מכשירים המזהים נוכחות של תנועות באזור הפעולה שלהם נקראים חיישני תנועה. הם משמשים לרוב ליצירת אזעקות ומערכות פורץ. הנפוץ ביותר מבין המכשירים הללו הוא חיישן תנועה IR. הוא מגיב לגלי אינפרא אדום בלתי נראים לעין האנושית, ובהשוואה לרמתם לרקע, הוא מסמן את הופעת המקור שלהם - למשל, אדם.
תוֹכֶן
- עקרון הפעולה
- מכשיר מכשיר
- יתרונות וחסרונות
-
תחומי שימוש
- אבטחת מקום
- מערכות בית חכם
- קריטריונים של בחירה
עקרון הפעולה
כל חפץ שפולט חום מייצר קרינת אינפרא אדומה. ההקלטה של תהליך זה היא עקרון הפעולה של חיישן התנועה. הוא משווה את רמת הקרינה באזור ספציפי עם הרקע וכאשר מגיעים להבדל מסוים ביניהם, הוא שולח אות לציוד המחובר אליו, בין אם זה מתג מנורה או אזעקה.
פרט חשוב בתהליך זה הוא טווח הרגישות הנכון של המכשיר. אם הוא גבוה מדי, החיישן עשוי לפעול בצורה שגויה - למשל, עבור אוויר חם. אם המחוון נמוך מהנדרש, אזי המכשיר לא יגיב גם כאשר אדם מופיע בשדה פעולתו.
מכשיר מכשיר
חיישן האינפרא אדום הפשוט ביותר מורכב משתי עדשות Fresnel קטנות - מבנים מורכבים מורכבים של היבטים מנסרים רבים היוצרים קערה קמורה. הם אוספים מידע על גלי חום מאזור מסוים ומעבירים אותו לחיישנים רגישים המחוברים אליהם. בדרך כלל, הנתונים המתקבלים עם שתי העדשות זהים בערך - זה אומר שאין תנועה. אם יש הבדל משמעותי ביניהם, אז אדם או חפץ אחר, הפולט כמות גדולה של חום, מופיע ב"שדה הראייה" של הגלאי.
למעשה, מכשיר עדשה כפולה יהיה לא מעשי בגלל הרגישות נמוכה מדי. בדגמים מודרניים של חיישנים, ישנם כמה עשרות מהם - מ 20 עד 60.
הפריסה המדויקת של גלאי התנועה משתנה מיצרן ליצרן, אך העיצוב המשוער דומה. המכשיר מורכב מ האלמנטים הבאים:
- מערכת אופטית. כולל מגוון עדשות, אשר בהתאם לדגם המכשיר יכולות להיות בצורות וגדלים שונים הנדרשים לכיסוי השטח הרצוי של החלל. מופרדים משאר המערכת על ידי תא אטום כדי למנוע חשיפה לחום שנוצר על ידם. הוא יכול לשלוט במישור חלל אחד או כמה, כמו גם לעשות זאת בצורה מעגלית או לאורך קורה.
-
חיישן. לרוב זה אלמנט פירואלקטרי, אבל לפעמים יש דגמים עם צמדים תרמיים, מיקרובולומטרים ומוליכים למחצה. הוא רושם את הקריאות המתקבלות מהמערכת האופטית, וכאשר מתרחשת בהן חוסר הומוגניות, שולח אות למכשיר הנדרש. - יחידת עיבוד אותות. מנתח את האורך, המשרעת והצורה של הפרעות אינפרא אדום כדי למנוע אזעקות שווא. הם יכולים להיגרם על ידי גורמים כמו אור שמש, רטט, גלים אלקטרומגנטיים, תנועות בעלי חיים, חום ממכשירים או אלקטרוניקה, ואפילו תנועה של זרמי אוויר. עיבוד פשוט יותר חוסם רק "מסנן" אותות חלשים מדי, בעוד גרסאות מורכבות מכשירים מנתחים את משך הזמן והתדירות של אי-סדירות ועל בסיסם קובעים אם מדובר בהפרעה או לא.
ראוי לציין שכל עיקרון הפעולה של חיישן התנועה מורכב ממנו הוא השגת מידע על נוכחותו של אדם באזור הפעולה שלו. לכן, כמעט אף פעם לא נעשה בו שימוש מבלי להיות מחובר למכשירים אחרים המשתמשים במידע זה. הם יכולים להיות מכשירים כאלה:
-
איתות שמפעיל את האזעקה; - מערכות אבטחה השולחות הודעה לבעל החיישן ולשירות האבטחה;
- מנורות, תאורת בריכה ושאר אמצעי תאורה שנדלקים או מכבים בהתאם לנוכחות האנשים באזורם;
- טכנולוגיה אקלימית שמשנה את הפרמטרים שלה לפי אותו עיקרון.
לרוב, חיישני IR נמכרים גם לא באופן עצמאי, אלא עם מערכות אבטחה או ציוד אחר.
אבל יש יוצאים מן הכלל - אז אתה צריך לחבר ולהגדיר את המכשירים בעצמך. לשם כך תינתן למשתמש גישה לחשבון אישי באתר ובאפליקציה לנייד, ממנו יוכל להגדיר את הפרמטרים לאינטראקציה של מכשירים.
יתרונות וחסרונות
גלאי תנועה המגיבים לקרינת אינפרא אדומה מתחרים בחיישני אולטרסאונד, מיקרוגל ושילוב. לכל אחד יש יתרונות וחסרונות משלו, מה שמאפשר לכל סוג להישאר בשוק. בין היתרונות של חיישני IR ניתן להבחין בתכונותיהם:
-
בטיחות בריאות מוחלטת. המכשיר אינו מייצר גלים, אלא רק קולט אותם מחפצים מסביב ומנתח אותם. זה מייחד אותו לטובה על רקע מכשירים החושפים את החדר, אמנם לחשיפה קטנה אך מתמדת לאולטרסאונד. (זה בטוח לבני אדם, אבל יכול לגרום לאי נוחות או אפילו לבעיות בריאות חמורות אצל חיות מחמד) או קרינת מיקרוגל. - היכולת לכוונן עדין את המרחק והזווית שבהם חייב להיות עצם נע כדי להפיק אות.
- הזדמנות לעבוד בחוץ. החיישן מגיב רק לאובייקטים היוצרים הפרשי טמפרטורה.
יש לזה גם חסרונות משמעותיים. אלו כוללים מאפיינים כאלה:
- סבירות גבוהה לתוצאות חיוביות שגויות מהשפעות לא מזיקות.
- תלות בסביבה. החיישן לא יכול לעבוד ביעילות בטמפרטורות גבוהות או נמוכות מדי - מעל +50 מעלות צלזיוס או מתחת ל-35 מעלות צלזיוס.
- היכולת להערים על הגלאי. אם אתה זז לאט מאוד לפניו, אזי המכשיר יכול לספור את התנודות הנובעות מכך בקרינה האינפרא-אדום כהפרעה. בנוסף, החיישן אינו רואה עצמים המכוסים בחומרים שאינם מעבירים קרינת אינפרא אדומה או בעלי בידוד תרמי מצוין ומתמזגים עם רקע הטמפרטורה.
עם כל היתרונות והחסרונות הללו, הוא שייך לקטגוריית המחיר האמצעי - זול יותר מגלאי מיקרוגל, אך יקר יותר מגלאי מיקרוגל.
לפעמים חיישן ה-IR משולב איתם במכשירים משולבים כך שסוגים שונים של גלאי קרינה יכולים לכסות זה את החולשות והחולשות של זה.
תחומי שימוש
בין כל סוגי החיישנים הללו, אינפרא אדום הוא הנפוץ ביותר - ואם לשפוט לפי הניתוח, השוק שלהם רק יגדל. מכשירים נפוצים למדי בחיי היומיום והם בשימוש בתחומי הפעילות הבאים:
- ייצור מוצרי אלקטרוניקה, לרבות טלפונים וטאבלטים עם מסך מגע, קונסולות משחקים ושעונים חכמים;
- התקנת מערכות פתיחת דלתות אוטומטיות בבתים ובמבני ציבור;
-
רכב - חיישנים כלולים בתכנון של כריות אוויר, מערכות להקלת התמרון בעת חניה ומכוניות עם מערכות בקרה אוטומטיות; - בריאות;
- ייצור ביטחוני;
- בניית מטוסים.
אבל חלקם הגדול נופל על מערכות אבטחה מסוגים שונים ושליטה על מערכות בית חכם.
אבטחת מקום
התקנת גלאי תנועה IR היא דרך נפוצה מאוד לברר על פולשים הנכנסים לבניין מגורים או לכל טריטוריה אחרת. לשם כך הוא מחובר למערכות אבטחה שיסייעו במניעת נזקים נוספים והתראה הפרה של גבולות הרכוש, לא רק של בעליו, אלא גם של רשויות אכיפת החוק, האבטחה והשירותים בִּטָחוֹן.
בהתאם להגדרות, מערכת האבטחה יכולה לשלוח SMS, מייל, התראה או אפילו להתקשר לבעלים כאשר היא מקבלת אות מהמכשיר. בנוסף, הוא יכול להפעיל מנגנוני הגנה נוספים: הפעלת האזעקה או מכשיר איתות, סגירת דלתות מכוניות וחסימת מנעולים, כיבוי האור או נטרול מוחלט חֲצֵרִים.
האפקטיביות של הגנה כזו תלויה במידה רבה במיקום הנכון של חיישן האינפרא אדום על ההיקף המוגן. בנוסף לכיסוי כל השטח, יש למקם אותו בגובה מסוים ובזווית הנכונה כדי למזער את הסיכוי של פולש להתמזג עם רקע החום. ההתקנה לוקחת בחשבון גם נוכחות של מצחייה, מסגרות חלונות ודלתות, קישוטים - כל זה יכול להשפיע על החיישן אם הוא מותקן בצורה לא נכונה.
בנוסף, חשוב מאוד שלחיישני אבטחה תהיה מערכת נגד שיבוש המפעילה את האות ו מודיע לבעלים אם מישהו ניסה לשבור את המכשיר או להשפיע על הרדיוס שלו סקירה.
מערכות בית חכם
בנוסף לשימוש בתחום האבטחה, חיישני תנועה אינפרא אדום נמצאים בשימוש נרחב עבור אוטומציה של תאורה ובקרת טמפרטורה בבנייני מגורים, משרדים וחצרים אחרים, שם לעתים קרובות יש אנשים. הם מקבלים מידע על שינויים בסביבה החיצונית - למשל, המראה באזור החיישן של קרינה הנגרמת מחום אנושי. גוף - ולהעביר אותו למכשירים אחרים, שיכולים להיות מנורות, מזגנים, מערכות לפתיחת דלתות ועוד שימושי בחיי היומיום מכשירים. הם מגיבים לאות ומשנים את הפרמטרים שלהם בהתאם.
על פי הערכות של חברה זרה, מחקר השוק Markets and Markets, שנערך ב-2015, אוטומציה של ציוד באמצעות חיישנים מפחיתה את עלויות התאורה ב-60-70%, ואת צריכת האנרגיה הכוללת - על ידי 40%.
בהתאם לסוג מכשיר המעקב, יכולתו לתעד נוכחות ארוכה ולהגיב לתנועות, הוא יכול פשוט לשלוט באור הדלק-כיבוי, ולהתאים את הבהירות, הצבע, העוצמה שלו ואחרים אפשרויות. חיישן תנועה אינפרא אדום במערכות כאלה משולב לעתים קרובות עם סוגים אחרים של התקני מעקב, למשל, עם גלאי אור. שילוב זה מאפשר לך לשמור על אותה רמת תאורה בחדר מסוים בכל שעה של היום כאשר מישהו נמצא שם.
ויסות הטמפרטורה פועל בצורה דומה. חיישן ה-IR מזהה נוכחות או היעדרות של אנשים בחדר ושולח את האותות המתאימים לציוד: הפעל, כיבוי או שנה את ההגדרות. למשל, הוא יכול לתת פקודה למחמם או לרצפה החמה להגביר את העוצמה או להדליק את המזגן אם מישהו נכנס לחדר קר או חם מדי.
במתחמים לוויסות אקלים אוטומטי, בנוסף לגלאי קרינה אינפרא אדום, כמעט תמיד ישנם חיישני טמפרטורה ומנגנונים אחרים המשלימים זה את זה כדי להשיג טוב יותר תוצאות.
קריטריונים של בחירה
כדי לבחור את חיישן התנועה האינפרא אדום הנכון, תחילה עליך לקבוע את המטרה שלשמה הוא ישמש. לבית ניתן לבחור במכשיר עם טווח טמפרטורות הפעלה קטן יותר, אך עם זווית צפייה רחבה יותר. לשימוש חיצוני, על המכשיר להיות בעל דרגת הגנה מסוימת - 55 או 65 - ולהיות מוגן מפני רוח, גשם וגורמים סביבתיים אחרים. שווה לשים לב גם עבור הפרמטרים הבאים:
-
זווית וטווח זיהוי של אי סדרים ברקע התרמי; - דיוק ונוחות קביעת פרמטרים להפעלה וכיבוי, למשל, זמן תגובה וסף רגישות;
- צריכת חשמל, נוכחות של פונקציה חיסכון באנרגיה;
- תחום הפעילות אליו מותאם החיישן;
- יעילות כמכשיר אבטחה.
תפקיד חשוב בבחירת חיישן תנועה הוא זמינותו הפיננסית עבור הקונה. עם זאת, יש לציין שבמקרה של מכשיר זה, האפשרות היקרה ביותר היא תמיד הטובה ביותר: למשל, גלאי מצויד באופטיקה של מראה עם טווח עצום לא יהיה צורך בהתקנת תאורה חכמה בחדר אמבטיה קטן, וחיישן רגיש במיוחד יהיה מיותר ברחוב, שם בעלי חיים ומכוניות יעוררו שקר מפעיל.
