Pohybové čidlo PIR: funkce, princip činnosti, použití v každodenním životě

Zařízení, která detekují přítomnost pohybů v oblasti jejich působení, se nazývají snímače pohybu. Nejčastěji se používají k vytváření EZS a systémů. Nejběžnějším z těchto zařízení je IR pohybový senzor. Reaguje na infračervené vlny pro lidské oko neviditelné a porovnáním jejich úrovně s pozadím signalizuje vzhled jejich zdroje – například člověka.

Princip fungování

Každý předmět, který vyzařuje teplo, produkuje infračervené záření. Záznam tohoto procesu je principem činnosti snímače pohybu. Porovnává úroveň radiace v konkrétní oblasti s pozadím a při dosažení určitého rozdílu mezi nimi vyšle signál do připojeného zařízení, ať už je to spínač lampy nebo alarm.

Důležitým detailem v tomto procesu je správný rozsah citlivosti zařízení. Pokud je příliš vysoká, pak může čidlo fungovat falešně – například pro teplý vzduch. Pokud je indikátor nižší, než je nutné, zařízení nebude reagovat, ani když se v jeho poli působnosti objeví osoba.

Zařízení zařízení

Nejjednodušší infračervený senzor se skládá ze dvou malých Fresnelových čoček – složitých kompozitních struktur mnoha prizmatických faset, které tvoří konvexní misku. Shromažďují informace o vlnách veder z konkrétní oblasti a předávají je citlivým senzorům, které jsou k nim připojeny. Obvykle jsou data získaná s oběma čočkami přibližně stejná – to znamená, že nedochází k žádnému pohybu. Pokud je mezi nimi významný rozdíl, pak se v „zorném poli“ detektoru objeví osoba nebo jiný předmět, vyzařující velké množství tepla.

Ve skutečnosti by zařízení se dvěma čočkami bylo nepraktické kvůli příliš nízké citlivosti. V moderních modelech senzorů je jich několik desítek - od 20 do 60.

Přesné rozmístění detektorů pohybu se liší výrobce od výrobce, ale přibližné provedení je podobné. Zařízení se skládá z následující prvky:

• Optický systém. Obsahuje různé čočky, které v závislosti na modelu zařízení mohou mít různé tvary a velikosti potřebné k pokrytí požadované oblasti prostoru. Oddělené od zbytku systému utěsněnou komorou, aby se zabránilo vystavení teplu, které vytvářejí. Může ovládat jednu nebo několik rovin prostoru, stejně jako to udělat kruhovým způsobem nebo podél paprsku.
• Senzor. Nejčastěji se jedná o pyroelektrický prvek, ale někdy existují modely s termočlánky, mikrobolometry a polovodiče. Registruje naměřené hodnoty přijaté z optického systému, a když v nich dojde k nehomogenitě, vyšle signál do požadovaného zařízení.
• Jednotka zpracování signálu. Analyzuje délku, amplitudu a tvar infračerveného rušení, aby se zabránilo falešným poplachům. Mohou být způsobeny faktory, jako je sluneční záření, vibrace, elektromagnetické vlny, pohyby zvířat, teplo ze spotřebičů nebo elektroniky a dokonce i pohyb proudění vzduchu. Jednodušší bloky zpracování pouze „odfiltrují“ příliš slabé signály, zatímco složité verze přístroje analyzují dobu trvání a četnost nepravidelností a na jejich základě určí, zda se jedná o rušení resp Ne.

Stojí za zmínku, že vše, na čem spočívá princip fungování snímače pohybu, je získávání informací o přítomnosti osoby v oblasti jejího působení. Proto se téměř nikdy nepoužívá, aniž by byl připojen k dalším zařízením, která tyto informace využívají. Mohou to být taková zařízení:

• signalizace, která spustí poplach;
• bezpečnostní systémy, které zasílají upozornění majiteli senzoru a bezpečnostní službě;
• lampy, osvětlení bazénu a další osvětlovací zařízení, která se zapínají nebo vypínají v závislosti na přítomnosti osob v jejich oblasti;
• klimatická technologie, která mění své parametry podle stejného principu.

Nejčastěji se IR senzory také prodávají ne samostatně, ale kompletní s bezpečnostními systémy nebo jiným vybavením.

Existují ale výjimky – pak musíte zařízení připojit a nakonfigurovat sami. K tomu bude uživateli umožněn přístup k osobnímu účtu na webu a v mobilní aplikaci, odkud může nastavovat parametry pro interakci zařízení.

Výhody a nevýhody

Detektory pohybu, které reagují na infračervené záření, konkurují ultrazvukovým, mikrovlnným a kombinovaným senzorům. Každý z nich má své výhody a nevýhody, což každému typu umožňuje zůstat na trhu. Mezi výhody IR senzorů jejich vlastnosti lze rozlišit:

• Absolutní zdravotní nezávadnost. Zařízení negeneruje žádné vlny, ale pouze je přijímá z okolních objektů a analyzuje je. To jej příznivě odlišuje na pozadí zařízení, která vystavují místnost, i když malému, ale konstantnímu vystavení ultrazvuku. (je bezpečný pro člověka, ale může způsobit nepohodlí nebo dokonce vážné zdravotní problémy u domácích zvířat) popř Mikrovlnné záření.
• Schopnost jemně doladit vzdálenost a úhel, pod kterými musí být pohybující se objekt, aby generoval signál.
• Možnost práce venku. Senzor reaguje pouze na předměty, které vytvářejí teplotní rozdíly.

Má také značné nevýhody. Tyto zahrnují takové vlastnosti:

• Vysoká pravděpodobnost falešných poplachů z neškodných vlivů.
• Závislost na prostředí. Senzor nemůže efektivně pracovat při příliš vysokých nebo nízkých teplotách - nad +50 °C nebo pod -35 °C.
• Schopnost oklamat detektor. Pokud se před ní pohybujete velmi pomalu, může zařízení počítat z toho vznikající oscilace v infračerveném záření jako rušení. Senzor navíc nevidí předměty pokryté materiály, které nepropouštějí infračervené záření nebo mají výbornou tepelnou izolaci a splývají s teplotním pozadím.

Se všemi těmito klady a zápory se řadí do střední cenové kategorie – levnější než mikrovlnné detektory, ale dražší než ultrazvukové.

Někdy je s nimi IR senzor kombinován v kombinovaných zařízeních, takže různé typy detektorů záření mohou vzájemně zakrývat své slabiny a slabiny.

Oblasti použití

Mezi všemi těmito typy senzorů je infračervený nejběžnější - a soudě podle analytiky bude jejich trh jen růst. Zařízení jsou v každodenním životě zcela běžná a používají se v následujících oblastech činnosti:

• výroba elektroniky, včetně dotykových telefonů a tabletů, herních konzolí a chytrých hodinek;
• instalace systémů automatického otevírání dveří v domech a veřejných budovách;
• Automobilový průmysl - senzory jsou součástí konstrukce airbagů, systémů pro usnadnění manévrování při parkování a automobilů s automatickými řídicími systémy;
• zdravotní péče;
• výroba obrany;
• konstrukce letadel.

Jejich největší podíl ale připadá na zabezpečovací systémy různého druhu a ovládání systémů chytré domácnosti.

Zabezpečení prostor

Instalace IR detektoru pohybu je velmi běžný způsob, jak zjistit, zda narušitel vstoupil do obytné budovy nebo na jiné území. K tomu je napojen na bezpečnostní systémy, které pomohou zabránit dalším škodám a upozorní narušení hranic majetku nejen jeho vlastníka, ale i orgánů činných v trestním řízení, ostrahy a služeb bezpečnostní.

V závislosti na nastavení může bezpečnostní systém odeslat SMS, email, upozornění nebo dokonce zavolat majiteli, když obdrží signál ze zařízení. Navíc dokáže aktivovat další ochranné mechanismy: zapnutí alarmu popř signalizační zařízení, zavírání dveří vozu a blokování zámků, zhasínání světla nebo úplné odpojení napájení prostory.

Účinnost takové ochrany do značné míry závisí na správném umístění infračerveného senzoru na chráněném perimetru. Kromě pokrytí celé oblasti by měl být umístěn v určité výšce a pod správným úhlem, aby se minimalizovala šance na sloučení vetřelce s tepelným pozadím. Instalace také zohledňuje přítomnost hledí, okenních a dveřních rámů, ozdob - to vše může ovlivnit senzor, pokud je nesprávně nainstalován.

Kromě toho je velmi důležité, aby bezpečnostní senzory měly systém proti neoprávněné manipulaci, který aktivuje signál a upozorní majitele, pokud se někdo pokusil rozbít zařízení nebo ovlivnit jeho rádius Posouzení.

Systémy chytré domácnosti

Kromě použití v oblasti bezpečnosti jsou infračervené snímače pohybu široce používány automatizace osvětlení a regulace teploty v obytných budovách, kancelářích a dalších prostorách, kde často jsou tam lidé. Dostávají informace o změnách ve vnějším prostředí - například o vzhledu v oblasti senzoru záření způsobeného lidským teplem. tělo - a přenést jej do dalších zařízení, kterými mohou být lampy, klimatizace, systémy pro otevírání dveří a další užitečné v každodenním životě zařízení. Reagují na signál a podle toho mění své parametry.

Podle odhadů zahraniční společnosti průzkum trhu Markets and Markets, který proběhl v roce 2015, automatizace zařízení pomocí senzorů snižuje náklady na osvětlení o 60-70% a celkovou spotřebu energie - o 40%.

V závislosti na typu sledovacího zařízení, jeho schopnosti zaznamenat dlouhou přítomnost a reagovat na pohyby, může pouze ovládat světlo zapnuto-vypnuto a upravit jeho jas, barvu, výkon a další možnosti. Infračervený snímač pohybu v takových systémech je často kombinován s jinými typy sledovacích zařízení, například s detektorem světla. Tato kombinace vám umožňuje udržovat stejnou úroveň osvětlení v určité místnosti kdykoli během dne, když tam někdo je.

Podobně funguje i regulace teploty. IR senzor detekuje přítomnost nebo nepřítomnost osob v místnosti a vysílá příslušné signály do zařízení: zapněte, vypněte nebo změňte nastavení. Může například dát povel topení nebo teplé podlaze, aby zvýšil výkon nebo zapnout klimatizaci, pokud někdo vstoupil do místnosti, která je příliš studená nebo teplá.

V komplexech pro automatickou regulaci klimatu kromě detektorů infračerveného záření téměř vždy existují teplotní čidla a další mechanismy, které se vzájemně doplňují, aby bylo dosaženo lepších výsledků Výsledek.

Kritéria výběru

Abyste si vybrali ten správný infračervený snímač pohybu, musíte si nejprve určit účel, ke kterému bude sloužit. Do domácnosti si můžete vybrat zařízení s menším rozsahem provozních teplot, ale s širším pozorovacím úhlem. Pro venkovní použití musí mít zařízení určitou třídu ochrany – 55 nebo 65 – a musí být chráněno před větrem, deštěm a dalšími faktory prostředí. Také stojí za pozornost pro následující parametry:

• úhel a rozsah detekce nepravidelností v tepelném pozadí;
• Přesnost a pohodlí nastavení parametrů pro zapínání a vypínání, například doba odezvy a práh citlivosti;
• spotřeba elektřiny, přítomnost funkce úspory energie;
• pole činnosti, pro které je snímač uzpůsoben;
• účinnost jako bezpečnostní zařízení.

Důležitou roli při výběru pohybového senzoru hraje jeho finanční dostupnost pro kupujícího. Nutno však podotknout, že v případě tohoto zařízení je vždy nejlepší nejdražší varianta: např. detektor vybavený zrcadlovou optikou s obrovským dosahem nebude potřeba při instalaci chytrého osvětlení v malé koupelně a ultracitlivý senzor bude zbytečný na ulici, kde budou zvířata a auta provokovat falešné spouštění.