ανιχνευτών. Η προσέγγιση αυτή βελτιώνει την απόδοση των συστημάτων ανίχνευσης αντικειμένων.
Επιλογές για την επιλογή αισθητήρα
Ορισμένα από τα χαρακτηριστικά ενός αισθητήρα κίνησης ισχύουν για κάθε ηλεκτρικά τροφοδοτούμενη συσκευή. Αυτά είναι ο βαθμός προστασίας, η τάση τροφοδοσίας, οι διαστάσεις, ο τύπος τοποθέτησης κ.λπ. Υπάρχουν όμως και συγκεκριμένες παράμετροι που διαθέτει μόνο αυτή η κατηγορία ανιχνευτών. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι τα πιο σημαντικά που πρέπει να περιγραφούν.
Γωνία θέασης
Η γωνία θέασης εξαρτάται από το σχεδιασμό του αισθητήρα. Οι αισθητήρες οροφής έχουν γωνία θέασης 360 μοιρών και μπορούν να "δουν" ολόκληρο το δωμάτιο.
Οι αισθητήρες τοίχου, εκ κατασκευής, έχουν μικρότερη γωνία θέασης μεταξύ 120 και 180 μοιρών.
Ακριβώς κάτω από τον αισθητήρα βρίσκεται η ζώνη αορατότητας. Ένας εισβολέας μπορεί να πλησιάσει κρυφά τον αισθητήρα και να τον καταστρέψει, καθιστώντας το σύστημα ανίχνευσης μη λειτουργικό. Για να το αποφύγετε αυτό, επιλέξτε έναν αισθητήρα με πρόσθετο οπτικό πεδίο - αντι-κατασκοπευτικό ή αντι-βανδαλιστικό.
Εύρος ανίχνευσης
Το εύρος ανίχνευσης εξαρτάται από την κατασκευή του αισθητήρα. Ωστόσο, λάβετε υπόψη σας ότι η απόσταση στην οποία ο αισθητήρας μπορεί να ανιχνεύσει ένα κινούμενο αντικείμενο εξαρτάται από την κατεύθυνση προς την οποία κινείται. Οι περισσότεροι αισθητήρες είναι πιο ευαίσθητοι εάν η κίνηση είναι εφαπτομενική προς τον κύκλο στο κέντρο του οποίου βρίσκεται ο αισθητήρας (κάθετη απόσταση). Η χαμηλότερη ευαισθησία είναι όταν το αντικείμενο κινείται προς την κατεύθυνση του ανιχνευτή (μετωπική ή ακτινική απόσταση). Στην πρώτη περίπτωση το εύρος θα είναι μεγαλύτερο. Το αντίθετο ισχύει για τον εξοπλισμό υπερήχων. Αυτό οφείλεται στον διαφορετικό βαθμό του φαινομένου Doppler στις διάφορες κατευθύνσεις οδήγησης. Οι κατασκευαστές δεν αναφέρουν πάντα αυτή τη διαφορά στις προδιαγραφές, ειδικά για τις φθηνές συσκευές. Ένας αριθμός μπορεί να βρεθεί στις προδιαγραφές - και είναι στη διακριτική ευχέρεια του κατασκευαστή.
| Τύπος συσκευής | Αρχή λειτουργίας | Δηλωμένο εύρος, m |
| DD-024-W | Υπέρυθρες | 6 |
| Steinel US 360 COM2 | Υπερήχων | 10 στην ακτινική κατεύθυνση |
| MW32S Μαύρο | Φούρνος μικροκυμάτων | 6 |
| MW03 | Φούρνος μικροκυμάτων | 8 |
| IEK DD 008 | Υπέρυθρες | 12 |
Τόπος χρήσης
Ο χώρος στον οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο εξοπλισμός καθορίζεται κυρίως από τον βαθμό προστασίας. Σε εσωτερικούς χώρους η ΠΕ μπορεί να είναι ελάχιστη. Σε εξωτερικούς χώρους, οι ανιχνευτές πρέπει να προστατεύονται από τη διείσδυση σκόνης και νερού. Η μέθοδος τοποθέτησης μπορεί επίσης να επηρεάσει την επιλογή της εφαρμογής.
Επισκόπηση βίντεο: Εσωτερική δομή και σκοπός του ανιχνευτή κίνησης Finder.
Πρόσθετες λειτουργίες
Για τη βελτίωση της απόδοσης του συστήματος, την αύξηση της αποδοτικότητάς του και την αποφυγή ψευδών συναγερμών, οι ανιχνευτές κίνησης μπορούν να διαθέτουν πρόσθετες λειτουργίες. Αναφέραμε ήδη το φωτογραφικό μάτι για την απενεργοποίηση του συστήματος κατά τη διάρκεια της ημέρας, καθώς και τον προαιρετικό αισθητήρα ύπουλης ζώνης. Αλλά αυτές δεν είναι οι μόνες βοηθητικές επιλογές.
Καθυστέρηση απενεργοποίησης φωτός
Οι αισθητήρες που είναι εξοπλισμένοι με αισθητήρα φωτός μπορούν να έχουν μια χρήσιμη λειτουργία. Εάν ένα κινούμενο αντικείμενο εξαφανιστεί από το οπτικό πεδίο, τα φώτα δεν σβήνουν αμέσως, αλλά μετά από καθυστέρηση δεκάδων δευτερολέπτων. Η ελάχιστη υπέρβαση ισχύος αντισταθμίζεται από την ευκολία - ένα άτομο μπορεί να εγκαταλείψει την περιοχή ανίχνευσης, αλλά όχι μόνιμα την περιοχή που παρακολουθείται. Με αυτό το χαρακτηριστικό, δεν θα το κάνει στο σκοτάδι.
Προστασία από τα ζώα
Τα μικρά ζώα είναι συχνά η αιτία της μη εξουσιοδοτημένης ενεργοποίησης των ανιχνευτών. Όταν εμφανίζονται, το άναμμα των φώτων είναι περιττό, όπως και η αντίδραση των φρουρών. Επομένως, ορισμένοι αισθητήρες είναι εγγενώς αναίσθητοι σε μικρά κινούμενα αντικείμενα. Στους αισθητήρες υπέρυθρης ακτινοβολίας, η λειτουργία αυτή υλοποιείται με τη μορφή ενός ορίου για το ελάχιστο μέγεθος της θερμικής κηλίδας.
Σημαντικό! Εάν ένα μικρό ζώο κινείται στην άμεση περιοχή του αισθητήρα, το γωνιακό μέγεθος της θερμικής κηλίδας μπορεί να είναι αρκετό για να προκαλέσει λανθασμένο συναγερμό. Συνεπώς, η πρόσβαση στην περιοχή γύρω από τον αισθητήρα πρέπει να είναι περιορισμένη.
Αυτονομία
Εάν υπάρχουν προβλήματα με την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος από το δίκτυο στους ανιχνευτές, οι αυτόνομες μονάδες είναι μια καλή επιλογή. Η αυτονομία επιτυγχάνεται με συμβατικές μπαταρίες. Πολλές συσκευές έχουν διάρκεια ζωής μπαταρίας αρκετών μηνών. Σε αυτή την περίπτωση, είναι λογικό να επιλέξετε αισθητήρες με ασύρματη μετάδοση σήματος - για να απαλλαγείτε εντελώς από τα καλώδια.
Οι ανιχνευτές κίνησης είναι συσκευές γενικής χρήσης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή διαφόρων συστημάτων ασφαλείας, προειδοποίησης και ρύθμισης. Είναι επίσης δυνατές μη τυποποιημένες εφαρμογές - όλα περιορίζονται μόνο από τη φαντασία και τη μηχανική εφευρετικότητα.
