Что такое датчик движения, и где его использовать

4 недели назад

Многие считают, что датчики движения – это всего лишь часть приспособления для защиты дома от преступников. Изначально датчики действительно применяли в основном именно для этого в охранных агентствах. Теперь же у них есть еще немало не менее полезного использования.

Например, система управления «умными» домами основана именно на применении таких датчиков. Самое привычное для многих жителей многоквартирных домов применение – свет на лестничной площадке, который загорается при появлении человека.

Приборы делают на базе разных технологий. Необходимость в таких чувствительных сенсорах ощущается все больше. Устройства становятся все более востребованным. Их внедряют не только в промышленности, но и в сфере быта.

Конечно, для эффективного применения датчиков в домах и квартирах, нужно знать, каков принцип их работы и как правильно разместить их по периметру жилья.

Варианты датчиков и принцип их работы

Что представляет собой электронный датчик движения? Это чувствительный прибор. Обычно он входит в класс устройств систем безопасности. Есть еще, например, конструкции, предназначение которых в том, чтобы управлять источниками освещения и прочими девайсами.

В основу работы датчика движения положен принцип генерации сигнала, если вдруг обнаружено какое-нибудь движение в пределах зоны контроля.

Есть несколько типов датчиков движения, у которых другой принцип действия. Они также могут отличаться и по чувствительности. С учетом этих параметров и нужно выбирать устройство в то или иное помещение.

- ИНФРАКРАСНЫЙ ДАТЧИК. Не будет ошибкой назвать его пассивным. Действует он по принципу термометра. Стоит только в помещении появиться источнику тепла – например, стоит только войти человеку, как датчик срабатывает. Однако настроить его трудно. Все потому, что для него и маленький ребенок, и домашнее животное – тоже источники тепла.

- МИКРОВОЛНОВОЙ ДАТЧИК. Считается самым современным и универсальным. Он реагирует на каждое движение. Постоянно сканирует пространство в поле его досягаемости.

- УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК. По сравнению с инфракрасным датчиком такой прибор считается активным. Он способен запомнить каждый предмет в зоне обзора. Ведь он фиксирует отражение сигнала от них. Если в помещении появился новый движущийся объект, то датчик срабатывает.

Классификация детекторов движения

Существует классификация датчиков в зависимости от того, каков метод обнаружения движения объекта. Существует пара категорий приборов:

- Активные.
- Пассивные.

ДЕТЕКТОРЫ АКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Детекторы активного действия – это устройства, которые действуют по принципу радарной схемы. Данный тип приборов излучает радиоволны (микроволны) в пределах зоны, которую они контролируют. Микроволны отражаются от объектов. Их принимает сенсор датчика движения.

Если в зоне контроля выявлено какое-то движение, когда датчик транслирует микро-излучения, тогда создается определенный эффект — доплеровский (частотный) сдвиг волны. Он воспринимается вместе с сигналом, который отражается.

Данный фактор сдвига указывает на отражение волны от объекта, который передвигается. В качестве электронного устройства, датчик сканирования движения может вычислить такие изменения, а потом отправить электрический сигнал:

- в систему сигнализации,
- на переключатель света,
- на прочие девайсы, которые схематично подключены к датчику обнаружения движения.

Преимущественно активные микроволновые датчики сканирования движения применяются, скажем, на дверях центров торговли, которые работают автоматически. Однако данный тип приборов может отлично подойти для домашних охранных систем, как и для коммутации внутреннего освещения.

ВАЖНО! Данный вид электроники не используется для коммутации наружного освещения, как и для подобного использования. Тому есть объяснение: на улице всегда очень много активных объектов, и они постоянно двигаются.

Скажем, качаются ветки деревьев при дуновении ветра, летают птицы, бегают мелкие животные. Активный сенсор может зафиксировать даже крупных насекомых. И в результате устройство срабатывает по ошибке.

ДЕТЕКТОРЫ ПАССИВНОГО ДЕЙСТВИЯ (PIR – passive infrared)

Полной противоположностью активным сенсорам являются пассивные датчики движения. Пассивные системы не посылают микроволны. Они только выявляют инфракрасную энергию.

Пассивные детекторы воспринимают инфракрасные (тепловые) уровни энергии. Они постоянно сканируют сферу контроля или объект.

Как известно, инфракрасное тепло излучается не только от живых организмов. Его излучает также любой объект, у которого температура выше абсолютного нуля. С учетом этого можно сделать выводы о пригодности использования устройства.

Эти датчики обнаружения движения надо признать довольно эффективными. Ведь их не могут активировать маленькие животные и тем более насекомые, которые перемещаются в зоне обнаружения.

Львиную долю пассивных датчиков можно настроить на восприятие движение так, когда можно будет осуществлять контроль за объектами, у которых определенный уровень испускаемого тепла. В частности, устройство можно настроить так, что он будет воспринимать только человека.

Датчики гибридной (комбинированной) конструкции

Комбинированный (гибридный) технологический датчик сканирования движения – это система комбинации активной и пассивной схем. Активирование такой системы происходит только тогда, когда движение обнаружено и одной, и другой схемой.

Комбинированные системы очень полезны для использования в модулях сигнализации, поскольку снижают вероятность сработки сигнала, если тревога ложная.

Объективности ради, нужно отметить недостатки таких систем. Например, комбинированный прибор не может обеспечить такой же уровень безопасности, как взятые отдельно PIR и СВЧ-датчики. Ведь сигнал тревоги срабатывает лишь тогда, когда активные и пассивные датчики обнаружат движение одновременно.

В том случае, когда злоумышленник сумеет каким-то образом предотвратить обнаружение одним из датчиков комбинированного прибора, движение им не будет замечено.

Соответственно, микропроцессор центральной системы сигнализации не получит сигнал. Ведь он не будет отправлен. В настоящее время очень популярен такой тип комбинированных датчиков, в котором конструкция представляет собой объединение схемы PIR и микроволнового датчика.

Детектор движения – на отражении радиоволн

Группа исследователей Университета Дьюка, а также ученые Института Ланжевена, что во Франции, пришли в такому выводу: модели датчиков движения на основе радиоволн могут обнаружить человека и его местоположение где угодно в жилом помещении. Результаты исследования они рассказали в статье, которая была опубликована в научных изданиях.

Новая технология, призванная обнаружить движение, может привести к тому, что появятся новые интеллектуальные домашние девайсы. Они позволят экономить энергию, обеспечивать безопасность, улучшать охрану здоровья и пр.

Надо признать вполне обоснованными претензии к детекторам движения, которые действуют на основе инфракрасных лучей. По словам одного из участников проекта, у таких инфракрасных детекторов немало проблем. Объем пространства, который покрывают инфракрасные датчики, имеет немалые ограничения.

Человек должен быть в пределах видимости устройства, и только тогда оно его обнаружит. Отметим при этом, что радиоволновые конструкции датчиков движения без проблем обходят все ограничения, которые свойственны ИК датчикам.

Во время проведения исследования ученые брали за основу эффекты, которые создаются радиоволнами по мере того, как происходит отражение по всему периметру жилого помещения, и использовали метаматериалы.

Эти уникальные эффекты менялись, стоило только объектам в помещении чуть-чуть заколебаться. В свою очередь, чувствительная антенна из метаматериала легко обнаруживает эффекты радиоволн, если присутствует фактор движения внутри комнаты.

ВАЖНО! Если сравнивать, как эти эффекты меняются, и учитывать при этом изменения по времени, то появляются возможности применить их для того, чтобы обнаружить циклические движения.

Скажем, никакого труда не представляет выявить, что от потока воздуха лопасть вентилятора повернулась. Столь же просто можно выявить дыхание человека.

Новая технология обнаружения успешно действует, используя свойства радиоволн, которые в закрытом помещении отражаются от разных поверхностей. Поскольку радиоволны способны непрерывно отражаться от множества точек поверхностей, то формируются сложные интерференционные картины в границах комнаты.

В исследованиях, проведенных ранее, именно эта проблема интерференционных картин была препятствием для систем поиска источника сигнала, которые разрабатывались. Однако новые исследования показали, что данные сложные интерференционные картины все же пригодны для того, чтобы можно было обнаружить движение и вести поиск объектов внутри помещений.

Способы применения датчиков

Приборы, предназначенные для того, чтобы отследить движение, нередко применяют для того, чтобы можно было автоматически регулировать освещение в комнатах. Если он есть, то человек может не искать выключатель в темной комнате. Ведь электроника самостоятельно включит свет.

Установка датчиков возможна в любой комнате. Хоть в спальне, хоть на кухне. Можно даже установить их у входа в подъезд и в подвальных помещениях.

Отметим, что такие датчики можно устанавливать на выключение, а не на включение. Такое очень полезно в туалете или в ванной комнате. Ведь после из посещения их мы нередко забывать выключить свет. Датчики движения позволят получить существенную экономию электричества. Ведь в тех помещениях, где никого нет, свет всегда будет выключен.

Датчики нашли применение не только на элементах освещения, но и на самых разных бытовых приборах. Скажем, возможен такой вариант: входишь в гостиную, и телевизор включается. А при посещении кухни включается кофеварка или электрочайник.

Некоторые из ключевых применений детекторов, если нужно отследить движение:

- аварийные сигналы вторжения,
- управление автоматическими воротами,
- переключение освещения на входе,
- аварийное освещение безопасности,
- туалетные сушилки рук,
- автоматическое открывание дверей и пр.

ВАЖНО! Ультразвуковые датчики применяются для того, чтобы управлять камерой слежения жилой недвижимости или, например, для того, чтобы снимать живую природу. Инфракрасные сенсоры используют для того, чтобы подтвердить, что есть продукция на ленте конвейера.

Как определиться с подходящим устройством

Если место для установки датчиков определено, то можно приступить к выбору. В случае, когда установка производится вне помещений, необходимы датчики, которые могут выдержать изменения температуры и климатические нагрузки.

Также датчик нужно выбирать с учетом того, на какой именно объект он будет срабатывать. Скажем, если в помещении появился человек, то это обнаружит инфракрасный датчик. Если открывается дверь, то лучше срабатывает датчик ультразвуковой или микроволновой.

При выборе детектора движения для охраны нужно учитывать такие основные характеристики:

- Чувствительность;
- Угол зоны обнаружения;
- Длина зоны по горизонтали;
- Фиксируемая скорость движения;
- Наличие антисаботажной зоны;
- Напряжение питания;
- Диапазон температур.

Если датчик хороший, то у него обязательно должна регулироваться чувствительность. Тогда он не будет реагировать на домашних животных. У отдельных типов датчиков предусмотрена ступенчатая регулировка. Есть также модели, у которых есть подстроечный резистор. Она поможет точно настроить чувствительность.

Угол зоны обнаружения измеряют в градусах. Как правило, он варьируется от 90 до 120 градусов. Детекторы движения типа «штора» – это исключение. Они создают зону узкую, по горизонтали – протяженную. Длина зоны обнаружения обычных датчиков обычно составляет 10-15 метров.

Датчики реагируют на скорость, с которой перемещается объект, – от 0,1 метра в секунду. Поэтому, если кто-то перемещается очень медленно, то датчик обычно не реагирует. Так его можно обмануть.

Оставьте комментарий

Попробуйте наше приложение


Наш канал в Yandex.Zen
Похожие статьи