Pohybový senzor PIR: funkcie práce, princíp činnosti, použitie v každodennom živote

Zariadenia, ktoré zisťujú prítomnosť pohybov v oblasti ich pôsobenia, sa nazývajú snímače pohybu. Najčastejšie sa používajú na vytváranie poplašných zariadení a systémov proti vlámaniu. Najbežnejším z týchto zariadení je IR snímač pohybu. Reaguje na ľudské oko neviditeľné infračervené vlny a porovnaním ich úrovne s pozadím signalizuje vzhľad ich zdroja – napríklad človeka.

Princíp fungovania

Každý objekt, ktorý vyžaruje teplo, produkuje infračervené žiarenie. Záznam tohto procesu je princípom činnosti snímača pohybu. Porovnáva úroveň žiarenia v konkrétnej oblasti s úrovňou pozadia a pri dosiahnutí určitého rozdielu medzi nimi vyšle signál do zariadenia, ktoré je k nej pripojené, či už je to spínač lampy alebo alarm.

Dôležitým detailom v tomto procese je správny rozsah citlivosti zariadenia. Ak je príliš vysoká, potom môže snímač pracovať nesprávne - napríklad pre teplý vzduch. Ak je indikátor nižší, ako je potrebné, zariadenie nebude reagovať ani vtedy, keď sa v jeho pôsobisku objaví osoba.

Zariadenie zariadenia

Najjednoduchší infračervený senzor pozostáva z dvoch malých Fresnelových šošoviek – zložitých kompozitných štruktúr mnohých prizmatických faziet, ktoré tvoria vypuklú misku. Zhromažďujú informácie o vlnách horúčav z konkrétnej oblasti a prenášajú ich na citlivé senzory, ktoré sú k nim pripojené. Zvyčajne sú údaje získané s oboma šošovkami približne rovnaké - to znamená, že nedochádza k žiadnemu pohybu. Ak je medzi nimi výrazný rozdiel, potom sa v „zornom poli“ detektora objaví osoba alebo iný predmet, ktorý vyžaruje veľké množstvo tepla.

V skutočnosti by bolo zariadenie s dvoma šošovkami nepraktické kvôli príliš nízkej citlivosti. V moderných modeloch senzorov je ich niekoľko desiatok - od 20 do 60.

Presné rozmiestnenie detektorov pohybu sa líši od výrobcu k výrobcovi, ale približný dizajn je podobný. Zariadenie pozostáva z nasledujúce prvky:

• Optický systém. Obsahuje rôzne šošovky, ktoré v závislosti od modelu zariadenia môžu mať rôzne tvary a veľkosti potrebné na pokrytie požadovanej plochy priestoru. Oddelené od zvyšku systému utesnenou komorou, aby sa zabránilo vystaveniu nimi generovanému teplu. Môže ovládať jednu alebo niekoľko rovín priestoru, ako aj kruhovým spôsobom alebo pozdĺž lúča.
• Senzor. Najčastejšie ide o pyroelektrický prvok, ale niekedy existujú modely s termočlánkami, mikrobolometrami a polovodičmi. Registruje namerané hodnoty prijaté z optického systému a keď sa v nich vyskytne nehomogenita, vyšle signál do požadovaného zariadenia.
• Jednotka spracovania signálu. Analyzuje dĺžku, amplitúdu a tvar infračerveného rušenia, aby sa zabránilo falošným poplachom. Môžu byť spôsobené faktormi ako slnečné svetlo, vibrácie, elektromagnetické vlny, pohyby zvierat, teplo zo spotrebičov alebo elektroniky, dokonca aj pohyb prúdov vzduchu. Jednoduchšie spracovanie blokov iba "odfiltruje" príliš slabé signály, zatiaľ čo zložité verzie prístroje analyzujú trvanie a frekvenciu nepravidelností a na ich základe zisťujú, či ide o rušenie resp č.

Stojí za zmienku, že všetko, z čoho pozostáva princíp činnosti snímača pohybu, je získavanie informácií o prítomnosti osoby v oblasti jej pôsobenia. Preto sa takmer nikdy nepoužíva bez pripojenia k iným zariadeniam, ktoré tieto informácie využívajú. Môžu to byť tieto zariadenia:

• signalizácia, ktorá spustí alarm;
• bezpečnostné systémy, ktoré posielajú upozornenie majiteľovi snímača a bezpečnostnej službe;
• lampy, osvetlenie bazénov a iné osvetľovacie zariadenia, ktoré sa zapínajú alebo vypínajú v závislosti od prítomnosti ľudí v ich oblasti;
• klimatická technológia, ktorá mení svoje parametre podľa rovnakého princípu.

Najčastejšie sa IR senzory predávajú aj nie samostatne, ale kompletné s bezpečnostnými systémami alebo inými zariadeniami.

Existujú však výnimky - potom musíte zariadenia pripojiť a nakonfigurovať sami. Na tento účel bude používateľovi poskytnutý prístup k osobnému účtu na webovej stránke a v mobilnej aplikácii, odkiaľ môže nastaviť parametre interakcie zariadení.

Výhody a nevýhody

Detektory pohybu, ktoré reagujú na infračervené žiarenie, konkurujú ultrazvukovým, mikrovlnným a kombinovaným senzorom. Každý z nich má svoje výhody a nevýhody, čo umožňuje každému typu zostať na trhu. Medzi výhody IR senzorov ich vlastnosti možno rozlíšiť:

• Absolútna zdravotná nezávadnosť. Prístroj negeneruje žiadne vlny, ale iba ich prijíma z okolitých objektov a analyzuje ich. To ho priaznivo odlišuje na pozadí zariadení, ktoré vystavujú miestnosť, aj keď malé, ale neustále vystavené ultrazvuku. (je to bezpečné pre ľudí, ale môže spôsobiť nepohodlie alebo dokonca vážne zdravotné problémy u domácich zvierat) alebo Mikrovlnné žiarenie.
• Schopnosť jemne doladiť vzdialenosť a uhol, pod ktorými musí byť pohybujúci sa objekt, aby mohol generovať signál.
• Možnosť práce vonku. Senzor reaguje len na predmety, ktoré vytvárajú teplotné rozdiely.

Má tiež značné nevýhody. Tie obsahujú takéto vlastnosti:

• Vysoká pravdepodobnosť falošných poplachov z neškodných vplyvov.
• Závislosť na prostredí. Senzor nemôže efektívne pracovať pri príliš vysokých alebo nízkych teplotách - nad +50 ° C alebo pod -35 ° C.
• Schopnosť oklamať detektor. Ak sa pred ním pohybujete veľmi pomaly, potom môže zariadenie považovať oscilácie, ktoré z toho vznikajú v infračervenom žiarení, za rušenie. Snímač navyše nevidí predmety pokryté materiálmi, ktoré neprepúšťajú infračervené žiarenie alebo majú výbornú tepelnú izoláciu a splývajú s teplotným pozadím.

So všetkými týmito kladmi a zápormi patrí do strednej cenovej kategórie – lacnejšie ako mikrovlnné detektory, ale drahšie ako ultrazvukové.

Niekedy sa s nimi kombinuje IR senzor v kombinovaných zariadeniach, takže rôzne typy detektorov žiarenia môžu navzájom pokryť svoje slabé stránky a slabé stránky.

Oblasti použitia

Medzi všetkými týmito typmi senzorov je infračervený najbežnejší - a súdiac podľa analýzy, ich trh bude len rásť. Zariadenia sú v každodennom živote celkom bežné a používajú sa v týchto oblastiach činnosti:

• výroba elektroniky vrátane telefónov a tabletov s dotykovou obrazovkou, herných konzol a inteligentných hodiniek;
• inštalácia systémov automatického otvárania dverí v domoch a verejných budovách;
• Automobilový priemysel - senzory sú súčasťou konštrukcie airbagov, systémov na uľahčenie manévrovania pri parkovaní a automobilov s automatickými riadiacimi systémami;
• zdravotná starostlivosť;
• výroba obrany;
• konštrukcia lietadiel.

No ich najväčší podiel pripadá na bezpečnostné systémy rôzneho druhu a ovládanie systémov inteligentnej domácnosti.

Bezpečnosť priestorov

Inštalácia IR detektora pohybu je veľmi bežným spôsobom, ako zistiť, či votrelci vstupujú do obytnej budovy alebo na iné územie. K tomu je napojený na bezpečnostné systémy, ktoré pomôžu predchádzať ďalším škodám a upozornia porušenie hraníc majetku nielen jeho vlastníka, ale aj orgánov činných v trestnom konaní, bezpečnosti a služieb bezpečnosť.

V závislosti od nastavení môže bezpečnostný systém poslať SMS, email, notifikáciu alebo aj zavolať majiteľovi, keď dostane signál zo zariadenia. Okrem toho dokáže aktivovať ďalšie ochranné mechanizmy: zapnutie alarmu resp signalizačné zariadenie, zatváranie dverí auta a zablokovanie zámkov, zhasnutie svetla alebo úplné odpojenie od prúdu priestorov.

Účinnosť takejto ochrany do značnej miery závisí od správneho umiestnenia infračerveného senzora na chránenom perimetri. Okrem toho, že pokrýva celú oblasť, mala by byť umiestnená v určitej výške a v správnom uhle, aby sa minimalizovala šanca na splynutie votrelca s tepelným pozadím. Pri inštalácii sa berie do úvahy aj prítomnosť priezorov, okenných a dverných rámov, ozdôb - to všetko môže ovplyvniť snímač, ak je nesprávne nainštalovaný.

Okrem toho je veľmi dôležité, aby bezpečnostné senzory mali systém proti neoprávnenej manipulácii, ktorý aktivuje signál a upozorní majiteľa, ak sa niekto pokúsil rozbiť zariadenie alebo ovplyvniť jeho rádius preskúmanie.

Inteligentné domáce systémy

Okrem použitia v oblasti bezpečnosti sa infračervené snímače pohybu široko používajú automatizácia osvetlenia a regulácie teploty v obytných budovách, kanceláriách a iných priestoroch, kde často tam sú ľudia. Dostávajú informácie o zmenách vo vonkajšom prostredí - napríklad o výskyte v oblasti senzora žiarenia spôsobeného ľudským teplom. telo - a preneste ho do iných zariadení, ktorými môžu byť lampy, klimatizácie, systémy na otváranie dverí a iné užitočné v každodennom živote zariadení. Reagujú na signál a podľa toho menia svoje parametre.

Podľa výpočtov zahraničnej spoločnosti prieskum trhu Trhy a trhy, ktorý sa uskutočnil v roku 2015, automatizácia zariadení pomocou senzorov znižuje náklady na osvetlenie o 60-70% a celkovú spotrebu energie - o 40%.

V závislosti od typu sledovacieho zariadenia, jeho schopnosti zaznamenať dlhú prítomnosť a reagovať na pohyby, môže len ovládať zapnutie a vypnutie svetla a upraviť jeho jas, farbu, výkon a ďalšie možnosti. Infračervený snímač pohybu v takýchto systémoch je často kombinovaný s inými typmi sledovacích zariadení, napríklad s detektorom svetla. Táto kombinácia vám umožňuje udržiavať rovnakú úroveň osvetlenia v určitej miestnosti kedykoľvek počas dňa, keď je tam niekto.

Podobne funguje aj regulácia teploty. IR senzor detekuje prítomnosť alebo neprítomnosť osôb v miestnosti a vysiela príslušné signály do zariadenia: zapnite, vypnite alebo zmeňte nastavenia. Môže napríklad dať príkaz ohrievaču alebo teplej podlahe, aby zvýšil výkon alebo zapol klimatizáciu, ak niekto vstúpil do príliš studenej alebo teplej miestnosti.

V komplexoch na automatickú reguláciu klímy okrem detektorov infračerveného žiarenia takmer vždy existujú teplotné senzory a iné mechanizmy, ktoré sa navzájom dopĺňajú, aby sa dosiahli lepšie výsledky.

Kritériá výberu

Aby ste si vybrali ten správny infračervený snímač pohybu, musíte si najprv určiť účel, na ktorý bude slúžiť. Do domácnosti si môžete vybrať zariadenie s menším rozsahom prevádzkových teplôt, no so širším pozorovacím uhlom. Pre vonkajšie použitie musí mať zariadenie určitú triedu ochrany – 55 alebo 65 – a musí byť chránené pred vetrom, dažďom a inými faktormi prostredia. Tiež stojí za pozornosť pre nasledujúce parametre:

• uhol a rozsah detekcie nepravidelností v tepelnom pozadí;
• Presnosť a pohodlie nastavenia parametrov na zapnutie a vypnutie, napríklad čas odozvy a prah citlivosti;
• spotreba elektrickej energie, prítomnosť funkcie úspory energie;
• oblasť činnosti, pre ktorú je snímač prispôsobený;
• účinnosť ako bezpečnostné zariadenie.

Dôležitú úlohu pri výbere snímača pohybu zohráva jeho finančná dostupnosť pre kupujúceho. Treba si však uvedomiť, že v prípade tohto zariadenia je vždy najlepšia najdrahšia možnosť: napríklad detektor vybavený zrkadlovou optikou s obrovským dosahom nebude potrebná pri inštalácii inteligentného osvetlenia v malej kúpeľni a ultracitlivý senzor bude zbytočný na ulici, kde zvieratá a autá budú vyvolávať falošné spúšťanie.