Princip činnosti infračerveného snímače pohybu

Zabezpečovací systém je založen na různých druzích upevňovacích zařízení: zvukoměry, záznamníky pohybu. Infračervený senzor je nejoblíbenější zařízení určené k detekci pohybujících se tepelných objektů. Snadno se udržují, jsou spolehlivé a poměrně citlivé.

Princip funkce zařízení

Každý předmět, jehož teplota není nižší než teplota vzduchu, vyzařuje teplo. Úkolem infračerveného senzoru je zvýraznit jej proti obecnému tepelnému pozadí a vyslat signál při pohybu v dané zóně.

Člověk je tepelný objekt spíše „žhavý“ ve srovnání se stěnami bytu nebo domu, zemí nebo stromy. To umožňuje senzoru jej zvýraznit na obecném pozadí. To také vede k poruchám v poplašném systému, pokud je tepelné pozadí v budově výrazně zvýšeno.

Když tepelný objekt správné velikosti a teploty překročí obsluhovaný sektor, měřič detekuje pohyb. Poté snímač vyšle signál do řídicí jednotky. Podle toho, k čemu je pracovní zařízení se senzorem určeno, řídící modul rozsvítí světlo, aktivuje EZS a podobně.

Oblast záznamu je omezená. Detekční rádius by měl dosahovat do všech rohů místnosti nebo na konec zahradní plochy. Pokud tomu tak není, namontujte 2 nebo více metrů. Pokud zařízení vyšle signál do spínače světel, může být poloměr menší.

Zařízení a konstrukce infračerveného senzoru

Design většiny zařízení od různých výrobců je jedinečný. Obecné schéma však nutně zahrnuje několik prvků.

Optický systém

Nejčastěji je to Fresnelova čočka. Jedná se o sadu prizmatických faset – mikročoček upevněných na konvexní destičce – válci. Každá čočka zachycuje infračervené záření ve své oblasti a přenáší data do pyrosenzitivního prvku. Vznikne tak určitá konfigurace tepelného objektu. Pokud se druhý nehýbe, nezmění se. Ale pokud se objekt pohybuje, stejný IR tok při pohybu dopadá na další mikročočku a konfigurace se mění. To znamená, že světlo buď dopadá na pyro přijímač, nebo ne. Toto je podmínka pro spuštění senzoru: zařízení reaguje na pohyb osoby v akčním poli.

Čím více segmentů v objektivu a čím vyšší je jejich citlivost, tím přesněji IR senzor pracuje.

Pokud se člověk v oblasti senzoru pohybuje pomalu, zařízení nemusí fungovat, protože považuje kolísání IR toku za náhodné změny na pozadí.

Pyrosenzitivní prvky

Signál z čočky jde do pyroelementu – převodníku na polovodičích. Obsahuje 2 senzory, každý z nich přijímá signál z vlastní čočky. Pokud je průtok na obou prvcích stejný, je senzor neaktivní, pokud je signál odlišný, je spuštěn.

Moderní modely používají quad senzory obsluhující 4 objektivy. Přesněji filtrují náhodné světelné interference a eliminují falešné poplachy.

modul zpracování

Procesor přijímá informace ze všech pyroelementů a analyzuje je. Jeho úkolem je oddělit data o pohybujícím se tepelném objektu od rušení: pohyb vzduchu, sluneční záření, konvekce, ke které dochází při provozu klimatizace nebo topení, vibrace. Senzor by měl být spouštěn pouze vzhledem osoby, nikoli zvířaty, což vyžaduje další konfiguraci.

Modul zpracování vyhodnocuje tvar a dobu trvání signálu, jeho amplitudu. Obyčejné rušení způsobuje asymetrické bipolární pulzy, narušitel – symetrické. Pokud povaha signálu odpovídá prahové hodnotě, senzor se spustí a vyšle impuls do ústředny. Ten je zpracován analogovými nebo digitálními zařízeními a aktivuje nějaký program: zapnout světlo, zvýšit intenzitu, zapnout sirénu.

U moderních modelů senzor navíc měří dobu trvání signálu, počet překročení prahové hodnoty. To vám umožní snížit počet falešných poplachů a opravit objekt při nízké rychlosti.

Specifikace a funkce

Výběr správného IR senzoru pomůže jeho technickým vlastnostem. Údaje jsou uvedeny v pasu zařízení:

• Síťové napětí je obvyklých 230 V. Každý z modelů pracuje z klasické sítě.
• Spotřeba energie – do 0,5 kW. To umožňuje vybavit i velký dům dostatečným počtem senzorů.
• Detekční rozsah – pozorovací úhel zařízení. Měřeno ve stupních. Pro nástěnná zařízení se pohybuje od 120 do 280 stupňů, pro stropní – 360.
• Dosah se měří v metrech. To je vzdálenost, ve které senzor detekuje pohyb. Ukazatel je hodnocen 3 parametry. Kolmá – největší zóna, určená, když se objekt pohybuje tečně k sektoru. Čelní se měří při pohybu přímo k senzoru, rozsah přítomnosti se zjišťuje, když je osoba pod senzorem.

Existují další méně významné parametry – materiál pouzdra, rozměry a tak dále.

Srovnání s mikrovlnným senzorem

Jako pohybové čidlo se používá také mikrovlnný senzor. Funguje na radarovém principu: zařízení vysílá signál, který je odražen a zachycen citlivým prvkem snímače. Pokud je odražený signál nad prahovou hodnotou, zapne se světelné nebo zvukové zařízení.

Rozdíly mezi mikrovlnným senzorem:

• pracuje v ultravysokém frekvenčním rozsahu, což zaručuje velmi vysokou citlivost;
• detekuje předmět přes dielektrické překážky: sklo, tenká stěna, dřevěné dveře;
• nezávislé na okolní teplotě nebo stupni osvětlení pracovního prostoru;
• zachycuje pomalý a nevýznamný pohyb.

Existují také nevýhody:

• vysoká cena – zařízení jsou instalována na důležitých ekonomických zařízeních;
• provoz zařízení ovlivňuje pohodu lidí a zvířat.

Pro sledování běžného soukromého domu stačí IR senzory.

Schéma zapojení

Snímače infračerveného záření se snadno připojují – stačí zorganizovat zapínání a vypínání okruhu. Připojení zařízení k podsvícení nebo bezpečnostnímu obvodu probíhá na stejném principu.

Schéma zapojení je v pokynech pro jakékoli zařízení:

• Proud přichází do IR senzoru ze sítě přes nulový a fázový vodič. Pro připojení zařízení k žárovce je fázový vodič připojen k jedné ze svorek osvětlovacího zařízení. Druhý výstup je připojen k neutrálnímu kabelu.
• Do rozvaděče jsou připojeny kabely od přístrojů: 2 vodiče od svítilny, 2 od zdroje a 3 od IR záznamníku. Fáze napájecího vodiče je připojena k fázovému kabelu snímače a nulový vodič ze zdroje napájení a nulový kabel ze snímače jsou připojeny k nulovému vodiči od lampy.
• Fázový kabel z IR senzoru je připojen k vodiči od lampy. Všechny kabely jsou barevně označeny pro snadné připojení.

Pokud je třeba po určitou dobu udržovat osvětlení bez ohledu na pohyb osoby, je v obvodu paralelně s IR zařízením zařazen také spínač.

Rozsah infračerveného senzoru

Záznamníky pohybu se používají k organizaci osvětlení a bezpečnostních systémů. Instalace je povolena jak uvnitř budovy, tak venku:

• v kancelářských, veřejných a soukromých budovách;
• na schodištích bytových domů a ve vchodech;
• v prostorách jakéhokoli typu;
• ve skladech;
• v jakémkoli chráněném území s omezeným územím.

Přístroje navržené pro provoz v drsných povětrnostních podmínkách jsou vybaveny dodatečnými ochrannými zařízeními.

Vlastnosti a kritéria výběru

Parametry, podle kterých je snímač vybrán, jsou určeny jeho technickými vlastnostmi. Je důležité přesně vyhodnotit, jaké indikátory jsou potřebné pro zařízení, které funguje v domě, mimo dům nebo na otevřeném prostranství:

• Pro velké prostory nebo dvůr jsou vybrána zařízení s velkou detekční zónou. V malé místnosti nebo na podestu si kupují jednoduché modely s dosahem 10, 6 a 4 m.
• Pro obytné místnosti jsou vhodné varianty s nízkou ochranou proti vlhkosti. Pro ulice nebo mokré místnosti (bazény, kliniky) jsou zapotřebí produkty s vysokou IP.
• Pokud bude zařízení namontováno na stěnu, je lepší koupit model s ochranou proti tečení. V opačném případě, pohybující se podél zdi, bude útočník moci vstoupit do domu.
• Úroveň citlivosti – určuje, jak pomalé a malé pohyby může snímač zachytit. K ochraně bytu před zloději nebo k rozsvícení osvětlení v místnosti, když do ní vstoupí, stačí „drsná“ zařízení. Citlivé senzory se kupují do skladů, kde se skladují drahé nebo nebezpečné produkty.

Odhadněte náklady na zařízení, zejména pokud je pro bezpečnostní systém zapotřebí několik zařízení.

Výhody a nevýhody infračerveného snímače pohybu

Popularita IR modelů je způsobena jejich výhodami:

• zařízení funguje jak uvnitř budovy, tak venku;
• pozorovací úhel a rozsah lze poměrně přesně nastavit;
• IR senzor, zejména pasivního typu, je zdravotně nezávadný, provoz zabezpečovacího systému neděsí domácí mazlíčky;
• nízké náklady;
• široký sortiment: zařízení jsou k dispozici v podlahové a nástěnné verzi, analogové, digitální a další.

• při přímém slunečním záření citlivost klesá – to je třeba vzít v úvahu při výběru místa instalace;
• když jsou klimatizační zařízení nebo ohřívač umístěny blízko sebe, dochází k výraznému rušení;
• sklo blokuje průchod signálu, takže existují slepá místa, která může útočník využít;
• pavučinový syndrom – senzor zapletený do sítě pracuje neustále.

Jediný pohybový senzor nezaručuje bezpečnost objektu. Jako prvek bezpečnostního systému jsou však IR zařízení nepostradatelná. Pro venkovský dům nebo byt jsou taková zařízení vhodnější.

Jaký je princip? Činnost pohybového senzoru je založena na zapnutí světla, když se objekt objeví v jeho oblasti pokrytí, a jeho vypnutí poté, co odejde. Jedná se o velmi chytrý přístup k úspoře energie. Například ve tmě není absolutně potřeba osvětlovat místnost nebo ulici, kde nikdo není.

Věci, které je třeba zvážit? Aby snímač fungoval správně, musíte zařízení, které vyhovuje vašim podmínkám, nejen vybrat, ale také nakonfigurovat. Před nákupem detektoru je třeba zvážit všechny možnosti.

Rozsah pohybového senzoru

Pohybové senzory jsou vybaveny mnoha zařízeními kolem nás. Takové zařízení, jak název napovídá, je schopno detekovat přítomnost pohybujících se předmětů v určité místnosti nebo v hranicích určitého prostoru.

Typicky, když je spuštěn detektor, nějaká aktivita bude spuštěna zařízením, které je k němu připojeno. Například při vstupu do vchodu vidíme, jak se rozsvítí světlo, ačkoli nikdo nestiskne vypínač. Nebo, když se osoba přiblíží k turniketu, plot se zavře, pokud není předložena propustka. Můžeme si připomenout mnohem více příkladů, kdy mechanismy kolem nás samy provádějí nějaké akce v souladu s programem, když se objeví pohybující se objekty.

Seznam zařízení, jejichž provoz zajišťuje pohybový senzor, je velmi rozmanitý. Takovými detektory jsou vybaveny všechny moderní zabezpečovací systémy a alarmy. Také pomocí takových zařízení lze odhalit pronikání nepovolaných osob do zasypaného prostoru, únik škodlivých látek apod.

Detektor pohybu zajišťuje spuštění a zastavení nahrávání v automobilovém DVR, video monitorovacích systémech. Osvětlovací zařízení vybavená senzorem se zapínají pouze tehdy, když se objeví osoba, což může výrazně ušetřit energii. Stejný mechanismus se používá v automatických klimatizačních systémech. Nejcitlivější modely takových detektorů se nazývají senzory přítomnosti.

Tým Videoglaz společně s hlavním technickým expertem společnosti připravili soubor, který vám pomůže neudělat chybu při výběru zhotovitele vašeho projektu.

„Úplně na začátku práce často vyvstává otázka: Jak rychle zjistit kvalitu partnera nebo dodavatele zabezpečovacích systémů? Proto jsme připravili podrobné pokyny, ve kterých jsme zdůraznili hlavní body, díky kterým si snadno vyberete svědomitého dodavatele, ušetříte rozpočet a dokončíte projekt včas.“

Stáhněte si a použijte ještě dnes:

10 kroků, které vám pomohou vybrat správného dodavatele

Pomáhá dodržet rozpočet a dodržet termíny projektu

Již staženo 11 507

Pohybové čidlo zachycuje kolísání teploty nebo teplotní indikátory. Pokud se nezmění, pak detektor nefunguje. Pokud se tedy nějakou dobu nepohybujete v místnosti, ve které se při vstupu do ní automaticky rozsvítilo osvětlení, lampa zhasne.

Výše uvedené senzory přítomnosti jsou schopny detekovat změny teploty nebo vlnového pozadí v širším rozsahu. I když se člověk prakticky nehýbe, stejně ho takový detektor uvidí. Proto taková zařízení plní stejné úkoly jako tradiční snímače pohybu, ale přesněji. Jejich cena je vyšší, takže se taková zařízení používají méně často.

Princip činnosti snímače pohybu

Princip činnosti snímače pohybu je v podstatě podobný tomu, který se používá u radaru. Pomocí citlivých senzorů je zaznamenávána změna vlnového nebo teplotního režimu, ke které dochází při vstupu hmotných předmětů (lidé, zvířata, vozidla apod.) do oblasti pokrytí detektoru.

Fyzikální princip odrazu vlnění využívá jak činnost pohybového senzoru osvětlení, tak i detektoru přítomnosti v zabezpečovacím systému. Pokud se v oblasti pokrytí senzoru nachází cizí předmět, vlny na něj narážející změní svůj směr, frekvenci a odrážejí se v opačném směru. Detektor zachytí odraženou vlnu, načež se provede naprogramovaná akce.

Aby to bylo jasnější, uvažujme podrobně fungování infračerveného snímače pohybu ve spojení s osvětlovacím tělesem a vypínačem. Pořadí je následující. Když člověk projde dveřmi místnosti, srazí se s ním tepelné vlny a odrážejí se ve směru čidla. Senzor detekuje vibrace a vysílá signál do ovladače. Ten na oplátku aktivuje spínač a světlo se rozsvítí. Při odchodu osoby z místnosti nedochází k kmitání vln, čidlo neregistruje změny, po zadaném časovém intervalu ovladač osvětlení vypne.

Na trhu jsou rozšířené modely spínačů se zabudovaným LED pohybovým senzorem. Taková zařízení jsou velmi oblíbená v obytných a kancelářských prostorách. Myslet můžete i na osvětlení ploch přiléhajících k obytným domům, ulicím, parkům apod. Zde se využívají solární baterie, které se nabíjejí ze světelné a tepelné energie slunce.

V tomto případě je samotné čidlo i osvětlovací zařízení napájeno solárními panely. Během denního světla akumulují náboj. Když se setmí a indikátory osvětlení se sníží, zařízení se přepnou do aktivního režimu a zapnou se, když se objeví cizí předměty. Takové systémy mohou výrazně snížit náklady na energie a dobře se osvědčily v letních chatách, venkovských domech, ve kterých majitelé nežijí po celý rok.

Typy snímačů pohybu

V závislosti na typu zpracování signálu existuje několik typů senzorů:

Přerušení (lineární)

Je použit zdroj linkového signálu a jeho přijímač. Obvykle se používá laserový paprsek. Detektor je v pohotovostním režimu, zatímco fotodetektor registruje signál. Jakmile je signál přerušen, dojde k operaci. Výhodou těchto systémů je pohodlnost a jednoduchost. Mezi nevýhody patří přítomnost dvou samostatných prvků a také nutnost použití více detektorů pro pokrytí celé pozorovací oblasti.

Reflexní (objemové)

Platí stejný princip jako u radaru. Zdroj vysílá rozptýlený nebo bodový signál. Pokud nejsou žádné překážky, senzor nereaguje. Pokud se na dráze signálu objeví pohybující se objekt, změní se úhel a intenzita odrazu vlny, regulátor detekuje spuštění senzoru.

Nepochybnými výhodami takových zařízení jsou široký pozorovací úhel a délka, snadná instalace díky možnosti umístit všechny prvky do jednoho krytu. Má to však i nevýhodu. Na takovém snímači pohybu musíte nejprve nakonfigurovat provozní dobu, intenzitu odrazu a další parametry, jinak zaznamená mnoho falešných poplachů.

Pasivní

Liší se tím, že nemají zdroje vlnového záření a registrují vibrace vytvářené jinými objekty. Zpravidla se používá detekce tepelných změn způsobených vzhledem živých bytostí – lidí a zvířat. Plus by měl být považován za nízkou cenu a jednoduchost designu. Nevýhodou je omezený rozsah objektů, které lze detekovat.

Typ detektoru, který je nejvhodnější, bude záviset na zamýšleném použití. Pokud chcete zajistit detekci předmětů v chodbě, dveřním nebo okenním otvoru, můžete se omezit na vyrušovací zařízení. Pokud je úkolem sledovat celý obvod místnosti nebo na ulici, pak je lepší zastavit se u reflexního nebo objemového senzoru.

Zejména reflexní a objemové senzory se používají v systémech pro automatické zapínání a vypínání osvětlení.

Odborníci zjistili, že náklady na pořízení detektorů pohybu se vrátí úsporou elektrické energie během 1-2 let. Díky této výhodě jsou taková zařízení dostupná i pro majitele soukromých domů, nemluvě o velkých podnicích.

Musíte mít na paměti následující nuance:

1. Pohybový senzor je vyžadován tam, kde se lidé neustále nenacházejí.
2. Aktivace snímače pohybu způsobí, že zařízení změní provozní režim. Pokud se jedná o zářivky a spirálové výbojky, pak se při stálém zapínání a vypínání rychle opotřebovávají. V tomto případě by měly být použity LED nebo halogenové žárovky.

Typy snímačů pohybu

Obecný pojem „snímač pohybu“ se týká několika typů zařízení, která při své práci využívají různé fyzikální principy. Zvažme každý z nich podrobněji.

Infračervený detektor pohybu

PIR (pasivní infračervený) infračervený pohybový senzor funguje na základě registrace kolísání teploty v pozorované oblasti.

Pro funkci senzoru je nutné, aby objekt, který je v pozorovací zóně, vyzařoval tepelné záření do okolního prostoru. Mohou to být živé i neživé předměty – lidé, zvířata, auta atd. Snímač se nazývá pasivní, protože nevyzařuje vlastní záření a zachycuje pouze změny provedené jinými objekty.

Nezakrývejte PIR detektory kryty, clonami atd. Zhorší to jejich schopnost detekovat změny teploty a může způsobit selhání systému. Také provoz takových senzorů je negativně ovlivněn srážkami, oblečením na pohybujícím se předmětu.

Princip činnosti mikrovlnného snímače pohybu

Mikrovlnné detektory pohybu (HF – high frequency) vysílají do okolního prostoru vysokofrekvenční elektromagnetické vlny krátké délky. Při kolizi s okolními předměty se odrážejí a zaznamenávají senzorem, který zachycuje energii vln.

Pohyb objektů v pozorované oblasti tedy způsobuje změnu energie vln vyzařovaných senzorem. Charakteristickým rysem těchto vln je schopnost pronikat tenkými bariérami, jako je sklo, papír atd., jakož i tenkými stěnami a dveřmi.

Na rozdíl od infračervených senzorů RF senzory nevyžadují, aby cizí předmět vyzařoval teplo, stačí se jen pohybovat. V souladu s tím silné kolísání teplot významně neovlivňuje provoz mikrovlnných zařízení.

Princip činnosti ultrazvukového detektoru pohybu

Taková zařízení, jako jsou RF senzory, využívají aktivní princip činnosti, ale nevyzařují elektromagnetické, ale zvukové vlny. Zvukové vlny vyžadují k pohybu vzduch, takže senzory, které je používají, nebudou moci pracovat v blízkosti zdrojů tepla, v hlučné místnosti.

Princip činnosti snímače pohybu kamery

Kamerové senzory mohou využívat obraz přenášený z objektivu k detekci pohybu. Za tímto účelem je následující snímek porovnán s dříve přijatými snímky, a pokud je detekována změna, senzor se spustí. Pro takové systémy je vyžadována analýza videa. Na trhu najdete modely, které využívají několik senzorů s různým principem činnosti. To výrazně zvyšuje přesnost jejich provozu a odolnost vůči vnějšímu rušení.

Kritéria výběru snímače pohybu

Jak jsme zjistili, pohybové senzory lze použít pro nejrůznější potřeby a využívají různé fyzikální principy. Činnost zařízení je výrazně ovlivněna vnějšími podmínkami, proto je třeba při výběru detektoru zohlednit několik pravidel. Technické parametry zařízení naleznete v přiložené uživatelské příručce, ve které je třeba věnovat zvláštní pozornost následujícím bodům.

Pozorovací oblast, pozorovací úhel, pozorovací rozsah

Pro stabilní provoz detektoru musí detekovat změny v dostatečné vzdálenosti. Souhlaste s tím, že senzor je málo využíván, kůra nereaguje na pohyb dále než 15 metrů od něj a vzdálenost od dveří k místu instalace je 20 metrů. V prodeji najdete zařízení s různými úhly detekce, až 360 stupňů. V druhém případě je detektor vhodný pro instalaci na strop.

Protože požadavky na zařízení jsou do značné míry určeny charakteristikami místnosti nebo oblasti pozorování, lze úhel detekce nastavit v určitém směru. Musíte také vzít v úvahu detekční vzdálenost vertikálně a horizontálně. Pokud je detektor instalován na stropě a nedetekuje vibrace pod 2 metry, pak bude v průmyslové dílně k ničemu. V případě pochybností je vhodné zakoupit detektor s dostatečnou rezervou dosahu. Následně lze zařízení doladit na místě instalace.

Montážní plocha a třída krytí IP

Vezměte prosím na vědomí, zda je detektor vhodný pro venkovní instalaci nebo pouze pro vnitřní použití. Je také žádoucí, aby komunikace nezbytná pro připojení byla umístěna v blízkosti zařízení. Při montáži venku bude snímač vyžadovat ochranu proti povětrnostním vlivům. Třída ochrany takových zařízení musí být minimálně IP 44. Pokud je snímač instalován v místnosti, pak může být omezen na třídu ochrany IP 20. Při venkovní instalaci zkontrolujte, zda v detekční zóně nejsou žádné překážky zkreslující signál , jako jsou stromy nebo rostliny, zrcadlová letadla.

Typ a možnosti instalace

Detektory pohybu se liší způsobem montáže, existují modely nástěnné a stropní. Montáž na strop poskytne maximální detekční plochu díky kruhové detekci vibrací. Při instalaci na ulici se musíte ujistit, že k senzoru není volný přístup, takže zařízení je obtížnější deaktivovat. K tomu musí být výška od země alespoň 2 metry. Také vysoké umístění senzoru umožňuje rozšířit detekční zónu.